Решетневские чтения, 2017, часть 2

Citation preview

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» АО «Красноярский машиностроительный завод» при поддержке Министерства образования и науки РФ Государственной корпорации по космической деятельности «РОСКОСМОС» Правительства Красноярского края Совета ректоров вузов Красноярского края Федерации космонавтики России АО «ЦКБ «Геофизика» АО «НПП «Радиосвязь» ФИЦ «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук» Технологической платформы «Национальная информационная спутниковая система» Российского Союза научных и инженерных общественных объединений ОУ «Красноярский краевой Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных организаций»

Материалы XXI Международной научно-практической конференции, посвященной памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М. Ф. Решетнева (08–11 ноября 2017, г. Красноярск) В 2 ЧАСТЯХ. ЧАСТЬ 2 Электронное издание

Красноярск 2017 © СибГУ им. М. Ф. Решетнева, 2017

УДК 629.7 ББК 30 + 2 Р47 Редакционная коллегия: Ю. Ю. ЛОГИНОВ (председатель), А. В. АВДЕЕВ, Ю. Д. АЛАШКЕВИЧ, Е. В. БЕЛЯКОВА, В. Г. БОНДАРЕНКО, Е. Н. ГОЛОВЕНКИН, В. В. ДВИРНЫЙ, С. П. ЕРЕСКО, Л. В. ЕРЫГИНА, В. В. ЗОЛОТАРЕВ, И. Н. КАРЦАН, А. А. КИШКИН, В. А. ЛЕВКО, М. В. ЛУКЬЯНЕНКО, Ю. Н. МАЛАНИНА, А. В. МЕДВЕДЕВ, П. В. МИРОНОВ, А. Е. МИХЕЕВ, А. В. МУРЫГИН, В. П. НАЗАРОВ, В. И. ОРЛОВ, А. С. ПАРШИН, О. Е. ПОДВЕРБНЫХ, В. В. ПРОЦЕНКО, Л. В. РУЧКИН, М. В. САВЕЛЬЕВА, К. В. САФОНОВ, С. И. СЕНАШОВ, А. А. СТУПИНА, Г. А. СУБОЧ, О. В. ТАСЕЙКО, М. Н. ФАВОРСКАЯ, В. Х. ХАНОВ, Ю. П. ЮРОНЕН, В. Г. ЯЦУНЕНКО Под общей редакцией доктора физико-математических наук Ю. Ю. ЛОГИНОВА

Решетневские чтения [Электронный ресурс] : материалы XXI Междунар. науч.-практ. Р47 конф., посвящ. памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М. Ф. Решетнева (08–11 нояб. 2017, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова. – Электрон. текстовые дан. (1 файл: 12,65 МБ). – Систем. требования : Internet Explorer; Acrobat Reader 7.0 (или аналогичный продукт для чтения файлов формата .pdf) ; СибГУ им. М. Ф. Решетнева. – Красноярск, 2017. Ч. 2. – Режим доступа: https://reshetnev.sibsau.ru/page/materialykonferentsii. – Загл. с экрана. Сборник содержит материалы XXI Международной научно-практической конференции «Решетневские чтения», посвященной памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М. Ф. Решетнева, в которых представлены результаты исследований ученых и специалистов предприятий и организаций аэрокосмической отрасли, преподавателей, научных сотрудников, аспирантов и студентов высших учебных заведений Российской Федерации и стран ближнего и дальнего зарубежья. Сборник рассчитан на научных сотрудников, работников промышленности, преподавателей, аспирантов и студентов высших учебных заведений. В статьях сохранен авторский стиль изложения. УДК 629.7 ББК 30 + 2

Подписано к использованию: 31.10.2017. Объем: 12,65 МБ. C 267/17. Корректоры Т. Л. Патюкова, Л. В. Звонарева Макет и компьютерная верстка М. А. Светлаковой, О. В. Булатниковой Ответственный за перевод английского текста М. В. Савельева Редакционно-издательский отдел СибГУ им. М. Ф. Решетнева. 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31. E-mail : [email protected]. Тел. (391) 201-50-99.

Уважаемые коллеги! Приветствуем вас на XXI Международной научно-практической конференции «Решетневские чтения»! В XXI веке освоение и использование околоземного пространства стало одним из ключевых факторов, определяющих благополучие государства и высокий уровень жизни его граждан. В настоящее время в России продолжается реформирование военно-промышленного комплекса, действуют федеральные программы по развитию национальной орбитальной группировки космических аппаратов навигации и связи. Освоение околоземного пространства и далеких планет невозможно без развития науки. Именно поэтому в Сибирском государственном университете науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева вновь начинает свою работу Международная научно-практическая конференция «Решетневские чтения», посвященная памяти выдающегося ученого и конструктора ракетно-космических систем академика Михаила Федоровича Решетнева. Михаил Федорович Решетнев – ярчайший представитель той плеяды ученых и организаторов производства, которых в нашей стране принято называть первопроходцами космических трасс. М. Ф. Решетнев остался в нашей памяти как величайший ученый современности, как человек, внесший неоценимый вклад в развитие общества. Он был талантливейшим организатором, автором множества работ и открытий в области спутниковых коммуникаций, признанным мировым авторитетом. На конференции студенты профильных направлений, специалистыпрактики, представители базовых предприятий и научного сообщества могут обменяться опытом, обсудить перспективы дальнейшей работы, начать совместные проекты. За 21 год проведения конференция стала основой для интеграции образования, науки и производства, что способствует развитию науки и техники в современном мире. В этом году впервые будет организована работа секций конференции «Электронная компонентная база космических систем» и «Эффективность функционирования сложных систем». Конференция проводится ежегодно. Дата проведения конференции приурочена ко дню рождения академика М. Ф. Решетнева – 10 ноября. Уважаемые участники! Желаем вам успешных выступлений, плодотворных дискуссий и новых научных открытий! И. о. ректора Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Д. Н. Деревянных

Генеральный директор АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Н. А. Тестоедов

Генеральный директор АО «Красмаш» В. А. Колмыков

Секция

«МЕХАНИКА СПЛОШНЫХ СРЕД (ГАЗОДИНАМИКА, ГИДРОДИНАМИКА, ТЕОРИЯ УПРУГОСТИ И ПЛАСТИЧНОСТИ, РЕОЛОГИЯ)»

Механика сплошных сред (газодинамика, гидродинамика, теория упругости и пластичности, реология)

УДК 519.6 УПРОЩЕННЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ГИДРОТЕРМИЧЕСКОГО РЕЖИМА КРАСНОЯРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА* В. М. Белолипецкий, С. Н. Генова Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 Е-mail: [email protected] Рассматриваются упрощенные математические модели для описания температурного режима Красноярского водохранилища, стратифицированных течений несжимаемой жидкости вблизи водозабора. Ключевые слова: численные модели, термический режим, стратифицированные течения, Красноярское водохранилище. SIMPLIFIED MATHEMATICAL MODELS OF THE HYDROTHERMAL REGIME OF THE KRASNOYARSK RESERVOIR V. M. Belolipetskii, S. N. Genova Institute of Computational Modeling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation Е-mail: [email protected] The research focuses on simplified mathematical models to describe the temperature regime of the Krasnoyarsk reservoir and flows of stratified incompressible fluid near the water intake. Keywords: numerical modelling, hydrophysics, Krasnoyarsk reservoir, stratified flows Зарегулирование плотинами гидроузлов вносит существенные изменения в природные условия прилегающих районов. Изменяются температурные и скоростные режимы реки как выше, так и ниже гидроузла. Смена температурного режима оказывает влияние на развитие речной и флоры и фауны. После возведения Красноярской ГЭС заметно изменился гидроледотермический режим р. Енисей как выше, так и ниже гидроузла. Температура воды ниже плотины понизилась в летние месяцы на 10–12о и возросла зимой на 1,5–3,0о. Резкое изменение температурного режима р. Енисей в нижнем бьефе Красноярской ГЭС лишило жителей г. Красноярска привычного для них отдыха и купания на реке в летние периоды. Для численного моделирования процессов в верхних и нижних бьефов ГЭС применяются математические модели различного уровня сложности [1; 2; 3]. Математические модели гидротермических процессов в водоемах строятся на основе уравнений механики жидкости и теплопереноса с учетом специфики рассматриваемых задач. Температура воды, поступающей из водохранилища в нижний бьеф ГЭС, зависит от картины течений на приплотинном участке. В зависимости от температурной стратификации и от условий водозабора (положения водозаборных отверстий и расходов во-

ды) возможны различные картины течений вблизи водозаборов. Красноярское водохранилище вытянуто в меридиональном направлении и находится в среднем течении Енисея. Водохранилище условно разделяется на 8 гидрологических районов в виде прямоугольных параллелепипедов [4]. Для численного исследования гидротермического режима Красноярского водохранилища применяется схема ложа водохранилища в виде районов с непрерывным изменением глубины и скачкообразным изменением ширины. Математическая модель стратифицированных течений на приплотинном участке водохранилища основана на уравнениях движения неоднородной жидкости в приближениях Буссинеска, «твердой крышки» в переменных функция тока – вихрь [1]. Уравнения дополняются начальными и граничными условиями. На границе втекания ставятся «мягкие» граничные условия: Используется уравнение состояния пресной воды. Напряжение трения ветра вычисляется по формуле Саймонса. Граничные условия для вихря на твердых стенках получаются из условия прилипания. Будет использоваться условие первого порядка Тома [5]. Сформулированная задача решалась по явной разностной схеме. В глубоких районах вертикальные распределения температуры воды определялись по одномерной модели.

____________________________ *

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта № 16-41-240425.

5

Решетневские чтения. 2017

T(оС) 0

10

20

Скорость течения, q=3, глубинный водозабор

Скорость течения, q=3, поверхностный водозабор

Температура воды

‐10

30

0

10

20

U(м/с)

U(м/с) 30

‐10

0

0

0

0

10

10

10

20

20

20

30

30

30

40

40

40

50

50

50

60

60

60

70

70

80

80

10

20

30

w=0 м/с

100

w=‐5 м/с

w=5 м/с

80

w=‐5  м/с

90 100

а

70

Н(м)

90

Н(м)

Н(м/с)

w=5 м/с w=0 м/с

б

90 100

в

Рис. 1. Вертикальный профиль температуры и скорость течения воды на приплотинном участке Красноярского водохранилища (июль) при разных условиях водозабора и разной силы ветра

Рис. 2. Расчетные температурные профили в створах Красноярского водохранилища

для предложенной схемы ложа по упрощенным двумерным в вертикальной плоскости моделям. На рис. 2 показаны расчетные температурные профили в восьми створах Красноярского водохранилища. Результаты расчетов согласуются с натурными данными. Рассмотренные численные модели позволяют оценить влияние различных параметров (метеоусловий, режим работы ГЭС, положения водозаборных отверстий) на температурный режим реки ниже плотины ГЭС.

Для известных вертикальных распределений температуры воды на приплотинном участке определена температура воды, поступающей из водохранилища в нижний бьеф ГЭС. На рис. 1 показаны вертикальный профиль температуры воды на приплотинном участке Красноярского водохранилища в летний период (а) и результаты расчетов течений воды при поверхностном (б) и глубинном водозаборе (в) для удельного расхода 3 м2/c и ветра различной силы. Расчеты для летнего периода показали, что поверхностный водозабор позволит забирать из водохранилища слои воды с температурой, близкой к максимальной, т. е. повысить температуру воды в нижнем бьефе Красноярской ГЭС на 6–9 оС. Выполнены численные расчеты вертикальных распределений температуры воды в летний период в транзитном потоке Красноярского водохранилища

Библиографические ссылки 1. Моделирование задач гидроледотермики водотоков / В. М. Белолипецкий, С. Н. Генова, В. Б. Туговиков и др. Новосибирск : Сибирское отделение РАН, Институт вычислительных технологий, Вычислительный центр в Красноярске, 1993. 6

Механика сплошных сред (газодинамика, гидродинамика, теория упругости и пластичности, реология)

Academy of Science, Siberian Division, Institute of Computational Technologies, Krasnoyarsk Computing Center, 1993. 2. Zouabi-Aloui B., Adelana S. M., Gueddari M. Effects of selective withdrawal on hydrodynamics and water quality of a thermally stratified reservoir in the southern side of the Mediterranean Sea: a simulation approach. Environmental Monitoring and Assessment, May 2015. Р. 187–292. 3. Atavin A. A., Kudishin A. V., Zinoviev A. T. Mathematical modeling of hydrotechnical construc tion impact on hydrothermal and ice cover behavior of river, in Advances in HydroScience and Engineering, Sam / S. Y. Wang, Ed., Washington, 1993. Vol. 1, P. A. Р. 1019–1024. 4. Formation of the banks of the Krasnoyarsk reservoir / V. S. Kuskovsky, Yu. I. Podlipsky, V. I. Savkin, V. I. Shirokov. Novosibirsk : Science. 1974. 5. Roache P. J. Computational Fluid Dynamics – New Mexico : Hermosa, Albuquerque. 1972.

2. Zouabi-Aloui B., Adelana S. M., Gueddari M. Effects of selective withdrawal on hydrodynamics and water quality of a thermally stratified reservoir in the southern side of the Mediterranean Sea: a simulation approach. Environmental Monitoring and Assessment. May 2015. Р. 187–292. 3. Atavin A. A., Kudishin A. V., Zinoviev A. T. Mathematical modeling of hydrotechnical construc tion impact on hydrothermal and ice cover behavior of river, in Advances in HydroScience and Engineering, Sam / S. Y. Wang, Ed. Washington, 1993. Vol. 1, P. A. Р. 1019–1024. 4. Формирование берегов Красноярского водохранилища / В. С. Кусковский, Ю. И. Подлипский, В. И. Савкин и др. Новосибирск : Наука. 1974. 5. Roache P. J. Computational Fluid Dynamics – New Mexico : Hermosa, Albuquerque. 1972. References 1. Numerical modelling of the problems the channel ways of hydro-ice-thermics / V. M. Belolipetskii, S. N. Genova, V. B. Tugovikov, Yu. I. Shokin. Russian

© Белолипецкий В. М., Генова С. Н., 2017

7

Решетневские чтения. 2017

УДК 539.37 ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МИКРОПОЛЯРНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК* М. П. Варыгина Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 Е-mail: [email protected] Для исследования динамических процессов в микрополярных оболочках, широко использующихся в аэрокосмической промышленности, разработан эффективный параллельный алгоритм для суперкомпьютеров с графическими ускорителями. Представлены результаты численного решения задачи Лэмба о действии мгновенной сосредоточенной нагрузки. Ключевые слова: микрополярная теория упругости, динамика, цилиндрические оболочки, параллельные вычисления, технология CUDA. NUMERICAL MODELLING OF MICROPOLAR CYLINDRICAL SHELLS M. P. Varygina Institute of Computational Modeling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation Е-mail: [email protected] In order to research dynamic processes in micropolar cylindrical shells widely used in aerospace industry, an effective parallel algorithm for supercomputers with graphical processor units is developed. Numerical results of Lamb’s problem on instant concentrated load are presented. Keywords: micropolar elasticity theory, dynamics, cylindrical shells, parallel computations, CUDA technology. Полную систему уравнений микрополярных цилиндрических оболочек составляют уравнения движения: 2hrWi  N1i ,1  N 2i ,2  i 2 N 23 , 2hr W  N  N  N ,

В модели микрополярной среды (среды Коссера) [1] кроме поступательного движения, рассматриваются независимые малые повороты частиц, а наряду с тензором напряжений σ, вводится несимметричный тензор моментных напряжений m. Вопросы численной реализации моментной модели в плоском и пространственном случаях рассматриваются в работах [2; 3]. Численному моделированию микрополярных стержней и тонких пластин посвящена работа [4]. В этой работе продолжается исследование микрополярных тонкостенных конструкций, в частности, рассматриваются цилиндрические оболочки. Переход от трехмерных уравнений среды Коссера к двумерным уравнениям цилиндрических оболочек основан на линейной по толщине оболочки аппроксимации скорости v и угловой скорости ω [5]

3

22

  L  L  r(N  N )  L , 2hrj 3 13,1 23,2 12 21 22 2h3 r  j  K13,1  K 23,2  r (T12  T21 )  rL33 , 3 и соотношения теории упругости:

2 Eh rN 11  (V1,1   (V2,2  W3 )), 1  2 2 Eh rN 22  (V1,1  V2,2  W3 ), 1  2 rN ij  2h((  )V j ,i  (  )Vi , j  (1) j  2r 3 ),

v3 (q1 , q2 , q3 )  W3 (q1 , q2 ), i (q1 , q2 , q3 )  i (q1 , q2 ), 3 (q1 , q2 , q3 )  3 (q1 , q2 )  x3(q1 , q2 ), i  1, 2,

где qi – криволинейные координаты. После интегрирования системы уравнений среды Коссера по толщине оболочки 2h, система уравнений для цилиндрических оболочек записывается в терминах усредненных по толщине оболочки усилий и моментов: N   , T  q3  , L  m ,

rN i 3  2h((  )W3,i  (  )r  i  (1) j  2r  j ), rN i 3  2h((  )W3,i  (  )r  i  (1) j  2r  j ), 2 Eh3 rTii  ( i ,i   j , j ), 3(1   2 )

h

 () dq .

2h3 rTij  ((  ) j ,i  (  ) i , j  (1) j  2r , 3

3

h

______________________ *

23,2

2h r   i  T1i ,1  T2i ,2  rN 3i , 3   L  L  (1) j r ( N  N )   L , 2hrj 1i ,1 2 i ,2 3j i j3 i 2 23

vi (q1 , q2 , q3 )  Wi (q1 , q2 )  x3 i (q1 , q2 ),

K  q3 m ,    

13,1

3

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 16-31-00078).

8

Механика сплошных сред (газодинамика, гидродинамика, теория упругости и пластичности, реология)

rL11  2h((  2  )1,1  ( 2,2  3  r ), rL  2h(  (  2 )(   )   r ), 22

1,1

2,2

ных экспериментов показала ускорение параллельного алгоритма до 40 раз.

3

rL33  2h((1,1   2,2  3 )  (  2  )r ), rL  2h((   )  (   ) ), ij

j ,i

i, j

4  2h3 4  rLi 3  2h (3,i  i 2  2 ), rK i 3  ,i . 3  

Здесь i,j = 1, 2, i ≠ j, δi2 – дельта Кронекера. Нижний индекс после запятой обозначает соответствующую частную производную; ρ – плотность среды; j – постоянная, характеризующая инерцию частицы; λ, μ, α, β, γ, ε – феноменологические параметры упругости, E – модуль Юнга, ν – коэффициент Пуассона. Приведенную выше систему уравнений можно записать в векторном виде

Поверхности уровня момента T22 (слева) и скорости W3 (справа)

Библиографические ссылки 1. Cosserat, E., Cosserat F. Theorie des corps deformables. Paris : Herman et Fils. 1909. 2. Sadovskaya O., Sadovskii V., Varygina M. Numerical solution of dynamic problems in couple-stressed continuum on multiprocessor computer systems // Int. J. Num. Anal. Model., Series B. 2011. Vol. 2 (2–3). P. 215–230. 3. Varygina M.. Sadovskaya O., Sadovskii V. Resonant properties of moment Cosserat continuum // J. Appl. Mech. Tech. Phys. 2010. Vol. 51 (3). P. 405–413. 4. Varygina M. Numerical modeling of wave propagation processes in micropolar rods and thin plates // Appl. of Mathematics in Technical and Natural Sciences. 2016. Vol. 1773. AIP Conf. Proc. P. 080007-1–080007-8. 5. Sargsyan S. The theory of micropolar thin elastic shells. // J. Appl. Math. Mech. 2012. Vol. 76. P. 235–249.

U U U A  B1  B2  QU t x1 x2

относительно вектор-функции U, содержащей компоненты скорости, угловой скорости, усилий и моментов. Матрицы коэффициентов системы A, B1, B2 симметричны, матрица Q антисимметрична. Матрица A положительно определена, и система уравнений является гиперболической по Фридрихсу. Алгоритм численного решения задачи основан на методе двуциклического расщепления по пространственным переменным. На этапах расщепления метода используются монотонная разностная ENO-схема с предельной реконструкцией решения и метод КранкаНиколсон. Рассматриваемый метод двуциклического расщепления обеспечивает устойчивость численного решения при выполнении условия устойчивости Куранта–Фридрихса–Леви. Параллелизация вычислений выполнена на этапе расщепления задачи по пространственным переменным. Используется технология CUDA (Compute Unified Device Architecture) для суперкомпьютеров с графической архитектурой. На рисунке представлены результаты численного решения задачи Лэмба. В центре верхней границе действует мгновенная сосредоточенная нагрузка моментного напряжения T22. Нижняя граница закреплена. Остальные границы являются неотражающими. Размерность сетки составила 1024 × 512 ячеек. Было проведено 400 шагов по времени. Показаны поверхности уровня моментного напряжения T22 и скорости W3. На поверхностях уровня видны характерные для задачи Лэмба продольные и поперечные волны. Численные расчеты проводились на графической видеокарте NVIDIA Tesla C2050. Серия вычислитель-

References 1. Cosserat, E., Cosserat F. Theorie des corps deformables. Paris : Herman et Fils. 1909. 2. Sadovskaya O., Sadovskii V., Varygina M. Numerical solution of dynamic problems in couple-stressed continuum on multiprocessor computer systems // Int. J. Num. Anal. Model., Series B. 2011. Vol. 2 (2–3). P. 215–230. 3. Varygina M.. Sadovskaya O., Sadovskii V. Resonant properties of moment Cosserat continuum // J. Appl. Mech. Tech. Phys. 2010. Vol. 51 (3). P. 405–413. 4. Varygina M. Numerical modeling of wave propagation processes in micropolar rods and thin plates // Appl. of Mathematics in Technical and Natural Sciences. 2016. Vol. 1773. AIP Conf. Proc. P. 080007-1–080007-8. 5. Sargsyan S. The theory of micropolar thin elastic shells. // J. Appl. Math. Mech. 2012. Vol. 76. P. 235–249. © Варыгина М. П.. 2017

9

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.642.2 ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛУЛАГРАНЖЕВА МЕТОДА ДЛЯ ТРЕХМЕРНОГО УРАВНЕНИЯ НЕРАЗРЫВНОСТИ* А. В. Вяткин, Е. В. Кучунова* Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 * E-mail: [email protected] Представлен численный алгоритм решения начально-краевой задачи для трехмерного уравнения неразрывности. Представляемый метод основан на законе сохранения массы и имеет первый порядок сходимости. Ключевые слова: уравнение неразрывности, полулагранжевы методы, параллельные алгоритмы, MPI. PARALLEL REAEIZATION OF THE SEMI-LAGRANGIAN METHOD FOR THREE-DIMENSIONAL ADVECTION EQUATION A. Vyatkin, E. Kuchunova* Institute of Computational Modeling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation * E-mail: [email protected] We present the algorithm from family of semi-Lagrangian methods for the advection problem. The algorithm is based on the integral balance equation for the cubic neighborhood of a grid node. The algorithm is of the first-order accuracy. Numerical experiments confirm the suitability of the proposed scheme. Keywords: advection equation, semi-Lagrangian method, parallel algorithm, MPI, multiprocessor computer system. В настоящее время существует большое число методов численного решения уравнения неразрывности. Первыми методами, имеющими строгое теоретическое обоснование, были конечно-разностные схемы [1–3]. С 1960-х годов начал активно развиваться другой подход [4; 5], вытекающий из метода характеристик. Суть его состоит в том, что вдоль характеристики уравнение неразрывности можно переписать в виде обыкновенного дифференциального уравнения. Это позволяет для ряда задач использовать большие шаги по времени и сократить время расчетов. В настоящее время рассмотренный подход называется полулагранжевым методом. Современные версии метода [6–7] основаны на балансовом интегральном соотношении при переходе с одного временного слоя на следующий слой:

Одним из важнейших направлений вычислительной аэродинамики является расчет обтекания тел газом. Наиболее точная физико-математическая модель, описывающая движение газа, основана на системе уравнений Навье–Стокса, состоящей из уравнений количества движения, внутренней энергии и уравнения неразрывности. В настоящей работе рассматривается численное решение трехмерного уравнения неразрывности:  +    U   = f (t , x), x  D  R 3 , t   0, T  . t

Здесь   t , x  – искомая функция плотности газа, U   u  t , x  , v  t , x  , w  t , x   – заданный вектор скоро-

сти. Граница D замкнутого множества D состоит из объединения трех частей: D  in   out   rigid

   tm , x  dx     tm1 , x  dx 

( in – граница втекания,  out – граница вытекания и  rigid – граница с твердой стенкой). Полагаем, что ис-

Ω

Q

tm

 

f (t , x)dxdt I  Qin  .

tm 1 Q ( t )

Здесь  – некоторая область на m-том слое по времени, Q – криволинейный куб на (m–1)-ом слое по времени, боковые грани которого определяются характеристическими траекториями. Область Q(t) вырезана траекториями движения точек с верхнего слоя по времени на нижнем слое. Если множество  расположено достаточно близко к границе втекания, то некоторые траектории достигают D .

комая функция   t , x  известна в начальный момент времени на всем множестве   0, x   init  x  x  D  0, x   init  x  x  D и в любой момент времени на границе втекания   t , x   in  t , x    t , x    0, T   in .

________________________ * Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта № 16-41-243029.

10

Механика сплошных сред (газодинамика, гидродинамика, теория упругости и пластичности, реология)

4. Магомедов К. М. Метод характеристик для численного решения пространственных течений газа // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1966. Т. 6, № 2. С. 313–325. 5. Wiin-Nielson On the application of trajectory methods in numerical forecasting // Tellus. 1959. Vol. 11. P. 180–186. 6. Xin Wen, Vyatkin A. V., Shaidurov V. V. SemiLagrangian Scheme for soling hyperbolic equation of first order // Молодой учёный. 2013. № 9(56). С. 6–13. 7. Вяткин А. В., Ефремов А. А., Карепова Е. Д., Шайдуров В. В. Использование гибридных вычислительных систем для решения уравнения переноса модифицированным методом траекторий // Системный анализ и информационные технологии : Пятая междунар. конф. В 2 т. Красноярск : ИВМ СО РАН. 2013. Т. 1. С.45–55.

В этом случае возникает интеграл по области Qin  [tm 1 , tm ]  in : I  Qin  

  u (t , x)  t , x   dΓin dt .

Qin

Алгоритм построения численного решения на каждом слое по времени раскладывается на четыре составляющих: – аппроксимация интеграла на верхнем слое по времени, на котором решение еще не известно; – построение характеристических траекторий с верхнего временного слоя на нижний слой по времени; – приближенное вычисление интеграла на нижнем слое по времени; – приближенное вычисление интеграла от функции f (t , x) . Реализована параллельная версия алгоритма, которая основана на технологии передачи сообщений MPI. Для этого осуществлена декомпозиция расчетной области по вычислительным узлам с использованием разбиения области D на полосы, количество которых определяется количеством используемых вычислительных узлов. В связи с зависимостью по данным с предыдущего временного слоя, в каждой полосе выделены теневые грани для обмена значениями между соседними вычислительными узлами. Обмен значениями в теневых гранях осуществляется после каждого шага по времени при помощи пересылки сообщений. Проведенные вычислительные эксперименты подтверждают первый порядок сходимости численного решения к точному решению. Исследованный метод может быть применен для численного решения системы уравнений Навье–Стокса, описывающей обтекание объекта воздушным потоком.

References 1. Rjaben’kij V. S., Filippov A. F. Ob ustojchivosti raznostnyh uravnenij. M. : Gostehizdat, 1956. 2. Forsythe G. E., Wasow W. R. [Finite-difference methods for partial differential equations]. 1960, New York – London : John Wiley and Sons, 444 p. 3. Godunov S. K., Rjaben’kij V. S. Raznostnye shemy (vvedenie v teoriju). M. : Nauka, 1977. 4. Magomedov K. M. Metod harakteristik dlja chislennogo reshenija prostranstvennyh techenij gaza // Zhurnal vychislitel’noj matematiki i matematicheskoj fiziki. 1966. T. 6, № 2. Р. 313–325. 5. Wiin-Nielson [On the application of trajectory methods in numerical forecasting]. Tellus. 1959. Vol. 11. P. 180–186 6. Xin Wen, Vyatkin A. V., Shaidurov V. V. [SemiLagrangian Scheme for soling hyperbolic equation of first order]. Molodoy uchonyy. 2013. Vol. 9(56). P.6–13 7. Vyatkin A. V., Efremov A. A., Karepova E. D., Shajdurov V. V. Ispol'zovanie gibridnyh vychislitel'nyh sistem dlja reshenija uravnenija perenosa modificirovannym metodom traektorij // Pjataja Mezhdunarodnaja konferencija “Sistemnyj analiz i informacionnye tehnologii” : Trudy konferencii. V 2 t. Krasnojarsk : IVM SO RAN. 2013. T. 1. Р. 45–55.

Библиографические ссылки 1. Рябенький В. С., Филиппов А. Ф. Об устойчивости разностных уравнений. М. : Гостехиздат, 1956. 2. Вазов В., Форсайт Дж. Разностные методы решения уравнений в частных производных. М. : Наука, 1963. 3. Годунов С. К., Рябенький В. С. Разностные схемы (введение в теорию). М. : Наука, 1977.

© Вяткин А. В., Кучунова Е. В., 2017

11

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.642.2 ОБ АППРОКСИМАЦИИ ИНТЕГРАЛА ПО КРИВОЛИНЕЙНОМУ ЧЕТЫРЕХУГОЛЬНИКУ* А. В. Вяткин, Е. В. Кучунова Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 E-mail: [email protected] Представлена асимптотическая оценка точности аппроксимации интеграла по криволинейному четырехугольнику. Представленная оценка может быть использована для теоретического обоснования сходимости полулагранжевого метода. Ключевые слова: уравнение неразрывности, полулагранжевы методы, сходимость. APPROXIMATION OF INTEGRAL OVER QUADRANGLE WITH CURVED BOUNDARIES A. V. Vyatkin, E. V. Kuchunova Institute of Computational Modeling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation E-mail: [email protected] We present the theoretical estimation of approximation of integral over curvilinear quadrangle. It allows to get a theoretical justification of convergence order for semi-Lagrangian methods. Keywords: semi-Lagrangian method, theoretical justification, curvilinear quadrangle, integration. где d = x, y;  – шаг по времени в численном методе. Построенные описанным способом отрезки формируют прямосторонний четырехугольник P. Таким образом, интеграл I по области Q аппроксимируется интегралом Ih по области P (см. рисунок). Как правило [1; 2] в качестве подынтегральной функции ρ h выступаем многочлен. Проведено теоретическое обоснование, доказывающее что, если значение интеграла Ih по множеству P вычислено аналитически, то

Один из современных способов моделирования течения газа основан на численном решении системы уравнений Навье–Стокса, состоящей из уравнения внутренней энергии и уравнения неразрывности. Для поиска численного решения уравнения неразрывности ρ   uρ    vρ  ρ   uρ    vρ  + + =0 + + =0 t x y t x y

часто используют полулагранжевый метод [1; 2], построенный на равномерной сетке с шагом h. В этом случае возникает задача приближенного вычисления интеграла

I = Ih + O (h3  ).

I   h  tk 1 , x, y  dQ Q

h

где ρ – известная функция на предыдущем шаге по времени tk–1; Q – криволинейный четырехугольник с вершинами в точках Vi = (Vix, Viy); i = 1, …, 4. Во многих методах для вычисления интеграла I каждую сторону четырехугольника Q приближают отрезком прямой линии с вершинами в соответствующих точках из множества точек Vih = (Vih,x, Vih,y), таких что

Аппроксимация четырехугольника Q

Вычислительные эксперименты подтверждают аналитические выкладки. Данный результат может быть использован для обоснования сходимости полулагранжевого метода.

Vih,d = Vid + O (  2), _______________________ *

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта № 16-41-243029.

12

Механика сплошных сред (газодинамика, гидродинамика, теория упругости и пластичности, реология)

Библиографические ссылки

References

1. Вяткин А. В., Кучунова Е. В. Параллельная реализация полулагранжевого метода для уравнения неразрывности // Образовательные ресурсы и технологии. 2016. № 2 (14). С. 423–429. 2. A computational realization of a semi-lagrangian method for solving the advection equation / A. Efremov, E. Karepova, V. Shaydurov и др. // Journal of applied mathematics. 2014. № 2014. P. 610398. DOI 10.1155/2014/610398.

1. Vyatkin A. V., Kuchunova E. V. [A parallel semiLagragian algorithm for advection equation]. Obrazovatel’nyye resursy i tekhnologii. 2016. Vol. 2(14). P. 423–429. (In Russ.) 2. Efremov A., Karepova E., Shaydurov V., Vyatkin A. A computational realization of a semi-lagrangian method for solving the advection equation // Journal of applied mathematics. 2014. № 2014. P. 610398. DOI 10.1155/2014/610398. © Вяткин А. В., Кучунова Е. В., 2017

13

Решетневские чтения. 2017

УДК 539.374 ПЛОСКОЕ НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПЛАСТИНКИ КОНЕЧНЫХ РАЗМЕРОВ, ОСЛАБЛЕННОЙ КРУГОВЫМИ ОТВЕРСТИЯМИ О. В. Гомонова, С. И. Сенашов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Приводится методика построения упругопластической границы в задаче о растяжении пластинки конечных размеров, ослабленной двумя круговыми отверстиями разных радиусов. В методике используются законы сохранения. Ключевые слова: упругопластическая граница, законы сохранения, растяжение пластинки. PLANE STRESS STATE OF A FINITE-SIZE PLATE WEAKENED BY CIRCULAR HOLES O. V. Gomonova, S. I. Senashov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] A technique to construct elastoplastic boundary in a problem of tension of a finite-size plate weakened by two circular holes of different radii is considered in the research. Conservation laws are used in the proposed technique. Keywords: elastoplastic boundary, conservation laws, tension of a plate. В представленной работе предлагается методика нахождения упругопластической границы в задаче о растяжении пластинки конечных размеров, ослабленной двумя круговыми отверстиями разных диаметров. Для решения задачи используется техника законов сохранения. Определение границы между упругой и пластической областями – одна из сложнейших задач механики деформируемого твердого тела. Эта граница заранее не известна и определяется в процессе решения упругопластической задачи. В ряде случаев ее форму можно угадать из общих соображений. Рассмотрим прямоугольную пластинку, размера a  b ( a  10 см, b  2 см) с двумя круговыми отверстиями в центре радиусов r1  2,5 мм, r2  5 мм (рис. 1). Для построения границы необходимо решить упругопластическую задачу для области, ограниченной контуром   1   2  3 , состоящим из внешнего контура Г1 и двух внутренних – Г2 и Г3. В упругой области будут иметь место уравнения равновесия и уравнение совместности в напряжениях (здесь  x ,  y ,  – компоненты тензора напряжения

2x   2y   x  y  32  3k 2 ,

где k – постоянная пластичности. Граничные условия для пластинки выглядят следующим образом:  x n1  n2  X ,  y n2  n1  Y ,

(3)

 где n   n1 , n2  – вектор нормали к контуру Г; X , Y –

компоненты вектора внешних усилий. Пусть на пластинку действует растягивающее усилие вдоль оси абсцисс и сжимающее – вдоль оси ординат. Выпишем соответствующие значения для нормальных и касательных напряжений на внешнем контуре пластинки Г1: x  0, 0  y  b :  x  3k ,  y    0; x  a, 0  y  b :  x  3k ,  y    0; y  0, 0  x  a :  y   3k ,  x    0;

y  b, 0  x  a :  y   3k ,  x    0 .

Для контуров Г2 и Г3 получаем  x  3k ,  y  3k .

в случае плоского напряженного состояния).  y   x    0,   0,    x   у   0. x y y x

(2)

Решение поставленной упругопластической задачи состоит из трех этапов. Первый этап заключается в решении уравнения Лапласа F  0 с граничными условиями F |   x   y (  x ,  y – функции из усло-

(1)

Условие пластичности, выполняющееся на границах пластинки, для плоского напряженного состояния имеет вид

вий (2)–(3), F   x   y – гармоническая функция из третьего уравнения системы (1)). 14

Механика сплошных сред (газодинамика, гидродинамика, теория упругости и пластичности, реология)

Рис. 1. Пластинка конечного размера с круговыми отверстиями в центре

Рис. 2. Распределение упругой (синие крестики) и пластической (красные точки) областей в рассматриваемой пластинке с отверстиями

Получаем следующие значения для F на Контуре Г:

ласти. Точки, не удовлетворяющие данному условию, принадлежат области пластической. На рис. 2 представлены упругая и пластическая области, полученные в результате вычислений и соответствующие выбранным граничным условиям: Подробнее с методикой применения законов сохранения для решения упругопластических задач можно ознакомиться в трудах [1; 2].

F |x 0  3k , F |x a  3k , F | y 0   3k , F | y b   3k , F |2  2 3k , F |3  2 3k . Второй этап решения задачи состоит в нахождении функций  x ,  y ,  в каждой точке  x0 , y0  области, по формулам, найденным с использованием законов сохранения:

Библиографические ссылки 1. Senashov S. I., Filyushina E. V., Gomonova O. V. Construction of Elasto-Plastic Boundaries Using Conservation Laws [Построение упругопластических границ с использованием законов сохранения] // Vestnik SibGAU. 2015. Vol. 16, № 2. P. 343–359. 2. Сенашов С. И., Гомонова О. В. Об упругопластическом кручении стержня, находящегося под действием давления, меняющегося вдоль образующей // Вестник ЧГПУ им. И. Я. Яковлева. Сер. Механика предельного состояния. 2015. № 1 (23). С. 75–84.

 x  x0 , y0  



1 11x  12   f1 dy  12x  11  g1 dx , (4) 2 1 2 3









  x0 , y0  



1 12x  22  f2 dy  22x  12   g2 dx , (5) 2 1 2 3









 y  x0 , y0   F   x  x0 , y0  ,

(6)

References 1. Senashov S. I., Filyushina E. V., Gomonova O. V. Construction of Elastoplastic Boundaries Using Conservation Laws // Vestnik SibGAU. 2015. Vol. 16, № 2. P. 343–359. 2. Senashov S. I., Gomonova O. V. Ob uprugoplasticheskom kruchenii sterznya, nahodyashchegosya pod deystviem davleniya, menyayushchegosya vdol’ obrazuyushchei. [About Elastoplastic Torsion of a Rod Under the Action of Pressure Changing Along the Generatrix] Сенашов // Vestnik Yakovlev ChGPU. Series: Mechanics of Limiting State. 2015. № 1 (23). P. 75–84. (In Russ.)

где 11 

x  x0

 x  x0    y  y0 

12 

2

2

, 12  

y  y0

 x  x0    y  y0  2

2

, 22 

y  y0

 x  x0    y  y0  2

x  x0

 x  x0    y  y0  2

2

2

,

,

f1  0, f 2  0, g1   12 d y F , g 2   22 d y F .

На третьем этапе решения поставленной задачи проверяется условие пластичности (2) в каждой внутренней точке области, ограниченной контуром Г. Те точки, для которых выполняется условие 2 2 2 2  x   y   x  y  3  3k принадлежат упругой об-

© Гомонова О. В., Сенашов С. И., 2017

15

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.6 СОВМЕСТНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛУЛАГРАНЖЕВА ПОДХОДА И МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ТЕЧЕНИЯ ВЯЗКОЙ НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ*

Е. В. Дементьева, Е. Д. Карепова, В. В. Шайдуров Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 E-mail: [email protected] Рассматривается нестационарное течение вязкой несжимаемой жидкости в плоском канале. На границе вытекания ставятся граничные условия «do nothing». Для построения дискретного аналога используется комбинация полулагранжева подхода и метода конечных элементов. Для обеспечения сходимости метода в среднеквадратичной норме используется локальное интегральное балансовое соотношение между соседними временными слоями. Численные эксперименты для модельных задач демонстрируют сходимость предложенного метода. Ключевые слова: уравнения Навье–Стокса, вязкая несжимаемая жидкость, полулагранжев подход, конечные элементы Тейлора–Худа. A COMBINATION OF A SEMI-LAGRANGIAN APPROACH AND THE FINITE ELEMENT METHOD FOR MODELING A VISCOUS INCOMPRESSIBLE FLUID FLOW

E. V. Dementyeva, E. D. Karepova, V. V. Shaidurov Institute of Computational Modeling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation E-mail: [email protected] The two-dimensional time-dependent Navier-Stokes equations are considered for a viscous incompressible fluid in a channel. On the outlet boundary, the modified “do nothing” condition is imposed. To construct a discrete analogue, we use the conforming finite element method in the combination with a semi-Lagrangian approach. To guarantee the energy conservation and the stability in the mean-square norm, we use the discrete analogue of the local integral balance between two neighboring time levels. A numerical experiment shows the convergence of the proposed numerical method. Keywords: Navier–Stokes equations, viscous incompressible fluid, semi-Lagrangian approach, Taylor–Hood finite element. аппроксимация вдоль траектории назад по времени. В этом случае нелинейность присутствует только в диагональных членах, что существенно уменьшает количество итераций по нелинейности и позволяет обойтись без специальных приемов линеаризации. Для обеспечения законов сохранения предлагается использовать консервативную версию полулагранжевой аппроксимации, основанной на локальных балансовых соотношениях между соседними слоями по времени. Предлагаемый подход обеспечивает сходимость численного решения в среднеквадратичной норме. СЛАУ дискретной задачи относится к задачам с седловой точкой с симметричной плохо обусловленной матрицей.

В работе обсуждается численное моделирование двумерного течения вязкой несжимаемой жидкости в канале с жесткими стенками на основе начальнокраевой задачи для уравнений Навье–Стокса с граничным условием типа «do nothing» на границе вытекания. Для построения дискретного аналога используется метод конечных элементов совместно с полулагранжевой аппроксимацией транспортных производных. Для дискретизации оператора Стокса используются конечные элементы Тейлора–Худа, удовлетворяющие условию Ладыженской–Бабушки–Брецци, гарантирующему устойчивость по давлению. Для дискретизации нелинейного оператора транспортных производных используется полулагранжева ___________________________ *

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований в рамках научного проекта № 17-01-00270-а.

16

Механика сплошных сред (газодинамика, гидродинамика, теория упругости и пластичности, реология)

Для ее решения разработана вычислительная технология, которая: 1) не требует сборки и хранения блоков глобальной матрицы системы (большого объема данных), сборка невязки и произведения матрицы на вектор проводится поэлементно с использованием только локальных матриц жесткости; 2) не требует прямого обращения глобальной матрицы жесткости и использует только итерационные методы; 3) эффективно решает седловую задачу, в частности, использует метод Узавы – сопряженных градиентов для вычисления оператора Шура и его образа. В предложенных итерационных алгоритмах, как и в классическом методе Узавы, на каждой итерации

сначала вычисляется приближение для давления, а затем, – для скорости. Такой подход позволяет удовлетворить уравнению неразрывности с хорошей точностью. В то же время, в отличие от большинства известных методов Узавы предложенные методы не требует прямого обращение матрицы Шура для давления. Предложенная вычислительная технология протестирована на модельных задачах с точным решением. © Дементьева Е. В., Карепова Е. Д., Шайдуров В. В., 201

17

Решетневские чтения. 2017

УДК 532.5 СТАЦИОНАРНОЕ ТЕЧЕНИЕ ДВУХСЛОЙНОЙ СИСТЕМЫ ЖИДКОСТЕЙ С УЧЕТОМ ЭНЕРГИИ МЕЖФАЗНОГО ТЕПЛООБМЕНА*

М. В. Ефимова Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 * E-mail: [email protected] Интерес к изучению термокапиллярных течений вызван разработками новых технологий в области космического материаловедения. Построено стационарное течение системы бинарной смеси и вязкой жидкости с учетом влияния энергии межфазного теплообмена. Ключевые слова: уравнения Навье–Стокса, межфазный теплообмен, термоконцентрационные силы. STATIONARY FLOW OF THE TWO-LAYER SYSTEM OF LIQUIDS WITH THE ACCOUNT OF THE ENERGY OF INTERPHASE HEAT TRANSFER

M. V. Efimova Institute of Computational Modeling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation * E-mail: [email protected] Interest in the study of thermocapillary currents is caused by the development of new technologies in the field of space material science. The paper considers a stationary solution of the problem describing the flow of a two-layer system of a binary mixture and a viscous liquid with allowance for the influence of the energy of interphase heat transfer. Keywords: Navier–Stokes equations, interphase heat transfer, thermal concentration forces. раздела. Считается, что система находится в условиях невесомости, ограничена твердыми стенками и на поверхности раздела задана линейная зависимость поверхностного натяжения от температуры и концентрации смеси. Математическая формулировка задачи включает уравнения Навье–Стокса, неразрывности, теплопроводности и массопереноса, записанные для каждого из слоев жидкости. На твердых стенках задается условие прилипания, отсутствие потока вещества и параболический закон распределения температуры. На поверхности раздела выполнены кинематическое, динамическое условия, условия равенства скоростей, температур и условие энергообмена, отсутствие потока вещества через поверхность раздела [3]. Решение уравнений термодиффузионной конвекции описывается в специальном виде, когда одна из компонент скорости линейно зависит от продольной координаты, поля температур и концентрации имеют квадратичную зависимость от горизонтальной координаты. Такое поле скоростей соответствует хорошо известному решению Хименца для чисто вязкой жидкости [4]. В работе [5] найдено стационарное решение задачи без учета энергетического условия на поверхности раздела.

Введение. Конвективные течения в многослойных системах играют определяющую роль в различных природных и технологических явлениях: исследование конвективного перемешивания в областях химической промышленности и космического материаловедения и т. п. Исследование условий возникновения конвекции важно для оптимизации тепловых режимов хранения нефтепродуктов в емкостях, процессов химической технологии и др. Несмотря на широкое распространение [1; 2]), экспериментальное изучение таких течений оказывается достаточно сложным. Поскольку необходимым условием возникновения тепловой конвекции является наличие градиента температуры или концентрации, что в свою очередь породит возникновение неоднородности плотности и начнет развиваться гравитационная конвекция, интенсивность которой в земных условиях оказывается в несколько раз выше, чем у термоконцентрационной конвекции. Поэтому построение и изучение точных решений уравнений, описывающих конвективное течение, способствует лучшему пониманию качественных особенностей таких течений. Постановка задачи. Рассматривается совместное движение бинарной смеси и вязкой теплопроводной жидкости с общей недеформируемой поверхностью _______________________ *

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 17-01-00229).

18

Механика сплошных сред (газодинамика, гидродинамика, теория упругости и пластичности, реология)

а

б

Поле скорости (а) и изотермы (б) в системе бинарная смесь-жидкость.

Основными характерными параметрами задачи являются число Марангони, число Прандтля, число Шмидта. Для выяснения особенностей термоконцентрационного течения получено приближенное аналитическое решение в каждом из слоев при малых значениях числа Марангони методом малых возмущений. На рисунке представлен пример поля скорости (рисунок, а) и изотермы (рисунок, б) системы вблизи критической точки. Построенные точные стационарные решения позволяют изучить влияние энергии межфазного теплообмена на динамику течения жидкости и смеси.

Kreiszylinder. Dinglers Poliytech. J., № 326. P. 321–410, 1911. 5. Efimova M. On one two-dimensional stationary flow of a binary mixture and viscous fluid in a plane layer // Journal Siberian Federal University. Mathematics and Physics. 2016. № 9(1). C. 30–36. References

1. Scriven L. E., Sterling C. V. The Marangoni efftcts // Nature. 1960. Vol. 187, № 4733. P. 186–188. 2. Bejan A. Convection Heat Transfer. N. Y. : Wiley, 2004. 696 p. 3. Andreev V. K., Zakhvataev V. E., Ryabitskiy E. A. Termokapillyarnaya neustoychivost’ [Thermocapillary instability]. Novosibirsk : Nauka, 2000. 280 с. 4. Hiemenz K. Grenzschicht an einem in den gleichf¨ormigen Fl¨ussigkeitsstrom eingetauchten geraden Kreiszylinder. Dinglers Poliytech. J., № 326. P. 321–410, 1911. 5. Efimova M. On one two-dimensional stationary flow of a binary mixture and viscous fluid in a plane layer // Journal Siberian Federal University. Mathematics and Physics. 2016. № 9(1). C. 30–36.

Библиографические ссылки

1. Scriven L. E., Sterling C. V. The Marangoni efftcts // Nature. 1960. Vol. 187, № 4733. P. 186–188. 2. Bejan A. Convection Heat Transfer. N. Y. : Wiley, 2004. 696 p. 3. Андреев В. К., Захватаев В. Е., Рябицкий Е. А. Термокапиллярная неустойчивость. Новосибирск : Наука, 2000. 280 с. 4. Hiemenz K. Grenzschicht an einem in den gleichf¨ormigen Fl¨ussigkeitsstrom eingetauchten geraden

© Ефимова М. В., 2017

19

Решетневские чтения. 2017

УДК 539.3+539.4 ПРЯМЫЕ И ОБРАТНЫЕ ЗАДАЧИ ПЛОСКИХ КОНСТРУКЦИЙ С КРИВОЛИНЕЙНЫМ АРМИРОВАНИЕМ

Ю. В. Немировский1, Н. А. Федорова2 1

Институт теоретической и прикладной механики имени С. А. Христиановича СО РАН Российская Федерация, 630090, г. Новосибирск, ул. Институтская 4/1 E-mail: [email protected] 2 Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected]

В рамках плоской задачи неоднородной линейной анизотропной теории упругости на основе структурной модели выполнено моделирование композита, армированного семействами криволинейных волокон. Полученные решения позволяют проектировать элементы авиационных конструкций с требуемыми для практики свойствами. Ключевые слова: армирование, структурная модель, криволинейные траектории, прочность. DIRECT AND INVERSE PROBLEMS OF PLANAR CONSTRUCTIONS REINFORCED BY CURVILINEAR STRUCTURES

Y. V. Nemirovsky1, N. A. Feodorova2 1

Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics SB RAS 4/1 Institutskaya Str., Novosibirsk, 630090, Russia E-mail: [email protected] 2 Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: [email protected]

Mathematical simulation of composite material reinforced by sets of curvilinear fibers is done by reference to the structural model within the heterogeneous anisotropic linear elasticity problem. The obtained solutions allow to design airframe elements which exhibit the required properties. Keywords: reinforcement, structural model, curvilinear trajectories, strength. где Em  модуль Юнга материала m- го семейства волокон. Связь напряжений и деформаций для неоднородного армированного материала запишем в виде

В работах авторов [1; 2] сформулирована плоская задача армированной среды в криволинейных ортогональных координатах ( ,  ), которая включает уравнения равновесия, обобщенный закон ДюамеляНеймана в условиях термоупругого анизотропного деформирования, соотношения для напряжений в волокне на основе структурной модели [3]. Пусть армирование выполнено k семействами волокон, m  углы армирования m -м семейством волокон ( m  1,..., k ), являются непрерывными функциями координат,  m  деформация в волокне, m  интенсивность армирования m -м семейством волокон. Деформации в волокне определим по структурной модели [3] 11lm21   22lm2 2  12lm1 lm 2   0m ,

k

ij  a ijc   m m lmi lmj , где напряжения в связуюm 1

щем  определяем по формулам c ij

iic 

E  ii   jj  c 1    T  , (1   2 )

ijc 

E  , j  3  i, i  1, 2 , 1    ij

где E ,   соответственно модуль Юнга и коэффициk

ент Пуассона связующего материала, a  1   m  m 1

 0m   m  Tm , Tm   ma T ,

удельная интенсивность прослоек связующего между армирующими слоями. При наложении дополнительных условий постоянства сечений волокон (рациональное армирование), что соответствует условиям технологического процесса, интенсивность армирования m удовлетворяет следующим соотношениям

где lm1  cos m , lm 2  sin m ,  am  коэффициент линейного расширения m -го семейства волокон; T  заданная постоянная температура. Напряжение в волокне m находим по формуле m  Em  m  Em Tm , 20

Механика сплошных сред (газодинамика, гидродинамика, теория упругости и пластичности, реология)

  ( H 2 m cos m )  ( H1m sin m )  0.  

4. Федорова Н. А. Решение плоской задачи упругой среды, армированной тремя семействами волокон // Вычислительные технологии. 2005. Т. 10. Спец. выпуск. С. 90–99. 5. Немировский Ю. В., Федорова Н. А. Решение плоской задачи для металлокомпозита, армированного одним семейством криволинейных волокон // Вестник ЧГПУ им. И. Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. 2017. № 2 (32). С. 3–16. 6. Галанин М. П., Федорова Н. А. Армирование плоских конструкций по изогональным траекториям : препринт // ИПМ им. М. В. Келдыша. 2017. № 33. 16 с. 7. Немировский Ю. В., Федорова Н. А. Предельное деформирование дисков газовых и гидротурбин при различных структурах армирования // Известия высших учебных заведений. Физика. 2013. Т. 56. № 7/3. С. 191–196. 8. Немировский Ю. В., Федорова Н. А. Предельные деформации термоупругих плоских конструкций с криволинейным армированием // Вестник СибГАУ. Т. 17, № 1. 2016. С. 73–78.

(1)

Интенсивность m определяется из (1) после вычисления углов армирования при задании уравнений конкретных траекторий армирования и начальных условий выхода арматуры. В работе построены изогональные траектории к данным семействам плоских кривых, что расширяет многообразие непрерывных криволинейных траекторий. В рамках прямой задачи выполнено рациональное проектирование плоских волокнистых композитов, армированных непрерывными семействами криволинейных волокон. Выполнено моделирование для одного, двух, трех семейств криволинейных волокон и им изогональных траекторий [4–6]. Такой подход позволил решить прикладные задачи о прочности криволинейно армированных вращающихся дисков, являющимися элементами конструкций ответственного назначения [7]. Разработанный подход позволяет поставить и решить для различных механических ограничений обратную задачу об определении направлений рационального армирования. Задача рассмотрена для симметрической относительно срединной поверхности пластины [8]. Пластина состоит из прослоек связующего и прослоек арматуры. Прослойки тонкие, в пластине реализуется плоское напряженное состояние. Температура постоянна по толщине пластины. Ограничения рассмотрены на число семейств армирующих волокон, условий равнонапряженности некоторых из семейств, равной трещиностойкости связущего. Сформулированы разрешающие системы дифференциальных уравнений, детерминантным методом исследован их тип, поставлены краевые задачи, приведены частные решения задач о нахождении неизвестных направлений армирования. Выделено два класса задач по способам ввода семейств армирующих волокон. К первому классу относятся независимые семейства волокон (нет ограничений на семейства волокон). Ко второму классу относятся связанные семейства волокон. При рациональном армировании на функции, задающие траектории армирования семействами волокон, наложены дополнительные ограничения, например, для двух семейств волокон вводится условие их изогональности.

References

1. Nemirovsiy Yu. V., Feodorova N. A. Matematicheskoe modelirovanie ploskikh konstruktsii iz armirovann`ykh voloknist`ykh materialov. Krasnoyarsk : Sib. Fed. Univ., 2010. 136 р. (In Russ.) 2. Fedorova N. A. Upravlenie krivolinejnymi strukturami armirovanija ploskih konstrukcij // Izvestija Altajskogo gosudarstvennogo universiteta. Serija matematika i mehanika. 2014. № 1/1(81). Р. 130–133. (In Russ.) 3. Nemirovsky Yu. V. On the elastic behavior of the reinforced layer // Int. J. Mech. Sci. Vol. 12. 1970. 4. Fedorova N. A. Reshenie ploskoj zadachi uprugoj sredy, armirovannoj tremja semejstvami volokon // Vychislitel'nye tehnologii. 2005. T. 10. Spec. vypusk. Р. 90–99. (In Russ.) 5. Nemirovskij Ju. V., Fedorova N. A. Reshenie ploskoj zadachi dlja metallokompozita, armirovannogo odnim semejstvom krivolinejnyh volokon // Vestnik ChGPU im. I. Ja. Jakovleva. Serija: Mehanika predel'nogo sostojanija. 2017. № 2 (32). Р. 3–16. (In Russ.) 6. Galanin M. P., Fedorova N. A. Armirovanie ploskih konstrukcij po izogonal'nym traektorijam // Preprint IPM im. M. V. Keldysha. 2017. № 33. 16 р. (In Russ.) 7. Nemirovsiky Yu. V., Feodorova N. A. Predel’noye deformirovaniye diskov gazovykh i gidroturbin pri razlichnykh strukturakh armirovaniya // Izvestia vuzov. Phisics. 2013. Vol. 56. № 7/3. Р. 191–196. (In Russ.) 8. Nemirovskij Ju. V., Fedorova N. A. Predel'nye deformacii termouprugih ploskih konstrukcij s krivolinejnym armirovaniem // Vestnik SibSAU. T. 17, № 1. 2016. Р. 73–78. (In Russ.)

Библиографические ссылки

1. Немировский Ю. В., Федорова Н. А. Математическое моделирование плоских конструкций из армированных волокнистых материалов : монография / СФУ. Красноярск, 2010. 136 с. 2. Федорова Н. А. Управление криволинейными структурами армирования плоских конструкций // Известия Алтайского государственного университета. Серия математика и механика. 2014. № 1/1(81). С. 130–133. 3. Nemirovsky Yu. V. On the elastic behavior of the reinforced layer // Int. J. Mech. Sci. 1970. Vol. 12. P. 898–903.

© Немировский Ю. В., Федорова Н. А., 2017

21

Решетневские чтения. 2017

УДК 539.3 ДЕФОРМИРОВАНИЕ КРОВЕНОСНОГО СОСУДА КАК ТОНКОСТЕННОГО СОСУДА ДАВЛЕНИЯ

Р. А. Сабиров Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] В условиях невесомости у космонавтов происходит значительное увеличение скорости наполнения вен, увеличение их емкости и растяжимости, что приводит к явлению ортостатической неустойчивости при возвращении на Землю. Рассматривается расчет кровеносного сосуда, уравнения равновесия для которого получены по деформированной схеме. Нелинейная задача деформирования показывает, что одному и тому же давлению соответствуют два значения расширения. Это негативно влияет на смежные более тонкие сосуды, имеющие меньшее внутреннее давление при гемодинамике. Ключевые слова: сосуды давления, напряжения, деформации, гемодинамика. THE DEFORMATION OF A BLOOD VESSEL AS A THIN-WALLED PRESSURE VESSEL

R. A. Sabirov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] In weightlessness the astronauts experience a significant increase in the filling rate of the veins, increase of their capacity and elasticity, that results in the phenomenon of orthostatic instability when returning to Earth. The article discusses the calculation of a blood vessel, the equilibrium equation is obtained based on the deformed scheme. Nonlinear problem of deformation shows that the same pressure corresponds to two values of the extension. This phenomenon has a negative impact on the adjacent thinner vessels, which have less internal pressure when blood flows. Keywords: pressure vessels, stress, strain, hemodynamics. Введение. Деформирование сосудов человека при перегрузках, изучают в космической медицине. Исследования вен в реальных космических полетах, выполненные с помощью современной аппаратуры позволили установить, что с первых дней пребывания в невесомости выявлено значительное расширение вен [1], увеличение их емкости и растяжимости. В земных условиях движение (гемодинамика) крови по сосудам, возникающее вследствие разности гидростатического давления таково, что в венах стопы при ходьбе давление равно 15–30 мм рт. ст., а у стоящего человека – 90 мм рт. ст. [2]. Поэтому, проблему деформирования кровеносного сосуда и системы сосудов человека в условиях космического пространства и на Земле, можно назвать актуальной. В литературе по медицинской физике, например, [3], показано в кровеносных сосудах вычислять окружное напряжение  L с помощью уравнения  L  q0 R0 / t0 ,

wL  q0 R02 / Et0 ,

(2)

где E – модуль Юнга. Однако уравнения (1) и (2) справедливы при малых относительных деформациях и расширениях, и не отражают изменение давления и уменьшения толщины стенки сосуда. Отсюда следует задача исследования деформирования сосуда, когда его расширение существенно превышает начальный радиус и изменяется толщина стенки. Постановка задачи. Рассмотрим модель деформирования сосуда по деформированной схеме. Для этого составим уравнение равновесия деформированного сосуда (рис. 1). На рис. 1, а покажем начальный сосуд, имеющий радиус срединного слоя R0 . После приложения внутреннего давления q , радиус увеличивается и становится равным R0  w (рис. 1, б). Уравнение равновесия (1) в полярной системе координат будет иметь вид

(1)

где q0 – давление, R0 – радиус сосуда; t0 – толщина сосуда. Добавим к (1), закон Гука и закон, связывающий деформацию периметра сосуда с расширением wL , обозначающим величину, на которую увеличится его радиус

  q  R0  w  / t .

(3)

Здесь  – окружное напряжение; t – толщина деформированного сосуда. 22

Механика сплошных сред (газодинамика, гидродинамика, теория упругости и пластичности, реология)

R0

t

q

R0  w / 2 t0

а

б

Рис. 1. Поперечное сечение тонкостенного сосуда: а – начальное сечение сосуда; б – деформированный вид сечения

w2

w1

а

б

Рис. 2. Графики расчета вены: а – невязки нелинейного уравнения; б – изменение внутреннего давления

Расчет. Радиус вены R0  3 мм. Модуль Юнга

Положим упругое деформирование материала сосуда в рамках закона Гука [4]:   E  . (4)

E  8 104 Па. Начальная толщина вены равна t0  1 мм. Вычисления выполним с помощью программы Maple [5]. Результаты расчета вены представим на рис. 2. На рис. 2, а, на графике вычисления корней уравнения (8), при давлении q  q0  40 мм

Здесь   и  – относительная окружная деформация и меридиональное напряжение. Составим геометрическое уравнение. Длина окружности срединного слоя недеформированного сосуда равна l0  2R0 , а длина срединного слоя деформированного равна l1  2( R0  w) . Тогда деформация равна    w / R0 . (5)

рт. ст. наблюдаем два решения: w1  0, 001 м и w2  0, 008 м. На рис. 2, б представлен график зависимости давления q в зависимости от смещения w . При w  3 мм внутреннее давление достигает максимального значения q  6666,67 Па, а затем снижается. Напряжение в расчетах не превышало предела прочности вены, равного 1 МПа. Выводы. При расчете вены по деформированной схеме, расширения отличаются от расширений линейной схемы деформирования. Например, при q0  10 мм рт. ст. различие составляет 10 %, а при q0  50 мм рт. ст. различие значительнее – 126 %. В нелинейной задаче одному и тому же давлению отвечают два разных расширения, что может приводить к увеличению давления в более тонких венах в системе сообщающихся сосудов.

Подстановка в уравнение равновесия (3) закона Гука (4) совместно с (5), дает w / ( R0  w)  qR / Et0 . (6) В уравнение равновесия (6) подставим толщину t , которую вычислим из условия неизменности объема материала сосуда. Начальная площадь поперечного сечения

S0    R0  t0 / 2     R0  t0 / 2   2R0 t0 ; 2

2

изменяющаяся площадь поперечного сечения равна S  ( R0  w  t / 2) 2  ( R0  w  t / 2) 2  2( R0  w)t . Приравняв S0  S , получаем формулу вычисления толщины t  R0 t0 / ( R0  w) . (7)

Библиографические ссылки

1. Фомина Г. А. Изменения сердечно-сосудистой системы человека в невесомости [Электронный ресурс] // XVI Конференция по космической биологии и медицине с международным участием (5−8 декабря

Подстановка (7) в (6) даёт нелинейное уравнение для вычисления расширения w /  R0  w   q / Et0 w /  R0  w   q / Et0 2

2

. (8)

23

Решетневские чтения. 2017

2016, г. Москва). М., 2016. С. 245–247. URL: spacemedicine-2016.com. 2. Гемодинамика [Электронный ресурс]. URL: ru.wikipedia.org›. 3. Медицинская физика : учебник / авт.-сост. : В. А. Федоров, А. В. Яковлев, С. В. Васильева ; Министерство обр. и науки РФ ; ФГБОУ ВПО. 2012. 122 с. 4. Шалашилин В. И., Горшков А. Г., Трошин В. Н. Сопротивление материалов : учеб. пособие. М. : МАИ, 2000. 616 с. 5. Матросов А. В. Maple 6. Решение задач высшей математики и механики. СПб. : БХВ–Петербург, 2001. 528 с.

system in weightlessness]. [Jelektronnyj resurs]. Konferencija po kosmicheskoj biologii i medicine s mezhdunarodnym uchastiem. (Moscov, 5−8 dekabrja 2016 goda). М., 2016. P. 245–247. URL: spacemedicine-2016.com. 2. Gemodinamika [Jelektronnyj resurs]. URL: ru.wikipedia.org›. 3. Medicinskaja fizika [Medical physics]: uchebnik / avt.-sost. : V. A. Fedorov, A. V. Jakovlev, S. V. Vasil'eva ; Ministerstvo obr. i nauki RF ; FGBOU VPO, 2012. 122 p. 4. Shalashilin V. I., Gorshkov A. G., Troshin V. N. Soprotivlenie materialov [Mechanics of materials] : Ucheb.posobie. M. : MAI, 2000. 616 p. 5. Matrosov A. V. Maple 6. Reshenie zadach vysshej matematiki i mehaniki [Solution of tasks of higher mathematics and mechanics]. SPb. : BHV–Peterburg, 2001. 528. p.

References 1. Fomina G. A. Izmenenija serdechno-sosudistoj sistemy cheloveka v nevesomosti [Changes of cardiovascular

© Сабиров Р. А., 2017

24

Механика сплошных сред (газодинамика, гидродинамика, теория упругости и пластичности, реология)

УДК 539.3 К РАСЧЕТУ ДЕФОРМИРОВАНИЯ МЯГКОЙ ТОРОИДАЛЬНОЙ ОБОЛОЧКИ

Р. А. Сабиров Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Тороидальные оболочки применяются в аэрокосмической технике. Выполнен расчет напряженного и деформированного состояния тороидальной оболочки на действие внутреннего давления; уравнения равновесия составлены по деформированной схеме. При деформировании объем материала конструкции не меняется за счет уменьшения толщины стенки. При надуве оболочки разрешающее нелинейное уравнение предрешает монотонное увеличение внутреннего давления до определенного предела, а затем его понижение. Ключевые слова: тороидальная оболочка, сосуды давления, напряжения, деформации. CALCULATING THE DEFORMATION OF FLEXIBLE TOROIDAL SHELL

R. A. Sabirov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] Toroidal shell is used in aerospace technology. The calculation of the stress and strain state of the toroidal shell to the action of internal pressure; the equation of equilibrium is composed on the deformed scheme. During deformation, the volume of construction material is not changed by reducing the thickness of the wall. When inflating a shell, a resolving nonlinear equation prejudges the monotonous increase of the internal pressure to a certain limit and then decrease. Keywords: toroidal shell, pressure vessels, stress, strain. Введение. Уравнения для расчета тороидальных оболочек изложены в работах [1–3]. Основы технической теории мягких оболочек, предполагающей выделение некоторого основного напряженного состояния и линеаризацию системы уравнений оболочки, приведены в [4]. Уравнения равновесия мягкой цилиндрической оболочки составляются для деформированного состояния. Неизвестными величинами являются мембранные внутренние усилия и геометрия деформированной оболочки. Постановка задачи. Рассмотрим тороидальную оболочку (рис. 1). Фрагмент меридионального сечения тора изобразим на рис. 1 а, где обозначим: a – радиус от центра вращения тора, до вертикальной оси меридионального сечения окружности; R0 – начальный радиус срединного слоя оболочки; t0 – начальная толщина. Приложение внутреннего давления q приводит к увеличению радиуса R0 на величину w , которую назовем расширением. Толщина оболочки вычисляется из условия сохранения объема материала оболочки t  R0 t0 / ( R0  w) .

Меридиональное усилие N1 , выведем из уравнения равновесия отсеченной части деформированной оболочки (рис. 2) на вертикальную ось:

 2a  ( R0  w) sin  ( R0  w) qN (, w)  1 2  a  ( R0  w) sin   2a  ( R0  w)sin  ( R0  w) q. (2)  2  a  ( R0  w) sin 

N1 (, w) 

Широтное усилие N 2 получим из уравнения Лапласа [2]: N 2 ( w)  ( R0  w)q / 2 . (3) Уравнение, связывающее расширение w с нагрузкой q , основывается на законе упругости Гука [5]: N1 

Et (1   2 ) , 1  2

N2 

Et ( 2  1 ) , 1  2

(4)

в котором E – модуль Юнга,  – коэффициент Пуассона, а 1 и  2 – относительные деформации срединной поверхности оболочки: 1  w / R0 ,  2  w sin  / (a  R0 sin ) .

(5)

Нелинейное уравнение задачи, в котором расширение w  w(q, ) , следующее

(1)

25

Решетневские чтения. 2017

На рис. 3 представим деформированный вид меридионального сечения, соответствующее первому корню, полученному при решении уравнения (6). В таблице представим прогибы и напряжения. В столбце 2 выписаны расширения w(1) , соответствующие первому корню решения уравнения (6), а в столбце 3 – решения w(2) , отвечающие второму корню решения уравнения (6). В столбце 4 записаны меридиональные напряжения решения задачи 1 , а в столбце (6) – широтные напряжения  2 при рас-

Et0 w  (1   )(a  R0 sin )( R0  w) 2 2

 a  R0 (1  ) sin   R0 (1  ) sin   a  sin       q . (6) R0  w a  R0 sin    Здесь 0    2, q  0 . Расчет. В качестве примера тора рассмотрим резиновую камеру колеса автомобиля. Физические характеристики материала: E  106 Па ,   0, 499 ; ре-

зультаты обмера камеры: R0  0, 065 м , а  0, 215 м , t0  0, 002 м . Представим результаты расчета на линиях широты, координаты которых    / 2 ,    / 4 ,   0 ,    / 4 ,    / 2 при давлении q  6000 Па .

ширении w(1) . В столбцах (5) и (7) вычислены меридиональные напряжения 1Л и широтные напряжения 2Л геометрически линейной задачи, в которой w  0 .

y

y z

z

R0

w

a

a

R0

x

x

t0

t

а

б Рис. 1. Фрагмент тороидальной оболочки:

а – начальный вид оболочки; б – деформированный вид

N1 (  0)

0

q

z

   / 4

w  0,014м

/ 4

w  0,02445 м

a R0



w

/ 2

   / 2

x

w  0,0245 м

d

w  0,0105 м

R0  0,065 м

w  0,0096 м

N1 (, w)

Рис. 2. Фрагмент меридионального сечения тора

Рис. 3. Деформированное сечение

Прогибы и напряжения 

1  / 2  / 4 0 /4 /2

w(1) , м 2 0,0245 0,02445 0,014 0,0105 0,00963

w(2) , м

1 , МПа

1Л , МПа

 2 , МПа

2Л , МПа

3 0,0925 0,096 0,3 0,55 0,6

4 21,32 20,45 19,85 20,09 20,29

5 20,496 20,134 19,85 20,03 20,194

6 0,185 0.185 0,144 0,132 0,129

7

26

0,0975

Механика сплошных сред (газодинамика, гидродинамика, теория упругости и пластичности, реология)

Выводы. При надуве оболочки внутреннее давление повышается до определенного предела, а затем понижается. Каждой нагрузке q соответствует два расширения

5. Шалашилин В. И., Горшков А. Г., Трошин В. Н. Сопротивление материалов : учеб. пособие. М. : МАИ, 2000. 616 с. References

w(1) и w(2) .

Напряжения 1 и 1Л различаются несущественно. Самая большая разность между ними по широтной линии    / 2 , составляет 4 %.

1. Avdonin A. S. Prikladnye metody rascheta obolochek i tonkostennykh konstruktsiy [Applied methods of calculation of shells and thin-walled structures]. M. : Mashinostroenie, 1969. 402 p. 2. Feodos'ev V. I. Soprotivlenie materialov [Mechanics of materials]. M. : Nauka, 1974. 560 p. 3. Kan S. N. Stroitel’naya mekhanika obolochek [Structural mechanics of shells]. M. : Mashinostroenie, 1966. 508 p. 4. Balabukh L. I., Alfutov N. A., Usyukin V. I. Stroitel'naya mekhanika raket [Structural mechanics of rockets]. M. : Vyssh. shk., 1984. 391 p. 5. Shalashilin V. I., Gorshkov A. G., Troshin V. N. Soprotivlenie materialov [Mechanics of materials] : Ucheb. posobie. M. : MAI, 2000. 616 p.

Библиографические ссылки

1. Авдонин А. С. Прикладные методы расчета оболочек и тонкостенных конструкций. М.: Машиностроение.1969. 402 с. 2. Феодосьев В. И. Сопротивление материалов. М. : Наука. 1974. 560 с. 3 Кан С. Н. Строительная механика оболочек. М. : Машиностроение, 1966. 508 с. 4. Балабух Л. И., Алфутов Н. А., Усюкин В. И. Строительная механика ракет. М. : Высш. шк., 1984. 391 с.

© Сабиров Р. А., 2017

27

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.688 ЧИСЛЕННЫЙ АЛГОРИТМ, УЧИТЫВАЮЩИЙ ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ*

В. М. Садовский, О. В. Садовская, И. В. Смолехо Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 E-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected] Жидкие кристаллы находят широкое применение в области отображения информации, в частности в аэрокосмической технике. Предлагается численный алгоритм для исследования воздействий электрического поля на жидкий кристалл. Алгоритм реализован в виде параллельной программы на языке Си с применением технологии CUDA. Ключевые слова: жидкий кристалл, динамика, электрическое поле, уравнение Лапласа, метод прямых, преобразование Фурье, технология CUDA. NUMERICAL ALGORITHM CONSIDERING THE INFLUENCE OF ELECTRIC FIELD ON LIQUID CRYSTALS

V. M. Sadovskii, O. V. Sadovskaya, I. V. Smolekho Institute of Computational Modeling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation E-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected] Liquid crystals are widely applied in the field of information visualization, particularly in aerospace engineering. Numerical algorithm to analyse the influence of electric field on a liquid crystal is proposed. The algorithm is realized as a parallel program in the C language using the CUDA technology. Keywords: liquid crystal, dynamics, electric field, Laplace equation, method of straight lines, Fourier transform, CUDA technology. Жидкий кристалл – это промежуточное агрегатное состояние вещества, в котором проявляются одновременно свойства упругости и текучести. Физические свойства жидких кристаллов описаны в [1]. В аэрокосмической технике жидкие кристаллы используются в качестве средства визуализации информации в дисплеях приборов. В данной работе предлагается алгоритм численного решения задачи о возмущении жидкокристаллического слоя электрическим полем. Рассматривается протяженный в горизонтальном направлении слой жидкого кристалла толщины h под действием периодического электрического поля, создаваемого зарядами на пластинах-обкладках конденсатора. Во внешней части слоя потенциал φ электрического поля E = – φ удовлетворяет уравнению Лапласа Δ φ = 0 при x2 < 0 и при x2 > h. Внутри слоя выполняется уравнение, учитывающее анизотропию среды:  · (ε · φ) = 0, где ε – тензор диэлектрической проницаемости жидкого кристалла, зависящий от ориентации молекул. С учетом периодичности можно рассматривать лишь часть слоя длиной l. На пластинах-обкладках электрический потенциал распределен равномерно:

при    ,

   0   ,  0; x1 x1

при x2  0, x1  x1  x1  l  . Здесь ± – значения потенциала на границах жидкого кристалла извне (сверху и снизу относительно слоя), 0 – заданная константа, x1± – координаты левых концов верхней и нижней обкладок конденсатора, расположенных несимметрично в пределах выделенной части слоя. На остальных частях границы, где жидкий кристалл граничит с воздухом, выполняются условия непрерывности электрического потенциала и нормальной составляющей вектора электрической индукции. При наличии электрического поля молекулы жидкого кристалла испытывают действие объемных сил f = (P · ) E и моментов m = P × E, где P = ε0  E – вектор электрической поляризации, χ = ε – I – тензор диэлектрической восприимчивости, I – единичный тензор. Силы и моменты используются в качестве правых частей при решении уравнений акустического приближения жидкого кристалла [2]. Решение уравнения Лапласа во внешности слоя строится по методу прямых.

     0 ______________________

* Работа выполнена при финансовой поддержке Комплексной программы фундаментальных исследований СО РАН № II.2П “Интеграция и развитие” (проект № 0356-2016-0728).

28

Механика сплошных сред (газодинамика, гидродинамика, теория упругости и пластичности, реология)

а

б

Линии уровня Re(): симметричные (а) и несимметричные (б) пластины конденсатора

Уравнение внутри слоя решается итерационным методом с помощью рекуррентного пересчета по формуле: 0 *  0         .

а также реализующие итерационный метод решения уравнения для потенциала с помощью рекуррентного соотношения. В дальнейшем планируется встроить эту программу в разработанный ранее программный комплекс для математической модели, описывающей термомеханические свойства жидких кристаллов [3; 4]. На рисунке приведены результаты расчетов, выполненных для жидкого кристалла 5ЦБ размером 200 мкм  40 мкм [5]. В первом случае пластины конденсатора расположены симметрично, имеют одинаковую длину l ± = 100 мкм, координата левого конца x1± = 50 мкм (рис. 1а). Во втором случае пластины несимметричны, l + = 50 мкм и x1+ = 50 мкм для верхней пластины, l– = 20 мкм и x1– = 150 мкм для нижней пластины (рис. 1, б). Угол наклона молекул жидкого кристалла к оси абсцисс  = 60, диэлектрические проницаемости в направлении молекул и в поперечном направлении отличаются в 5 раз:  = || /5. Горизонтальными линиями показаны границы жидкокристаллического слоя. Предложенный параллельный вычислительный алгоритм позволит моделировать поведение жидких кристаллов под воздействием электрического поля.

В соответствии с этой формулой анизотропная среда на каждом шаге заменяется однородной и изотропной средой с диэлектрической проницаемостью 0, с распределенными внутри нее зарядами. Правая часть вычисляется на предыдущем приближении электрического потенциала, величина 0 выбирается из соображений наискорейшей сходимости итераций. Условие окончания итерационного процесса: ||* – ||   |||| с заданной погрешностью δ. Решение соответствующего дискретного уравнения Лапласа относительно нового приближения потенциала * строится с помощью разложения Фурье. При нахождении коэффициентов разложения применяется метод трехточечной прогонки. Сначала вычисляется частное решение неоднородной системы уравнений с однородными граничными условиями, а потом – два решения однородной системы. Общее решение исходной системы является линейной комбинацией этих частных решений. Необходимые коэффициенты, через которые электрический потенциал определяется во внешности слоя, находятся из граничных условий на обкладках конденсатора и условий склейки решений на свободной границе жидкого кристалла. В итоге получается замкнутая система уравнений для определения коэффициентов, которая решается методом LU-разложения. При численной реализации алгоритма, учитывая линейность задачи относительно потенциала электрического поля и то, что электрический потенциал определяется с точностью до аддитивной постоянной, в качестве значений ± берется 0+ = 1 и 0– = 0. Затем полученное решение умножается на размерный коэффициент, отвечающий заданной разности потенциалов на обкладках конденсатора. Параллельная программа, реализующая данный вычислительный алгоритм, находится в стадии отладки и верификации. Используется технология CUDA для вычислительных систем с графическими ускорителями. Этапы алгоритма выполняются последовательно, распараллеливание вычислений производится внутри каждого из этапов. В программе содержатся модули, реализующие метод прямых с применением трехточечной прогонки, преобразования Фурье и метода решения СЛАУ с помощью LU-разложения,

Библиографические ссылки

1. Blinov L. M. Structure and Properties of Liquid Crystals. Heidelberg. New York – Dordrecht – London : Springer, 2011. 439 p. 2. Садовский В. М., Садовская О. В. Об акустическом приближении термомеханической модели жидкого кристалла // Физическая мезомеханика. 2013. Т. 16, № 3. С. 55–62. 3. Sadovskaya O. V. Numerical simulation of the dynamics of a liquid crystal in the case of plane strain using GPUs // AIP Conf. Proc. 2014. Vol. 1629. P. 303–310. 4. Смолехо И. В. Параллельная реализация алгоритма для описания термоупругих волн в жидких кристаллах // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). С. 107–112. 5. Skarp K., Lagerwall S. T., Stebler B. Measurement of hydrodynamic parameters for nematic 5CB // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1980. Vol. 60, № 3. P. 215–236. References

1. Blinov L. M. Structure and Properties of Liquid Crystals. Heidelberg. New York – Dordrecht – London : Springer, 2011, 439 p. 29

Решетневские чтения. 2017

2. Sadovskii V. M., Sadovskaya O. V. On the acoustic approximation of thermomechanical description of a liquid crystal. Phys. Mesomech. 2013. Vol. 16, № 4. P. 312–318. 3. Sadovskaya O.V. Numerical simulation of the dynamics of a liquid crystal in the case of plane strain using GPUs. AIP Conf. Proc. 2014. Vol. 1629. P. 303–310. 4. Smolekho I.V. [Parallel implementation of the algorithm for description of thermoelastic waves in liquid

crystals]. Young Scientist. 2015. № 11 (91). P. 107–112. (In Russ.) 5. Skarp K., Lagerwall S. T., Stebler B. Measurement of hydrodynamic parameters for nematic 5CB. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1980. Vol. 60, № 3. P. 215–236. © Садовский В. М., Садовская О. В., Смолехо И. В., 2017

30

Механика сплошных сред (газодинамика, гидродинамика, теория упругости и пластичности, реология)

УДК 539.374 ТОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ ИДЕАЛЬНОЙ ПЛАСТИЧНОСТИ В СЛУЧАЕ ПЛОСКОГО НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ

С. И. Сенашов, И. Л. Савостьянова, Е. В. Филюшина Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Найдена группа непрерывных преобразований, допускаемая уравнениями пластичности в случае плоского напряженного состояния. Построены инвариантные решения, которые позволяют анализировать технологические процессы, использующие пластические деформации. Ключевые слова: пластичность, плоское напряженное состояние, точные решения. EXACT SOLUTIONS OF THE IDEAL PLASTICITY EQUATIONS IN THE CASE OF A PLANE STRESSED STATE

S. I. Senashov, I. L. Savostyanova, E. V. Filyushina Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] A group of continuous transformations admissible by the equations of plasticity in the case of a plane stress state is found. Invariant solutions are constructed that allows to analyze technological processes using plastic deformations. Keywords: plasticity, plane stress, exact solutions. 2 sinω sin2φ  sinω cos2φ +  r r 1  3cosω  sinω cos2φ 2sinω sin2φ + +  0. (2) r r θ Эта система допускает бесконечномерную алгебру Ли, которая порождается операторами

Симметрии широко используются для построения точных решений уравнений механики сплошных сред. В частности, для уравнений пластичности такие решения построены в работах [1–9]. В предложенной работе исследуются уравнения плоского напряженного состояния идеальной пластичности. Несмотря на практическую важность уравнений, они исследованы еще не недостаточно. Поэтому новые решения этих уравнений имеют не только фундаментальное значение, но и могут быть использованы для анализа технологических процессов. Уравнения в полярной системе координат имеют вид σ r 1 σ rθ σ r  σθ    0, r r θ r σ rθ 1 σθ 2σ rθ (1)    0, r r θ r σ r 2  σθ 2  σ r σθ  3σ rθ 2  3k s2 .

X1 

где α  r , θ  , β(r ,θ) – произвольное решение линеаризованной уравнений системы (2). Линеаризация осуществляется переходом к независимым переменным. Найдем инвариантное решение системы (2) отно сительно подалгебры X 1  . Его следует искать в θ виде ω  ω  r  , φ  φ(r ) . (3) Подставляем (3) в (2), получаем систему обыкновенных дифференциальных уравнений. Из нее следует r 2sinsin 2   C1  const . (4)

После замены переменных σ r  k s2 σθ  k

2 s

 

 3cosω  sinω cos2φ  ,

3cosω  sinω cos2φ ,

Из второго уравнения, после несложных преобразований, получаем

σ rθ  k sinω sin2φ. 2 s

3ω  ln tgφ  C2 – const .

Система уравнений запишется в виде  r





3cosω  sinω cos2φ 

    , X 2  r , X 2  α  r ,θ   β  r ,θ  , θ r r θ

(5)

Решение (4)–(5) может быть использовано для описания пластического состояния трубы под действием радиальных и касательных напряжений.

1  sinω sin2φ  r θ

31

Решетневские чтения. 2017

J. of Siberian Fed / Univ., Math. & Ph. 2010. Vol. 3(2). P. 248–255. 4. Senashov S. I., Yakchno A. N. Conservation Laws, Hodograph Transformation and Boundary Value Problems of Plane Plasticity // SIGMA. 2012. Vol. 8. 071, 16 p. 5. Senashov S. I., Yakchno A. N. Some symmetry group aspects of a perfect plane plasticity system // J. Phys. A: Math. Theor. 2013. Vol. 46. 6. Senashov S. I., Yakchno A. N. Conservation Laws of Three-Dimensional Perfect Plasticity Equations under von Mises // Yield Criterion Abstract and Applied Analysis. 2013. Vol. 2013. Article ID 702132, 8 p. 7. Senashov S. I., Kondrin A. V. Cherepanova O. N. On Elastoplastic Torsion of a Rod with Multiply Connected Cross-Section // J. Siberian Federal Univ., Math. & Physics., 2015. Vol. 7(1). P. 343–351. 8. Senashov S. I., Cherepanova О. N., Коndrin А. V. Elastoplastic Bending of Beam // J. Siberian Federal Univ., Math. & Physics., 2014. Vol. 7(2). P. 203–208. 9. Senashov S. I., Filyushina E. V., Gomonova O. V. Сonstruction of elasto-plastic boundaries using conservation laws // Вестник СибГАУ. 2015. Т. 16. № 2. С. 343–360.

Найдем инвариантное решение системы (2) отно сительно подалгебры X1  r . Его следует искать r в виде ω  ω  θ  , φ  φ(θ) . (6) Подставляя (6) в (2) получаем dθ ωcosωsin 2φ  2dθ φsinω cos 2φ  2sinω cos2φ  0,  3dθ ω sinω  dθ ωcosω cos2φ  2dθ φsinωsin 2φ   2sinω sin 2φ  0. (7)

Умножаем первое уравнение (7) на sin 2φ , а второе на  cos 2φ и складываем. Имеем





dθ ω cosω sin 2φ  3sinω cos 2φ  cosω cos 2 2φ  0 . (8)

Отсюда получаем первое решение системы (2) dθ ω  0 . Следовательно, ω  ω0  const .

(9)

Подставляя (9) в (7) имеем 2dθ φ cos 2φ  2 cos 2 = 0.

Отсюда получаем φ  θ  const . Для простоты считаем, что const = 0. Следовательно, компоненты тензора напряжения имеют вид

  k

References 1. Senashov S. I., Yakchno A. N. Reproduction of solutions for bidimensional ideal plasticity // Journal of Non -Linear Mechanics. 2007. Vol. 42. P. 500–503. 2. Senashov S. I., Yakchno A. N. Deformation of characteristic curves of the plane ideal plasticity equations by point symmetries // Nonlinear analysis. 2009. Vol. 71. P. 1274–1284. 3. Senashov S. I., Cherepanova, O. N. [New classes of solutions of the minimal surface equations] // Journal of Siberian Fed/ Univ., Math. & Ph. 2010. Vol. 3(2). P. 248–255. (In Russ.) 4. Senashov S. I., Yakchno A. N. Conservation Laws, Hodograph Transformation and Boundary Value Problems of Plane Plasticity // SIGMA, 2012. Vol. 8. 071. 16 p. 5. Senashov S. I., Yakchno A. N. Some symmetry group aspects of a perfect plane plasticity system // J. Phys. A: Math. Theor. 2013. Vol. 46. 6. Senashov S. I., Yakchno A. N. Conservation Laws of Three-Dimensional Perfect Plasticity Equations under von Mises Yield Criterion Abstract and Applied Analysis. Vol. 2013 (2013), Article ID 702132. 8 p. 7. Senashov S. I., Kondrin A. V., Cherepanova O. N. On Elastoplastic Torsion of a Rod with Multiply // Connected Cross-Section // J. Siberian Federal Univ., Math. & Physics., 2015. Vol. 7(1). P. 343–351. 8. Senashov S. I., Cherepanova O. N., Kondrin A. V. Elastoplastic Bending of Beam // J. Siberian Federal Univ., Math. & Physics., 2014. Vol. 7(2). P. 203–208. 9. Senashov S. I., Filyushina E. V., Gomonova O. V. Construction of elasto-plastic boundaries using conservation laws // Vestnik SibGAU. 2015. Vol. 16, № 2. P. 343–360.

  sin ω cos 2θ  ,

σr  k

3 cos ω0  sin ω0 cos 2θ ,

σθ

3 cos ω0

0

σ rθ  k  sin ω0 sin 2θ  .

Второе решение. В этом случае cosωsin 2φ  3sinω cos 2φ  cosωcos 2 2φ  0.

Отсюда получаем tgω 

1 . 3 cos 2φ

Подставляя это соотношение в (7) имеем



 





dθ φ 1  cos 2 2φ  2 sin 2 2φ  3 1  cos 2 2φ .

Последнее соотношение без труда вычисляется с помощью квадратур. Из-за громоздкости окончательный результат здесь не приводится. Построенные решения можно использовать для описания пластического течения внутри сходящегося канала. Библиографические ссылки 1. Senashov S. I., Yakchno A. N. Reproduction of solutions for bidimensional ideal plasticity // Journal of Non-Linear Mechanics, 2007. Vol. 42. P. 500–503. 2. Senashov S. I., Yakchno A. N. Deformation of characteristic curves of the plane ideal plasticity equations by point symmetries // Nonlinear analysis. 2009. Vol. 71. P. 1274–1284 3. Senashov S. I., Cherepanova O. N. Новые классы решений уравнений минимальных поверхностей //

© Сенашов С. И., Савостьянова И. Л., Филюшина Е. В., 2017

32

Механика сплошных сред (газодинамика, гидродинамика, теория упругости и пластичности, реология)

УДК 517.956+534.2 О ТОЧНЫХ РЕШЕНИЯХ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ПРОИЗВОЛОМ НЕОДНОРОДНОГО ВОЛНОВОГО УРАВНЕНИЯ

Ю. В. Шанько Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 E-mail: [email protected] В аэрокосмической науке и технике имеет большое значение исследование моделей акустики. В работе рассмотрено неоднородное волновое уравнение. Изучаются точные решение с функциональным произволом этого уравнения. Ключевые слова: неоднородное волновое уравнение, точные решения. EXACT SOLUTIONS WITH FUNCTIONAL ARBITRARINESS OF INHOMOGENEOUS WAVE EQUATION

Yu. V. Shan’ko Institute of Computational Modeling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation E-mail: [email protected] Investigation of acoustic models has a great importance in aerospace science and technology. The paper considers the inhomogeneous wave equation. The exact solutions with the functional arbitrariness of this equation are studied. Keywords: inhomogeneous wave equation, exact solutions. 2. Шанько Ю. В. Обобщенные функциональноинвариантные решения двумерного неоднородного волнового уравнения // Сиб. журн. индустр. матем. 2013. Т. 16, № 1. С. 126–137. 3. Шанько Ю. В. Обобщенные функциональноинвариантные решения двумерного волнового уравнения неоднородной акустики // Решетневские чтения : материалы XVI Междунар. науч. конф. Ч. 2 / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2012. С. 553. 4. Ganzha E. I. Intertwining Laplace transformations of linear partial differential equations // ArXiv preprint. 2013. arXiv:1306.1113. 5. Шанько Ю. В. Сплетающие соотношения для двух последовательностей дифференциальных операторов и точные решения одного класса уравнений в частных производных // Алгебра и логика: теория и приложения : тез. докл. Междунар. конф. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2016. С. 83–84. 6. Шанько Ю. В. Сплетающие соотношения дифференциальных операторов и точные решения неоднородного волнового уравнения // Решетневские чтения : материалы XX Юбилейной междунар. науч. конф. Ч. 2 / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. С. 152–153.

Модели акустики имеют важное значение при исследовании движения летательных аппаратов. В работе рассматривается двумерное уравнение распространения звука в неподвижной неоднородной среде [1]: ptt  px   p y  =   +  , ρc 2  ρ  x  ρ  y

(1)

здесь давление p зависит от времени t и декартовых координат x и y. Функции ρ = ρ(x, y) > 0 – плотность и c = c(x, y) > 0 – скорость звука являются заданными. Ищутся точные решения уравнения (1), которые можно представить в виде линейной комбинации произвольной гладкой функции одного переменного и ее производных до порядка n. Примеры таких решений для n = 0 рассмотрены в [2; 3]. При построении таких решений для n > 0 полезна техника сплетающих соотношений дифференциальных операторов [4]. Для уравнения (1) возможно построение бесконечных серий указанных выше классов решений [5; 6]. В докладе исследуются условия на функции ρ и c, при которых уравнение (1) имеет решения представимые в виде линейной комбинации произвольной функции и ее производных вплоть до любого порядка n. Приводятся примеры таких решений.

References

1. Brehovskih L. M., Godin O. A. Akustika sloistyh sred [Acoustics of layered media]. M. : Nauka, 1989 (In Russ.) 2. Shan’ko Yu. V. Obobshhennye funkcional'noinvariantnye reshenija dvumernogo neodnorodnogo vol-

Библиографические ссылки

1. Бреховских Л. М., Годин О. А. Акустика слоистых сред. М. : Наука, 1989. 33

Решетневские чтения. 2017

tochnye reshenija odnogo klassa uravnenij v chastnyh proizvodnyh [Intertwining relations for the two sequences of differential operators and exact solutions of a class of partial differential equations] // Algebra i logika: teorija i prilozhenija : tez. dokl. Mezhdunar. konf. [Materials Intern. Scientific. Conf “ Algebra and Logic: Theory and Applications”]. Krasnoyarsk, 2016. P. 83–84. (In Russ.) 6. Shan’ko Yu. V. Spletayushchie sootnosheniya differentsial’nykh operatorov i tochnye resheniya neodnorodnogo volnovogo uravneniya [Intertwining Relations of Differential Operators and Exact Solutions of Inhomogeneous Wave Equation] // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. P. 152–153. (In Russ.)

novogo uravnenija [Generalized functionally invariant solutions of the two-dimensional inhomogeneous wave equation] // Sib. Journ. Industr. Math. Vol. 16, № 1. P. 126–137. (In Russ.) 3. Shan'ko Yu. V. Obobshhennye funkcional'noinvariantnye reshenija dvumernogo volnovogo uravnenija neodnorodnoj akustiki [Generalized Functionally Invariant Solutions of 2D Inhomogeneous Acoustic Wave Equation] // Мaterialy XVI Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XVI Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2012. P. 533. (In Russ.) 4. Ganzha E. I. Intertwining Laplace transformations of linear partial differential equations // ArXiv preprint. 2013. arXiv:1306.1113. 5. Shan’ko Yu. V. Spletajushhie sootnoshenija dlja dvuh posledovatel’nostej differencial’nyh operatorov i

© Шанько Ю. В., 2017

34

Механика сплошных сред (газодинамика, гидродинамика, теория упругости и пластичности, реология)

UDC 539.374 ABOUT DEFORMATIONS OF A CORRUGATED SHEET METAL

O. Gomonova1, E. Andrieu2, E. Martin2, J. Hugues2 1

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] 2 CIRIMAT–ENSIACET 4, Emile Monso Av., Toulouse, 31030, France E-mail: [email protected], [email protected], [email protected] The article studies a problem of deformation of a corrugated sheet of metal pressed between two parallel rigid plates. One of geometries of the fluted sheet of metal is examined and its behavior during the compression test is analyzed. Keywords: corrugated sheet metal, deformations, cold compression. О ДЕФОРМАЦИЯХ ЛИСТА ВОЛНОВОГО МЕТАЛЛА

О. Гомонова, Э. Андриё, Э. Мартэн, Ж. Хьюг 1

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] 2 СИРИМАТ–Высшая национальная инженерная школа химии и технологий 4, аллея Эмиля Монсо, Тулуза, 31030, Франция E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]

Рассматривается проблема деформации листа гофрированного металла, сжимаемого между двумя жесткими параллельными плитами. Изучается одна из геометрий листа волнового металла, а также приводится анализ поведения материала в результате испытания на сжатие. Ключевые слова: гофрированный листовой металл, деформации, холодное сжатие. In order to identify the first order parameters governing the interlayer behavior, the examined fluted sheet of metal was created using SolidWorks Software [1–3]. Its shape and profile are presented on the Fig. 1, a and b respectively (all sizes are given in millimeters). The cold compression test was modeled for the constructed sheet of metal. For this case, the metal was pressed between two parallel rigid plates. A profile of the deformed material after compression test and as a result of modelling is given on the Fig. 2 (a) and (b) respectively.

Heat exchangers included in air conditioning systems for aircraft are produced by brazing process. These pre-coolers are constituted of fluted sheets of metal, Ni-based and stainless steel, interlayer plates and locking bars. The fluted alloy sheets are shaped by cold stamping. In addition to defects related to this process (imperfect profile, significant angles, different height tops), the presence of residual stresses is inevitable. Cold compression tests showed also differences in mechanical strength and crush behavior.

a

b Fig. 1. Model of a Corrugated Sheet of Metal

35

Решетневские чтения. 2017

a

b

Fig. 2. Profile of the Deformed Sample (after Compression Test (a) and as a Result of Modelling (b))

Fig. 3. Force-Displacement Curves Obtained by the Model

Fig. 3. shows force-deformation curves obtained by modeling in comparison with the experimental curve. (Notice that different properties of investigated metal were used in the model: initial material and workhardened one). As one can notice from the figure above, the best approximation of the experimental curve describes the 2 % work-hardened material. Other models of different geometries of investigating fluted sheet of metal will be presented in the next following authors’ works. The fluted sheets of metal were also tested in hot compression to simulate the brazing conditions. The models are therefore adapted to see the effects of temperature, applied force and creep.

References

1. Alyamovsky A. A. Inzhenernye raschety v SolidWorks Simulation [Engineer Calculations in SolidWorks Simulation]. M. : DMK., 2010. 464 p. 2. Alyamovsky A. A. SolidWorks Simulation. Kak reshat’prackticheskiye zadach [SolidWorks Simulation. Resolution of Practice Problems]. SPb. : BHV-Peterburg, 2012. 444 p. 3. Alyamovsky A. A., Sobachkin A. A., Odintsov E. V., Kharitonovitch A. I., Ponomarev N. B. Kompyuternoye modelirivaniye v inzhnernoy praktike [Computer Modeling in Engineering Practice]. SPb. : BHV-Peterburg, 2005. 800 p. © Gomonova O., Andrieu E., Martin E., Hugues J., 2017

36

Секция

«ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Решетневские чтения. 2017

УДК 547.773 СИНТЕЗ 1-НАФТИЛЗАМЕЩЕННЫХ НИТРОЗОПИРАЗОЛОВ П. С. Бобров, А. В. Андреева, А. В. Любяшкин, М. С. Товбис* Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Синтезированы новые, ранее неизвестные производные 4-нитрозопиразола. Данные соединения могут быть использованы в качестве компонентов твёрдых ракетных топлив в ракетной промышленности. Ключевые слова: изонитрозодикетон, 4-нитрозопиразол, нафтилпиразол, метилпиразол, циклоконденсация. SYNTHESIS OF 1-NAPHTHYL-SUBSTITUTED NITROSOPYRAZOLES P. S. Bobrov, A. V. Andreeva, A. V. Lyubyashkin, M. S. Tovbis* Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] New derivatives of 4-nitrosopyrazole are synthesized. These compounds may be used as components in solid rocket propellants at rocket industry. Keywords: isonitrosodiketone, 4-nitrosopyrazole, naphthylpyrazole, methylpyrazole, cyclocondensation. Введение. Азотсодержащие гетероциклические соединения представляют собой интерес в качестве биологически активных веществ [1]. Одними из самых перспективных азотсодержащих гетероциклов являются соединения ряда пиразола. В настоящее время производные пиразола широко применяются в качестве компонентов твёрдых ракетных топлив, лекарственных препаратов, красителей, люминесцентных и флюоресцентных веществ [2]. К биологически активным производным пиразола относятся различные анальгетики, антипиретики, психолептики, а также препараты для лечения эректильной дисфункции [3]. Ранее на кафедре органической химии и технологии органических веществ Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева был синтезирован ряд различных 5замещенных 2-(2-нафтил)-4-аминопиразолов циклоконденсацией 2-изонитрозо-1,3-дикарбонильных соединений с гидразином и алкилгидразинами с последующим восстановлением полученных нитрозопиразолов [4]. Биологический скрининг таких соединений показал, что эти вещества обладают селективным фунгицидным и бактерицидным действием. Однако

до сих пор не были получены аналогичные производные пиразола с 1-нафтильным заместителем. Поэтому целью данной работы стал синтез ряда новых 1-нафтилзамещённых нитрозопиразолов, а также доказательство их строения современными физикохимическими методами. Синтез исходных соединений вели по схеме, изображённой на рис. 1. На первом этапе нами был синтезирован 1-(1-нафтил)-бутандион-1,3 по методике конденсации Кляйзена [5]. Для получения 2-гидроксимино-1(1-нафтил)бутан-диона-1,3 провели нитрозирование 1-(1-нафтил)-бутан-диона-1,3 нитритом натрия в уксусной кислоте [6]. Полученный изонитрозодикетон вводили в реакцию циклоконденсации с гидразингидратом и этилгидразином. В результате синтеза были впервые выделены 3-метил-5-(1-нафтил)-4-нитрозо-1-Н-пиразол (выход 53 %), 3-метил-5-(1-нафтил)-4-нитрозо-1этилпиразол и его изомер 5-метил-3-(1-нафтил)-4нитрозо-1-этилпиразол (суммарный выход 72 %). Синтез новых соединений вели по схеме, изображенной на рис. 2.

AcOEt; EtONa; O

Et 2O

NaNO 2; AcOH O

O

O

O

CH3 CH3

N

CH3 OH

Рис. 1. Схема синтеза исходных соединений

38

Химия и химические технологии Et H N N N

CH3 O

O

N2H 4

O

EtOH N

+

N

Et-NH-NH 2

N

EtOH

CH3

N

CH3

N N

O

OH

Et

N

CH3 O

Рис. 2. Схема синтеза новых соединений

Экспериментальная часть. 3-метил-5-(1-нафтил)-4-нитрозо-1-Н-пиразол. В раствор 0,3 г (1,24 ммоль) 2-гидроксимино-1-(1нафтил)-бутандиона-1,3 в 10 мл этанола 95 % вводили 0,08 г (1,6 ммоль) гидразингидрата при перемешивании. Контроль реакции осуществляли методом тонкослойной хроматографии. Через 120 мин после начала процесса результат ТСХ свидетельствовал об отсутствии в реакционной массе исходного изонитрозодикетона. Реакционную массу разбавляли холодным насыщенным раствором хлорида натрия, отфильтровывали осадок в виде зелёных кристаллов. Выход 0,16 г (53 %), Тпл = 75 ºС (с разложением). Очистка полученного продукта проведена на хроматографической колонке. ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м. д.: 2,4 с (3Н, СН3), 7,5–8,2 м (7Н, Naph), 14,03 с (1Н, NH). УФ-спектр: λmax, нм (ε): 290 (13000), 685 (61). 3-метил-5-(1-нафтил)-4-нитрозо-1-этилпиразол. В раствор 0,5 г (2,07 ммоль) 2-гидроксимино-1-(1нафтил)-бутандиона-1,3 в 12 мл 95 % этанола вводили 0,15 г (2,48 ммоль) этилгидразина при перемешивании. Контроль реакции осуществляли методом тонкослойной хроматографии. По завершении реакции смесь разбавляли холодной водой, затем высаливали хлоридом натрия. Образовавшийся осадок отфильтровывали, промывали водой и сушили. Выход составил 0,36 г (72 %). При очистке продукта методом колоночной хроматографии выделены 2 продукта. 5-метил-3-(1-нафтил)-4-нитрозо-1-этилпиразол. Зелёные кристаллы Тпл = 108 ºС. ЯМР 1Н (ДМСОd6), δ, м.д.: 1,25 т (3Н, СН3-СН2), 2,4 с (3Н, СН3), 3,85 к (2Н, СН2), 7,54–8,24 м (7Н, Naph). УФ-спектр, λmax, нм (ε): 295 (23000), 685 (80). 3-метил-5-(1-нафтил)-4-нитрозо-1-этилпиразол. При комнатной температуре представляет собой голубовато-зелёную маслянистую жидкость. ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м. д.: 1,47 т (3Н, СН3-СН2), 2,4 с (3Н, СН3), 4,29 к (2Н, СН2), 7,45–8,07 м (7Н, Naph). УФ спектр: λmax , нм (ε): 295 (18000), 684 (80).

Библиографические ссылки 1. Солдатенков А. Т., Колядина Н. М., Шендрик И. В. Основы органической химии лекарственных веществ. М. : Химия, 2001. С. 75. 2. Иванский И. В. Химия гетероциклических соединений : учеб. пособие для ун-тов. М. : Высш. шк., 1978. С. 175–177. 3. Эльдерфилд Р. Гетероциклические соединения. М. : Мир, 1961. Т 5. 499 с. 4. Любяшкин А. В. Синтез N-алкилзамещенных нитрозопиразолов с 2-нафтильным заместителем. Сиб. гос. технол. ун-т // Химическая наука и образование Красноярья. Красноярск : КГПУ им. В. П. Астафьева, 2008. С. 21–24. 5. Banchetti A. Gazz. chim. ital. 1940, № 70. С. 134– 144. 6. Вейгандт-Хильгетаг. Методы эксперимента в органической химии. М. : Химия, 1968. 944 с. References 1. Soldatenkov A. T., Kolyadina N. M., Shendrik I. V. Fundamentals of organic chemistry of medicinal substances. M. : Chemistry, 2001. P. 75. 2. Ivansky I. V. Chemistry of heterocyclic compounds : рroc. allowance for un-tov. М. : Vyssh. shk., 1978. P. 175–177. 3. Elderfield R. Heterocyclic compounds. M. : Mir, 1961. Vol. 5. 499 p. 4. Lyubyashkin A. V. Synthesis of N-alkyl-substituted nitrosopyrazoles with a 2-naphthyl substituent. Sib. state. technol. University of Chemical Engineering and Education, Krasnoyarsk. Krasnoyarsk : KSPU them. V. P. Astaf’eva, 2008. P. 21–24. 5. Banchetti A. Gazz. chim. ital. 1940. Vol. 70. P. 134–144. 6. Weygandt-Hilgethag. Experimental methods in organic chemistry. M. : Chemistry, 1968. 944 p. © Бобров П. С., Андреева А. В., Любяшкин А. В., Товбис М. С., 2017

39

Решетневские чтения. 2017

УДК 547.773 ОЦЕНКА СКОРОСТИ НАКОПЛЕНИЯ НИТРОЗОПИРАЗОЛА В РЕАКЦИИ ИЗОНИТРОЗОДИКЕТОНА С ГИДРАЗИНГИДРАТОМ В. В. Ефимов*, Е. В. Неупокоева, А. В. Любяшкин, М. С. Товбис Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected] Построена зависимость увеличения концентрации нитрозопиразола от времени в ходе реакции изонитрозодикетона с гидразингидратом. Ключевые слова: нитрозопиразол, изонитрозодикетон, циклоароматизация, ультрафиолетовая спектроскопия, кинетика реакции. EVALUATING NITROZOPYRAZOLE ACCUMULATION RATE IN THE REACTION OF ISONITROZODIKETONE WITH HYDRAZYN HYDRATE V. V. Efimov*, E. V. Neupokoeva, A. V. Lyubyashkin, M. S. Tovbis Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The research studies relation between concentration of nitrosopyrazole and time in the reaction of isonitrosodiketone with hydrazine hydrate. Keywords: nitrozopyrazole, isonitrozodiketone, cycloaromatization, ultraviolet spectroscopy, reaction kinetics. Ранее были описаны методики получения нитрозопиразолов с алкильными, алкоксиметильными и арильными заместителями, их восстановление и ацилирование [1–3]. Однако интерес представляет не только синтез ранее неизвестных веществ, но и изучение реакционной способности соединений. В настоящей работе исследуется кинетика реакции циклоароматизации 2-гидроксимино-4-метокси-1-фенил-1,3-дикетона с гидразингидратом в спиртовом растворе рис. 1. Для оценки прироста концентрации нитрозопиразола мы использовали электронную спектроскопию. Известно, что при поглощении света нитрозопиразолы дают характерный максимум в области 680 нм. Это обусловлено переходом электронов с несвязывающей на π разрыхляющую молекулярную орбиталь (n→π* переход) [4]. Калибровка спектрофотометра производилась снятием спектра 95 % этанола в качестве базовой линии. Интервал длины волны, на котором производилась съемка, устанавливался в видимой области от 550 до 800 нм.

O

Отбор проб для снятия спектра проводили из свежеприготовленного раствора 0,0221 г (0,1 ммоль) 3-метоксиметил-4-нитрозо-5-фенил-1Н-пиразола в 100 мл этанола (С = 10–2 моль/л) при добавлении двукратного избытка гидразингидрата с одинаковым временным интервалом (10 мин) при 25 ºС. В работе было исследовано изменение концентрации нитрозопиразола в ходе реакции рис. 2. Был построен график скорости накопления нитрозопиразола от времени реакции рис. 3. Из графика следует, что прирост концентрации происходит почти линейно и достигает максимума при 400 мин. При снятии повторного спектра спустя сутки наблюдается значительное уменьшение оптической плотности в области 680 нм. Это можно объяснить превращением продукта реакции нитрозопиразола в соответствующий амин по реакции восстановления избытком гидразингидрата рис. 4.

O

HN N O

O

N 2 H 4 , C 2 H 5 OH NO

NOH

Рис. 1. Реакция циклоароматизации изонитрозодикетонов с гидразингидратом

40

Химия и химические технологии

Рис. 2. Изменение концентрации нитрозопиразола

Рис. 3. Кривая изменения концентрации пиразола по времени

HN

HN

N O

N O

[H]

NH2

NO

Рис. 4. Реакция восстановления нитрозопиразола гидразингидратом

Библиографические ссылки

References

1. Синтез этоксиметилнитрозопиразолов / А. В. Любяшкин [и др.] // Журнал органической химии. 2015. Т. 51, № 4. С. 607–608. 2. Синтез нового 3-метоксиметил-4-нитрозо-5-фенил1Н-пиразола и его восстановление / В. В. Ефимов [и др.] // Успехи современного естествознания. 2015. № 12. С. 42–46. 3. Синтез новых алкоксиметилзамещенных 4-амино1Н-пиразолов и их ацилирование / В. В. Ефимов [и др.] // Журнал органической химии. 2016. Т. 56. С. 52–54. 4. Современные физико-химические методы исследования в органической химии / В. А. Бурилов [и др.]. Казань : Казан. ун-т, 2014. 131 с.

1. Synthesis of ethoxymethylnitrosopyrazoles / A. V. Lubyashkin [et al.] // Journal of Organic Chemistry. 2015. Vol. 51, No. 4. P. 607–608. 2. Synthesis of the new 3-methoxymethyl-4-nitroso-5phenyl-1H-pyrazole and its reduction / V. V. Efimov [et al.] // The successes of modern natural science. 2015, No. 12. P. 42–46. 3. Synthesis of new alkoxymethylsubstituted 4-amino1H-pyrazoles and their acylation / V. V. Efimov [et al.] // Journal of Organic Chemistry. 2016. Vol. 56. P. 52–54. 4. Modern physicochemical methods of research in organic chemistry / V. A. Burilov [et al.]. Kazan : Kazan. Univ., 2014. 131 p. © Ефимов В. В., Неупокоева Е. В., Любяшкин А. В., Товбис М. С., 2017

41

Решетневские чтения. 2017

УДК 546.05 СИНТЕЗ НАНОЧАСТИЦ COFE2O4@AU СО СТРУКТУРОЙ «ЯДРО-ОБОЛОЧКА» В МИКРОЭМУЛЬСИИ Д. В. Карпов*, С. В. Сайкова, Т. В. Трофимова, А. Ю. Павликов Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 * E-mail: [email protected] Oписан процесс получения наночастиц CoFe2O4@Au со структурой «ядро-оболочка» в микроэмульсии состава CTAB, н-гептан, н-бутанол. Ключевые слова: феррит кобальта, золото, наночастицы, микроэмульсии. SYNTHESYS OF COFE2O4@AU NANOPARTICLES WITH CORE-SHELL STRUCTURE BY MICROEMULSION METHOD D. V. Karpov*, S. V. Saikova, T. V. Trofimova, A. Y. Pavlikov Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation * E-mail: [email protected] The article describes CoFe2O4@Au nanoparticles with core-shell structure prepared by microemulsion method. Keywords: cobalt ferrite, gold, nanoparticles, microemulsions. Введение. Наночастицы феррита кобальта вследствие их специфических магнитных и оптических свойств представляют значительный интерес для космической техники, в частности для создания устройств хранения данных. Кроме того, с недавнего времени появились работы, в которых показана возможность их биомедицинского применения. Так, магнитные наночастицы, покрытые химически инертной золотой оболочкой, могут быть использованы для адресной доставки лекарственных препаратов или радионуклидов в раковую опухоль. Возможность синтеза наночастиц с заданными оптическими свойствами открывает широкие возможности и в области термотерапии онкологических заболеваний. Другим возможным медицинским применением магнитных наночастиц может быть адресная доставка диагностического материала. Со времен описания в 1959 году Шульманом и сотрудниками первых термодинамически устойчивых микрогетерогенных жидкостей, названных микроэмульсиями, синтез в микроэмульсиях зарекомендовал себя как один из универсальных методов получения наночастиц с заданными размерами, геометрией и морфологией [1]. Показана возможность синтеза сферических наночастиц феррита кобальта со средним диаметром от 5 до 20 нм в зависимости от условий получения [2; 3]. Ряд работ посвящен биметаллическим частицам серебра и золота [4], а также частицам сульфидов металлов со структурой «ядро– оболочка» [5]. В то же время, в литературе отсутствуют работы, посвященных синтезу частиц феррита кобальта с золотой оболочкой методом микроэмульсий.

Целью настоящей работы является разработка методики синтеза наночастиц CoFe2O4@Au со структурой «ядро-оболочка» в микроэмульсиях. Экспериментальная часть. В ходе синтеза CoFe2O4@Au использовали ранее полученные путем анионообменного осаждения наночастицы феррита кобальта со средним диаметром 40-90 нм [6; 7]. Также использовали 0,1 М раствор H[AuCl4] х. ч., Na[BH4] ч. д. а., этиловый спирт 96 % ч. д. а., диметилсульфоксид х. ч., н-гептан ч. д. а., н-бутанол ч. д. а., CTAB (цетилтриметиламмоний бромид) ч. д. а. Синтез осуществляли по следующей методике: смешали по 0,928 г CTAB, 5,00 мл н-гептана и 0,87 мл н-бутанола. Взвесь выдержали в ультразвуковой ванне 2 мин для разрушения крупных частичек CTAB. Затем в каждую колбу прибавили 2,60 мл дистиллированной воды и вновь поместили в ультразвуковую ванну на 10 мин при периодическом перемешивании до образования густого прозрачного раствора. Затем в одну колбу (раствор 1) внесли 0,30 мл 0,5 М водного раствора Na[BH4] и перемешивали на магнитной мешалке в течение 10 мин. Во вторую колбу (раствор 2) добавили 0,05 мл 0,1 М водного раствора H[AuCl4] и 0,20 мл гидрозоля наночастиц феррита кобальта, для получения которого к 30 мг порошка CoFe2O4 прибавили 4 мл дистиллированной воды и поместили в ультразвуковую ванну на 10 мин. Раствор 2 также перемешивали магнитной мешалкой в течение 10 мин. Далее при интенсивном перемешивании по каплям прибавили раствор 1 к раствору 2. Полученный раствор красного цвета перемешивали 20 мин., после чего разрушили микроэмульсию путем прибавления 20 мл дистиллированной воды. 42

Химия и химические технологии

4. Chen D. H., Chen C. J. Formation and characterization of Au-Ag bimetallic nanoparticles in water-in-oil microemulsions, J. Mater. Chem, 2002. 12. Рp. 1557– 1562. 5. Petit C., Ixon L, Pileni M. P. Synthesis of cadmium sulfide in situ in reverse micelles 2. Influence of the interface on the growth of the particles, J. Phys. Chem, 1990. 94. Рp. 1598–1603. 6. Pashkov G. L., Panteleeva M. V., Saikova S. V. Reactive ion exchange processes of nonferrous metal leaching and dispersion material synthesis. Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2016. Vol. 50, no. 4. Рp. 575–581. 7. Ion-exchange synthesis of α-modification of nickel hydroxide / G. L. Pashkov [et al.]. Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2014. Vol. 48, no. 5. Pp. 671–676.

Наночастицы отделяли путем центрифугирования в течение 10 мин. при 8000 оборотов, далее их отмывали поледовательно безводным диметилсульфоксидом и трижды 96 % этиловым спиртом. Темно-синие наночастицы ресуспендировали в 2 мл этилового спирта и исследовали методами РФЭС и ПЭМ. References 1. Schulman J. H., Stoekenius W., Prince L. M. Mechanism of formation and structure of microemulsions by electron microscopy. J. Phys. Chem, 1959. 63. Рp. 1677–1680. 2. Barnickel P., Wokaum A. Synthesis of metal colloids in inverse microemulsions. Mol. Phys. 1990. 69. Рp. 1–9. 3. Pillai V., Shah D. O. Synthesis of high-coercivity cobalt ferrite particles using water-in-oilmicroemulsions. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 1996. 163. Рp. 243–248.

© Карпов Д. В., Сайкова С. В., Трофимова Т. В., Павликов А. Ю., 2017

43

Решетневские чтения. 2017

УДК 628.477.6:666.968.9 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗИНОВОЙ КРОШКИ В КАЧЕСТВЕ ЭЛАСТИЧНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ БИТУМНЫХ МАСТИК С. И. Левченко*, В. Р. Пен, Е. В. Харьянова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected] Изучено применение резиновой крошки, полученной при утилизации шин, в качестве эластичного наполнителя битумных мастик, применяемых для заделки температурных швов аэродромных плит. Ключевые слова: битумная мастика, температурные швы аэродромных плит, резиновая крошка, эластичный наполнитель. USING RUBBER CRUMB AS THE ELASTIC FILLING OF BITUMEN MASTICS S. I. Levchenko*, V. R. Pen, E. V. Kharyanova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * Е-mail: [email protected] The study focuses on the usage of the rubber crumb obtained during tire recycling as the elastic filling of the bitumen mastics used to seal temperature joints of airfield plates. Keywords: bitumen mastic, temperature joints of airfield plates, rubber crumb, elastic filler. Способность бетонных покрытий аэродромов и дорог расширяться при повышении температуры и влажности и подвергаться усадке при падении этих характеристик, вызывает появление напряжений, разрушающих его. Это приводит к короблению, образованию сколов, нарушению ровности и целостности покрытия. Для предотвращения этого явления в бетонных конструкциях устраиваются температурные швы, которые компенсируют температурные деформации плит, сбрасывают напряжение в покрытии, тем самым существенно снижая процессы разрушения и обеспечивая его целостность. Заделку температурных швов аэродромных покрытий осуществляют битумными мастиками, содержащими полимеры. Это могут быть блок сополимеры, полиолефины или просто отходы резинового производства. Наиболее распространенными материалами, применяемыми для производства битумных мастик, являются блок сополимеры: стирол-бутадиен-стирол), стирол-этилен/бутадиен-стирол и стирол-изопренстирол, применение которых позволяет получить мастику с наивысшими показателями по эластичности, когезионной прочности, физико-механическими показателями адгезии и с максимально возможным температурным интервалом эксплуатации. Однако стоимость таких мастик достаточно высока в несколько раз превышает стоимость битума [1]. Цель проводимого исследования: получение качественного продукта (полимерно-битумной мастики) путем оптимизации состава компонентов и создание индустриальной технологии получения конечных продуктов различного назначения на его основе.

Герметизирующая мастика горячего применения – это многокомпонентная система, состоящая из битумов нефтяных, мягчителей, пластификаторов, наполнителей, модифицирующей полимерную добавки, может включать измельченную резину (в виде резиновой крошки) [2]. Резинобитумная мастика отличается от битумов нефтяных более высокими упругопластичными свойствами при высоких положительных и низких отрицательных температурах. В использования вторичных материальных ресурсов особое место занимает проблема применение изношенных автомобильных и авиационных шин, а также других видов резинотехнических изделий. В процессе проводимого исследования разработаны состав и технология изготовления битумно-полимерных мастик, содержащих в качестве эластической составляющей резиновую крошку изношенных шин (авиационных, автомобильных, колесных тракторов, прицепов, строительной, подъемной, специальной и военной техники) различной степени измельчения [3; 4]. Перспективным направлением использования резиновой крошки является химическая модификацией ее поверхности [5; 6]. С целью расширения возможностей использования различной резиновой крошки проводилась ее обработка новыми модифицирующими системами, включающими диспергирующие, модифицирующие и регенерирующие составляющие. Далее модифицированная крошка применялась в составе различных битумных композиций. Модификация поверхности резиновой крошки обеспечивает близость химического состава полимерной 44

Химия и химические технологии

щиты искусственных покрытий аэродромов и автомобильных дорог. М., 1997. 21 с. 2. ГОСТ 30740–2000. Материалы, герметизирующие для швов аэродромных покрытий. Общие технические условия. Введ. 2001.07.04. М. : Изд-во стандартов, 2001, 25 с. 3. Касаткин М. М. Переработка амортизированных автомобильных (авиационных) шин и отходов резины. М. : Наука, 2014. 216 с. 4. Разгон Д. Р. Переработка изношенных шин: состояние и перспективы // Твердые бытовые отходы. 2008. № 5. С. 12–15. 5. Дроздовский В. Ф., Сулина А. П. Исследование существующих методов утилизации изношенных шин // Рециклинг отходов. 2008. № 1 (13). С. 2–9. 6. Руденский А. В., Хромов А. С., Марьев В. А. Применение резиновой крошки для повышения качества дорожных битумов и асфальтобетонов // Дороги России ХХI века. 2004, № 5. С. 62–71.

матрицы и измельченного материала для образования развитого слоя на межфазной границе. Введение резиновой крошки в битум осуществлялось либо термомеханическим способом с предварительной пластификацией крошки и последующим интенсивным перемешиванием, либо методом химической модификации в присутствии специальных химических реагентов. При термомеханической пластификации резины рекомендуется использовать добавки поверхностно-активных веществ. Установлено, что исследуемые модифицированные битумные мастики обладают более высокими показателями когезии и адгезии к любым поверхностям. Повышение поверхностной активности позволяет пространственно-эластичной структуре блоксополимера в среде взаимодействовать как с самой средой (битумом), так и с любыми наполнителями, без которых мастики не производятся. Например, основной показатель для аэродромных мастик – относительное удлинение при –20 °С, при использовании продуктов увеличивается на 70 %, соответственно, улучшается интервал пластичности. Модификация битума резиновой крошкой улучшает такие параметры битумной мастики, как эластичность и индекс пенетрации, физико-механические и усталостные свойства, сцепление с поверхностью минерального материала, наблюдается повышение устойчивости к старению и изменению температуры окружающей среды. На основании проведенных исследований выбраны оптимальные типы новых модифицирующих составов, которые позволяют предположить их высокую эффективность при использовании в условиях серийного промышленного производства. Определены оптимальные дозировки и размеры крошки, а также пути корректировки рецептур, позволяющие осуществить частичную или полную замену термоэластопластов резиновой крошкой в составе битумных мастик, при снижении их себестоимости, сохранении и некотором улучшении потребительских свойств.

References 1. Kozlov L. N., Ral’f A.-T., Vinogradov A. P. Sovremennye metody remonta i profilakticheskoy zashchity iskusstvennykh pokrytiy aerodromov i avtomobil’nykh dorog. M., 1997. 21 p. 2. GOST 30740–2000. Materialy germetiziruyushchie dlya shvov aerodromnykh pokrytiy. Obshchie tekhnicheskie usloviya. Vved. 2001.07.04. M. : Izd-vo standartov, 2001, 25 p. 3. Kasatkin M. M. Pererabotka amortizirovannykh avtomobil’nykh (aviatsionnykh) shin i otkhodov reziny. M. : Nauka, 2014. 216 p. 4. Razgon D. R. Pererabotka iznoshennykh shin: sostoyanie i perspektivy // Tverdye bytovye otkhody. 2008, № 5. P. 12–15. 5. Drozdovskiy V. F., Sulina A. P. Issledovanie sushchestvuyushchikh metodov utilizatsii iznoshennykh shin // Retsikling otkhodov. 2008. № 1 (13). P. 2–9. 6. Rudenskiy A. V., Khromov A. S., Mar’ev V. A. Primenenie rezinovoy kroshki dlya povysheniya kachestva dorozhnykh bitumov i asfal’tobetonov // Dorogi Rossii ХХI veka. 2004. № 5. P. 62–71.

Библиографические ссылки 1. Козлов Л. Н., Ральф А.-Т., Виноградов А. П. Современные методы ремонта и профилактической за-

© Левченко С. И., Пен В. Р., Харьянова Е. В., 2017

45

Решетневские чтения. 2017

УДК 547.314 ДОКАЗАТЕЛЬСТВО СТРОЕНИЯ СЕМИКАРБАЗОНА 2-ГИДРОКСИМИНО-3-ОКСОБУТАНАЛЯ В. П. Майорова, Я. А. Матросов, Е. С. Семиченко, Т. А. Фроленко Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Доказательство строения семикарбазона 2-гидроксимино-3-оксобутаналя основано на данных ЯМР 1Н спектроскопии. Ключевые слова: 2-гидроксимино-3-оксобутаналь, семикарбазон, ЯМР1Н-спектроскопия. PROVING THE STRUCTURE OF 2-(2-(HYDROXYIMINO)-3-OXOBUTYLIDENE) HYDRAZINECARBOXAMIDE V. P. Maiorova, Y. A. Matrosov, E. S. Semichenko, T. A. Frolenko Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The proof of the structure of the semicarbazone of 2-hydroxymino-3-oxobutanal is based on NMR 1H spectroscopy. Keywords: 2-hydroxyimino-3-oxobutanale, semicarbazone, 1H NMR spectroscopy. Получение семикарбазона 3-оксобутаналя открывает путь к синтезу 4-нитрозопиразолов с реакционноспособной группой в 4-м положении, что дает возможность для перехода к другим функционализированным пиразолам. Также замещённые 4-нитрозо-пиразолы могут применятся в производстве полимеров [1; 2]. Кроме того, известно о бактерицидных и фунгицидных свойствах некоторых 4-нитрозопи-разолов [3; 4]. Целью нашей работы стало доказательство строения ранее полученного 2-(2-гидроксимино)-3оксобутилиден) гидразинкарбоксамида (I) методом ЯМР 1Н-спектроскопии. Синтез семикарбазона (I) осуществлен в три стадии. Вначале из 4,4-диметоксибутан-2-она получили гидролизом в кислой среде 3-оксобутаналь. Затем провели нитрозирование нитритом натрия при t = 0–1 °С. После проведения реакции окислы азота удалили под вакуумом [5] и провели взаимодействие образующегося неустойчивого 2-гидроксимино-3-оксо-бутаналя (II) с семикарбазидом, генерированным из гидрохлорида при добавлении соды в воде (рис. 1) [6; 7]. Строение семикарбазона (II) подтверждается данными ЯМР 1Н спектроскопии. В ЯМР 1Н спектре (ДМСО-d6) (рис. 2) соединения (3) имеются сигналы протонов метильной группы в виде синглета с химическим сдвигом 2,36 м. д.

Сигнал протона –НС=О группы синглетный и имеет химический сдвиг 7,85 м. д. Аминная группа дает уширенный синглетный сигнал в области 6,34 м. д. Сигнал протона гидроксиминогруппы также синглетный и наблюдается при 12,79 м. д. Протон -HN-C=O группы дает синглетный сигнал в области 10,58 м. д. Отнесение сигналов сделано на основании величины химического сдвига, характерного для метильных и оксимных протонов, а также протонов аминогрупп. Экспериментальная часть. 2-(2-гидроксимино)-3-оксобутилиден)гидразинкарбоксамид. Смесь 5,28 г (0,04 моль) 4,4диметокси-бутан-2-она и 40 мл 1Н соляной кислоты (0,04 моль) перемешивали 0,5 ч при 20 °С, затем охладили до 0 °С и по каплям добавили раствор 3,04 г (0,044 моль) нитрита натрия в 6 мл воды таким образом, чтобы температура раствора не превышала 1°С. Затем отдули окислы азота под вакуумом водоструйного насоса в течение 0,5 ч. После чего добавили раствор семикарбазида 4,46 г (0,04 моль) и соды 2,12 г (0,2 моль) в 5 мл воды. Перемешивали 15 минут при 20 °С и отфильтровали. Осадок высушили на воздухе. Выход 5 г (58 %). Т пл. 212–213 °С. Спектр ЯМР 1Н, δ, м. д.: 2,36 с (3Н, СН3), 6,34 с (2Н, NH2), 7,85 с (1Н, СH), 10,58 с (1Н, NН), 12,79 с (1Н, NOH).

O Me

O

O

Me

H2N NH C NH2* HCl H

N

H N

Na2CO3

O

NH2

O

H

NOH

NOH

II

I

Рис. 1. Синтез семикарбазона (I)

46

C

58%

Химия и химические технологии

Н2О

Н4

O

NOH

H5

N N

N

H6

H8

7

H C

CH4

Н1-Н3

1

H2 H3

O

Н8

Н7

Н5, Н6

Рис. 2. ЯМР 1Н (ДМСО-d6) спектр

Библиографические ссылки

References

1. Гончаров Е. В. Нитрозогетероциклические соединения в качестве модификаторов эластомерных композиций : автореф. дис. … канд. техн. наук / ИГХТУ. Иваново : ИГХТУ, 2009. 16 с. 2. Гончаров Е. В., Субоч Г. А., Гочаров В. М. О применении гетероциклических нитрозосоединений в качестве модификаторов эластомерных композиций // Каучук и резина. 2007. № 1. С. 20–22. 3. Heterocyclic compounds : пат. 2827415 США : Cl 167-33 / Freeman W. A., Pain D. L., Slack R. № 603809 ; заяв. 13.08.1956 ; опуб. 18.03.1958. 4. Improvements in or relating to pyrazole compounds and compositions containing them : пат. 786753 Великобритания : C07D231/38, С07D 231/00 / Freeman W. A., Slack R. № GB 19550004249 1950212 ; заяв. 12.02.1955 ; опубл. 27.11.1957. 5. 4,4-Диметоксибутан-2-он в синтезе 4-нитрозопиразолов / Т. А. Фроленко [и др.] // Журнал органической химии. 2011. Т. 47, Вып. 4. С. 615–616. 6. Синтез 3-метил-4-нитрозо-1Н-пиразол-1-карбоксамида / А. А. Авилович [и др.] // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки : материалы Всерос. науч.-практ. конф., 14–15 мая 2015 г. Красноярск : СибГТУ. 2015. Т. 2. С. 15–17. 7. Шавилкова О. Н. Синтез семикарбазонов 2гидроксимино-3-оксо-бутаналя и 3-гидроксимино-4,4диметокси-2-она // МНСК-2014. Химия : материалы 52-й Междунар. науч. студенческой конф. Новосибирск : Новосиб. гос. ун-т, 2014. C. 57.

1. Goncharov E. V. Nitrozogeterotsiklicheskie soedineniya v kachestve modifikatorov elastomernykh kompozitsiy : avtoref. dis. kand. tekhn. Nauk [Nitrosoheterocyclic compounds as modifiers of elastomeric compositions. Dr. techn. sci. diss] / IGKhTU. Ivanovo : IGKhTU, 2009, 16 р. 2. Goncharov E. V., Suboch G. A., Gocharov V. M. O primenenii geterotsiklicheskikh nitrozosoedineniy v kachestve modifikatorov elastomernykh kompozitsiy [Use of heterocyclic nitroso compounds as modifiers for elastomer composites] // Kauchuk i rezina. 2007, no. 1. Pp. 20–22. 3. Freeman W. A., Pain D. L., Slack R. Heterocyclic compounds. Pat. US 2827415, 1956. 4. Freeman W. A., Slack R. Improvements in or relating to pyrazole compounds and compositions containing them. Pat. GB786753A, 1955. 5. 4,4-Dimetoksibutan-2-on v sinteze 4-nitrozopirazolov [4,4-Dimethoxybutan-2-one in the synthesis of 4-nitrosopyrazoles] / T. A. Frolenko [et al.] // Zhurnal organicheskoy khimii. 2011. Vol. 47, iss. 4. Pp. 615–616. 6. Sintez 3-metil-4-nitrozo-1N-pirazol-1-karboksamida / A. A. Avilovich [et al.] // Molodyye uchenyye v reshenii aktual’nykh problem nauki : materialy Vseros. nauch.prakt. konf., 14–15 maya 2015 g. Krasnoyarsk : SibGTU. 2015. Vol. 2. Pp. 15–17. 7. Shavilkova O. N. Sintez semikarbazonov 2-gidroksimino-3-oksobutanalya i 3-gidroksimino-4,4-dimetoksi2-ona // MNSK-2014. Khimiya : materialy 52-y mezhdunar. nauchn. studencheskoy konf. Novosibirsk : Novosib. gos. un-t., 2014. C. 57. © Майорова В. П., Матросов Я. А., Семиченко Е. С., Фроленко Т. А., 2017

47

Решетневские чтения. 2017

УДК 547.314 ДОКАЗАТЕЛЬСТВО СТРОЕНИЯ 1-АДАМАНТИЛ-5-МЕТОКСИ-4-НИТРОЗО-3-НАФТИЛ-1Н-ПИРАЗОЛА Я. А. Матросов*, В. П. Майорова, Т. А. Фроленко, А. В. Любяшкин Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Проведена научно-исследовательская работа по получению адамантилнитрозопиразола. Ключевые слова: адамантильный фрагмент, нитрозогруппа группа, метоксиметильная группа, нитрозопиразол. PROVING 1-ADAMANTYL-5-METOXY-4-NITROZO-3-NAPHTYL-1H-PYRAZOL Y. A. Matrosov*, V. P. Mayorova, T. A. Frolenko, A. V. Lyubyashkin Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] Research focuses on the production of adamantylnitrosopyrazole. Keywords: the adamantyl moiety, the nitroso group, the methoxymethyl group, the nitrosopyrazole. Известно, что адамантилсодержащие гетероциклические соединения с атомами азота в цикле представляют собой наибольший интерес, как с точки зрения синтетической органической химии, так и их практического применения. Известны 4-нитрозопиразолы проявляющие биологическую активность [1]. Введение адамантильного фрагмента в органические соединения приводит к модификации их биологической активности, изменяя и часто усиливая её [2; 3]. Однако до настоящего времени не были получены N-адамантилпиразолы с нитрозогруппой в 4-м положении, содержащие в своем составе метоксиметильную группу. Метоксиметильная группа в свою очередь примечательна тем, что изменяет полярность молекулы и может улучшать полезные свойства, в том числе биологическую активность [4]. Поэтому целью данной работы является разработка метода

синтеза N-адамантил-4-нитрозопиразола с метоксиметильной группой. Для получения нитрозопиразола с адамантильным фрагментом мы использовали взаимодействие адамантилгидразина дигидрохлорида (I) с 1-метокси-4фенил-бутандионом-2,4 (II). Адамантилгидразин дигидрохлорид растворяли в этаноле, потом добавляли раствор гидроксид калия в этаноле, затем присыпали дикетон (II) (см. рисунок). Полученную смесь выдерживали при комнатной температуре в течение 24 ч. По окончании реакции раствор приобрёл зеленую окраску. Реакционную массу выливали в воду с содой, экстрагировали диэтиловым эфиром, экстракт упаривали. Получали зелёный порошок. После очистили на хроматографической колонке с силикагелем, получили сине-зелёные кристаллы 1-адамантил-5метокси-4-нитрозо-3-фенил-1H-пиразола (III).

NO

H3CO HN

NH2 +

O N

H3CO

N

N

OH

O I

KOH C2H5OH

III

II

Реакция получения адамантилнитрозопиразола

48

Химия и химические технологии

Структура нитрозопиразола (III) подтверждаются данными ЯМР 1Н-спектроскопии.

References 1. Improvements in or relating to pyrazole compounds and compositions containing them : pat. 786753 Great Britain : C07D231/38, C07D231/00/ Freeman W. A., Slack R. № GB 19550004249 1950212; zayavl. 12.02.1955 ; opubl. 27.11.1957. 2. Morozov I. S., Petrov V. I., Sergeeva S. A. Pharmacology of adamantanes. Volgograd : Volgograd Publishing House. honey. Akadem., 2001. 320 p. 3. Antiviral activity of adamantyl-containing heterocycles / N. V. Makarova [et al.] // Chemical-farm. journal. 2002. Vol. 36, No. 1. Pp. 5–7. 4. Soldatenkov A. T. Fundamentals of Organic Chemistry of Medicinal Substances. M. : Mir, 2003. 191 p.

Библиографические ссылки 1. Improvements in or relating to pyrazole compounds and compositions containing them : пат. 786753 Великобритания : C07D231/38, C07D231/00/ Freeman W. A., Slack R. № GB 19550004249 1950212; заявл. 12.02.1955 ; опубл. 27.11.1957. 2. Морозов И. С., Петров В. И., Сергеева С. А. Фармакология адамантанов. Волгоград : изд-во Волгоград. мед. академ., 2001. 320 с. 3. Противовирусная активность адамантилсодержащих гетероциклов / Н. В. Макарова [и др.] // Хим.фарм. журн. 2002. Т. 36, № 1. С. 5–7. 4. Солдатенков А. Т. Основы органической химии лекарственных веществ. М. : Мир, 2003. 191 с.

© Матросов Я. А., Майорова В. П., Фроленко Т. А., Любяшкин А. В., 2017

49

Решетневские чтения. 2017

УДК 546.05 ПОИСК ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ПОРОШКОВ СoFe2O4 МЕТОДОМ АНИОНООБМЕННОГО ОСАЖДЕНИЯ А. Ю. Павликов, Т. В. Трофимова, Д. В. Карпов, С. В. Сайкова Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected] Предложен метод и подобраны условия анионообменного синтеза порошков феррита кобальта CoFe2O4 c использованием сильноосновного анионита AB-17-8 в OH-форме. Полученный продукт исследован методами просвечивающей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа. Установлено, что он представляет собой чистую фазу CoFe2O4 и состоит из частиц октаэдрической формы, имеющих размер 40–90 нм. Ключевые слова: феррит кобальта, анионит АВ-17-8, магнитные материалы, анионообменное осаждение. THE SEARCH FOR THE OPTIMAL CONDITIONS FOR THE SYNTHESIS OF NANOSCALE POWDERS OF CoFe2O4 BY THE METHOD OF ANION EXCHANGE PRECIPITATION A. Y. Pavlikov, T. V. Trofimova, D. V. Karpov, S. V. Saikova Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: [email protected] The article considers a new method of synthesis of cobalt ferrite powders and determines the conditions of the process. In this process the strongly basic anion exchange resin AB-17-8 in hydroxide form is used and coprecipitation of cobalt and ferric ions in the insoluble compound is occurred. The obtained product is studied by transmission electron microscopy and X-ray phase analysis. It is found that the product is a pure phase of CoFe2O4 and it consists of octahedral particles with a size from 40 to 90 nm. Keywords: cobalt ferrite, gold, anion exchange resin AB17-8, anion resin exchange precipitation, magnetic materials. ОН–, но и поглощает мешающие ионы. В итоге продукт не содержит примесей и не нуждается в многократных операциях промывки и очистки [3; 4]. Целью данной работы является поиск оптимальных условий получения наноразмерных порошков СoFe2O4 методом анионнообменного осаждения из раствора смеси солей железа (ΙΙΙ) и кобальта (ΙΙ) с помощью сильноосновного анионита АВ-17-8, протекающий по реакциям:

Введение. Одним из наиболее востребованных магнитных материалов, который широко применяется в электронике, телекоммуникационном и космическом оборудовании, электродвигателях, средств доставки медицинских препаратов, газовых датчиков – является феррит кобальта CoFe2O4 [1]. Основными методами получения CoFe2O4 являются твердофазный синтез из исходных оксидов, золь– гель методы и метод химического соосаждения. Для реализации твердофазного синтеза требуются высокие температуры обжига. Главным недостатком золь–гель метода является длительность проведения синтеза, так как в основе происходящих процессов лежит переход от коллоидного раствора (золя) к коллоидному осадку (гелю). Данный переход осуществляется в большом интервале времени [2]. Метод химического осаждения прост и не требует дорогостоящей аппаратуры, а также позволяет снизить температуру термообработки. Однако полученные порошки, как правило, загрязнены ионами осадителя, что отрицательно сказывается на свойствах получаемых материалов. Одним из путей решения данной проблемы является использование для осуществления синтеза органических ионитов. Анионит в этом случае служит не только источником ионов-осадителей

2R-OH + CoА2 = 2R-А + Co(OH)2↓,

(1)

3R-OH + FeА3 = 3R-А + Fe(OH)3↓, –

(2) 2–

где A – анион исходной соли (NO3 , 1/2 SO4 ); R-OH, R-А – анионит в – ОН и анионной формах, соответственно. Экспериментальная часть. Поиск оптимальных условий получения наноразмерного СoFe2O4 проводили с использованием метода математического планирования и обработки результатов дробного факторного эксперимента ДФЭ 27–4. В качестве целевой функции выбрали гидродинамический диаметр частиц феррита кобальта (II). В результате эксперимента получили уравнение регрессии, описывающее зависимость размера частиц от факторов. 50

Химия и химические технологии

По результатам просвечивающей электронной микроскопии (рисунок, а), частицы синтезированного феррита кобальта при 950 oC однородны, имеют окта-

эдрическую форму и размеры порядка 40–90 нм, а согласно данным РФА (рисунок, б), представляют собой монофазу феррита кобальта.

а

б

Микрофотография образца CoFe2O4 (а); рентгенограммы феррита кобальта, «*» – CoFe2O4 (б)

Библиографические ссылки

References

1. Белов К. П., Зайцева М. А. Новые магнитные материалы – феррит гранаты // Успехи физических наук. 1958. Т. 66б, № 1. С. 141–144. 2. Сайкова С. В., Пантелеева М. В. Определение оптимальных условий синтеза гидрокисда кобальта с помощью анионита АВ-17-8 в OH-форме // Журнал прикладной химии. 2002. T. 75, № 11. С. 1823–1825. 3. Pashkov G. L., Saikova S. V., Panteleeva M. V. Reactive ion exchange processes of nonferrous metal leaching and dispersion material synthesis // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2016. № 4. С. 575–581. 4. Pashkov G. L., Saikova S. V., Panteleeva M. V. Anion-Exchange Synthesis of Yttrium-Aluminum Garnet Powreds // Glass and Ceramics. 2016. № 3. P. 107–110.

1. Belov K. P., Zaitseva M. A. New magnetic materials-garnet ferrites // Sov. Phys. Usp. 1958. Vol. 66, Iss. 1. Р. 141–144. 2. Saikova S. V., Panteleeva M. V. Optimal conditions ion-exchange synthesis of cobalt (II) hydroxide with AV-17-8 anion exchanger in the form // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2002. Vol. 75, Iss. 11. P. 1823–1825. 3. Pashkov G. L., Saikova S. V., Panteleeva M. V. Reactive ion exchange processes of nonferrous metal leaching and dispersion material synthesis // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2016. Vol. 4. P. 575–581. 4. Pashkov G. L., Saikova S. V., Panteleeva M. V. Anion-Exchange Synthesis of Yttrium Aluminum Garnet Powreds // Glass and Ceramics. 2016. Vol. 3. P. 107–110. © Павликов А. Ю., Трофимова Т. В., Карпов Д. В., Сайкова С. В., 2017

51

Решетневские чтения. 2017

УДК 502.7 ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ЛИСТВЫ В РАЗЛИЧНЫХ РАЙОНАХ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ А. Б. Пальцева, Н. В. Тедер*, Г. И. Сухова, В. Г. Бахвалов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Данные дистанционного зондирования Земли спутниками (ДЗЗ) востребованы в сельском хозяйстве: определение качественных и количественных характеристик лесов. После выявления неблагополучных районов окончательный анализ проводит эколог-аналитик. Ключевые слова: химико-лесной комплекс, экология, листва, хвоя, физико-химические свойства, характеристики. ECOLOGICAL CONDITION OF FOLIAGES IN DIFFERENT REGIONS OF KRASNOYARSK TERRITORY A. B. Pal’tseva, N. V. Teder*, G. I. Sukhova, V. G. Bakhvalov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] Presently satellite remote sensing data are in demand in agriсulture: they are necessary to determine quality and quantity characteristics of forests. After identifying disadvantaged region the final analysis is made by an environmental expert. Keywords: chemical-forestry complex, ecology, foliage, pine needles, physical and chemical properties, characteristics. Цель работы – впервые проведены эколого-аналитические исследования и оценка экологического состояния листвы (хвои) деревьев и кустарников в разных районах Красноярского края. В большинстве в этих районов проживают студенты СибГУ им. М. Ф. Решетнева, которые представляли образцы для анализов. Методическая часть и проведения исследования. Были отобраны 28 образцов листвы (хвои) согласно существующим руководствам [1–5], которые анализировались количественными, физико-химическими методами анализа. Определены характеристики образцов: кислотность, жесткость, содержание нитритов и нитратов, тяжелых металлов. Результаты и их обсуждение Расшифровка места взятия проб листвы (хвои), а также полученные экспериментальные данные представлены в таблице. Некоторые близлежащие образцы были объединены, так как при исследовании были получены одинаковые значения.

Введение. В настоящее время данные дистанционного зондирования Земли спутниками (ДЗЗ) востребованы в сельском хозяйстве: для контроля земель и выявления неиспользуемых и для определения «самочувствия» растений. То же самое в лесном комплексе: определение качественных и количественных характеристик лесов, оценка ущерба пожара, вредителей, незаконных вырубок. Однако после выявления не благополучных районов окончательный анализ ставит эколог-аналитик, который должен взять пробы и провести анализ образцов. Источники загрязнения леса. На состояние лесного фонда Красноярского края негативно влияют лесные пожары, вспышки массового размножения насекомых, поедающих хвойные насаждения. Значительное влияние на состояние лесов оказывает антропогенное воздействие человека, в том числе выбросы предприятиями загрязняющих веществ

Физико-химические свойства экстрактов листвы некоторых районов Красноярского края, Иркутской области и Республики Хакасия № проб

Расшифровка проб

pH

Жесткость экстрактов, мг-экв/дм3

Содержание нитритов, мг-экв/кг

Содержание нитратов, мг-экв/кг

Наличие основных элементов

1л

Октябрьский р-н, г. Красноярск (береза, ива)

4,37

> 94

23,32

8,24

Ca2+, Mg2+, К+, Al3+

2л

Емельяновский р-н, п. Придорожный (вишня)

4,35

80,00

17,80

5,08

Ca2+, Mg2+, Pb2+

52

Химия и химические технологии Окончание таблицы № проб 3л 4л 5л 6л 7л 8л 9л 10л 11х 12л 13л 14л

Расшифровка проб Николаевская сопка, г. Красноярск (ива, ясень, малина) Емельяновский р-н, д. Минжуль (сосна) Кузнецовское плато (ива) Хакасия, г. Абакан, пост ГИБДД (ива) Емельяновский р-н, д. Минино (малина) Назаровский р-н, г. Назарово, сады ГРЭС, (ранетка) Манский р-н, п. Таежный (береза) Уярский р-н, г. Уяр, (вязь, ель, сирень) Уярский р-н, с. Сухоной (хвоя сосны) Манский р-н, п. Таежный (мох) Остров Молокова (ива) Емельяновский р-н, Песчанка, окраина (береза)

pH

Жесткость экстрактов, мг-экв/дм3

Содержание нитритов, мг-экв/кг

Содержание нитратов, мг-экв/кг

Наличие основных элементов

4,62

50,3

18,16

5,24

Ca2+, Mg2+, К+, Pb2+

4,30

10,50

4,72

9,68

Ca2+, Mg2+, К+, Na+

4,55 5,20

59,00 19,00

23,52 9,40

15,52 0,20

Ca2+, Mg2+, Pb2 Ca2+, Mg2+, К+, Na+

4,23

71,38

17,16

13,72

Ca2+, Mg2+, К+, Na+

4,80

> 145

24,04

5,64

Ca2+, Mg2+, Pb2

4,32 4,58 4,50 4,20 4,20

94,00 > 70 17,50 > 500 33,00

7,92 21,76 5,92 16,76 9,80

1,92 7,24 26,80 15,64 4,84

Ca2+, Mg2+, К+, Na+ Ca2+, Mg2+, К+, Na+ Ca2+, Mg2+, К+, Na+ Ca2+, Mg2+, К+, Na+ Ca2+, Mg2+, Na+, К+

4,62

24,50

13,16

4,52

Ca2+, Mg2+, К+, Na+

15л

Иркутская обл., г. Тулун (береза)

4,28

61,25

27,80

0,20

Ca2+, Mg2+, Pb2

16л

Емельяновский р-н, п. Дрокино (береза)

4,37

78,15

4,28

1,56

Ca2+, Mg2+, К+, Na+

Кислотность. Все значения рН листвы были значительно ниже 6. Наибольшее значение кислотности обнаружено в следующих образцах: в хвое ели г. Уяр (рН = 4,58), так же в листьях клена г. Абакан (рН = = 5,20). Самые низкие значения рН относились к экстрактам мха из п. Таежный (рН = 4,20), листве ивы г. Красноярск остров Молокова. Жесткость. Содержание кальция и магния в большинстве проб листвы и хвои разных районов можно характеризовать как повышенное. Чрезвычайно высокое значение жесткости выявлено для экстракта мха п. Таежный (> 500 мг-экв/дм3). Содержание нитритов. Самое высокое содержание нитритов (от 18,16 до 27,80 мг-экв/кг) было определено в следующих пробах: вяз (г. Уяр), ранетка (г. Назарово), малина (д. Минино), ива (Николаевская сопка), береза (г. Тулун). Достаточно низкое содержание нитритов (от 4,28 до 9,8 мг-экв/кг) было найдено в листве сирени (г. Уяр) и в экстрактах березы п. Придорожный. Содержание нитратов. Самое высокое содержание было в экстрактах смеси хвои сосны с. Сухоной, в экстрактах мха п. Таежный, ранетки г. Назарово, сады ГРЭС. Наличие металлов. Спектральным методом во всех образцах были обнаружены такие элементы как калий (К+), кальций (Са+), натрий (Na+), алюминий (Al+), магний (Mg+), медь (Cu+) и др. Вывод. В целом, сравнивая экологическое состояние листвы (хвои) в разных районах Красноярского края, Иркутской области и Республики Хакасия можно сказать, что полученное значение показателей не превышают допустимых норм. Нужно обратить внимание на содержание нитратов и жесткости в некоторых образцах.

Библиографические ссылки 1. Александрова Т. П., Апарнев А. И., Казакова А. А. Физико-химические методы анализа : учеб. пособие. Новосибирск : НГТУ, 2014. 90 с. 2. Крысанова Т. А., Шкутина И. В. Аналитическая химия. Воронеж : Изд.-во Воронеж. гос. ун-та, 2011. 79 с. 3. Апарнев А. И., Лупенко Г. К., Александрова Т. П. Аналитическая химия : учеб. пособие. Новосибирск : НГТУ, 2011. 104 с. 4. Стоянова О. Ф., Шкутина И. В., Селеменев В. Ф. Классические методы химического анализа. Воронеж : Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 2011. 48 с. 5. Васильев И. П. Аналитическая химия. В 2-х кн.; Кн. 2 : Физико-химические методы анализа : учеб. для студ. вузов. М. : Дрофа, 2007. 383 с. References 1. Aleksandrova T. P., Aparnev A. I., Kazakova A. A. Fiziko-khimicheskie metody’ analiza [Physical and chemical methods analysis]. Novosibirsk : NGTU Publ., 2014, 90 p. 2. Kry’sanova T. A. Analiticheskaya khimiya [Analytical chemistry]. Voronezh : Voronezh St. Univ. Publ., 2011, 17 p. 3. Aparnev A. I., Aleksandrova T. P., Lupenko G. K. Analiticheskaya khimiya [Analytical chemistry]. Novosibirsk : NGTU Publ., 2011, 48 p. 4. Stoyanova O. F., Shutina I. V., Selemenev V. F. Klassicheskie metody’ khimicheskogo analiza [Classic methods chemical analysis]. Voronezh : Voronezh St. Univ. Publ., 2011, 48 p. 5. Vasilyev I. P. Analiticheskaya khimiya [Analytical chemistry]. M. : Drofa., 2007, 383 p. © Пальцева А. Б., Тедер Н. В., Сухова Г. И., Бахвалов В. Г., 2017

53

Решетневские чтения. 2017

УДК 547.773 ПОЛУЧЕНИЕ НОВЫХ АЛКИЛИРОВАННЫХ 4-ТОЗИЛАМИНО-1H-ПИРАЗОЛОВ И ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ИХ СТРОЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ЯМР1Н СПЕКТРОСКОПИИ И. Г. Поваров*, М. Д. Слепов, А. С. Косицына, А. В. Любяшкин, М. С. Товбис Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected] Впервые получены 3,5-диметил-4-тозиламино-1Н-пиразол, 3-метоксиметил-5-фенил-4-тозиламино-1Нпиразол. Строение сульфонилированных аминопиразолов доказано с помощью ИК, УФ и ЯМР1Н спектроскопии. Ключевые слова: пиразол, аминопиразол, сульфонамид, сульфонилирование, ЯМР1Н, ИК, УФ спектроскопия. SYNTHESIS OF NEW ALKYLATED 4-TOZYLAMINE-1H-PYRAZOLES AND PROOF OF THEIR STRUCTURE BY NMR1N SPECTROSCOPY I. G. Povarov*, M. D. Slepov, A. S. Kositsyna, A. V. Lyubyashkin, M. S. Tovbis Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] 3,5-dimethyl-4-tosylamino-1H-pyrazole, 3-methoxymethyl-5-phenyl-4-tosylamino-1H-pyrazole, are synthesized for the first time. The structure of sulfonylated aminopyrazoles is proved by IR, UV and NMR1H spectroscopy. Keywords: pyrazole, aminopyrazole, sulfonamide, sulfonylation, NMR1H, IR, UV spectroscopy. Пиразол и его производные являются представителями гетероциклических соединений, обладающими широким спектром бактериостатической и бактерицидной активности. Они представляют большой практический интерес, так как производные таких веществ являются основой распространенных фармацевтических препаратов, например, антипирина, анальгина и др. Их применяют как анальгетики, а также жаропонижающие средства. Таким лекарственным препаратам присущи и некоторые недостатки. К самым известным относятся их плохая растворимость, затруднение выведения из организма продуктов их метаболизма. Из за трудного выведения продуктов метаболизма, эти вещества могут вызывать проявления агранулоцитоза а также бывают токсичными для печени и почек [1]. Некоторые сульфонилированные аминопиразолы проявляют противоопухолевые, бактериостатические, антибактериальные и противомикробные свойства. Исходя из этого, целью нашей работы стало получение новых сульфонилированных производных амино-пиразолов с различными заместителями по приведенной ниже схеме, которые могут обладать биологической активностью (рис. 1) [2; 3] . В колбу, снабженную магнитной мешалкой, загружали 0,1 г аминопиразола и 4 мл воды. Размешивали и нагревали до 60 ºС. За один час попеременно небольшими порциями прибавляли по 0,3 г п-толуолсульфохлорида и по 0,1 г соды, следя за тем, чтобы реакция среды была нейтральной. Затем смесь размешивали в течение 2-х часов, охлаждали до комнатной

температуры. Для очистки от исходного аминопиразола добавляли по каплям в реакционную массу концентрированную соляную кислоту до кислой реакции по Конго и смесь перемешивали ещё 30 мин при комнатной температуре. Полученный осадок отфильтровывали и промывали водой от кислоты до нейтральной реакции, затем сушили под вакуумом. Тонкослойная хроматограмма в элюенте толуол-этилацетат (1:1) показала индивидуальность продуктов. Выход 3,5-диметил-4-тозиламино-1Н-пиразола составил 68 %. Т пл. 195–198 ºС. УФ спектр (этанол): λmax = 224 нм, ε = 632; λmax = 317 нм, ε = 96. ЯМР1Н спектр приведен на рис. 2. В ЯМР спектре в слабом поле присутствуют сигналы м. д.: 9,41 с (1H,NH), 7,26–7,73д (4H тозильного кольца), 2,38–2,43 с (3H, СН3 тозильного кольца), 1,70–1,94 с (6Н, 2СН3 пиразольного кольца). В ИКспектре наблюдается полоса валентного колебания SO2-группы в области 1163 см–1. В области 3246 см–1 наблюдается колебания свободной NH-группы. Выход 3-метоксиметил-5-фенил-4-тозиламино-1Нпиразола 40 %. Т пл. 170–172 ºС. УФ спектр (этанол): λmax = 235 нм, ε = 694; λmax = 352 нм, ε = 117. ЯМР1Н спектр приведен на рис. 3. В ЯМР спектре в слабом поле присутствуют сигналы м. д.: 9,39 с (1H,NH), 7,05–7,49 м (11H, нафталинового и тозильного колец), 3,18 с (2H, СН2), 2,25 с (3H, CH3). В ИК-спектре наблюдается полоса валентного колебания SO2-группы в области 1157 см–1. В области 2359 см–1 наблюдается колебания свободной NH-группы. 54

Химия и химические технологии

Рис. 1. Реакция сульфонилирования аминопиразолов с различными заместителями (Ar = CH3; R = CН3; Ar = C6H5; R = CН2OCН3)

Рис. 2. ЯМР спектр 3,5-диметил-4-тозиламино-1Н-пиразола в ДМСО-d6

Рис. 3. ЯМР спектр 3-метоксиметил-5-фенил-4-тозиламино-1Н-пиразола в ДМСО-d6

55

Решетневские чтения. 2017

Библиографические ссылки

References

1. Sharshira E. M., Hamada N. M. M. Synthesis and Antimicrobial Evaluation of Some Pyrazole // Derivatives. Molecules, 2012, Т. 17. С. 4962–4971. 2. Синтез этоксиметилнитрозопиразолов / А. В. Любяшкин [и др.] // Журнал органической химии. 2015. Т. 51, № 4. С. 607–608. 3. Синтез новых алкоксиметилзамещенных 4-амино1Н-пиразолов и их ацилирование / В. В. Ефимов [и др.] // Журнал органической химии. 2016. Т. 56. С. 52–54.

1. Sharshira E. M., Hamada N. M. M. Synthesis and Antimicrobial Evaluation of Some Pyrazole // Derivatives. Molecules, 2012, Vol. 17. Pp. 4962–4971. 2. Synthesis of ethoxymethylnitrosopyrazoles / A. V. Lubyashkin [et al.] // Russian Journal of Organic Chemistry. 2015. Vol. 51, no. 4. P. 607–608. 3. Synthesis of new alkoxymethyl-substituted 4-amino-1H-pyrazoles and their acylation / V. V. Efimov [et al.] // Russian Journal of Organic Chemistry. 2016. Vol. 56, no. 10, P. 52–54. © Поваров И. Г., Слепов М. Д, Косицына А. С., Любяшкин А. В., Товбис М. С., 2017

56

Химия и химические технологии

УДК 621.38 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФЛЮСА, ЙОДИДА ДИМЕТИЛЭТИЛФЕНИЛАММОНИЯ НА СМАЧИВАНИЕ И АДГЕЗИЮ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА МЕДЬ – ФЛЮС-СВЯЗКА Н. И. Полежаева, И. О. Мосин Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Поверхностный монтаж – технология изготовления электронных устройств, широко используемых в ракетостроении. Монтажные соединения образуются в процессе пайки, для прохождения которой необходимо хорошее смачивание паяемых поверхностей. Показано, что в результате адсорбционного модифицирования твердой поверхности молекулами йодида диметилэтилфениламмония качественно меняется характер смачивания. Ключевые слова: флюс, йодид диметилэтилфениламмоний, органическое связующее, полиэфирная смола, флюс-связка, поверхностное натяжение, смачивание, адгезия. FLUX, DIMETHYLETHYLPHENYL IODIDE INFLUENCING ON WETTING AND ADHESIVE PROPERTIES AT COPPER – FLUX PHASE BOUNDARY N. I. Polezhaeva, I. O. Mosin Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] Surface-mount technology is a method to produce electronic devices and it is widely used in rocketry. Mounting connections are formed in soldering process which requires soldered surfaces to be well-wettable. It is shown, that absorptive modification of solid surface with dimethylethylphenylammonium iodide molecules changes wetting patterns. Keywords: flux, dimethylethylphenylammonium iodide, organic binder, polyester resin, flux binder, surface tension, wetting, adhesion. Флюсы, применяемые при пайке, представляют собой неорганические или органические вещества с неметаллической связью. Они защищают паяемое соединение от химического воздействия окружающей среды и очищают паяемые места и припой в процессе пайки от загрязнений и продуктов химической реакции с окружающей средой, а также в некоторых случаях уменьшают поверхностное натяжение и улучшают растекание и затекание в зазор жидкого припоя [1]. Паяное соединение получается в результате перемещения жидкой фазы по твердой и образования между ними прочной связи до затвердевания, при затвердевании и после него. Хорошая смачивающая способность припоя при этом является одним из важнейших условий получения качественного паяного соединения. В процессе пайки развиваются реакции на границах жидкого, а потом и затвердевшего, припоя и поверхностей спаиваемых деталей. Течение твердофазных реакций определяется двумя механизмами: диффузией и процессами на границе фаз: жидкой (расплавленный припой) и твердой (соединяемые детали) [2]. Развитие процессов на границе раздела: припой – спаиваемые поверхности – проходит несколько стадий: адсорбция – адгезия – смачивание – физическое

растворение или поверхностные химические реакции – сцепление. Смачивание количественно характеризуются краевым углом  или cos . Краевой угол определяется как угол между касательной, проведенной к поверхности смачивающей жидкости, и смачиваемой поверхностью твердого тела [3; 4]. Краевой угол определяли следующим образом: на обезжиренную ацетоном медную подложку наносили каплю полиэфирной смолы, модифицированной канифолью, синтезированную по реакции поликонденсации [5] и флюс-связку, полиэфирную смолу с введенным в неё флюсом, йодидом диметилэтилфениламмонием, изготовленную по методике [6]. После установления равновесия в системе, подложку с нанесенной на ней каплей фотографировали. Величину угла смачивания замеряли между твердой поверхностью и касательной, проведенной к поверхности капли в точке соприкосновения твердой, жидкой, газообразной фаз. Измерение угла производили со стороны жидкости. Для расчета работ смачивания и адгезии необходимо иметь данные о величине поверхностного натяжения на границе раздела жидкость–газ. Поверхностное натяжение измеряли методом наибольшего давления пузырька на приборе Ребиндера [3]. 57

Решетневские чтения. 2017 Краевой угол смачивания, поверхностное натяжение, работа адгезии и работа смачивания полиэфирной смолы и флюса-связки, полиэфирной смолы и йодида диметилэтилфениламмония при 25 ºС сos 

с, мДж/м2

Wад, мДж/м2

Wсм, мДж/м2

Полиэфирная смола, модифицированная канифолью

0,50

72,79

109,19

36,40

Полиэфирная смола + йодид диметилэтилфениламмония

0,47

64,14

94,25

30,15

Исследуемая система

Количественной характеристикой адгезионных свойств флюса-связки является её работа адгезии к подложке. Расчет работы адгезии полиэфирной смолы, модифицированной канифолью, и полиэфирной смолы с добавлением флюса производился по уравнению Дюпре–Юнга:

2. Медведев А. М. Сборка и монтаж электронных устройств. М. : Техносфера, 2007. 256 с. 3. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии / под ред. Ю. Г. Фролова, А. С. Гродского. М. : Химия, 1986. 216 с. 4. Щукин Е. Д., Перцов А. В, Амелина Е. А. Коллоидная химия. М. : Юрайт, 2014. 444 с. 5. Полежаева Н. И., Пашенных М. Н., Вдовин Д. Е. Полиэфирная смола, модифицированная канифолью // Лесной и химический комплексы – проблемы и решения : сб. статей Всеросс. науч.-практ. конф. (9 декабря 2016, г. Красноярск) : в 2 т. / ред. коллегия: И. В. Ковалев [и др.] ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. С. 228–231. 6. Получение порошков припоя и исследование свойств низкотемпературных припойных паст на основе полиэфирной смолы и иодида диметилэтилфениламмония / Н. И. Полежаева [и др.] // Журнал прикладной химии. 2003. Т. 76. Вып. 6. С. 1042–1044.

Wад = ж/г (1 + сos ). Природу поверхности твердого тела и характер контактного взаимодействия его со смачивающей жидкостью можно изменить путем модифицирования поверхности, например, проводя ее химическую обработку. Один из широко распространенных способов изменения состава поверхностных слоев основан на адсорбции на них поверхностно-активных веществ (ПАВ). Адсорбционное модифицирование твердых поверхностей проводят либо из водных растворов, либо из органических растворителей. В результате адсорбции ПАВ изменяется не только значение , но и скорость растекания смачивающей жидкости. Влияние ПАВ на смачивание зависит от того, на какой поверхности раздела фаз они адсорбируются. Медная поверхность подложки лиофобная, следовательно, из раствора флюсующей составляющей молекулы йодида диметилэтилфениламмония адсорбируются и на медной твердой поверхности, и на границе раствор–воздух. Степень взаимодействия твердой поверхности подложки со смачивающей флюсующей составляющей определяли по работе смачивания (Wсм). Для расчета Wсм использовали уравнение:

References 1. Suskin V. V. Osnovy tekhnologii poverkhnostnogo montazha [The Basics of Surface Mount Technology]. Ryazan’, Uzoroch’e Publ., 2001, 160 p. 2. Medvedev A. M. Sborka i montazh eletronnykh ustroistv [Assembly and installation of electronic devices]. Moscow, Teknosfera Publ., 2007, 256 p. 3. Frolov U. G., Grodskiy A. S. Laboratornye raboty i zadachi po kolloidnoy khimii [Colloid chemistry laboratory works and assignments]. M. : Khimiya Publ., 1986, 216 p. 4. Shchukin E. D., Pertsov A. V., Amelina E. A. Kolloidnaya khimiya [Interface and colloid science]. M. : Urayt Publ., 2014, 216 p. 5. Polezhaeva N. I., Pashennykh M. N., Vdovin D. E. [Rosin modified polyester resin]. Sbornik statey Vseross. Nauch.-prakt. konf. “Lesnoy I khimicheskiy kompleksy: problemy I resheniya” [Materials All-Rusian Scientific and Practical Conference “Forestry and chemical industry: problems and solutions”]. Krasnoyarsk, 2016. Р. 161–166. 6. [Preparation of solder powders and properties of low-temperature solder creams based on a polyester resin and dimethylethylphenylammonium iodide] / N. I. Polezhaeva [et al.]. Russian Journal of Applied Chemistry. 2003, no. 6, P. 1042–1044. (In Russ.)

Wсм = ж/г сos . В таблице представлены значения косинуса краевого угла смачивания, поверхностного натяжения, работы адгезии и работы смачивания. Величины работ адгезии и смачивания (таблица), показывают, что введение в полиэфирную смолу, модифицированную канифолью, флюса – йодида диметилэтилфениламмония улучшается смачивание и растекание флюса-связки на медной подложке, в результате адсорбционного модифицирования твердой поверхности молекулами флюса. Библиографические ссылки 1. Cускин В. В. Основы технологии поверхностного монтажа. Рязань : Узорочье, 2001. 160 с.

© Полежаева Н. И., Мосин И. О., 2017

58

Химия и химические технологии

УДК 621.38 ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ДЕСТРУКЦИИ ПОЛИЭФИРНОЙ СМОЛЫ, МОДИФИЦИРОВАННОЙ КАНИФОЛЬЮ Н. И. Полежаева, В. О. Тамашков Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Электронная аппаратура, изготавливаемая технологией поверхностного монтажа, широко применяется в ракетостроении. Компоненты паяльной пасты, используемой в процессе пайки, должны быть термически устойчивы. Кинетическим моделированием процесса термической деструкции полиэфирной смолы, модифицированной канифолью, показано, что она термоустойчива в температурно-временных интервалах оплавления паяльных паст. Ключевые слова: паяльная паста, органическое связующее, полиэфирная смола, термическая деструкция, топохимический процесс. ROSIN MODIFIED POLYESTER RESIN THERMAL DESTRUCTION N. I. Polezhaeva, V. O. Tamashkov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] Electronic apparatus made with surface-mount technology are widely used in rocketry. Components of paste used for soldering must be thermally stable. Kinetic modeling of polyester resin of thermal decomposition process shows that it is stable within time and temperature range of soldering paste melting. Keywords: soldering paste, organic binder, polyester resin, thermal decomposition, topochemical process. этапов, для каждого из которых определены температурные границы и энтальпии разложения [5; 6]. Проведен масс-спектрометрический анализ газообразных продуктов разложения модифицированной полиэфирной смолы [6]. Поскольку при термической деструкции полиэфирной смолы, модифицированной канифолью, происходит возникновение границы новой фазы, это дает возможность рассматривать реакцию термической деструкции полиэфирной смолы, модифицированной канифолью, как топохимический процесс. Для описания процесса образования газообразных продуктов термической деструкции было использовано уравнение Аврами (1) и Ерофеева (2) [7].

Поверхностный монтаж – современная технология монтажа компонентов на печатные платы при изготовлении электронных средств [1]. В настоящее время выводы компонентов присоединяются к контактным площадкам микросборок с помощью различных методов – адгезионного соединения, сварки, пайки. При этом пайка низкотемпературными припоями по-прежнему остается самым распространенным и надежным методом соединения металлов [2]. Паяльная паста представляет собой густую, вязкую массу, состоящую из порошкообразного припоя и флюса-связки. В состав флюса-связки, входит органическое связующее вещество и флюс [3]. Органическое связующее – полиэфирную смолу, модифицированную канифолью, синтезировали по реакции поликонденсации [4]. Рабочая температура оплавления низкотемпературных паяльных паст, в зависимости от состава применяемого припоя, для трафаретной печати 200–450 ºС, для дозатора 140–350 ºС, поэтому большое значение при разработке органической связки имеет её термостойкость [2]. Методами дериватометрии и комплексным термическим анализом, совмещающим дифференциальную сканирующую калориметрию и термогравиметрию, на воздухе и в атмосфере аргона, исследована термическая деструкция полиэфирной смолы, модифицированной канифолью, которая проходит в несколько

8N v3  k t (k1t )2 (k1t )3  0  ln(1  )   e 1  1  k1t   ; (1) 2 6  k 3m  1

0



k



  1  exp kt n ;

(2)

8v3 K n . m0 (n  1)(n  2)(n  3)

(3)

Расчет константы скорости по уравнению Аврами (1) показал, что данная модель не применима для моделирования процесса термической деструкции полиэфирной смолы, модифицированной канифолью. 59

Решетневские чтения. 2017 Кинетические параметры термостойкости полиэфирной смолы, модифицированной канифолью Система Полиэфирная смола, модифицированная канифолью

T, ºС

n

k, мин-1

Eакт, кДж/моль

Aexp

250

0,33 ± 0,04

0,11 ± 0,03

17,8 ± 0,6

6,9 ± 0,2

5. Какарцев В. Л., Полежаева Н. И. Органическая связка, полиэфирная смола, модифицированная канифолью, для низкотемпературных паяльных паст [Электронный ресурс] // Современные проблемы радиоэлектроники : сб. науч. тр. Всерос. науч.-техн. конф. (4–5 мая 2017, г. Красноярск) / науч. ред. А. И. Громыко ; отв. за вып. А. А. Левицкий ; Сиб. федер. ун-т. Красноярск, 2017. С. 530–533. URL: http:// www.bik.sfu-kras.ru (дата обращения: 11.09.2017). 6. Полежаева Н. И., Тарасова Л. С. Термическая деструкция полиэфирной смолы, модифицированной канифолью // Химия растительного сырья. 2010, № 4. С. 161–166. 7. Стромберг А. Г., Семченко Д. П. Физическая химия. М. : Высш. шк., 1999. 527 с.

Для оценки параметров в уравнении Ерофеева (2) k и n его дважды логарифмируют:  ln(1  )  kt n

(4)

и ln[ ln(1  )]  ln k  n ln t ,

(5)

где  – степень превращения; n – кинетический параметр. Расчет кинетических параметров процесса термической деструкции полиэфирной смолы по уравнению Ерофеева (2) показал справедливость выбранного уравнения, поскольку экспериментальные кривые спрямлялись в координатах ln[–ln(1 – )] – lnt. В таблице приведены параметры термостойкости полиэфирной смолы, модифицированной канифолью. Уравнение Ерофеева выведено для такого механизма топохимической реакции, когда лимитирующей стадией является образование и рост зародышей. Следовательно, для реакций термической деструкции при применимости уравнения Ерофеева лимитирующей стадией является разложение зародышей. Константа скорости и величина энергии активации процесса термической деструкции полиэфирной смолы, модифицированной канифолью, показывают, что разложение зародышей проходит в температурновременных интервалах оплавления низкотемпературных паяльных паст (таблица). Значение кинетического параметра n (таблица) свидетельствует, что процесс разложения зародышей лимитируется внутренней диффузией газообразных компонентов системы. При термической деструкции полиэфирной смолы, модифицированной канифолью, методом масс-спектрометрии идентифицированы газообразные продукты – вода, монооксид углерода, двуокись углерода, углеводороды различного строения, фрагменты молекул, которые оказывают тормозящее действие на процесс термического разложения полиэфирной смолы.

References

1. Suskin V. V. Osnovy tekhnologii poverkhnostnogo montazha [The Basics of Surface Mount Technology]. Ryazan’, Uzoroch’e Publ., 2001, 160 p. 2. Krasov V. G., Petrauskas G. B., Chernozubov Yu. S. Tolsoplenochnaya tekhnologiya v SVCh mikroelektronike [Thick-film technology in microwave microelectronics]. M. : Radio i svyaz’ Publ., 1985, 168 p. 3. Nizhnik M. Payal’nye pasty: vse o glavnom [The basics of soldering pastes]. Proizvodstvo elektroniki: tekhnologii, oborudovanie, materialy. 2008, no. 5, Рp. 27–32. (In Russ.) 4. Polezhaeva N. I., Pashennykh M. N., Vdovin D. E. [Rosin modified polyester resin]. Sbornik statey Vseross. Nauch.-prakt. konf. “Lesnoy I khimicheskiy kompleksy: problemy I resheniya” [Materials All-Rusian Scientific and Practical Conference “Forestry and chemical industry: problems and solutions”]. Krasnoyarsk, 2016. Рp. 161–166. 5. Kakartsev V. L., Polezhaeva N. I. [Rosin modified polyester resin as organic binder for low-temperature soldering pastes]. Sbornik nauch. trudov Vseross. Nauch.tekhn. Konf. “Sovremennye problem radioelektroniki” [Proc. All-Russian Science and Technology Conference “Modern radioelectronics problems”]. Krasnoyarsk, 2017. Рp. 530–533. Available at: http://www.bik.sfu-kras.ru (accessed: 11.09.2017). 6. Polezhaeva N. I., Tarasova L. S. Termicheskaya destruktsiya poliefirnoy smoly, modifitsirovannoy kanifol’u [Thermodestruction of the rosin modified polyester resin]. Khimiya rastitel’nogo syr’ya. 2010, No. 4. Рp. 161–166. (In Russ.) 7. Stromberg A. G., Semchenko D. P. Fizicheskaya khimiya [Physical chemistry]. M. : Vysh. shk. Publ., 1999, 527 p.

Библиографические ссылки

1. Cускин В. В. Основы технологии поверхностного монтажа. Рязань : Узорочье, 2001. 160 с. 2. Красов В. Г., Петраускас Г. Б., Чернозубов Ю. С. Толстопленочная технология в СВЧ микроэлектронике. М. : Радио и связь, 1985. 168 с. 3. Нижник М. Паяльные пасты: все о главном // Производство электроники: технологии, оборудование, материалы. 2008. № 5. С. 27–32. 4. Полежаева Н. И., Пашенных М. Н., Вдовин Д. Е. Полиэфирная смола, модифицированная канифолью // Лесной и химический комплексы – проблемы и решения : сб. статей Всерос. науч.-практ. конф. (9 декабря 2016, г. Красноярск) : в 2 т. / ред. коллегия: И. В. Ковалев [и др.] ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. С. 228–231.

© Полежаева Н. И., Тамашков В. О., 2017

60

Химия и химические технологии

УДК 547.564.4+543.429.23+543.421/.424 ИДЕНТИФИКАЦИЯ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ АМИНОФЕНОЛОВ С ПОМОЩЬЮ ЯМР 1Н И ИК-СПЕКТРОСКОПИИ

Е. В. Роот, Е. В. Розынко, А. А. Кукушкин, Г. А. Субоч, М. С. Товбис* Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Для полностью замещенных 4-аминофенолов, содержащих пиридиновый заместитель, изучено строение методами ЯМР 1Н и ИК-спектроскопии. Ключевые слова: пара-аминофенол, пиридиновый заместитель, ЯМР 1Н спектроскопия, ИК-спектроскопия. IDENTIFYING NEW DERIVATIVES OF AMINOPHENOLS BY 1H NMR AND IR SPECTROSCOPY

E. V. Root, E. V. Rozynko, A. A. Kukushkin, G. A. Suboch, M. S. Tovbis* Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The article examines structure of persubstituted 4-aminophenols with pyridine substituent by NMR 1H and IR spectroscopy. Keywords: para-aminophenol, pyridine substituent, 1H NMR spectroscopy, IR spectroscopy. ИК-спектры регистрировали с помощью ИК-микроскопа SpecTRA TECH InspectIR на базе ИК Фурьеспектрофотометра Impact 400. Исследуемый образец наносили на позолоченую пластину, раскатывали с помощью роликового ножа, укладывали на столик микроскопа и записывали спектр НПВО. Диапазон волновых чисел 4000–650 см–1, детектор МСТ/А, объектив Si Caplugs, с разрешением 1,928 см–1, количество сканирований 64, ПО OMNIC 5.1 E.S.P. Температуры плавления определяли в открытых капиллярах на приборе ПТП (ТУ 25-11-1144–76). В ЯМР 1Н спектрах присутствовали все сигналы, подтверждающие строение полученных аминофенолов (I-IV): сигналы алифатических протонов метильной группы кольца в области δ 1,82–2,09 м. д. в виде синглета, триплет метильных (или триплет и квадруплет в случае этильных заместителей) групп сложноэфирного заместителя в области δ 3,35–4,31 (0,74– 1,43) м. д., сигналы ароматических протонов пиридинового заместителя и хим. сдвигом в области δ 7,18– 9,43 м. д., а также видны сигналы протонов аминогруппы в области δ 4,09–4,51 м. д. Во всех ИК-спектрах присутствуют валентные колебания гидроксильной группы в области 3456–3250 см–1 колебания аминогруппы в области 3350–2900 см–1 и 1600–1590 см–1, а полоса в области 1550–1520 см–1, соответствующая нитрозогруппе, исчезает после восстановления. В ЯМР 1H и ИК-спектрах сигналы 2,6-ди(алкоксикарбонил)-3-метил-5-[пиридин-4(3)-ил]-4-аминофенолов (I-IV), обнаружены, отнесены и приведены вместе с остальными спектральными данными в таблице.

Введение. На сегодняшний день известны различные способы восстановления нитрозофенолов, для этой цели успешно используют такие восстановители, как цинковая пыль в уксусной кислоте, дитионит натрия в водном растворе и гидразингидрат в присутствии катализатора [1–4]. Наилучшие результаты достигнуты нами при использовании в качестве восстановителя гидразингидрата на катализаторе палладий на угле [1–3]. Замещенные аминофенолы, содержащие пиридиновый фрагмент, получали восстановлением соответствующих нитрозофенолов [5] гидразингидратом на катализаторе (палладий на угле) в среде спирта (см. рисунок). Восстановление нитрозофенолов проводили в течение 50 ч при комнатной температуре при добавлении 3-х-4-х кратного избытка гидразингидрата. Окончание реакции устанавливали по изменению цвета раствора с темно-зеленого на светло-коричневый. Целевые аминофенолы (I-IV) выделяли добавлением твердой углекислоты, выпавшие кристаллы светлобежевого цвета отфильтровывали. Температуры плавления и выходы приведены в таблице. Таким способом были получены 2,6-диалкоксикарбонил-3-пиридин-3(4)-ил-5-метил-4-аминофенолы I-IV в виде светлых кристаллических продуктов. Для синтезированных нами соединений были записаны ЯМР 1Н и ИК спектры. Спектры ЯМР 1Н регистрировали на приборах Bruker AvanceIII 600 КНЦ СО РАН для растворов соединений в D2O, дейтерохлороформе, дейтероацетоне и дейтеродиметилсульфоксиде с применением ТМС в качестве внутреннего стандарта.

61

Решетневские чтения. 2017 OH

OH ROOC

ROOC

COOR

COOR

NH 2NH2 H2O

Pd / C H3C

Py

H3C

NO

(1)

Py NH2 I-IV

R = Me, Et Py = 3-Py, 4-Py

Схема реакции восстановления Пара-аминофенолы с пиридиновым фрагментом Вещество

Выход, %

ЯМР 1Н спектр, δ, м. д.

ИК

T пл, ºС

I

96

0,74 т (3H, CH3), 1,29 т (3H, CH3), 2,06 с (3H, CH3), 3,86 к (2H, OCH2), 4,09 д (2Н, NH2), 4,31 к (2H, OCH2), 7,19 д (2Hаром.), 8,63 д (2Hаром.), 9,40 с (1H, ОН)

3456 (ОН), 33503250 (NH2), 1714 (С=О), 1592(NH2)

178

II

92

2,06 с (3H, CH3), 3,39 с (3H, CH3), 3,84 с (3H, CH3), 4,14 д (2Н, NH2), 7,18 д (2Hаром.), 8,64 д (2Hаром.), 9,17 с (1H, ОН)

III

67

IV

76

1,32 т (3H, CH3), 1,43 т (3H, CH3), 2,09 с (3H, CH3), 3,55 к (3H, ОCH2), 4,03 к (3H, ОCH2), 4,51 д (2Н, NH2), 8,30 м (2Hаром.), 9,06 м (1Hаром.), 9,24 м (1Hаром.), 9,43 м (1Hаром.) 1,82 с (3H, CH3), 3,35 с (3H, CH3), 3,66 с (3H, CH3), 4,47 д (2Н, NH2), 7,47 м (2Hаром.), 8,39 м (1Hаром.), 8,85 м (1Hаром.), 9,31 м (1Hаром.)

Таким образом, нам удалось подтвердить строение 2,6-ди(алкоксикарбонил)-3(5)-метил-5(3)-пиридин4(3)- ил-4-аминофенолов (I-IV).

3480 (ОН), 33003150 (NH2), 1690 (С=О), 1600(NH2) 3340 (ОН), 30002860 (NH2), 1700 (С=О), 1600(NH2) 3250 (ОН), 31002900 (NH2), 1680 (С=О), 1590(NH2)

170 159 142

References

1. Sintez perzameshchennykh aminofenolov, soderzhashchikh piridinovyy fragment / A. A. Kukushkin [et al.] // Lesnoy i khimicheskiy kompleksy – problemy i resheniya : sb. statey po materialam Vseros. nauch.-prakt. konf. Krasnoyarsk : SibGTU, 2015. P. 6–7. 2. Kukushkin A. A. Sintez para-aminofenolov, soderzhashchikh al’fa-piridinovyy fragment / A. A. Kukushkin [et al.] // Molodyye uchenyye v reshenii aktual’nykh problem nauki : Vseros. nauch.-prakt. konf. studentov, aspirantov i molodykh uchenykh. Krasnoyarsk. 2017. Vol. 2. 3. Polucheniye perzameshchennykh aminofenolov s beta-piridinovym fragmentom / A. A. Kukushkin [et al.] // Molodyye uchenyye v reshenii aktual’nykh problem nauki : Vseros. nauch.-prakt. konf. studentov, aspirantov i molodykh uchenykh. Krasnoyarsk. 2017. Vol. 2. 4. Veygand-Khil’getag. Metody eksperimenta v organicheskoy khimii. M. : Khimiya, 1968. 944 p. 5. Polucheniye novykh perzameshchennykhnitrozofenolov s piridinovym zamestitelem / A. A. Kukushkin [et al.] // ZHOrKH, 2016. Vol. 52, iss. 8. P. 1219–1221.

Библиографические ссылки

1. Синтез перзамещенных аминофенолов, содержащих пиридиновый фрагмент / А. А. Кукушкин [и др.] // Лесной и химический комплексы – проблемы и решения : сб. статей по материалам Всерос. науч.практ. конф. Красноярск : СибГТУ, 2015. С. 6–7. 2. Синтез пара-аминофенолов, содержащих альфапиридиновый фрагмент / А. А. Кукушкин [и др.] // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки : Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Красноярск. 2017. Т. 2. 3. Получение перзамещенных аминофенолов с бета-пиридиновым фрагментом / А. А. Кукушкин [и др.] // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки : Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Красноярск. 2017. Т. 2. 4. Вейганд-Хильгетаг. Методы эксперимента в органической химии. М. : Химия, 1968. 944 с. 5. Получение новых перзамещенныхнитрозофенолов с пиридиновым заместителем / А. А. Кукушкин [и др.] // ЖОрХ, 2016. Т. 52. Вып. 8. С. 1219–1221.

© Роот Е. В., Розынко Е. В., Кукушкин А. А., Субоч Г. А., Товбис М. С., 2017

62

Химия и химические технологии

УДК 546.05 СИНТЕЗ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА, ОБЛАДАЮЩИХ БАТОХРОМНЫМ СДВИГОМ МАКСИМУМА ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАЗМОННОГО РЕЗОНАНСА Д. И. Сайкова*, Д. И. Чистяков Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 * E-mail: [email protected] В ходе исследования подобраны условия синтеза наночастиц золота, обладающих батохромным сдвигом максимума ППР. Полученные наночастицы изучены методами оптической спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии. Ключевые слова: гидрозоли, наночастицы золота, оптическая спектроскопия, просвечивающая электронная микроскопия, бипирамиды. SYNTHESIS OF GOLD NANOPARTICLES WITH BATHCHROMOUS SHIFT OF MAXIMUM SPR D. I. Saikova*, D. I. Chistyakov Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation * E-mail: [email protected] The research selects conditions for the synthesis of gold nanoparticles possessing a bathochromic shift of the maximum of the SPR. The obtained nanoparticles are studied by optical spectroscopy and transmission electron microscopy. Keywords: hydrosols, gold nanoparticles, UV-vis spectroscopy, transmission electron microscopy, bipyramids. Введение. Наночастицы золота, обладающие батохромным сдвигом максимума поверхностного плазмонного резонанса (ППР), привлекают большое внимание ученых вследствие их уникальных оптических свойств. Смещение максимума ППР в длинноволновую область делает НЧ золота идеальными кандидатами для широкого круга применения: в солнечной энергетике и фотовольтаике, что представляет особый интерес для космической и авиационной техники, для создания химических сенсоров, для усиления комбинационного рассеяния, а также в медицине, где с их помощью предлагается осуществлять терапию онкологических больных. Смещенное положение максимума ППР наночастиц золота находится в пределах так называемого «биологического окна», где ткани становятся частично прозрачными для излучения, что позволяет использовать такие наночастицы для термотерапии, поскольку при освещении лазерным излучением они эффективно генерируют необходимое для гибели клеток тепло. В данной работе изучался процесс синтеза двух видов золотосодержащих частиц: сферических НЧ типа «ядро-оболочка» (SiO2@Au) и несферических наночастиц золота. Экспериментальная часть. Синтез наночастиц типа «ядро-оболочка» проводили по модифицированной методике [1]. Были получены частицы с максимумом ППР при 620 нм (батохромный сдвиг ППР 100 нм), что является недостаточным для их использова-

ния в качестве реагентов для борьбы с раковой опухолью. Синтез несферических НЧ золота проводили, основываясь на опубликованной методике [2]. Процесс осуществляли в две стадии: формирование сферических наночастиц золота размером менее 2 нм – «зародышей» [3] и рост зародышей в контролируемых условиях под действием слабого восстановителя (аскорбиновой кислоты) и стабилизатора (бромида цетилтриметиламмония) [4]. Поиск оптимальных условий синтеза осуществляли с помощью метода математического планирования и обработки результатов (ДФЭ 27–4). В качестве изучаемых факторов выбрали температуру и время осуществления синтеза, а также концентрации и соотношения реагентов. В результате эксперимента получили уравнение регрессии, отражающее влияние указанных факторов на положение длинноволнового максимума ППР полученных гидрозолей. Путём анализа полученной математической модели выявлены оптимальные условия синтеза наночастиц золота с длинноволновым максимумом ППР при 870 нм, что соответствует первому биологическому окну. Установлено, что в оптимизированных условиях формируются бипирамидальные наночастицы золота размером 76×24 ± 5 нм.

63

Решетневские чтения. 2017

3. Bipyramid-templated synthesis of monodisperse anisotropic gold nanocrystals / J.-H. Lee [et al.] // Nature Communications. 2015. Vol. 6. Pp. 85–71. 4. Liu M., Guyot-Sionnest P. Mechanism of Silver(I)Assisted Growth of Gold Nanorods and Bipyramids // J. Phys. Chem. B. 2005. Vol. 109. Pp. 22192–22200.

References

1. Preparation and Characterization of Gold Nanoshells Coated with Self-Assembled Monolayers / T. Pham [et al.] // Langmuir. 2002. Vol. 18. Pp. 4915– 4920. 2. Tips and Tricks : practical guide to the synthesis of gold nanorods / L. Scarabelli [et al.] // J. Phys. Chem. Lett. 2015. Vol. 6. Pp. 4270−4279.

© Сайкова Д. И.,Чистяков Д. И., 2017

64

Химия и химические технологии

УДК 546.05 СИНТЕЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАНОРЕАГЕНТОВ ДЛЯ ПРОЦЕССА ФЛОТАЦИИ

Д. И. Чистяков, Д. И. Сайкова Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected] Изучен синтез и подобраны условия получения новых наноразмерных флотореагентов на основе дибутилдитиофосфатов меди и свинца, использование которых способно повысить эффективность и скорости флотации руд цветных и редких металлов. Ключевые слова: синтез, наночастицы, флотация, медь, свинец, дибутилдитиофосфат. SYNTHESIS OF PERSPECTIVE NANO REAGENTS FOR FLOTATION PROCESS

D. I. Chistyakov, D. I. Saykova Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: [email protected] The article studies synthesis and the conditions to obtain new nanosized flotation agents based on copper and lead dibutyldithiophosphates, that can improve the efficiency and flotation rates of ores of non-ferrous and rare metals. Keywords: synthesis, nanoparticles, flotation, copper, lead, dibutyldithiophosphate. Получение цветных и редких металлов, необходимых для всех отраслей народного хозяйства, в том числе и для космической отрасли, немыслимо без использования процесса флотации, основанного на различии в гидрофобности нужного компонента и пустой породы [1]. В связи с изменением качественного и количественного состава руд задача повышения селективности процесса разделения руд и выделения целевого компонента, несмотря на непрерывно ведущиеся исследования в этом направлении, сохраняет свою актуальность до настоящего времени [2]. Диалкилдитиофосфаты (аэрофлоты) щелочных металлов многими исследователями рассматриваются в качестве эффективных флотореагентов [3–5]. Их использование обеспечивает полноту извлечения мелкодисперсных частиц сульфидов, содержащих цветные и благородные металлы. Кроме того, дитиофосфаты проявляют селективные свойства при отделении сульфидов цветных металлов от сульфидов железа. По зарубежным данным, объем потребления аэрофлотов в общем объеме потребления сульфгидрильных собирателей составляет до 25 %. При этом на российских предприятиях аэрофлоты находят весьма ограниченное применение. Наночастицы (НЧ) дибутилдитиофосфата меди, полученные и исследованные в данной работе, могут формироваться в ходе флотации сульфидных минералов, так как дибутилдитиофосфаты щелочных металлов, способны образовывать соединения с металлами как непосредственно на поверхности минералов, так и в растворе. Наночастицы накапливаются на поверхности минералов и формируют особый микрорельеф,

который может оказывать влияние на прилипание пузырька воздуха к минеральной поверхности, а, следовательно, на повышение эффективности и скорости флотации. Таким образом, целями данной работы является разработка методик синтеза наноразмерных частиц дибутилдитиофосфатов меди и свинца и их исследование физическими методами. Экспериментальная часть. Частицы получали простым сливанием равных объемов водных растворов Pb(NO3)2 (0,4–2 ммоль/л (мМ)) и CuSO4 (2 · 10–3 М) с предварительно очищенным дибутилдитиофосфатом натрия (RSNa, 1–8 ммоль/л) при различных температурах (30–60 °С). Реакции протекают в соответствии с уравнениями: Pb2+ + 2(C4H9O)2PSS– = Pb((C4H9O)2PSS)2, 4(С4H9O)2PSS– + 2Cu2+ = 2(С4H9O)2PSSCuI + + ((С4H9O)2PSS)2. В оптических спектрах полученных золей наблюдаются максимумы поглощения при длинах волн 320 нм и 420 нм что, в соответствии с литературными данными, доказывает образование дибутилдитиофосфатов свинца и меди (рис. 1). Определение гидродинамического диаметра проводили с использованием метода динамического рассеяния света (DLS). Установлено, что гидродинамические диаметры частиц 50–100 нм и 700–800 нм для меди и свинца соотвтественно. Однако судя по микрофотографиям истиные размеры частиц 50–70 нм (рис. 2).

65

Решетневские чтения. 2017

1

2

2 1

а

б

Рис. 1. Вид оптических спектров поглощения золей дибутилдитиофосфатов: свинца (а) и меди (б) при концентрации ДБДТФ 1–8 мМ, 2–5 мМ и Pb(NO3)2 2 мМ

а

б

Рис. 2. Микрофотография наночастиц дибутилдитиофосфата: меди (а) и свинца (б)

4. Рябой В. И., Шендерович В. А., Кретов В. П. Применение аэрофлотов при флотации руд. Обогащение руд. 2005. № 6. C. 43–44. 5. Рябой В. И. Разработка новых флотореагентов в России. Горное дело. 2009. № 4. С. 12–14.

В ходе исследования изучено влияние различных факторов на гидродинамический диаметр частиц и найдены условия получения стабильных гидрозолей. Для частиц свинца оптимальными являются следующие условия: концентрация Pb(NO3)2 – 0,4 ммоль/л и ДБДТФ 1 ммоль/л, время синтеза 15 мин, температура 30 °С. Для частиц меди: концентрация и CuSO4 – 2 ммоль/л и ДБДТФ – 6–8 ммоль/л. Время синтеза обоих систем 10–15 мин. Подобран селективный растворитель дибутилдисульфида меди (I).

References

1. Abeamov A. A. [Flotation methods of dressing]. Moscow, Nedra, 1993. 412 p. 2. Rjaboj V. I., Asonchik K. M., Pol’kin V. N. [The use of a selective collector in the flotation of copper-zinc ores]. Obogashhenie rud. 2008. № 3. Pp. 20–22. 3. Asonchik K. M., Pol’kin V. N., Starostin Ju. I. [Improvement of the quality of copper concentrate during flotation of copper-zinc ores of the Gajskoе deposit]. Obogashhenie rud. 2006. № 6. Pp. 7–9. 4. Rjaboj V. I., Shenderovich V. A., Kretov V. P. [The use of aeroflot in the flotation of ores]. Obogashhenie rud. 2005. № 6. Pp. 43–44. 5. Rjaboj V. I. [Development of new flotation agents in Russia]. Gornoe delo. 2009. № 4. Pp. 12–14.

Библиографические ссылки

1. Абрамов A. A. Флотационные методы обогащения. М. : Недра, 1993. 412 с. 2. Применение селективного собирателя при флотации медно-цинковых руд / В. И. Рябой [и др.] // Обогащение руд. 2008. № 3. C. 20–22. 3. Повышение качества медного концентрата при флотации медно-цинковых руд Гайского месторождения / К. М. Асончик [и др.] // Обогащение руд. 2006. № 6. C. 7–9.

© Чистяков Д. И., Сайкова Д. И., 2017

66

Химия и химические технологии

УДК 541.128:662.1 ВЛИЯНИЕ СОЛЕЙ 4-НИТРО-4-АЗАГЕПТАН-1,7-ДИОВОЙ КИСЛОТЫ НА ТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ ОКТОГЕНА

Л. А. Круглякова*, К. В. Пехотин, О. А. Голубцова, А. В. Вдовин, Я. А. Бухарова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected] Термическое разложение октогена, используемого в качестве энергетического компонента смесевых твердых ракетных топлив, ускоряется в присутствии некоторых солей 4-нитро-4-азагептан-1,7-диовой кислоты. Ключевые слова: термическое разложение, октоген, соли 4-нитро-4-азагептан-1,7-диовой кислоты. THE EFFECT OF 4-NITRO-4-AZAHEPTAN-1,7-DIOIC ACID SALTS ON THE THERMAL DECOMPOSITION OF OCTOGEN

L. A. Kruglyakova*, K. V. Pekhotin, O. A. Golubtsova, A. V. Vdovin, Ya. А. Bukharova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * Е-mail: [email protected] Thermal decomposition of octogen, using as the energetic component of mixed solid rocket propellants, is accelerated in the presence of some salts of 4-nitro-4-azaheptandioic acid. Keywords: thermal decomposition, octogen, 4-nitro-4-azaheptan-1,7-dioic acid salts. диовой кислоты (НАГДК) на термическое разложение октогена в твердой фазе. Результаты и их обсуждение. Для изучения каталитического действия соли НАГДК наносили на октоген в соотношении 5:95 (масс. ч.). Методика нанесения добавок подробно описана в работах [2; 3]. В условиях динамического нагрева со скоростью 10 град/мин (на дериватографе Q-1500) соли НАГДК разлагаются без плавления, о чем свидетельствует отсутствие эндотермического пика на кривой тепловых эффектов (ДТА). Аналогично происходит разложение октогена без добавок и модифицированного солями октогена (см. рисунок, а). Характеристические температуры распада образцов приведены в табл. 1. Все изученные добавки существенно снижают температуру начала разложения. Однако на стадии интенсивного разложения действие добавок нивелируется.

Введение. В современных составах смесевых твердых ракетных топлив используют в качестве энергетической добавки мощные взрывчатые вещества класса нитраминов – октоген (HMX), CL-20 и другие. Обладая высокой термической стойкостью, октоген не успевает воспламениться в реакционном слое К-фазы, что приводит к снижению скорости горения топлива и увеличению показателя ν в законе скорости горения [1]. В связи с этим ведется поиск добавок, интенсифицирующих процесс термического разложения и горения октогена и октогенсодержащих топлив. Ранее было показано [2–4], что добавки веществ, содержащих основные или нуклеофильные центры, увеличивают скорость и глубину термического разложения октогена. В продолжение работ [2–4] изучено влияние добавок медной (Cu2+), кобальтовой (Co3+) и свинцовой (Pb2+) солей 4-нитро-4-азагептан-1,7-

а б Кинетические кривые термораспада октогена с добавками солей: а – с добавкой свинцовой соли в неизотермических условиях, навеска 10 мг; б – в изотермических условиях, 240 С

67

Решетневские чтения. 2017 Таблица 1 Характеристические температуры термораспада солей НАГДК и октогена с добавками солей НАГДК в неизотермических условиях (скорость нагрева 10 °/мин) Тнр, С 199 192 217 217 251 219 240

Соединение Cu[O2NN(CH2CH2COO)2] Cu[O2NN(CH2CH2COO)2] + октоген Co2[O2NN(CH2CH2COO)]3 Co2[O2NN(CH2CH2COO)]3 + октоген Pb[O2NN(CH2CH2COO)2] Pb[O2NN(CH2CH2COO)2] + октоген октоген без добавок

Тнир, С 210 257 261 260 262 258 260

Тир, С 213 270 274 271 271 267 275 Таблица 2

Кинетические параметры термического разложения солей НАГДК и октогена с добавками солей НАГДК №

Соединение

∆Т, С

1 2 3 4 5 6 7

октоген без добавок (взято из [2]) Co2[O2NN(CH2CH2COO)2]3 Cu[O2NN(CH2CH2COO)2] Pb[O2NN(CH2CH2COO)2] Co2[O2NN(CH2CH2COO)2]3+октоген Cu[O2NN(CH2CH2COO)2] + октоген Pb[O2NN(CH2CH2COO)2] + октоген

200–250 200–230 170–190 190–210 210–250 210–240 210–240

k ·105, с–1 210 С 240 С 0,083 2,20 6,5 96,1 6,6 107,8 0,15 163,8 0,21 2,86 0,21 2,62 0,27 7,00

Еа, кДж/моль 225,3 192,1 192,3 163,6 177,2 175,4 210,7

lg A 18,28 16,54 16,61 13,87 13,50 13,29 17,26

инд, мин 210С 240С 780 – 11 0,8 – – 10 – 450 35 40 27 300 40

разложении октогена заключается в появлении дополнительных путей расходования основного вещества, что и проявляется в увеличении скорости распада и сокращении индукционного периода до начала ускорения.

При проведении реакции в изотермических условиях (манометрическим методом Бурдона [2]) (табл. 2) наибольшую стойкость при 210 С имеет свинцовая соль НАГДК, а при 240 С – наоборот. Это связано с разной температурной зависимостью константы скорости для этих веществ. Как следует из табл. 2, энергия активации термораспада солей варьирует от 163,6 до 192,3 кДж/моль, а lgA от 13,87 до 16,61. Полученные параметры могут использоваться при оценке стойкости веществ в условиях получения, переработки и эксплуатации. Ранее было показано, что термораспад солей бис-пропионитрил-N-нитрамина [5] протекает с первичным разрывом связи N-NO2. Возможно, что в случае солей НАГДК реализуется аналогичный механизм. Как видно по рисунку и табл. 1, 2, добавки солей НАГДК приводят к увеличению начальной скорости термораспада октогена и сокращению индукционного периода до начала ускорения. Наиболее эффективное действие наблюдается для свинцовой соли. Начальная скорость распада увеличивается в 3,2 раза по сравнению с немодифицированным образцом. В работе [6] было показано, что в основе каталитического разложения октогена лежат окислительновосстановительные реакции, поэтому можно ожидать, что скорость процесса будет зависеть как от реакционной способности катиона добавки, так и её аниона. В октогене имеются реакционные центры для нуклеофильной атаки, поэтому при взаимодействии с основаниями, а таковыми являются анионы добавки, октоген чаще всего проявляет себя в роли окислителя. Учитывая, что в молекулах солей НАГДК имеется два типа нуклеофильных центров (карбоксильная группа и аминный атом азота нитраминной функции), можно предположить, что ускоряющее действие добавок и продуктов их термораспада при каталитическом

Библиографические ссылки

1. Синдицкий В. П. К вопросу о механизме горения октогена // Физика горения и взрыва. 2011. Т. 47, № 5. С. 58–62. 2. Stepanov R. S., Kruglyakova L. A., Pekhotin K. V. Kinetics and Mechanism of Thermal Decomposition of HMX with Metal Cupferonate Additives // Comb., Expl. and Shock Waves.1999. Vol. 35, № 3. P. 261–265. 3. Влияние формиатов и оксалатов металлов на скорость распада октогена / Р. С. Степанов, Л. А. Круглякова, А. М. Астахов и др. // Физика горения и взрыва. 2004. Т. 40, № 5. С. 86–90. 4. Степанов Р. С., Круглякова Л. А., Пехотин К. В. Влияние солей пропионитрил-нитрамина на термическое разложение октогена // Физика горения и взрыва. 2000. Т. 36, № 5. С. 74–77. 5. Kinetics and Mechanism of Liquid Phase Thermal Decomposition of -Cyanoethyl-N-nitramines / R. S. Stepanov, A. M. Astakhov, L. A. Kruglyakova etc. // Russian J. of General Chem. 2002. Vol. 72, No. 8. P. 1338–1340. 6. Brill T. B. Chemistry of a Burning Propellant Surface // Combustion Efficiency and Air Quality / Ed.: I. Hargittai, T. Vidóczy. New York : Plenum Press, 1995. References

1. Sinditsky V. P. To Question about Octogen Burning Mechanism // Comb., Expl. and Shock Waves. 2011. Т. 47, № 5. С. 58–62. 68

Химия и химические технологии

2. Stepanov R. S., Kruglyakova L. A., Pekhotin K. V. Kinetics and Mechanism of Thermal Decomposition of HMX with Metal Cupferonate Additives // Comb., Expl. and Shock Waves.1999. Vol. 35, № 3. P. 261–265. 3. Effect of Metal Formiates and Oxalates on HMX Decomposition / R. S. Stepanov, L. A. Kruglyakova, A. M., Astakhov K. V. Pekhotin // Comb., Expl. and Shock Waves. 2004. Vol. 40, № 5. P. 576–579. 4. Stepanov R.S., Kruglyakova L.A., Pekhotin K.V. Effect of Propionitrile Nitramine Salts on Thermal Decomposition of HMX // Comb., Expl. and Shock Waves. 2000. Vol. 36, № 5. P. 618–621.

5. Kinetics and Mechanism of Liquid Phase Thermal Decomposition of -Cyanoethyl-N-nitramines / R. S. Stepanov, A. M. Astakhov, L. A. Kruglyakova, K. V. // Pekhotin Russian J. of General Chem. 2002. Vol. 72, No. 8. P. 1338–1340. 6. Brill T. B. Chemistry of a Burning Propellant Surface // Combustion Efficiency and Air Quality / Ed.: I. Hargittai, T. Vidóczy. New York : Plenum Press, 1995. © Круглякова Л. А., Пехотин К. В., Голубцова О. А., Вдовин А. В., Бухарова Я. А., 2017

69

Секция

«ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА»

Прикладная математика

УДК 351.814.2;656.7.08 ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ АВИАЦИОННЫХ КОМПОНЕНТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ ПЕРЕДИСКРЕТИЗАЦИИ Д. С. Герасимова, А. В. Саяпин* Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Рассмотрен расчет показателей надежности элементов и систем воздушных судов при малых выборках с использованием bootstrap-метода. Представленный метод позволяет производить точные и простые расчеты с использованием ПК. Ключевые слова: расчет надежности, малая выборка, анализ данных. ASSESSING RELIABILITY OF AVIATION COMPONENTS WITH THE USE OF OVERSAMPLING METHODS D. S. Gerasimova, A. V. Sayapin* Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The article describes an approach to the calculation of the reliability of elements and systems for small samples using the bootstrap method. This method allows to make accurate and simple calculations using a PC. Keywords: reliability calculation, small sample, data analysis. Введение. Расчет показателей надежности необходим для любой системы в любой отрасли. Особенно это имеет значение в местах, где есть риск чрезвычайного происшествия и гибели людей, к таким областям относится и авиация [1]. Оценка надежности технической системы может осуществляться как на основании теоретических данных (например, структуры системы, особенностей компонентов, входящих в нее, способов объединения компонентов в систему, параметров надежности этих компонентов), так и с использованием эмпирических данных, а именно, на основе ресурсных испытаний системы. Кроме того, возможно совместное использование теоретических и эмпирических методов, например, в тех случаях, когда известно распределение вероятности отказов системы, но неизвестны его параметры. Собрать достаточную статистику в некоторых отраслях бывает крайне затруднительно ввиду новизны отрасли или же отсутствия полного или частичного автоматизации процесса. Кроме того, негативное влияние могут оказывать отсутствие установленных регламентов сбора информации об отказах, отсутствие форм отчетности об отказах, отсутствие сквозной документации на компоненты и запасные части, устанавливаемые на борт воздушного судна при его изготовлении и ремонте [2]. Bootstrap в расчетах надежности. Для тех случаев, когда необходимо получить оценку статистик некоторой случайной величины в условиях ограниченного размера выборки (единицы и десятки элемен-

тов), существует набор методов, называемых методами передискретизации [3]. Эти методы основаны на построении новых выборок на основе существующей выборки малого объема, они подразделяются на методы передискретизации с заменой (bootstrap-метод), и методы с использованием подмножеств (jackknife-метод) [4]. Bootstrap-метод представляет собой практический компьютерный метод исследования распределения статистик вероятностных распределений, основанный на многократной генерации выборок методом МонтеКарло на базе имеющейся выборки. Идея метода состоит в том, что мы случайным образом генерируем выборку на основе имеющейся и из нее находим бутстреп-распределение интересующей нас статистики. И далее, на основе полученного распределения, рассчитываем безотказность системы, строим гипотезы и прогнозы. Рассмотрим алгоритм. Пусть дана выборка (z1, z2, …) требуется оценить параметр θ. Необходимо выбрать количество N псевдо-выборок, которые будут формироваться из элементов исходной выборки с возвращением. Для каждой из псевдовыборок (z*1, z*2,….) n = 1, 2, ... N вычисляется псевдостатистика θ*n. Псевдостатистики θ*1, θ*2, …, θ*n сортируются от меньшей к большей. Квантилями q*λ1, q*1–λ2 принимаются значения θ*[Nλ1], θ*n [N(1–λ2)+1]. С их помощью строится доверительный интервал. Данный метод может быть использован для построения доверительных интервалов статистик 71

Решетневские чтения. 2017

случайной величины, таких, как среднее, медиана, среднеквадратичное отклонение, дисперсия и так далее. Для данного метода отсутствует строгое теоретическое обоснование, однако для практических задач данный метод показывает весьма хорошие результаты. Jackknife-метод представляет собой метод передискретизации, основная идея которого состоит в получении множества новых выборок на основе существующий выборки малой размерности путем последовательного исключения из нее отдельных элементов. Таким образом, первая выборка будет получена удалением из исходной выборки первого элемента, вторая выборка – удалением из исходной выборки второго элемента, и так далее. Общее количество выборок, таким образом, будет равно количеству элементов исходной выборки. Для каждой полученной таким образом выборки вычисляются статистики, такие как матожидание, дисперсия, и так далее. Полученные значения могут быть использованы для вычисления как оценок, так и доверительных интервалов данных статистик [5]. Для оценки доверительных интервалов статистик среднего времени до отказа и среднего времени безотказной работы был выбран метод bootstrap, поскольку он позволяет оценивать не только значения статистик случайной величины, но и их доверительные интервалы. Для использования данного метода для оценки статистик вероятности отказа компонентов авиационных систем в настоящее время разрабатывается программное обеспечение на языке Python с использованием библиотек NumPy и SciPy.

2. Князьков П. В. Анализ и обеспечение надежности воздушных судов гражданской авиации в процессе их эксплуатации. СПб., 2001. 3. Resampling methods – Computational Statistics in Python 0.1 Documentation [Электронный ресурс]. URL: https://people.duke.edu/~ccc14/sta-663/ResamplingAnd MonteCarloSimulations.html (дата обращения: 10.01.2013). 4. Hughes J. The Jackknife and Bootstrap [Электронный ресурс]. URL: http://www.biostat.umn.edu/~johnh/ pubh8422/notes/Jackknife_and_Bootstrap.pdf (дата обращения: 10.01.2013). 5. Babu G. Jogesh Jackknife and Bootstrap. Center for Astrostatistics The Pennsylvania State University [Электронный ресурс]. URL: https://www.iiap.res.in// astrostat/School10/LecFiles/JBabu_JackknifeBootstrap_notes. pdf (дата обращения: 10.01.2013). References 1. Pettit D., Turnbull A. General Aviation Aircraft Reliability Study. FDC/NYMA, Inc., Hampton, Virginia [Electronic version]. URL: http://www.cs.odu.edu/~mln/ ltrs-pdfs/NASA-2001-cr210647.pdf (accessed: 10.01.2013). 2. Knyazkov P. V. [Analysis and reliability maintenance of civil aircrafts during its exploitation]. SPb., 2001. (In Russ.) 3. Resampling methods – Computational Statistics in Python 0.1 Documentation [Electronic version]. URL: https://people.duke.edu/~ccc14/sta-663/ResamplingAnd MonteCarloSimulations.html (accessed: 10.01.2013). 4. Hughes J. The Jackknife and Bootstrap [Electronic version]. URL: http://www.biostat.umn.edu/~johnh/pubh 8422/notes/Jackknife_and_Bootstrap.pdf (accessed: 10.01.2013). 5. Babu G. Jogesh Jackknife and Bootstrap. Center for Astrostatistics The Pennsylvania State University [Electronic version]. URL: https://www.iiap.res.in// astrostat/School10/LecFiles/JBabu_JackknifeBootstrap_notes. pdf (accessed: 10.01.2013).

Библиографические ссылки 1. Pettit D., Turnbull A. General Aviation Aircraft Reliability Study. FDC/NYMA, Inc., Hampton, Virginia [Электронный ресурс]. URL: http://www.cs.odu.edu/ ~mln/ltrs-pdfs/NASA-2001-cr210647.pdf (дата обращения: 10.01.2013).

© Герасимова Д. С., Саяпин А. В., 2017

72

Прикладная математика

УДК 519.676 ЧИСЛЕННО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ТЕПЛООБМЕНА В ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ СОТОВОГО ТИПА С. А. Гусев1, 2*, В. Н. Николаев3 1

Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН Российская Федерация, 630090, г. Новосибирск, просп. академика Лаврентьева, 6 2 Новосибирский государственный технический университет Российская Федерация, 630073, г. Новосибирск, просп. Карла Маркса, 20 3 Сибирский научно-исследовательский институт авиации имени С. А. Чаплыгина Российская Федерация, 630051, г. Новосибирск, ул. Ползунова, 21 * E-mail: [email protected] Предложен метод статистического моделирования для определения теплового состояния теплозащитной панели сотового типа для ракетно-космических аппаратов. Ключевые слова: сотовая теплозащитная панель, краевая задача, вероятностное представление решения. NUMERICAL-STATISTICAL METHOD FOR SOLVING HEAT EXCHANGE PROBLEMS IN HONEYCOMB HEAT-PROTECTION STRUCTURES S. A. Gusev 1, 2*, V. N. Nikolaev3 1

Institute of Computational Mathematics and Mathematical Geophysics of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences 6, Academician Lavrentiev Av., Novosibirsk, 630090, Russian Federation 2 Novosibirsk State Technical University 20, Karl Marx Av., Novosibirsk, 630073, Russian Federation 3 Siberian Aeronautical Research Institute named after S. A. Chaplygin 21, Polzunov Str., Novosibirsk, 630051, Russian Federation * E-mail: [email protected] The paper proposes a new Monte Carlo method to estimate the thermal state of the heat insulation containing honeycomb panels for rocket and space vehicles. Keywords: cellular heat shield, boundary value problem, probabilistic representation of the solution. Одним из перспективных направлений в конструировании теплозащитных покрытий в ракетнокосмических аппаратах является применение сотовых панелей. Сотовая панель представляет собой конструкцию, состоящую из параллельно расположенных пластин, между которыми заключён тонкий каркас в виде сот, заполненных веществом с низкой теплопроводностью. В работе [1] (см. также [2]) для расчета теплопереноса в таких панелях предложено использовать метод стохастических дифференциальных уравнений (СДУ) на основе вероятностного представления решения уравнения теплопроводности. При этом делалось сглаживание разрывных коэффициентов уравнения теплопроводности на основе интегрального усреднения, а численное решение СДУ осуществлялось методом Эйлера. В данной работе предлагается использовать метод блуждания по движущимся сферам [3] для расчёта траекторий трехмерного винеровского процесса в точках ячеек панели, находящихся на некотором расстоянии от каркаса, а в остальной части панели методом Эйлера.

В качестве области изменения пространственных переменных R3 здесь принимается прямоугольный параллелепипед G = (–l1,l1)×(–l2,l2)×(0,l3). При этом G есть объединение двух непересекающихся подмножеств: G = G1 U G2, где G1 – подобласть, соответствующая каркасу и пластинам, ограничивающим панель, а G2 есть объединение подобластей, соответствующих ячейкам, содержащим теплоизоляционный материал. В работе рассматривается краевая задача для уравнения теплопроводности, которая описывает теплоперенос в сотовой панели, в которой с двух сторон происходит конвективный теплообмен, а остальные четыре стороны теплоизолированы. 3  b1 , x  G1 ; u   u    b( x)  , где b( x)   t i 1 xi  xi  b2 , x  G2 ,

(1)

u ( x,0)  ( x),

(2)

u x1

73

 0, x1 l1

u x1

 0, x1 l1

(3)

Решетневские чтения. 2017

u x2 

x2  l2

u x3



u x3

u  0, x2

 0,

(4)

 1 (t )  u  1 (t )  ,

(5)

  2 (t )  u   2 (t )  .

(6)

Следовательно, аппроксимации b(m)сходятся к bij в норме пространства Lq(G). Известно также, что сходимость в Lq(G) влечет сходимость по мере, а из сходящейся последовательности функций по мере можно выбрать подпоследовательность, сходящуюся почти всюду [6]. Таким образом, в работе предложен численностатистический метод для оценки теплового состояния теплозащитных конструкций сотового типа. Данный метод основан на вероятностном представлении краевой задачи для параболического уравнения и комбинированном применении методов Эйлера.

x2 l2

x3  0

x3 l

В (1)–(6) использованы следующие обозначения: φ – начальное распределение температуры в панели; λ – коэффициент теплопроводности углепластика; b1, b2 – коэффициенты температуропроводности углепластика и воздуха, соответственно; α1, α2 – коэффициенты теплопередачи между панелью и внешней средой; ψ1, ψ2 – температура внешней среды у нижней и верхней сторон панели, соответственно. Поскольку теплозащитная панель состоит из двух материалов с различными теплофизическими свойствами, то в задаче (1)–(6) мы имеем уравнение теплопроводности с разрывным коэффициентом температуропроводности. Теоретические основы параболических уравнений с разрывными коэффициентами даны в [4]. При достаточно больших значениях т приближённое решение задачи (1)–(6) с разрывным коэффициентом температуропроводности можно получить, если решать задачу, в которой в уравнении (1) этот коэффициент заменить на его гладкую аппроксимацию b(m). В качестве такой замены можно, например, рассматривать его сглаживание в окрестности поверхностей разрыва с помощью интегрального усреднения с бесконечно дифференцируемым финитным ядром [5] b(m) ( x) 



x  y m



Библиографические ссылки 1. Gusev S. A., Nikolaev V. N. Calculation of heat transfer in heterogeneous structures such as honeycomb by using numerical solution of stochastic differential equations // Advanced Materials Research. 2014, Т. 1016. С. 758–763. 2. Гусев С. А. Применение СДУ к оценке решения уравнения теплопроводности с разрывными коэффициентами // Сиб. журн, вычисл. математики / РАН. Сиб. отд-ние. Новосибирск, 2015. Т. 18, № 2. С. 147–161. 3. Deaconu М., Herrmann S. Hitting time for the Bessel processes – wolk on moving spheres algorithm JWOMS // The Annals of Applied Probability. 2013. Т. 23, № 6. С. 2259–2289. 4. Ладыженская O. A., Солонников В. А., Уральцева H. H. Линейные и квазилинейные уравнения параболического типа. М. : Наука, 1967. 5. Соболев С. Л. Некоторые применения функционального анализа в математической физике. М. : Наука, 1988. 6. Колмогоров А. Н., Фомин С. В. Элементы теории функций и функционального анализа. М. : Наука, 1976.

m (| x  y |)b( y )dy

References

| x y | 1  b( y )dy,  3 m x  y m  m  1

(7)

1. Gusev S. A., Nikolaev V. N. Calculation of heat transfer in heterogeneous structures such as honeycomb by using numerical solution of stochastic differential equations. Advanced Materials Research. 2014. Vol. 1016. Р. 758–763. 2. Gusev S. A. Numerical Analysis and Applications. Springer Publ. 2015, № 8(2). P. 22–34. 3. Deaconu М., Herrmann S. Hitting time for the Bessel processes – wolk on moving spheres algorithm JWOMS. The Annals of Applied Probability. 2013. Vol. 23, no. 6. P. 2259–2289. 4. Ladyzhenskaya O. A., Solonnikov V. A., Uraltseva N. N. Linear and quasilinear equations of parabolic type. M. : Nauka Publ., 1967. 5. Sobolev S. L. Applications of Functional Analysis in Mathematical Physics. M. : Nauka Publ., 1988. 6. Komogorov A. N., Fomin S. V. Elements of the theory of functions and functional analysis. M. : Nauka Publ., 1976.

При этом (|  |)  0 при |  | 1 ;



1 (|  |)  1 ,

(8)

||1

В (7) предполагается, что  m  0 при m   . Функции b(m) имеют все производные любого порядка [5]. Поскольку функция b  Lq (G) ( q  0 ), то для любой подобласти G   G , отстоящей от границы ∂G на расстоянии не меньшем рт, усреднение b(m) сходится к b в Lq (G ) 1

b

(m)

b

q ,G 

 q q  sup   | b(x  v)  b(x) | dx   0  |v|m   G 

при m  .

(9)

© Гусев С. А., Николаев В. Н., 2017

74

Прикладная математика

УДК 519.682 ИНТЕГРАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СИНТАКСИЧЕСКОГО МНОГОЧЛЕНА О. И. Егорушкин, И. В. Колбасина, К. В. Сафонов* Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Разрабатывается подход к синтаксическому анализу контекстно-свободных языков, основанный на интегральном анализе синтаксического многочлена. Результаты имеют приложение в теории формальных языков. Ключевые слова: формальные степенные ряды, контекстно-свободные языки, синтаксический анализ, интегральное представление. AN INTEGRAL REPRESENTATION OF THE SYNTACTICAL POLYNOMIAL O. I. Egorushkin, I. V. Kolbasina, K. V. Safonov* Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The article elaborates the approach to syntax analysis of context-free languages, based on an integral representation of the syntactical polynomial. The results have applications in the formal languages theory. Keywords: formal power series, context-free language, syntax analysis, integral representation. уравнений Хомского-Щутценберже, которая определяет кс-язык. Как известно [3; 4], грамматика кс-языка является множеством правил подстановки

В теории формальных языков исходным объектом является алфавит, т. е. множество символов z1, …, zn, x1, …, xm. Над этими символами определена некоммутативная операция умножения (конкатенации) и коммутативная операция формальной суммы; алфавит вместе с операциями является полукольцом. Символы x1, …, xm называются терминальными символами и интерпретируются как словарь формального языка, а символы z1, …, zn называются нетерминальными и нужны для задания совокупности грамматических правил (грамматики), которые порождают язык. По этим правилам определяются правильные мономы от терминальных символов x1, …, xm, которые интерпретируются как правильные предложения языка. Определим также коммутативную операцию умножения символов на комплексные числа, тогда можно рассматривать символьные многочлены и формальные степенные ряды (ФСР) с числовыми коэффициентами. Формальным языком является такой ФСР, членами которого являются все правильные мономы, определенные данной грамматикой [1–4]. Одной из важных проблем, связанных с разработкой систем и языков программирования, является проблема синтаксического анализа программ. Как было отмечено выше, большинство языков программирования является кс-языками, которые можно представить в виде ФСР, поэтому каждая программа, написанная на языке программирования, может рассматриваться как моном соответствующего ФСР. В связи с этим рассмотрим проблему синтаксического анализа мономов кс-языка. Для того чтобы сформулировать эту проблему, рассмотрим подробнее систему полиномиальных

z j  q j1 ( z , x), ..., z j  q jp j ( z , x), j  1, ..., n,

(1)

где qjk(z, x) является мономом от некоммутативных символьных переменных с числовым коэффициентом, равным единице. Правила подстановки (1) можно применять к начальному символу z1, а затем к другим мономам в любом порядке неограниченное число раз, что позволяют выводить новые правильные мономы, образующие кс-язык. Проблема синтаксического анализа мономов состоит в том, чтобы определить, принадлежит ли моном данному кс-языку, т. е. может ли быть получен из начального символа z1 при помощи правил подстановки (1), а также установить, какие правила подстановки и сколько раз использовались при выводе этого монома; при этом порядок использования правил подстановки не имеет значения. Информацию о мономиальных метках монома можно получить в виде (n+m)-кратного интеграла по циклу, где числа n и m не зависят от степени монома и равны числу нетерминальных и терминальных символов грамматики кс-языка соответственно. Рассмотрим коммутативный образ ФСР сгруппированный в кратный ряд Гартогса [5].

ci( z1* ( x, t )) 

 s (t ) x ,

(2)



Имеет место следующее предложение. Предложение. При всех мультииндеках α голоморфные в нуле коэффициенты ряда Гартогса sα (t) являются многочленами. 75

Решетневские чтения. 2017

ские многочлены любого монома, осуществив тем самым его синтаксический анализ.

Определение. Синтаксическим многочленом монома v относительно кс-языка z1(x) = z1*(x, e) называется коэффициент sα (t) ряда Гартогса (2), такой, что xα = ci(v). Замечание 1. Мономиальные метки, содержащиеся в некоммутативных мономах кс-языка, не исчезают при переходе от ФСР к его коммутативному образу (2) и сохраняются в виде мономов синтаксических многочленов, поскольку все коэффициенты ФСР являются целыми положительными числами. Следовательно, если синтаксический многочлен монома относительно кс-языка равен нулю, то моном не принадлежит этому языку. Замечание 2. Для проведения синтаксического анализа монома v, такого, что ci(v) = xα, следует найти синтаксический многочлен sα (t). Каждый моном многочлена sα (t) является произведением мономиальных меток правил подстановки, которые позволяют получить некоторые мономы, имеющие тот же коммутативный образ xα, поэтому для завершения синтаксического анализа монома v остаётся проверить, можно ли получить его с помощью правил подстановки, соответствующих всем мономам синтаксического многочлена sα (t). Следующее предложение дает принципиальную возможность получить синтаксические многочлены sα (t) в виде кратного интеграла по циклу, который может быть вычислен с помощью многомерных вычетов. Предложение. При всех (x, t), достаточно близких к нулю, голоморфная в нуле алгебраическая функция ci(z1*(x, t)) представленная рядом Гартогса (11), задаётся формулой

 

ci



z1*

 x, t   

1



 2i n  z

  ci Qi* ( z, x, t )  z1 det ij   z j 

 z  ci Q (z, x, t) *

Библиографические ссылки

1. Сафонов К. В., Егорушкин О. И. О синтаксическом анализе и проблеме В. М. Глушкова распознавания контекстно-свободных языков Хомского // Вестник Томск. гос. ун-та. 2006. № 17. С. 63–67. 2. Safonov K. V. On conditions for the sum of a power series to be algebraic and rational // Mathematical Notes. 1987. № 3 (41). С. 185–189. 3. Safonov K. V. On Power Series of Algebraic and Rational functions in Cn // Journal of Math. Analysis and Applications. 2000. Т. 243. С. 261–277. 4. Salomaa A., Soitolla M. Automata-Theoretics Aspects of Formal Power Series. N.-Y.: Springer Verlag. 1978. 171 с. 5. Семёнов А. Л. Алгоритмические проблемы для степенных рядов и контекстно-свободных грамматик // Доклады АН СССР. 1973. Т. 212. С. 50–52. References

1. Safonov K. V., Egorushkin O. I. [On syntax analysis and V. M. Glushkov’s problem of recognition for context-free languages] // Vestnik TGU. 2006, No. 17. Р. 63–67. (In Russ.) 2. Safonov K. V. On Conditions for the Sum of a Power Series to be Algebraic and Rational // Mathematical Notes. 1987. Vol. 3 (41). P. 185–189. 3. Safonov K. V. On Power Series of Algebraic and Rational functions in Cn // Journal of Math. Analysis and Applications. 2000. Vol. 243. P. 261–277. 4. Salomaa A., Soitolla M. Automata-Theoretics Aspects of Formal Power Series. N.-Y.: Springer Verlag. 1978, 171 p. 5. Semenov A. L. Algorithmic Problems for Power Series and Context-Free Grammars // Soviet Doklady Mathematics. 1973. Vol. 212. P. 50–52. (In Russ.)

 

 dz. (3)

Вычисляя тейлоровские коэффициенты параметрического интеграла (3), можно получить синтаксиче-

© Егорушкин О. И., Колбасина И. В., Сафонов К. В., 2017

76

Прикладная математика

УДК 519.682 О СИНТАКСИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ КОНТЕКСТНО-СВОБОДНЫХ ЯЗЫКОВ

В. В. Кишкан, И. В. Колбасина, А. М. Попов, Н. А. Попов, К. В. Сафонов* Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Разрабатывается подход к синтаксическому анализу контекстно-свободных языков, которые являются решением систем некоммутативных полиномиальных уравнений. Результаты имеют приложение в теории формальных языков. Ключевые слова: контекстно-свободные языки, полиномиальные уравнения, формальный степенной ряд, синтаксический анализ. TO SYNTAX ANALYSIS OF CONTEXT-FREE LANGUAGES

V. V. Kishkan, I. V. Kolbasina, A. M. Popov, N. A. Popov, K. V. Safonov* Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The article elaborates an approach to syntax analysis of context-free languages, which are solutions of noncommutative polynomial equations. The results have applications in formal language theory. Keywords: context-free languages of polynomial equations, formal power series, syntactic analysis. Рассматривается система полиномиальных уравнений: Pj ( z, x)  0, j  1, ..., n, (1)

сматриваться как моном соответствующего ФСР. В связи с этим рассмотрим проблему синтаксического анализа мономов кс-языка. Для того, чтобы сформулировать эту проблему, рассмотрим грамматику кс-языка, которая является множеством правил подстановки

где z = (z1, …, zn), x = (x1, …, xm) – переменные из кольца с некоммутативной операцией умножения и коммутативной операцией сложения; для них определена также коммутативная операция умножения на комплексные числа. Система (1) решается относительно переменных z1, …, zn в виде формальных степенных рядов (ФСР) от переменных x1, …, xm. Такие системы имеют прикладное значение, частности, они порождают определенные классы формальных языков: контекстно-свободных, непосредственно составляющих, в нормальной форме Грейбах и др. В теории программирования система (1) рассматривается как грамматика над терминальными символами x1, …, xm – словами языка, и нетерминальными символами z1, …, zn, необходимыми для задания грамматики [1–3]. Важное приложение таких уравнений лежит в области теории формальных языков и грамматик и теории автоматического управления [4]. Одной из важных проблем, связанных с разработкой систем и языков программирования, является проблема синтаксического анализа программ. Как было отмечено выше, большинство языков программирования является кс-языками, которые можно представить в виде ФСР, поэтому каждая программа, написанная на языке программирования, может рас-

z j  q j1 ( z , x), ..., z j  q jp j ( z , x), j  1, ..., n,

(2)

где qjk(z, x) – мономом от некоммутативных символьных переменных с числовым коэффициентом, равным единице. Правила подстановки можно применять к начальному символу z1, а затем к другим мономам в любом порядке неограниченное число раз, что позволяют выводить новые правильные мономы, образующие кс-язык. Итак, проблема синтаксического анализа мономов состоит в том, чтобы определить, принадлежит ли моном данному кс-языку, т. е. может ли быть получен из начального символа z1 при помощи правил подстановки (2), а также установить, какие правила подстановки и сколько раз использовались при выводе этого монома; при этом порядок использования правил подстановки не имеет значения. Метод беступикового синтаксического анализа, основанный на использовании мономиальных меток, был предложен в статье [1]. В соответствии с этим методом, каждое правило подстановки zj → qjk(z,x) заменяется правилом zj → tjkqjk(z,x), имеющим мономиальную метку tjk, которая является символом из расширенного алфавита, и для новых правил вывода 77

Решетневские чтения. 2017

Недостатком метода мономиальных меток является большое число громоздких итераций метода последовательных приближений, необходимых для получения ФСР, который представляет кс-язык, причём это число возрастает вместе с ростом степени монома, который анализируется. В связи с этим актуально найти другой путь для получения мономиальных меток некоммутативного монома. Кроме того, используя систему скобок при записи правил вывода, можно установить порядок их применения в случаях, когда это имеет смысл.

рассматривается соответствующая система уравнений Хомского–Шутценберже: z j  Q*j ( z , x, t ) : t j1q j1 ( z , x )  ...   t jp j q jp j ( z , x), j  1, ..., n.

(3)

Рассмотрим метод мономиальных меток, который позволяет провести синтаксический анализ монома v от терминальных символов x1, …, xm. Итерации метода последовательных приближений для системы уравнений (3) дают многочлены возрастающей степени относительно символов x1, …, xm, t11, t12, …, tnpn при этом мономы степени не выше degx(v) относительно символов x1, …, xm после конечного числа итераций стабилизируются, не меняясь при последующих итерациях. Таким образом, можно получить начальные члены решения системы (7) в виде ФСР до любой, сколь угодно высокой степени, в том числе члены ФСР, представляющего первую компоненту этого решения: 

z1  z1* ( x, t )    z1* , wi  wi .

Библиографические ссылки

1. Сафонов К. В., Егорушкин О. И. О синтаксическом анализе и проблеме В. М. Глушкова распознавания контекстно-свободных языков Хомского // Вестник Томск. гос. ун-та. 2006, № 17. С. 63–67. 2. Safonov K. V. On conditions for the sum of a power series to be algebraic and rational // Mathematical Notes. 1987, № 3 (41). С. 185–189. 3. Safonov K. V. On Power Series of Algebraic and Rational functions in Cn // Journal of Math. Analysis and Applications. 2000. Т. 243. С. 261–277. 4. Salomaa A., Soitolla M. Automata-Theoretics Aspects of Formal Power Series. N.-Y.: Springer Verlag. 1978. 171 c.

(4)

i 0

Синтаксический анализ монома v кс-языка z1(x) можно провести следующим образом. Считывая мономы степени degx(v) относительно символов x1, …, xm и пропуская символы tjk, можно установить, есть ли среди них моном v, а значит, можно ли вывести его с помощью системы продукций (2). При этом каждая мономиальная метка tjk, содержащаяся в таком мономе, показывает, что при его выводе использовалось правило zj → tjkqjk(z,x). В самом деле, из системы уравнений (3) и метода последовательных приближений нетрудно видеть, что, применяя это правило вывода к моному, мы умножаем его слева на символ tjk. Следовательно, мономиальные метки монома решают проблему его синтаксического анализа, показывая, какие правила вывода кс-языка и сколько раз использовались при выводе этого монома, с точностью до порядка их применения. Таким образом, имеет место следующая теорема [1]. Теорема. Метод мономиальных меток позволяет провести за конечное число шагов беступиковый синтаксический анализ любого монома (программы) кс-языка, заданного грамматикой (2).

References

1. Safonov K. V., Egorushkin O. I. [On syntax analysis and V. M. Glushkov’s problem of recognition for context-free languages] // Vestnik TGU. 2006, no. 17. P. 63–67. (In Russ.) 2. Safonov K. V. On Conditions for the Sum of a Power Series to be Algebraic and Rational // Mathematical Notes. 1987. Vol. 3 (41). P. 185–189. 3. Safonov K. V. On Power Series of Algebraic and Rational functions in Cn // Journal of Math. Analysis and Applications. 2000. Vol. 243. P. 261–277. 4. Salomaa A., Soitolla M. Automata-Theoretics Aspects of Formal Power Series. N.-Y.: Springer Verlag. 1978, 171 p. © Кишкан В. В., Колбасина И. В., Попов А. М., Попов Н. А., Сафонов К. В., 2017

78

Прикладная математика

УДК 512 ДОСТАТОЧНЫЕ УСЛОВИЯ ПРОСТО ПРИВОДИМОСТИ СПЛЕТЕНИЯ КОНЕЧНЫХ ГРУПП

С. Г. Колесников Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Исследуется задача определения условий, при которых сплетение просто приводимой группы (класс введен Ю. Вигнером в связи с задачами на собственные значения в квантовой теории) с циклической группой порядка 2 является просто приводимой группой. Также найдены необходимые и достаточные условия вещественности сплетения двух конечных групп. Ключевые слова: просто приводимая группа, вещественная группа, сплетение. SUFFICIENT CONDITIONS OF SIMPLY REDUCIBILITY OF THE WREATH PRODUCT OF FINITE GROUPS

S. G. Kolesnikov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] We study the problem of determining the conditions under which the wreath product of a simply reducible group (a class introduced by E. Wigner in connection with eigenvalue problems in quantum theory) with a cyclic group of order 2 is simply reducible. We also find necessary and sufficient conditions for the reality of the wreath product of two finite groups. Keywords: simply reducible group, real group, wreath product. Исследованию строения и свойств вещественных и просто приводимых групп посвящена обширная литература. Интерес к этим классам групп, играющим важную роль как в самой теории групп и алгебре, так и в приложениях, в частности, в теоретической физике, не ослабевает по причине большого количества нерешенных вопросов. В частности, вопросов сохранения свойств вещественности и просто приводимости при различных операциях над группами и вопросов характеризации этих классов групп в других классах. Группа называется вещественной, если любой её элемент сопряжен со своим обратным. Термин вещественная группа возник в теории характеров конечных групп, где это условие равносильно вещественности всех значений всех комплексных неприводимых характеров группы. Класс вещественных групп достаточно богат. Стоит упоминуть, что все конечные симметрические группы и их силовские 2-подгруппы являются вещественными, поэтому в силу теоремы Келли всякая конечная группа (2-группа) вкладывается в вещественную группу (2-группу). Накладывая на вещественную группу G дополнительное условие

 fG3 ( g ) =  CG ( g )

gG



2

,

мощи инволюции, то получаем класс строго вещественных групп, который естественным образом возникает в геометрии [2]. Классы вещественных и просто приводимых групп замкнуты относительно взятия прямых произведений и гомоморфных образов. Доказаны следующие теоремы. Теорема 1. Для того чтобы сплетение G = H3K двух конечных групп H и K было вещественной группой необходимо и достаточно, чтобы группа H была вещественной, а группа K – элементарной абелевой 2-группой. Теорема 2. Пусть G = H3Z2 и H – просто приводимая группа. Группа G является просто приводимой, если

 CH (u)

uH

3

  CH (u) = 2

uH

 f 4 (u)   f 2 (u) CH (u) . (2)

uH

uH

Как следствие последней теоремы строится новая бесконечная серия просто приводимых групп. Библиографические ссылки

1. Wigner E. P. On representations of certain finite groups // Amer. J. Math., 1941. Vol. 63. P. 57–63. 2. Бахман Ф. Построение геометрии на основе понятия симметрии. М. : Наука, 1969. 450 с.

(1)

gG

References



где fG ( g ) =| h  G | h2 = g | и CG ( g ) – централизатор

1. Wigner E. P. On representations of certain finite groups // Amer. J. Math., 1941. Vol. 63. P. 57–63. 2. Bahman F. The construction of geometry on the basis of the concept of symmetry. M. : Nauka, 1969. 450 p.

элемента g, получим класс просто приводимых групп [1]. Известные примеры просто приводимых групп дают диэдральные группы и обобщенные группы кватернионов. Если считать, что всякий элемент вещественной группы сопряжен со своим обратным при по-

© Колесников С. Г., 2017

79

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.6 СОЗДАНИЕ СУПЕРКОМПЬЮТЕРА НА ОСНОВЕ ОДНОПЛАТНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ RASPBERRY PI

А. А. Кузнецов1*, Г. А. Кузнецов2 1

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 2 МБОУ «Средняя школа № 42» Российская Федерация, 660093, г. Красноярск, ул. Кольцевая, 12а * Е-mail: [email protected]

Построен вычислительный кластер на основе одноплатных компьютеров Raspberry Pi. После чего, определена производительность полученного кластера на основе теста High Performance Linpack. Ключевые слова: суперкомпьютер, многопроцессорная вычислительная система, одноплатное вычислительное устройство, Raspberry Pi. CREATION OF A SUPERCOMPUTER BASED ON SINGLE-BOARD COMPUTING DEVICES RASPBERRY PI

A. A. Kuznetsov1, G. A. Kuznetsov2 1

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 2 MBOU “Secondary School № 42” 12а, Kolcevaya Str., Krasnoyarsk, 660093, Russian Federation A computational cluster based on single-board computing devices Raspberry Pi is built. After that, the performance of the cluster based on the High Performance Linpack benchmark is determined. Keywords: a supercomputer, a multiprocessor computing system, a single-board computing device, Raspberry Pi. изводить параллельные вычисления аналогично тому, как это происходит на «взрослых» суперкомпьютерах, при этом ПО и принципы работы те же самые. Соединения плат можно осуществить двумя способами: используя проводной интерфейс Ethernet или беспроводную сеть Wi-Fi. Для проводной связи необходим сетевой коммутатор (свитч), а для беспроводной сети Wi-Fi понадобится роутер. Модульная структура позволяет подключать неограниченное число плат RPi, тем самым увеличивая производительность суперкомпьютера до необходимого уровня. Для удобства установки RPi необходимо было собрать стойку, каждый этаж которой состоит из пластины из оргстекла (акрил), на которую прикрепляется плата, а этажи соединены при помощи 30 мм цилиндрических винтов. Для избежания перегрева плат были использованы мини вентиляторы на 3–5 В, которые можно подключить к имеющимся на RPi контактам на 3,3 или 5 В. Для присоединения вентиляторов в пластинах из оргстекла были просверлены отверстия на 3 мм. В результате мы получили суперкомпьютер, состоящий из 2 стоек, в каждой из которых размещено 3 одноплатных вычислительных устройств RPi. Количество применяемых плат зависит от имеющегося бюджета, однако, для образовательных целей достаточно сети из 2–3 плат.

Введение. Суперкомпьютер – это мощная вычислительная машина, которая, как правило, представляет собой большое число высокопроизводительных компьютеров, соединенных друг с другом высокоскоростной магистралью [1; 2]. Необходимость использования такой техники сегодня ни у кого не вызывает вопросов. Суперкомпьютеры применяют для научных расчетов в статистике, физике, науках о Земле, при прогнозировании погоды, при исследовании процессов, происходящих в земной коре, в вычислительной химии и медицине, машиностроении – повсюду нужны быстрые и точные вычисления, с которыми уже не справится персональный компьютер. В связи с этим возникает потребность в специалистах, способных работать на суперкомпьютерах. Но, как правило, стоимость таких мощных машин очень высока и не приемлема для большинства учебных заведений. Для выхода из данной ситуации было решено построить вычислительный кластер на основе одноплатных компьютеров Raspberry Pi 3 (далее RPi) [3]. Данная плата имеет размер, сопоставимый с размером кредитной карты, стоит порядка 2500 рублей и представляет собой полноценное вычислительное устройство. Соединив несколько таких плат в сеть, мы получим вычислительный кластер, на котором можно про-

80

Прикладная математика

График производительности кластера из RPi (Ethernet)

Исследование производительности кластера. Для оценки производительности кластера был использован тест High Performance Linpack [4], основанный на решении систем линейных алгебраических уравнений большой размерности. Напомним, что производительность компьютера измеряется во флопсах (flops) и показывает, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данная вычислительная система [5]. На рисунке приведена зависимость производительности кластера от числа используемых плат RPi, соединенных при помощи проводной сети Ethernet. Как видно из графика, производительность кластера линейно зависит от числа используемых плат RPi. Если вместо проводной сети Ethernet использовать беспроводную Wi-Fi, то производительность кластера будет значительно ниже. В итоге мы получили, что кластер из RPi имеет весьма скромную производительность, однако этого вполне достаточно для изучения суперкомпьютерных технологий и решения образовательных задач. Благодарности. Исследование выполнено при поддержке краевого государственного автономного учреждения «Красноярский краевой фонд поддержки научной и научно-технической деятельности» в рамках реализации проекта: «Создание суперкомпьютера на основе одноплатных вычислительных устройств и его применение в робототехнике». Acknowledgments. The reported study was funded by Krasnoyarsk Region Science and Technology Support Fund according to the research project: “Creation of a supercomputer based on single-board computing devices and its application in robotics”.

Библиографические ссылки

1. Воеводин В. В., Воеводин В. В. Параллельные вычисления. СПб. : БХВ-Петербург, 2004. 608 с. 2. Gregory R. Andrews. Foundations of multithreaded, parallel, and distributed progamming. Reading, Mass.: Addison-Wesley, 2000. 664 с. 3. Raspberry Pi – Teach, Learn, and Make with Raspberry Pi [Электронный ресурс]. URL: https://www. raspberrypi.org/ (дата обращения: 02.09.2017). 4. HPL – A Portable Implementation of the HighPerformance Linpack Benchmark for DistributedMemory Computers [Электронный ресурс]. URL: http://www. netlib.org/benchmark/hpl/ (дата обращения: 02.09.2017). 5. FLOPS – Wikipedia [Электронный ресурс]. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/FLOPS (дата обращения: 02.09.2017). References

1. Voevodin V. V., Voevodin V. V. Parallel’nye vychisleniya [Parallel computing]. SPb. : BKhVPeterburg. 2004. 608 p. 2. Gregory R. Andrews. Foundations of multithreaded, parallel, and distributed progamming. Reading, Mass.: Addison-Wesley. 2000. 664 p. 3. Raspberry Pi – Teach, Learn, and Make with Raspberry Pi. Available at: https://www.raspberrypi.org/ (accessed: 02.09.2017). 4. HPL – A Portable Implementation of the HighPerformance Linpack Benchmark for DistributedMemory Computers. Available at: http://www.netlib.org/ benchmark/hpl/ (accessed: 02.09.2017). 5. FLOPS – Wikipedia. Available at: https://en. wikipedia.org/wiki/FLOPS (accessed: 02.09.2017). © Кузнецов А. А., Кузнецов Г. А., 2017

81

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.6 ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАФОВ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ПУЗЫРЬКОВОЙ СОРТИРОВКИ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ

А. А. Кузнецов*, В. В. Кишкан Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] При помощи суперкомпьютерных вычислений получены ранее неизвестные характеристики графов Кэли модифицированной пузырьковой сортировки размерности 14 и 15. Ключевые слова: граф Кэли, многопроцессорная вычислительная система, граф модифицированной пузырьковой сортировки. USING HIGH-PERFORMANCE COMPUTATIONS TO STUDY MODIFIED BUBBLE-SORT GRAPHS

A. A. Kuznetsov*, V. V. Kishkan Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] Using supercomputer computations we obtained the previously unknown characteristics of modified bubble-sort Cayley graphs of dimensions 14 and 15. Keywords: the Cayley graph, a multiprocessor computing system, a modified bubble-sort graph. Введение. Пусть X – порождающее множество группы G, т. е. G  X . Графом Кэли   Cay  G , X  

представлены в виде групповых слов в алфавите X длиною, не превышающей s. Для каждого целого неотрицательного s можно определить функцию роста группы F(s), которая будет равна числу элементов группы G относительно X, представимых в виде несократимых групповых слов длиною s. Таким образом

 V , E  называют ориентирован-

ный граф, обладающий следующими свойствами: – множество вершин V(Г) соответствуют элементам группы G; – множество ребер E(Г) состоит из всех упорядоченных пар (g, xg), где g  G и x  X . В дальнейшем будем считать порождающее множество X симметричным и свободным от единичного элемента группы, т. е. x  X  x 1  X и e  X . Поскольку X является свободным от единичного элемента, то граф Г не содержит петель. Симметричность порождающего множества означает, что граф будет неориентированным и без кратных ребер, т. е. если в графе имеется ребро из g в xg, то оно совпадает с ребром из xg в x 1  xg   g .

F (0) | K 0 | 1, F ( s) | K s |  | K s 1 | при s  .

Как правило, функцию роста конечной группы представляют в виде таблицы, в которую записывают ненулевые значения F(s). Отметим также, что при вычислении функции роста группы, мы параллельно выясняем характеристики соответствующего графа Кэли, например, такие как диаметр и средний диаметр [1]. Пусть F ( s0 )  0 , но F ( s0  1)  0 , тогда s0 будет являться диаметром графа Кэли группы G в алфавите порождающих X, который мы будем обозначать DX (G ) . Соответствен-

Таким образом,

но, средний диаметр DX  G  равен средней длине

Ă  Cay (G, X )  (V , E ) , где V = G

и E  {{g , xg} g  G, x  X } .

(2)

минимальных (несократимых) групповых слов. Вычисление диаметра графа Кэли большой конечной группы является хотя и разрешимой, но весьма сложной проблемой. Это связано с тем, что в общем случае задача по определению минимального слова в группе, как показали С. Ивен и О. Голдрейх в 1981 году [2], является NP-трудной. Поэтому для эффективного решения задач на графах Кэли, имеющих большое количество вершин, необходимо применять МВС.

(1)

Количество вершин | V | равно порядку группы G. Граф Кэли является регулярным, и его степень s, т. е. количество ребер, выходящее из каждой вершины, равно числу порождающих элементов группы s | X | . Шаром K s радиуса s группы G будем называть множество всех ее элементов, которые могут быть

82

Прикладная математика

Пусть S n  X n , где X n  (i, i  1) | i  1, 2,  , n

Благодарности. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Красноярского края в рамках научного проекта № 17-47240318. Acknowledgments. The reported study was funded by RFBR and the government of Krasnoyarskiy kray according to the research project № 17-47-240318.

– симметрическая группа, порожденная множеством транспозиций X n . Граф Кэли BSn  Cay ( Sn , X n ) называют графом пузырьковой сортировки (bubble-sort graph) [3]. Свойства данного графа хорошо известны [3], в частности, DX n (Sn )=

DX (Sn ) n(n  1) . и DX n (Sn )= n 2 2

(3)

Библиографические ссылки

1. Кузнецов А. А., Кузнецова А. С. Параллельный алгоритм для исследования графов Кэли групп подстановок // Вестник СибГАУ. 2014, № 1(53). С. 34–39. 2. Even S., Goldreich O. The Minimum Length Generator Sequence is NP–Hard // Journal of Algorithms. 1981. Т. 2. С. 311–313. 3. Heydemann M. Cayley graphs and interconnection networks, in Graph symmetry: algebraic methods and applications (Editors: Hahnand Sabidussi) // Dordrecht : Kluwer Academic Publishers. 1997. P. 167–226. 4. Кузнецов А. А., Кузнецова А. С. О взаимосвязи функций роста в симметрических группах с задачами комбинаторной оптимизации // Вестник СибГАУ. 2012. № 6(46). С. 93–97. 5. Кузнецов А. А. Об одном алгоритме вычисления функций роста в конечных двупорожденных группах периода пять // Прикладная дискретная математика. 2016, № 3(33). С. 116–125.

Пусть теперь Sn  Xˆ n , где Xˆ n  X n  (1, n) . Граф Кэли MBSn  Cay ( Sn , Xˆ n ) называют графом модифицированной пузырьковой сортировки (modified bubble-sort graph) [3]. На сегодняшний день известны характеристики данного графа только для n  13 . В работе [4] получено, что  n2  n2  n  1 DXˆ (Sn )=   и DXˆ (Sn )= при n  13. (4) n n 6 4 В настоящей работе при помощи суперкомпьютерных вычислений получены ранее неизвестные характеристики MBSn графов для n = 14 и 15. Исследование MBSn графов. Алгоритм A–I из [5] был модифицирован, реализован на языке С++ и апробирован на 96-ти ядерном сервере суперкомпьютера СФУ, при этом было задействовано 512 Гб оперативной памяти и 8 Тб дискового пространства. В результате были вычислены функции роста групп S  Xˆ и S  Xˆ . Затраченное на расчеты 14

14

15

References

1. Kuznetsov A. A., Kuznetsova A. S. [A parallel algorithm for study of the Cayley graphs of permutation groups]. Vestnik SibGAU. 2014, No. 1(53), P. 34–39. (In Russ.) 2. Even S., Goldreich O. The Minimum Length Generator Sequence is NP–Hard. Journal of Algorithms. 1981. Vol. 2. Pp. 311–313. 3. Heydemann M. Cayley graphs and interconnection networks, in Graph symmetry: algebraic methods and applications. Dordrecht : Kluwer Academic Publ. 1997. P. 167–226. 4. Kuznetsov A. A., Kuznetsova A. S. [Relation between growth functions insymmetric groups and tasks of combinatorial optimization]. Vestnik SibSAU. 2012, No. 6(46). Pp. 93–97. (In Russ.) 5. Kuznetsov A. A. [An algorithm of computation of the growth functions in finite two-generated groups of exponent five]. Prikladnaya Diskretnaya Matematika, 2016, No. 3(33). Pp. 116–125. (In Russ.)

15

время примерно равно 2,5 часа для n = 14 и 46 часов для n = 15. В итоге получено, что 142 , 14 4 142  14  1 DXˆ (S14 )  30 12  ; 14 6 DXˆ (S14 )  49 

152  DXˆ ( S15 )  56   , 15  4  DXˆ ( S15 )  15

35 16

152  15  1 .  6

(5)

(6)

Таким образом, мы можем расширить результат из [4]. Теорема. Пусть S  Xˆ и n  15 . Тогда верно, n

n

что  n2  n2  n  1 DXˆ (Sn )=   и DXˆ (Sn )= . n n 6 4

(7) © Кузнецов А. А., Кишкан В. В., 2017

83

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.6 ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ВОЗМУЩЕНИЙ К ЗАДАЧЕ О ДВИЖЕНИИ СПУТНИКА НЕСФЕРИЧНОЙ ПЛАНЕТЫ

Е. В. Овчинникова*, C. А. Суринова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Обсуждается применение теории возмущений к моделированию орбиты ИСЗ. Для решения уравнений, использованы комбинированные численно-аналитические методы. На тестовой модели проведена оценка точности предложенного алгоритма. Ключевые слова: теория возмущений; несферичные потенциалы, промежуточная орбита. APPLYING PERTURBATION THEORY TO THE PROBLEM OF THE SATELLITE MOTION OF A NON-SPHERICAL PLANET

E. V. Ovchinnikova*, S. A. Surinova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The application of perturbation theory to the simulation of the satellite orbit is discussed. To solve the equations, combined numerical-analytical methods are used. On the test model, the accuracy of the proposed algorithm is estimated. Keywords: perturbation theory, nonspherical potentials, intermediate orbit. полуось орбиты, эксцентриситет, наклонение орбиты к плоскости экватора, долгота восходящего узла, аргумент перицентра, истинная аномалия на текущий момент времени). В качестве начального приближения использовались уравнения движения ИСЗ в поле сферической Земли. Условия применимости методов теории возмущений выполняются, так как гравитационный потенциал Земли мало отличается от потенциала притяжения материальной точки и может быть представлен в виде Gm  U      R (r ) ,   1, r

Теория возмущений применяется во многих областях науки. Ее применение в небесной механике обусловлено тем, что известные гравитационные поля: Земли, других планет и многих естественных спутников, мало отличаются от поля притяжения материальной точки [1]. Этот факт позволяет применить теорию возмущения, беря в качестве нулевого приближения решение задачи Кеплера, допускающей аналитическое решение [2]. В настоящей работе для решения уравнений движения искусственного спутника Земли применены методы теории возмущений. Уравнения движения были записаны в неособых элементах, схожих с несингулярными элементами [2]. Связь неособых элементов с кеплеровыми выражается уравнениями:



где G – гравитационная постоянная; m – масса земли;   r – радиус вектор положения спутника;   R(r ) – возмущенная составляющая гравитационного потенциала. Решение возмущенной задачи находится в виде степенного ряда относительно малого параметра ε. Для нахождения слагаемых этого ряда решается последовательность линейных неоднородных систем ОДУ, с общей линейной частью. Фундаментальная система решений однородной системы уравнений, общая для всей последовательности, представляет собой частные производные от невозмущенного (кеплерова) движения по начальным данным. Решение нелинейных систем находится метом вариации постоянных с последующим использованием квадратурных формул Гаусса [3] для численного интегрирования.



p  a 1  e2 ; g  e  sin(    ); h  e  cos(    ); 

i f  tg    sin  ; 2 

i q  tg    cos  ; 2 l     ,

где Δ = sign(cos(i)), a. e. i. Ω, ω, ν – классические кеплеровы элементы орбиты (соответственно большая 84

Прикладная математика

4. Аксенов Е. П. Теория движения искусственных спутников Земли. М. : Наука, 1977. 360 с.

В работе проведены тестовые расчеты. В качестве модельной задачи использовалась задача Гредеакса [4], так как она допускает «аналитическое» интегрирование. Результаты численных экспериментов демонстрируют сходимость разработанного метода и подтверждают теоретические оценки скорости сходимости.

References

1. Emel’yanov N. V. Osnovy teorii vozmushcheniy v nebesnoy mehanike [Fundamentals of perturbation theory in celestial mechanics]. M. : Fizicheskiy fakul’tet MGU Publ, 2015. 126 p. (In Russ.) 2. Montenbruck O., Gill E. Satellite Orbits: Models, Methods and Applications / Berlin : Springer Verlag, 2001. 369 p. 3. Bahvalov N. S., Chislennye metody [Numerical methods]. M. : Nauka Publ., 2000. 622 p. (In Russ.) 4. Aksenov E. P. Teoriya dvizheniya iskusstvennykh sputnikov Zemli [Theory of motion of artificial satellites]. M. : Nauka Publ., 1977. 360 p. (In Russ.)

Библиографические ссылки

1. Емельянов Н. В. Основы теории возмущений в небесной механике. М. : Физический факультет МГУ, 2015. 126 с. 2. Montenbruck O., Gill E. Satellite Orbits: Models, Methods and Applications / Berlin : Springer Verlag. 2001. 369 с. 3. Бахвалов Н. С., Жидков Н. П., Кобельков Г. М. Численные методы. М. : Наука, 2000. 622 с.

© Овчинникова Е. В., Суринова С. А., 2017

85

Решетневские чтения. 2017

УДК 517.977.1 СИМВОЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ КОРНЕВЫХ ДЕРЕВЬЕВ В ЗАДАЧАХ ОЦЕНКИ ВОЗМОЖНОСТЕЙ УПРАВЛЕНИЯ

А. А. Рогалев1, А. Н. Рогалев2 1

Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 2 Красноярский научный центр СО РАН Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 E-mail: [email protected] При решении типичных задач теории управления множества достижимости играют важную роль. Рассматривается эффективный способ численного построения этого множества на основе работы с помеченными деревьями, что позволяет упростить решение указанных задач. Ключевые слова: возможности управления, символьные формулы, корневые деревья. SYMBOLIC CALCULATIONS BASED ON ROOT TREES IN PROBLEMS OF MANAGEMENT OPPORTUNITY EVALUATION

A. A. Rogalev1, A. N. Rogalev2 1

Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation 2 Krasnoyarsk Science Centre SB RAS Institute of Computational Modelling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation E-mail: [email protected] In solving of typical problems of control theory, reachable sets are important. The article considers an efficient way of numerically constructing a set on the basis of working with labeled trees, which makes it possible to simplify the solution of these problems. Keywords: control capabilities, symbolic formulas, root trees. можностей управления. Будет получен ответ на вопрос, возможно ли переместить управляемую систему в заданное фазовое состояние Y* в некоторый фикси-

Исследование свойств решений управляемых систем выполняется с помощью класса методов гарантированного оценивания решений систем дифференциальных уравнений [1–4]. Пусть решается система обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ), в правой части которой включено управляющее воздействие u (t ) dy  f (t , y, u ), y (t0 )  y0  Y0 . dt

рованный момент времени T  t0 . Это эквивалентно проверки условия, принадлежит ли вектор Y* множеству YF , т. е. имеет ли место включение y (T )  YF . Построение множеств достижимости позволяет определить, как зависит разрешимость рассматриваемых задач от начального множества Y0 , от времени T , от множества U и т. д. Хорошо известно, что эти задачи возникают на практике при оценке маневренных возможностей летательных аппаратов. Методы, строящие гарантированные границы множеств решений задачи (1), (2), основаны на символьном представлении формул, аппроксимирующих оператор сдвига вдоль траектории. Для работы с такими символьными формулами в работе используются

(1)

Множеством достижимости задачи (1) называется множество Y (t , Y0 , U ) такое, что выполняется включение y (t )  N для любого решения y (t , y0 , u ) , начинающегося в области Y0 при выборе управляющего воздействия y (t0 )  Y0 . Правые части f системы (1) удовлетворяют условиям существования, единственности решений, продолжимости на всю вещественную ось и непрерывной зависимости от начальных данных всех решений y (t ) задачи Коши (1). Построе-

корневые конечные дерево [5]. Пусть

E , ..., E  1

M

множество символов, тогда будем говорить, что

ние границ множества достижимости Y (t , Y 0 , U ) управляемой системы используется для оценки воз-





дерево помечено метками E1 , ..., EM , если каждому 86

Прикладная математика

узлу дерева, отличному от корня, соответствует эле-

и расширим ψ на все k  LF ( E1 , ..., EM ) в силу его

E1 , ..., EM , присвоенный ему. Помеченное

линейности. На основе этого отображения упрощается факторизация  (отображения из пространства символов в пространство дифференциальных выражений) с помощью множества помеченных деревьев. После нахождения символьных формул вычисляются включения, содержащие каждое приближенное решение при варьировании параметров значений, затем оценки глобальных ошибок для всех приближенных решений, соответствующих этим символьным формулам. Завершает алгоритм операция объединения этих множеств включений, реализуемая, например, как сложение множеств.

мент





упорядоченное дерево является помеченным деревом, для которого существует линейное упорядочение потомков каждого узла. Обозначим векторное пространство над k с базисом множества помеченных упорядоченных деревьев через k  LOF ( E1 , ..., EM ) . Пусть k  LF ( E1 , ..., EM ) обозначает векторное пространст-





во над полем k с базисом LF E1 , ..., EM . Определим умножение в k  LF ( E1 , ..., EM ) следующим образом. Поскольку набор помеченных деревьев образуют базис для k  LF ( E1 , ..., EM ) , достаточно описать произведение двух помеченные деревьев. Пусть t1, t2 – два помеченных дерева. Пусть s1, s2, …, sr – дети корня t1. Если t2 имеет n  1 узлов (считая корень), существуют соединения r 

 n  1r

Библиографические ссылки

1. Рогалев А. Н. Гарантированные методы решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений на основе преобразования символьных формул // Вычислительные технологии. 2003. Т. 8 (5) С. 102–116. 2. Рогалев А. Н. Гарантированные оценки и построение множеств достижимости для нелинейных управляемых систем // Вестник СибГАУ. 2010. Т. 5 (31). С. 148–154. 3. Рогалев А. Н., Рогалев А. А.Численный расчет включений фазовых состояний в задачах наблюдения за движением самолета // Вестник СибГАУ. 2012. Т. 1 (41). С. 53–57. 4. Рогалев А. Н., Рогалев А. А. Численные оценки предельных отклонений траекторий летательных аппаратов в атмосфере // Вестник СибГАУ. 2015. Т. 16, № 1. С. 104–112. 5. Grossman R., Larson R. Differential algebra structures on families of trees // Advances in Applied Mathematics 2005. Т. 35. С. 97–119.

способов при-

поддеревьев t1 , которые имеют

s1 , ..., sr , как корни к помеченному дереву t2 , делая

каждый si , потомком некоторого узла t2 , сохраняющий исходные метки. Произведение t1t2 определяется как сумма этих

 n  1r

меченых деревьев. Можно

показать, что это произведение ассоциативно и что дерево, состоящее только из корня, является мультипликативным тождеством. Помеченные деревья используются, чтобы упростить вычисление дифференциальных операторов в символьных формулах, помеченные деревья могут быть использованы для упрощения вычислений дифференциальных операторов. Начнем с определения отображения  : k  LF ( E1 ,..., EM )  Diff ( D1 ,..., DN ; R)

References

следующим образом. Шаг 1. Задав помеченное дерево t  LFm  E1 , ..., EM  , присваиваем корню число 0 и

1. Rogalev A. N. [Guaranteed methods of solving of ordinary differential equations on the basis of symbolical formulas transformation] .Vychisliteljnye technologii. 2003. Vol. 8 (5). P. 102–116. (In Russ.) 2. Rogalev A. N. [Guaranteed estimates and construction of reachable sets for nonlinear control systems]. Vestnik SibSAU. 2010. Vol. 5 (31). P. 148–154. (In Russ.) 3. Rogalev A. N., Rogalev A. A. Numerical calculation of the inclusions of phase states in the problems of monitoring the motion of an airplane // Vestnik SibSAU. 2012. Vol. 1 (41). P. 53–57. (In Russ.) 4. Rogalev A. N., Rogalev A. A. Numerical estimates of the limiting deviations of the trajectories of aircrafts in the atmosphere // Vestnik SibSAU. 2015. Vol. 16, no.1. P. 104–112. (In Russ.) 5. Grossman R., Larson R. Differential algebra structures on families of trees // Advances in Applied Mathematics. 2005. Vol. 35. P. 97–119.

назначаем остальным узлам числа 1, ..., m . Мы в дальнейшем идентифицируем узел числом, назначенным узлу. Чтобы определить отображение, мы воспользуемся суммирования индексов 1 , ...,  m , связанных с каждым узлом дерева, кроме корня. Закрепим узел k дерева t , и пусть l , ..., l  обозначают детей этого узла. Пусть  D ...D al , if k not the root; r k (2) R (k ; l , ...,  r )   l D ... D  l r if k is the root. Мы кратко обозначим это R(k ) . Заметим, что R (k )  R при k  0 . Шаг 2. Определим  (t ) 

N



R(m)...R(1) R(0),

(3)

1 , ...,m 1

© Рогалев А. Н., Рогалев А. А., 2017

87

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.45 АПЕРИОДИЧЕСКИЕ СЛОВА

В. И. Сенашов1, 2 1

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 2 Красноярский научный центр СО РАН Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 Е-mail: [email protected]

Приведен обзор результатов исследований по апериодическим словам. В 1902 году У. Бернсайд поставил вопрос о локальной конечности групп, в которых выполнено соотношение x n  1 . Первый отрицательный ответ на него был получен в 1968 г. в работах П. С. Новикова–С. И. Адяна. Конечность свободной бернсайдовской группы периода n установлена в разное время для n  2 , n  3 (У. Бернсайд), n  4 (У. Бернсайд; И. Н. Санов), n  6 (М. Холл). Доказательство бесконечности этой группы, для нечетных показателей n  4381 было дано в работах П. С. Новикова–С. И. Адяна (1968), а для нечетных n  665 – в монографии С. И. Адяна (1975). В монографии А. Ю. Ольшанского (1989) установлена бесконечность множества 6-апериодических слов в двухбуквенном алфавите и получена оценка количества таких слов любой данной длины. Наша задача получить оценку для функции f  n  количества m -апериодических слов длины n в алфавите из двух букв. Ключевые слова: группа, инволюция, условие конечности, слойная конечность, периодическая группа. APERIODIC WORDS

V. I. Senashov1, 2 1

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 2 Krasnoyarsk Science Centre SB RAS Institute of Computational Modelling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation Е-mail: [email protected] In 1902 W. Burnside raised the issue of the local finiteness of groups in which the relation x n  1 is satisfied. The first negative answer was received in 1968 in the articles by P. S. Novikov and S. I. Adian. The finiteness of the free Burnside group of period n was established for n  2 , n  3 (W. Burnside), n  4 (W. Burnside, I. N. Sanov), n  6 (M. Hall). The proof of infinity of this group for odd n  4381 was given in the articles by P. S. Novikov and S. I. Adian (1968), and for odd n  665 in the monograph by S. I. Adian (1975). In S. I. Adian’s monograph (1975) the method of S. E. Arshon (1937) was applied to prove that in the alphabet of two letters there exist infinite 3-aperiodic sequences. In the monograph by A. Yu. Ol’shanskii (1989) infinity of the set of 6-aperiodic words in the two-letter alphabet is established and an estimate is obtained for the number of such words of any given length. Our problem is to obtain an estimate for the function f(n) of the number of m -aperiodic words of length n in the alphabet of two letters. Keywords: group, involution, finiteness condition, aperiodic words, layer-finiteness, periodic group. час свободной бернсайдовской группой показателя (или периода) n. Ее конечность установлена в разное время для n  2 , n  3 (У. Бернсайд), n  4 (У. Бернсайд, И. Н. Санов), n  6 (М. Холл). Доказательство бесконечности свободной бернсайдовской группы для нечетных показателей n  4381 было дано в работах П. С. Новикова–С. И. Адяна (1968), а для нечетных n  665 – в монографии С. И. Адяна (1975) [5]. Гораздо более доступный и геометрически наглядный вариант доказательства для нечетных n > 1010 был предложен А. Ю. Ольшанским [8], который

Приводится обзор результатов исследований по апериодическим словам. В 1902 г. У. Бернсайд поставил вопрос о локальной конечности групп, в которых выполнено соотношение x n  1 [1]. Впоследствии этот вопрос приобрел статус проблемы Бернсайда о периодических группах. Первый отрицательный ответ на него был получен в 1968 г. в работах П. С. Новикова– С. И. Адяна [2–4]. Группа B(d, n) = F/Fn, d > 1, которая получается факторизацией свободной группы F = F(d) с d образующими по нормальной подгруппе Fn, порожденной n-ми степенями всех элементов из F, называется сей88

Прикладная математика

7. Сенашов B. И. Улучшение оценки количества 6апериодических слов фиксированной длины // Вестник СибГАУ. 2016. № 17 (23). С. 168–172. 8. Ольшанский А. Ю. Геометрия определяющих соотношений в группах. М. : Наука, 1989. 448 с. 9. Thue A. Uber unendliche Zeichenreihen // Norcke Vid. Selsk. skr., I Mat. Nat. Kl. Christiania. 1906. № 1 (7). P. 1–22. 10. Аршон С. Е. Доказательство существования n-значных бесконечных асимметричных последовательностей // Мат. сб. 1937. № 24 (44). С. 769–779.

на основе усовершенствованного им геометрического метода, построил для каждого достаточно большого простого числа p бесконечную р-группу, все собственные подгруппы которой имеют порядок р. Это наиболее сильная форма отрицательного ответа на вопрос Бернсайда, означающая существование бесконечного множества конечно порожденных периодических групп с тождеством, сколь угодно далеких по своим свойствам от конечных. В монографии С. И. Адяна (1975) [5] применен способ С. Е. Аршона (1937) [10] для доказательства того, что в алфавите из двух букв существуют бесконечные 3-апериодические последовательности. В монографии А. Ю. Ольшанского (1989) [8] установлена бесконечность множества 6-апериодических слов в двухбуквенном алфавите и получена оценка количества таких слов любой данной длины. Автором был сделан доклад «Апериодические слова» в 2016 г. на XI Международной школе-конференции по теории групп, затем исследования по этому вопросу были продолжены в работе [7] была улучшена оценка А. Ю. Ольшанского из [8] количества 6-апериодических слов в двухбуквенном алфавите. Наша задача получить оценку для функции f  n 

References

1. Burnside W. [On an unsettled question in the theory of discontinuous groups]. Quart. J. Pure. Appl. Math. 1902, Vol. 33. P. 230–238. 2. Novikov P. S., Adyan S. I. [On infinite periodic groups. I]. Izv. Academy of Sciences of the USSR. Ser. Mat. 1968. № 1 (32). P. 212–244. (In Russ.) 3. Novikov P. S., Adyan S. I. [On infinite periodic groups. II]. Izv. Academy of Sciences of the USSR. Ser. Mat. 1968. № 2 (32). P. 251–524. (In Russ.) 4. Novikov P. S., Adyan S. I. [On infinite periodic groups. III]. Izv. Academy of Sciences of the USSR. Ser. Mat. 1968. № 3 (32). P. 709–731. 5. Adyan S. I. The problem of Burnside and identity in groups. Moscow : Nauka, 1975. 336 p. 6. Adyan S. I. [The Burnside problem and related questions]. Uspekhi Mat. Nauk. 2010. № 5 (65). P. 5–60. (In Russ.) 7. Senashov V. I. [Improved estimation of the number of 6-aperiodic words of a fixed length]. 2016. 17 (23). P. 168–172. (In Russ.) 8. Olshansky A. Yu. Geometry of defining relations in groups. Moscow : Nauka, 1989. 448 p. 9. Thue A. [Uber unendliche Zeichenreihen]. Norcke Vid. Selsk. skr., I Mat. Nat. Kl. Christiania. 1906. № 1 (7). P. 1–22. 10. Arshon S. E. [Proof of the existence of n -valued infinite asymmetric sequences]. Mat. Sb. 1937. 24 (44). P. 769–779. (In Russ.)

количества m -апериодических слов длины n в алфавите из двух букв. Библиографические ссылки

1. Burnside W. On an unsettled question in the theory of discontinuous groups // Quart. J. Pure. Appl. Math. 1902. Vol. 33. P. 230–238. 2. Новиков П. С., Адян С. И. O бесконечных периодических группах. I // Изв. АН СССР. Сер. Мат. 1968. № 1 (32). С. 212–244. 3. Новиков П. С., Адян С. И. O бесконечных периодических группах. II // Изв. АН СССР. Сер. Мат. 1968. Т. 32, № 2. С. 251–524. 4. Новиков П. С., Адян С. И. O бесконечных периодических группах. III // Изв. АН СССР, Сер. Мат. 1968. Т. 32, № 3. С. 709–731. 5. Адян С.И. Проблема Бернсайда и тождества в группах. М. : Наука, 1975. 336 с. 6. Адян С. И. Проблема Бернсайда и связанные с ней вопросы // Успехи мат. наук. 2010. Т. 65, № 5 (395). С. 5–60.

© Сенашов В. И., 2017

89

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.45 ХАРАКТЕРИЗАЦИИ ГРУПП С ПОЧТИ СЛОЙНО КОНЕЧНОЙ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ЧАСТЬЮ

В. И. Сенашов1, 2 1

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 2 Красноярский научный центр СО РАН Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 Е-mail: [email protected]

Приводится обзор результатов исследований по почти слойно конечным группам. В докладе приводятся новые характеризации групп с почти слойно конечной периодической частью в классе групп Шункова. Ключевые слова: группа, инволюция, условие конечности, слойная конечность, периодическая группа. CHARACTERIZING GROUPS WITH AN ALMOST LAYER-FINITE PERIODIC PART

V. I. Senashov1, 2 1

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 2 Krasnoyarsk Science Centre SB RAS Institute of Computational Modelling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation Е-mail: [email protected] We give a review of the research results on almost layer-finite groups. The report provides new characterizations of groups with an almost layer-finite periodic part in the class of Shunkov’s groups. Keywords: group, involution, finiteness condition, aperiodic words, layer-finiteness, periodic group. В доклад вошли результаты автора из работ автора [1–6]. Группа называется черниковской, если она либо конечна, либо является конечным расширением прямого произведения конечного числа квазициклических групп.

Приводим обзор результатов исследований по почти слойно конечным группам. Группой Шункова называется такая группа G, в которой для любой ее конечной подгруппы K в факторгруппе NG(K)/K любые два сопряженных элемента простого порядка порождают конечную подгруппу. В докладе приводятся новые характеризации групп с почти слойно конечной периодической частью в классе групп Шункова. Теорема 1. Пусть G – группа Шункова без элементов третьего порядка. Если в G нормализатор любой нетривиальной конечной подгруппы обладает почти слойно конечной периодической частью, то группа G также обладает почти слойно конечной периодической частью. Теорема 2. Пусть G – группа Шункова без подгрупп вида PSL2(q). Если в G нормализатор любой нетривиальной конечной подгруппы обладает почти слойно конечной периодической частью, то группа G также обладает почти слойно конечной периодической частью. Почти слойно конечные группы – это расширения слойно конечных групп при помощи конечных групп. Группа называется слойно конечной, если она имеет конечное число элементов каждого порядка.

Библиографические ссылки

1. Senashov V. I. On Shunkov groups with a strongly embedded subgroup // Proceedings of the Steklov Institute of Mathematics. 2009. Т. 266 (12). С. 210–217. 2. Сенашов В. И. О группах Шункова с сильно вложенной почти слойно конечной подгруппой // Труды ИММ УрО РАН. 2010. Т. 16 (3). С. 234–239. 3. Сенашов В. И. О группах с сильно вложенной подгруппой, обладающей почти слойно конечной периодической частью // Украин. мат. журн. 2012. Т. 64 (3). С. 384–391. 4. Сенашов В. И. Строение бесконечной силовской подгруппы в некоторых группах Шункова // Вестник СибГАУ. 2013. Т. 47, № 1. С. 74–79. 5. Сенашов В. И. О силовских подгруппах некоторых групп Шункова // Украин. мат. журн. 2015. Т. 67 (3). С. 397–405. 90

Прикладная математика

Ukrain. math. zhurn. 2012. Vol. 64, No. 3. Pp. 384–391. (In Russ.) 4. Senashov V. I. [The structure of an infinite Sylow subgroup in some groups of Shunkov]. Vestnik SibSAU. 2013, Vol. 1 (47). P. 74–79. (In Russ.) 5. Senashov V. I. [On Sylow subgroups of some groups of Shunkov]. Ukrain. math. zhurn. 2015. Vol. 67, No. 3. P. 397–405. (In Russ.) 6. Senashov V. I. [On Sylow subgroups of some groups of Shunkov]. Ukrain. math. zhurn. 2017. Vol. 69, No. 8. P. 964–973. (In Russ.)

6. Сенашов В. И. О силовских подгруппах некоторых групп Шункова // Украин. мат. журн. 2017. Т. 69 (8). С. 964–973. References

1. Senashov V. I. On Shunkov groups with a strongly embedded subgroup. Proceedings of the Steklov Institute of Mathematics. 2009. Vol. 266 (12). P. 210–217. 2. Senashov V. I. [On Shunkov groups with a strongly embedded almost layer-finite]. Trudy IMM UrO RAN. 2010. Vol. 16, No. 3. P. 234–239. (In Russ.) 3. Senashov V. I. [On groups with a strongly embedded subgroup with an almost layer-finite periodic part].

© Сенашов В. И., 2017

91

Решетневские чтения. 2017

УДК 532.517.4 ИНВАРИАНТНЫЕ РЕШЕНИЯ МОДЕЛИ ДАЛЬНЕГО ЗАКРУЧЕННОГО БЕЗЫМПУЛЬСНОГО ТУРБУЛЕНТНОГО СЛЕДА ЗА ТЕЛОМ*

А. В. Шмидт Красноярский научный центр СО РАН Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 E-mail: [email protected] Построены инвариантные решения модели дальнего закрученного безымпульсного турбулентного следа за телом вращения. Проведено сопоставление с имеющимися экспериментальными данными и результатами численных расчетов по полной модели. Ключевые слова: турбулентность, закрученный безымпульсный турбулентный след, математическое моделирование. A MODEL INVARIANT SOLUTIONS OF THE DISTANT SWIRLING MOMENTUMLESS TURBULENT WAKE

A. V. Shmidt Krasnoyarsk Science Centre SB RAS Institute of Computational Modelling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation E-mail: [email protected] We construct a model invariant solutions of the distant swirling momentumless turbulent wake. We perform a comparison with available experimental data and results of numerical calculations on the full model. Keywords: turbulence, swirling momentumless turbulent wake, mathematical modelling. Для описания течения в дальнем закрученном безымпульсном турбулентном следе за телом вращения привлекается следующая математическая модель [1]:

коэффициенты системы имеют особенности. Было использовано асимптотическое разложение решения в окрестности особой точки. Полученные решения удовлетворительно согласуются с имеющимися экспериментальными данными [3] и результатами численных расчетов по полной модели [1].



U1 1  e 2 U1  W 2  Cu r  dr '; x r r  r x r r ' W e 2  (W / r ) 1   2 Cw r 3 ; x r r  r

Библиографические ссылки 1. Chernykh G. G., Demenkov A. G., Kostomakha V. A. Numerical model of a swirling momentumless turbulent wake // Russ. J. Numer. Anal. Math. Modelling, 1998. Т. 13. С. 279–288. 2. Овсянников Л. В. Групповой анализ дифференциальных уравнений. М. : Наука, 1978. 339 с. 3. Костомаха В. А., Леснова Н. В. Турбулентный закрученный след за сферой с полной или частичной компенсацией силы сопротивления // Прикладная механика и техническая физика. 1995. Т. 36, № 2. С. 88–98.

2

e 1  e 2 e e 2   (W / r )    Cu r 2  Ce r   ; x r r  r   r  2

 1  2 e 2    (W / r )    C1Cu r 2 e  C r   C 2 . x r r  r e  r  Искомыми функциями являются: U1 ( x, r ) – дефект продольной осредненной компоненты скорости, W ( x, r ) – тангенциальная осредненная компонента скорости, e( x, r ) – кинетическая энергия турбулентности и ( x, r ) – скорость диссипации кинетической

References 1. Chernykh G. G., Demenkov A. G., Kostomakha V. A. Numerical model of a swirling momentumless turbulent wake // Russ. J. Numer. Anal. Math. Modelling, 1998. Vol. 13. P. 279–288. 2. Ovsyannikov L. V. Gruppovoj analiz differencialnyh uravnenij. M. : Nauka Publ., 1978. 339 p. 3. Kostomakha V. A., Lesnova N. V. Turbulent swirling wake behind a sphere with complete or partial drag compensation // J. of Appl. Mech. and Tech. Phys. 1995. Vol. 36, № 2. P. 226–233.

энергии турбулентности. Cu  Cw  0, 25, Ce  0,147, C  0,113, C1  1, 44, C 2  1,92 – эмпирические постоянные. С помощью теоретико-группового подхода [2] найдено представление для решений, позволяющее свести исходную модель к системе обыкновенных дифференциальных уравнений. Краевая задача для системы обыкновенных дифференциальных уравнений решалась численно методом стрельбы. Дополнительные сложности создавало то обстоятельство, что

© Шмидт А. В., 2017

____________________ *

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 17-01-00332).

92

Секция

«ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ»

Решетневские чтения. 2017

УДК 536.46 ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОБНОГО СООБЩЕСТВА ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАКЕТНЫМ ТОПЛИВОМ М. Е. Баранов1*, Л. А. Герасимова1, С. В. Хижняк2, П. А. Дубынин1 1

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 2 Красноярский государственный аграрный университет Российская Федерация, 660049, г. Красноярск, просп. Мира, 90 * E-mail: [email protected]

Представлены результаты работы по исследованию различных видов микроорганизмов в условиях загрязнения почвы компонентами ракетного топлива. Ключевые слова: несимметричный диметилгидразин, компоненты ракетного топлива, почва, микроорганизмы, бактерии. THE FORMATION OF THE MICROBIAL COMMUNITY OF SOILS CONTAMINATED WITH ROCKET FUEL М. Е. Baranov1*, L. А. Gerasimova1, S. V. Khizhnyak2, P. A. Dubynin1 1

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 2 Krasnoyarsk State Agrarian University 90, Mira Av., Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation * E-mail: [email protected] The article presents the results of research on the various types of microorganisms under conditions of soil pollution by components of rocket fuel. Keywords: unsymmetrical dimethyl hydrazine, propellants, soil, microorganisms, bacteria. В качестве питательных сред использовали следующие среды: для выделения аммонифицирующих бактерий – ПД-агар (пептон ферментативный, сухой для бактериологических целей – 9,0 г/л, гидролизат казеина ферментативный, неглубокой степени расщепления – 8,0 г/л, дрожжевой экстракт – 3,0 г/л, хлорид натрия – 5,0 г/л, натрий гидроортофосфат – 2,0 г/л, агар микробиологический – 20 г/л, pH = 7,0...7,2); для выделения гетеротрофных бактерий, усваивающих минеральный азот – модифицированную среду Чапека (глюкоза – 20,0 г/л, NH4NO3 – 2,0 г/л, KH2PO4 – 0,5 г/л, MgSO4*7H2O – 0,5 г/л, КСl – 0,5 г/л, FeSO4*7H2O – 0,01 г/л, агар микробиологический – 20,0 г/л, вода – 1000 мл, pH = 7,0...7,2); для выделения олиготрофных бактерий – среду для выделения олиготрофов (50 мл ПД-агара + 50 мл модифицированной среды Чапека на 1 л среды). Численность микроорганизмов определяли стандартным методом высева из серийных разведений суспензии на поверхность питательного агара. Численность выражали в колониеобразующих единицах (КОЕ) на вес сухой почвы [4]. В пробах почвы обнаружены различные группы бактерий (таблица). Во всех пробах почвы суммарная численность бактерий, учитываемых на перечисленных средах, варьирует от 107 до 108 колониеобразующих единиц (КОЕ) и изменяется в зависимости от расположения пробных площадок.

Почвенные микроорганизмы играют важную роль в круговороте веществ в природе, почвообразовании и формировании плодородия почв. Антропогенное загрязнение почвы приводит к изменениям в химическом составе, свойствах и структуре почв, нарушению в почвенном микробиоценозе [1]. При оценке токсического воздействия химических веществ микробиота выступает в качестве специфических индукторов уровня загрязнений. Настоящая работа посвящена изучению микробного сообщества в загрязненной ракетным топливом почве. Объектом для исследования послужили почвенные образцы, отобранные с площадок хранения компонентов ракетного топлива (КРТ), расположенных вблизи поселка Кедровый, Емельяновского района, Красноярского края. На участке располагались сооружения для хранения КРТ: несимметричного диметилгидразина (НДМГ) и тетраоксида азота (АТ) и другие технические здания. Для проведения эксперимента было отобрано 13 проб почвы с различных участков, распложенных на определенном расстоянии друг от друга и охватывающий зоны приближенные к сооружениям, а также одна контрольная проба на удалении трех километров от объекта исследования. Пробы отбирались в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02–84 [2]. Выделение микроорганизмов проводили стандартными методами рассева на поверхность агаризованной питательной среды [3]. 94

Техносферная безопасность Численность различных групп бактерий в почве загрязненной КРТ (КОЕ/ г почвы) № почвенного образца

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Контрольный образец 14

Аммонификаторы 0,1 2 0 48 2 70 6 0 0 0 0 33 112 76 120

Олиготрофы

концентрация 0,001 1 0 1 1 55 1 0 0 0 0 31 63 3 100

концентрация 0,1 0,001 74 84 47 74 3 49 87 53 12 6 8 23 22 4 21 7 61 17 57 2 110 23 46 8 32 201 130 250

Отмечается повышенное количество микроорганизмов усваивающих минеральный азот в почвенных образцах 5, 6. Снижение численности микроорганизмов отмечены в пробах 1, 4, 8–10. Известно что НДМГ является достаточно реакционно-способным веществом при окислении которого образуется целый ряд веществ оказывающих негативное влияние на биоту [5]. Возможно предположить, что вблизи с хранилищем окислителя (тетраоксида азота) имелись аварийные проливы, что способствовало притоку в почву большого количества азота и повышению микробиоты, напротив снижение численности бактериальных сообществ отмечены в близи хранения и слива несимметричного диметилгидразина. Таким образом, можно констатировать неоднократные факты антропогенного воздействия на почвенный покров исследуемого объекта. Рекомендуется проведение химического анализа на наличие КРТ, составление подробной карты химического загрязнения с дальнейшей рекультивацией почвы.

Бактерии, усваивающие минеральный азот концентрация 0,1 0,001 18 45 230 17 0 140 11 83 320 18 425 84 109 12 0 46 0 8 0 28 1 3 246 0 1 22 480 160

4. Теппер Е. З., Шильникова В. К., Переверзева Г. И. Практикум по микробиологии : учеб. пособие для вузов. М. : Дрофа, 2005. 256 с. 5. Ушакова В. Г., Шпигун О. Н., Старыгин О. И. Особенности химических превращений НДМГ и его поведение в объектах окружающей среды // Ползуновский вестник. 2004. № 4. С. 177–184. References 1. Dobrovol’skiy G., Grishina L. Okhrana pochv. M. : Mosk. un-t Publ., 1985. 200 p. 2. GOST 17.4.4.02–84. Ohrana prirody. Pochvy. Metody otbora i podgotovki prob dlya himicheskogo, bakteriologicheskogo, gel’mintologicheskogo analiza [State Standard 17.4.4.02–84. Ohrana prirody. Pochvy. Metody otbora i podgotovki prob dlya himicheskogo, bakteriologicheskogo, gel’mintologicheskogo analiza]. M. : Izd-vo standartov, 1984. P. 6–8. 3. Ekologiya mikroorganizmov / A. I. Netrusov, E. A. Bonch-Osmolovskaya, V. M. Gorlenko et al. M. : Akademiya, 2004. 272 p. 4. Tepper E. Z., Shil’nikova V. K., Pereverzeva G. I. Praktikum po mikrobiologii : ucheb. posobie dlya vuzov. M. : Drofa, 2005. 256 p. 5. Ushakova V. G., Shpigun O. N., Starygin O. I. Osobennosti khimicheskikh prevrashcheniy NDMG i ego povedenie v ob’’ektakh okruzhayushchey sredy // Polzunovskiy vestnik. 2004. Vol. 4. Pp. 177–184.

Библиографические ссылки 1. Добровольский Г., Гришина Л. Охрана почв. М. : Изд-во Моск. ун-та, 1985. 200 с. 2. ГОСТ 17.4.4.02–84. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. М. : Изд-во стандартов, 1984. С. 6–8. 3. Экология микроорганизмов / А. И. Нетрусов, Е. А. Бонч-Осмоловская, В. М. Горленко и др. М. : Академия, 2004. 272 с.

© Баранов М. Е., Герасимова Л. А., Хижняк С. В., Дубынин П. А., 2017

95

Решетневские чтения. 2017

УДК 504.054 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОКСИДА АЗОТА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ Е. Н. Бельская1*, А. В. Медведев1, Е. Д. Михов2, О. В. Тасейко1, 3 1

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 2 Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 3 Институт вычислительных технологий СО РАН – СКТБ «Наука» Российская Федерация, 660049, г. Красноярск, просп. Мира, 53 * E-mail: [email protected]

Рассмотрены угрозы здоровью человека и экологическим системам от загрязнения атмосферного воздуха оксидами азота и основные источники их поступления в окружающую среду, представлена модель пространственного распределения оксида азота в Красноярске, приведены результаты численного моделирования. Ключевые слова: непараметрическое моделирование, загрязнение атмосферного воздуха города, управление качеством окружающей среды. SPATIAL DISTRIBUTION MODELING OF NITROGEN OXIDE IN URBAN TERRITORY E. N. Bel’skaya1*, A. V. Medvedev1, E. D. Mikhov2, O. V. Taseiko1, 3 1

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 2 Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation 3 Institute of Computational Technologies SB RAS – SDTB “Nauka” 53, Mira Av., Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation * E-mail: [email protected] This work studies hazards of human health and ecological systems caused by air pollution in urban territory. The main sources of nitrogen oxides as one of risk factors are considered. This study presents a model of spatial distribution of nitrogen oxide in Krasnoyarsk city with using mathematical calculations. Keywords: nonparametric modeling ,urban air pollution, environmental quality management. Современная антропогенная нагрузка на биосферу вносит существенное нарушение в механизмы равновесия окружающей природной среды и создаёт экологические проблемы, что требует использования разносторонней и детальной информации о её состоянии. Качественный и количественный состав веществ, содержащихся в воздухе, зависит как от источников загрязнения, так и от метеорологических условий и топографических факторов [1; 2]. Целесообразно выявлять приоритетные вещества по их количеству в выбросах и вредному воздействию на людей и существующие экологические системы. Атмосферный воздух является окислительной средой, в которой происходят химические и фотохимические превращения загрязняющих его веществ. Основной причиной фотохимических превращений в атмосферном воздухе промышленных районов является его загрязнение углеводородами нефтяного происхождения и оксидами азота, образующимися в процессе высокотемпературного горения при окислении азота воздуха молекулярным кислородом. Антропогенные источники выбрасывают ежегодно до 20 млн т азота, в виде оксидов. Основные процессы

сгорания ископаемого топлива на ТЭЦ (до 6,5 млн т/год) и в двигателях внутреннего сгорания автомобилей (до 5,5 млн т/год) являются наиболее мощными источниками рассматриваемого вещества и причиной возникновения фотохимического смога [1]. Преобразование оксидов азота в атмосфере может сопровождаться образованием более токсичных веществ. Оксид азота действует на центральную нервную систему, диоксид азота способствует развитию астмы, нарушению лёгочной функции. Сохранение смоговой ситуации в течение длительного времени приводит к повышению заболеваемости и смертности, в первую очередь детей и пожилых людей. Оксиды азота занимают второе место после диоксида серы по вкладу в увеличение кислотности осадков. В работе выполнены сценарные расчеты содержания оксида азота в атмосферном воздухе г. Красноярска. В качестве входных данных использовались время, широта, долгота, направление и скорость ветра. А в качестве обучающей выборки были взяты данные с постов наблюдения за загрязнением атмосферы Среднесибирского УГМС. Распределение их на территории города рассматривалось в работах [2; 3]. 96

Техносферная безопасность

Пространственное распределение оксида азота в г. Красноярск 18.03.2004 – 0.00 ч и 15.01.2004 – 20.00 ч (расчетные данные)

процедуру принятия решений в области управления качеством в экологических системах.

В данных мониторинга существуют пропуски, как по значениям метеопараметров, так и по значениям концентраций вредных веществ. Случай, когда входные переменные оказываются стохастически зависимы, представляет специальный интерес, как категория новых задач идентификации. Исследуемый процесс, в пространстве «входных–выходных» переменных, протекает не только в многомерном кубе, но в некоторой его подобласти, имеющей «трубчатую» структуру (H-процессы) [2–4]. Предложенная модель построена при помощи алгоритма ядерного сглаживания [2; 4]. Поскольку входные и выходные переменные процесса могут иметь зависимость друг от друга, для проверки наличия и степени связи выполнен расчет корреляционной матрицы. Для повышения качества моделирования на основании полученных данных становится очевидной необходимость использования не только входных, но и уже оцененных выходных данных. В работе приведено пространственное распределение концентраций оксида азота по территории города Красноярска в разные периоды, результаты моделирования представлены на рисунке. Согласно выполненным расчетам наибольшие уровни загрязнения наблюдаются в центральном районе города и на южном берегу, что объясняется наличием транспортных потоков высокой интенсивности и действующих промышленных предприятий. Результаты расчетов согласуются с данными натурных наблюдений. Прогноз требует небольшого времени вычислений (порядка 10 мс). Кроме определения содержания оксида азота, модель может быть использована для любых других загрязняющих веществ (с учётом трансформации в атмосферном воздухе города) [2; 3]. Моделирование пространственного распространения загрязняющих веществ в воздухе городской среды является необходимым этапом при разработке управленческих решений, регулирующих экологическую ситуацию в режиме реального времени. Предложенный подход позволяет оптимизировать

Библиографические ссылки 1. Химия загрязняющих веществ и экология : монография / В. Н. Вернигорова [и др.]. М. : Палеотип, 2005. 240 с. 2. Применение методов непараметрического моделирования в решении задач экологического мониторинга / Е. Н. Бельская [и др.] // Вестник СибГАУ. 2016. T. 17 (1). С. 10–18. 3. Восстановление полей загрязняющих веществ в городской среде / Е. Н. Бельская [и др.] // Решетневские чтения : материалы XX Межд. науч.-практ. конф. (09–12 нояб. 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Ч. 2. С. 286–288. 4. Михов Е. Д. Оптимизация коэффициента размытости ядра в непараметрическом моделировании // Вестник СибГАУ. 2015. T. 16 (2). С. 338–342. References 1. Chimiya zagriazniayshih veshestv i ecologia [Chemistry of pollutants and ecology] / V. N. Vernigorova [et al.]. M. : Paleotip Publ., 2005. 240 p. 2. [Application of non-parametric modelling in solving problems of environmental monitoring] / E. N. Bel’skaya [et al.]. Vestnik SibSAU, 2016. Vol. 17, No. 1. P. 10–18. (In Russ.) 3. Vosstanovlenie polei zagriazniayshih veshestv v gorodskoi srede [Reconstruction of air pollution fields in urban territory] / E. N. Bel’skaya [et al.]. Reshetnevsky readings : materials XX of the International scientific and practical conference. Krasnoyarsk : Sib. the state. space university, 2016. P. 2. P. 286–287. 4. Mikhov E. D. [Optimization of coefficient of blurring of a kernel in nonparametric modeling] Vestnik SibGAU, 2015. Vol. 16, No. 2. P. 338–342. (In Russ.) © Бельская Е. Н., Медведев А. В., Михов Е. Д., Тасейко О. В., 2017

97

Решетневские чтения. 2017

УДК 544.47:544.344 ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЕ РУКАВА С УВЕЛИЧЕННОЙ ПЛОЩАДЬЮ ФИЛЬТРАЦИИ И СПЕЦИФИКА ИХ ПРИМЕНЕНИЯ В ГАЗООЧИСТНОМ ОБОРУДОВАНИИ АЛЮМИНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА А. Г. Берняцкий*, Е. В. Сугак Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Описывается специфика применения фильтровальных рукавов различной конструкции и сравнительный анализ эффективности их применения. Ключевые слова: фильтровальный рукав, газоочистное оборудование, рукавный фильтр, каркас поддержки, «сухая» газоочистная установка (СГОУ). FILTER BAGS WITH INCREASED FILTRATION AREA AND SPECIFICITY OF THEIR APPLICATION IN GAS-CLEANING EQUIPMENT OF ALUMINUM PRODUCTION A. G. Bernyatskiy*, E. V. Sugak Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This article specifies the application of filter bags of various designs and it presents a comparative analysis of the effectiveness of their use Keywords: filter bags, gas-cleaning equipment, baghouse, cage, gas treatment center (GTC). Любое производство связано с вредными факторами, воздействующими на экологию региона, где расположено предприятие. Борьба за снижение данного влияния эволюционирует вместе с развитием государства, вследствие этого, ежегодно происходит ужесточение контроля за нарушением экологических законов и требований к уменьшению выбросов загрязняющих веществ. Наибольший вклад в загрязнение окружающей среды привносится выбросами вредных веществ в воздушный бассейн. Особенно остро данный вопрос стоит в больших городах, где промышленные предприятия интегрированы в инфраструктуру города и являются источниками выбросов вредных веществ, негативно влияющих на здоровье людей и устойчивое развитие региона [1; 2]. В рамках рассмотрения данной проблемы особое внимание уделяется оборудованию систем газоочистки. При этом найти оптимальный баланс между эффективностью и экономической целесообразностью для предприятия является крайне сложным процессом, требующим постоянного мониторинга технологий и постоянной модернизации систем [3]. Основными загрязняющими веществами алюминиевой промышленности, выбрасываемыми в воздушный бассейн, являются: фтористый водород, диоксид серы, «смолистые» вещества, представленные в основном полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) и мелкодисперсной пылью различного генезиса [4].

В настоящее время наибольшую популярность приобретают газоочистные установки, оснащённые фильтровальными рукавами различной конструкции [5]. Применительно к алюминиевым заводам важно указать, что «сухие» газоочистные установки (СГОУ) способны очищать от большинства загрязняющих веществ с эффективностью до 99 % [5; 6]. В ходе развития производства потребность в модернизации систем газоочистки привела к необходимости решения вопроса об увеличении пропускной способности СГОУ без изменения конструкции рукавного фильтра. Для решения данной задачи необходимо увеличить площадь фильтровальной поверхности фильтрующих элементов, тем самым увеличив объём пропускаемого газа и уменьшив удельную газовую нагрузку на фильтровальные рукава. В начале 2000-х гг. компания Albany выпустила на рынок новую конструкцию фильтровальных рукавов под маркой StarBag. Данные фильтровальные рукава отличались увеличенной площадью фильтрации в 2,2 раза по сравнению с классическими фильтровальными рукавами. Проведенные промышленные испытания на газоочистных установках алюминиевых заводов подтвердили эффективность конфигурации гофрированного фильтровального рукава. В настоящее время такие рукава используются в алюминиевом производстве практически во всех странах мира. Опираясь на мировой опыт использования фильтровальных рукавов с дифференцируемой площадью фильтрации с 2015 г. несколько российских алюминиевых 98

Техносферная безопасность

7. Модернизация систем сухой газоочистки в производстве алюминия электролизом за счёт применения рукавов с дифференцируемой площадью фильтрации / А. С. Жердев, Ю. В. Богданов, А. Г. Берняцкий и др. // Цветные металлы и минералы – 2017 : IX Междунар. конгресс и выставка : сб. тез. докл. Красноярск, 2017.

заводов начали опытную эксплуатацию трех конструкций фильтровальных рукавов (двух зарубежных производителей и одной российского производства), обладающих увеличенной площадью фильтрации [7]. В настоящее время фильтровальные гофрированные рукава с увеличенной площадью фильтрации являются эффективным методом модернизации системы «сухой» газоочистки заводов любой отрасли, поскольку не требуют внесения значительных конструкционных изменений в устройство самой газоочистки и позволяют увеличить объём очищаемого газа [7]. Это способствует улучшению состава атмосферы внутри цехов и корпусов, что благотворно влияет на окружающую среду, как территории завода, так и населенных пунктов вблизи промышленных предприятий.

References 1. Sugak E. V. Sovremennye metody otsenki ekologicheskikh riskov. European Social Science Journal, 2014. Vol. 2, No. 5. P. 427–433. 2. Sugak E. V., Bernyatskiy A. G. Sotsialnoekologicheskiy risk kak faktor obespecheniya ustoychivogo razvitiya. Perspektivy i faktory obespecheniya ustoychivogo razvitiya ekonomiki. Sbornik statey Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Ufa : Omega Science, 2017. P. 131–135. 3. Ochistka promyshlennykh gazov ot gazoobraznykh i dispersnykh primesey / E. V. Sugak [et al.]. Khimiya rastitelnogo syrya, 1998. Vol. 2, no. 3. P. 21–34. 4. Burkat V. S., Drukarev V. A. Sokrashchenie vybrosov v atmosferu pri proizvodstve alyuminiya. SPb. : Lyubavich, 2005. 276 p. 5. Sugak E. V., Voynov N. A., Nikolaev N. A. Ochistka gazovykh vybrosov v apparatakh s intensivnymi gidrodinamicheskimi rezhimami. Kazan’ : Otechestvo, 2009. 224 p. 6. Rzhechitskiy E. P., Kondratev V. V., Tenigin A. Yu. Tekhnologicheskie resheniya po okhrane okruzhayushchey sredy pri proizvodstve alyuminiya. Irkutsk : Izd-vo Irkutskogo gos. tekhnicheskogo un-ta, 2013. 159 p. 7. Modernizatsiya sistem sukhoy gazoochistki v proizvodstve alyuminiya elektrolizom za schët prime-neniya rukavov s differentsiruyemoy ploshchad’yu fil’tratsii / A. S. Zherdev, Yu. V. Bogdanov, A. G. Bernyatskiy i dr. // Tsvetnyye metally i mineraly – 2017 : IX Mezhdunar. kongress i vystavka : sb. tezi-sov dokladov. Krasnoyarsk, 2017.

Библиографические ссылки 1. Сугак Е. В. Современные методы оценки экологических рисков. European Social Science Journal, 2014. Т. 2, № 5. С. 427–433. 2. Сугак Е. В., Берняцкий А. Г. Социальноэкологический риск как фактор обеспечения устойчивого развития. Перспективы и факторы обеспечения устойчивого развития экономики : сб. статей Междунар. науч.-практич. конф. Уфа : Омега Сайнс, 2017. С. 131–135. 3. Очистка промышленных газов от газообразных и дисперсных примесей / Е. В. Сугак [и др.]. Химия растительного сырья, 1998. Т. 2, № 3. С. 21–34. 4. Буркат В. С., Друкарев В. А. Сокращение выбросов в атмосферу при производстве алюминия. СПб. : Любавич, 2005. 276 с. 5. Сугак Е. В., Войнов Н. А., Николаев Н. А. Очистка газовых выбросов в аппаратах с интенсивными гидродинамическими режимами. Казань : Отечество, 2009. 224 с. 6. Ржечицкий Э. П., Кондратьев В. В., Тенигин А. Ю. Технологические решения по охране окружающей среды при производстве алюминия. Иркутск : Изд-во Иркутского гос. технического ун-та, 2013. 159 с.

© Берняцкий А. Г., Сугак Е. В., 2017

99

Решетневские чтения. 2017

УДК 504.05 ТОКСИЧНОСТЬ ШЛАМОВ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ: ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ Л. А. Герасимова*, С. М. Трухницкая, М. Е. Баранов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Шламы в своем составе содержат микроэлементы, необходимые для роста растений, и при определенных условиях их можно использовать в качестве микроудобрения. Ключевые слова: шламы, фитотоксичность, морфометрические показатели, митотический индекс, фитомасса. TOXICITY OF MACHINE BUILDING INDUSTRY SLIME: WAYS OF PROBLEMS SOLVING L. A. Gerasimova*, S. M. Trukhnitskaya, М. Е. Baranov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] Sludge in their composition contains trace elements necessary for plant growth and under certain conditions they can be used as microfertilizers. Keywords: sludge, phytotoxicity, morphometric parameters, mitotic index, phytomass. Машиностроение невозможно без применения таких процессов, как литейное производство, термическая обработка и нанесение покрытий, механическая обработка, все виды сварки, включая ЭЛС, производство пневмовакуумных испытаний, вакуумные испытания и т. д., многие из которых сопровождаются образованием шламов – одним из источников загрязнения окружающих среды [1]. Шламы – это жидкая фаза систем очистки сточных вод. Шламы представляют собой полидисперсную суспензию с влажностью порядка 80 %. Проникновение в водную среду различных водных токсикантов и веществ изменяющих естественный состав воды представляют опасность для природных экосистем и человека. АО «Красноярский машиностроительный завод» основано в 1932 г. и за весь период его работы на территории образовывались шламы. В настоящее время на АО «Красмаш» в шламонакопителях скопилось большое количество шламов и проблема их утилизации стало особенно острой [1]. Проблема утилизации шламов, оценка их токсичности весьма актуальна и привлекает внимание многих авторов [2; 3]. Наряду с этим в шламах содержится, и такие вещества как железо, хром, марганец и др. в таких концентрациях, которые очень хорошо усваиваются растениями и недостаток которых негативно сказывается на рост растений и урожайность многих сельскохозяйственных культур. Таким образом, возможность использования шламов в качестве микроудобрений может оказаться целесообразной. Целью работы была оценка фитотоксичности жидкой фазы шламов АО «Красмаш».

В качестве испытуемых сред были использованы жидкая фаза шламов различных разведений 1:1; 1:4; 1:8 и в качестве контроля брались водопроводная, вода и вода из реки Енисей. Для эксперимента был выбран лук севок Штутгартен–Ризен, который был тщательно отсортирован по размеру, форме и внешнему виду. Лук был выращен на разных средах в одинаковых условиях. Контрольные замеры проводились на 3, 7, 10, 15 и 21 дни. Результаты эксперимента оценивались по показателям морфометрического и цитогенетического анализа. Морфометрическими показателями была длина и количество стеблей и корней, а также их прирост. Цитогенетический анализ проводился с целью выяснения степени активности митоза по значению митотического индекса. Луковицы, выращенные на водопроводной воде опережали в росте контрольные растения в пробах с дистиллированной водой и водой из реки Енисей, а также растения, которые были выращены на различных разведениях шламов. В среднем, при содержании жидкой фазы шламов 12,5 % (разведение 2), данные по среднему приросту, среднему количеству корней и листьев близки к аналогичным показателям на водопроводной воде. Рядом с этими значениями разведение 3–6,25 %. Разведение 1–50 % уже менее близки к среднему приросту, среднему количеству корней и листьев и листьев с пробой без разведения. По биологическим показателям отстают по всем данным больше всего образцы, выращенные на дистиллированной воде и воде из реки Енисей.

100

Техносферная безопасность

Митотическая активность выше всего в корешках луковиц выращенных на пробах с разведением 2 и близка к разведению водопроводная вода. Отстает митотическая активность в образцах выращенных на дистиллированной воде и воде реки Енисей. Фитомасса листьев лука выращенного на водопроводной воде самая большая и ближе по значению фитомасса лука выращенного на разведении 2. Самая маленькая фитомасса лука выращенного на дистиллированной воде. Результаты эксперимента позволяют сделать вывод о том, что при содержании 6,25–50 % жидкой фазы шламов, корневые системы, длина и количество листьев, митотическая активность развивается лучше, чем при отсутствие его или содержании более 50 % (без разведения). Надо отметить, что данная концентрация шламов не является токсичной [4]. Таким образом, шламы данного предприятия можно использовать в качестве микроудобрения в концентрациях ниже 50 %. Библиографические ссылки 1. Официальный сайт АО «Красмаш» [Электронный ресурс]. URL: http://krasm.com. (дата обращения: 01.09.2017). 2. Шавнин С. А., Марина Н. В., Голиков Д. Ю. Оценка фитотоксичности техногенных отходов // Известия Оренбург. гос. аграр. ун-та. 2013. № 4 (42). С. 204–206. 3. Ижова К. Ф. Оценка фитотоксичности почвы в защитных лесных полосах вблизи автодороги Екатеринбург-Полевской // Молодой ученый. 2016. № 15. С. 260–262.

4. Григорьев Ю. С. Методика определения токсичности проб поверхностных пресных, грунтовых, питьевых, сточных вод, водных вытяжек из почвы, осадков сточных вод и отходов по изменению оптической плотности культуры водоросли хлорелла (Chlorella vulgaris Beijer). М. : МПР России, 2004. 25 с. References 1. Official web-site of JSC “Krasmash”. Available at: http://krasm.com. (accessed: 01.09.2017). 2. Shavnin S. A., Marina N. V., Golikov D. Ju. Otsenka fitotoksichnosti tehnogennyh othodov [Evaluation of the phytotoxicity of industrial waste] // Izvestija Orenburg. gos. agrar. un-ta [proceedings of the Orenburg state agrarian University]. 2013. № 4 (42). Pp. 204–206. 3. Izhova K. F. Otsenka fitotoksichnosti pochvy v zaschitnyh lesnyh polosah vblizi avtodorogi Ekaterinburg-Polevskoj [Evaluation of the phytotoxicity of the soil in the protective forest belts near a highway Ekaterinburg-Polevskoy] // Molodoj uchenyj [Young scientist.] 2016. Vol. 15. Pp. 260–262. 4. Grigoriev Yu. S. Metodika opredelenija toksichnosti prob poverhnostnyh presnyh, gruntovyh, pit’evyh, stochnyh vod, vodnyh vytjazhek iz pochvy, osadkov stochnyh vod i othodov po izmeneniju opticheskoj plotnosti kul’tury vodorosli hlorella (Chlorella vulgaris Beijer) [Method of determining the toxicity of samples of surface freshwater, groundwater, drinking water, waste water, water extracts from soils, sewage sludge and waste by the change of optical density of Chlorella algae culture (Chlorella vulgaris Beijer)]. M. : MPR Rossii, 2004. 25 p. (In Russ.) © Герасимова Л. А., Трухницкая С. М., Баранов М. Е., 2017

101

Решетневские чтения. 2017

УДК 629.039.58:505:005 АНАЛИЗ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ РИСКОВ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА В РЕГИОНАХ СИБИРИ У. С. Иванова1, 2*, О. В. Тасейко2, 3 1

Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 2 Институт вычислительных технологий СО РАН – СКТБ «Наука» Российская Федерация, 660049, г. Красноярск, просп. Мира, 53 3 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Представлен анализ индивидуальных рисков при ЧС техногенного характера. Риск-ориентированный подход необходимо внедрять во всех потенциально опасных отраслях промышленности (в том числе в ракетнокосмической отрасли) для принятия оптимальных решений в вопросах безопасности. Ключевые слова: устойчивое развитие, промышленные регионы, техногенные чрезвычайные ситуации, риск. ANALYSING INDIVIDUAL RISKS OF EMERGENCIES OF TECHNOGENIC CHARACTER IN THE TERRITORY OF SIBERIA U. S. Ivanova1, 2*, O. V. Taseiko2, 3 1

Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation 2 Institute of Computational Technologies SB RAS – SDTB “Nauka” 53, Mira Av., Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation 3 Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This work shows the analysis of individual risks for technogenic emergency. A risk-based approach needs to be implemented at potentially hazardous facilities (including the rocket and space industry) to make optimal decisions on safety issues. Keywords: sustainable development, industrial territory, technological emergencies, risk. Развитие науки, техники и технологии, направленное на повышение качества жизни человека, связано с использованием сложных технологических систем, обратной стороной которых являются неблагоприятные и чрезвычайные последствия социального, природного и техногенного характера. Доля техногенных опасностей в структуре риска для жизнедеятельности населения постоянно возрастает [1]. Наибольшему риску подвержены крупные промышленные регионы, городские агломерации [2]. Оценка уровня техногенных рисков – основа регулирования природно-техногенной безопасности. Возрастает актуальность проблем снижения техногенного риска. Снижение рисков ЧС обеспечивает более устойчивое функционирование региона и позволяет минимизировать затраты на ликвидацию последствий техногенных чрезвычайных ситуаций и катастроф [3]. Рациональное планирование основывается на уровнях приемлемого риска. В работе проводится анализ индивидуальных рисков смертности при чрезвычайных ситуациях техногенного характера на примере промышленных

регионов Сибири. Расчеты рисков выполнены на основании данных, приведенных в официальных источниках информации [4] с использованием нормативной методики [5]. Крупные индустриально-развитые регионы Сибирского федерального округа: Красноярский край, Кемеровская область, Новосибирская область и Омская область характеризуются наличием большого числа потенциально-опасных объектов, что увеличивает вероятность возникновения аварий и катастроф техногенного характера. На рисунке представлены кривые индивидуального риска, на которых прослеживается негативная динамика роста показателей риска. Индивидуальный риск характеризуется количеством погибших при определённом виде ЧС и происшествии на заданной территории на количество населения, проживающего на данной территории. Из данных расчетов можно сделать вывод, что с каждым годом наблюдается увеличение смертности при техногенных авариях и катастрофах и о необходимости учета рисков при развитии промышленности на данных территориях.

102

Техносферная безопасность

Динамика изменений индивидуальных рисков ЧС техногенного характера по регионам (2011–2015 гг.)

Управление рисками позволит обеспечить устойчивое развитие общества (безопасность человека и окружающей среды, в условиях повышения качества жизни). Цель управления рисками – повышение уровня благосостояния общества. Практическая деятельность не может быть оправдана, если ущерб превышает выгоду от нее для общества. Устойчивое развитие напрямую связано с минимизацией рисков. Библиографические ссылки 1. Безопасность и риски устойчивого развития территорий / В. В. Москвичев [и др.]. М. : Сиб. федер. ун-т, 2014. 224 с. 2. Махутов Н. А., Кузык Б. Н., Абросимов Н. В. Научные основы прогнозирования и прогнозные показатели социально-экономического и научнотехнологического развития России до 2030 года с использованием критериев стратегических рисков. М. : ИНЭС, 2011. 137 с. 3. Махутов Н. А., Абросимов Н. В., Гаденин М. М. Обеспечение безопасности – приоритетное направление в области фундаментальных и прикладных исследований // Экологические и социальные перемены : факты, тенденции, прогноз. 2013, № 3 (27). С. 46–71. 4. О состоянии защиты населения и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера : ежегодные гос. доклады МЧС России, 2009–2015 гг. 5. МР 2-4-71-40. «По порядку разработки, проверки, оценки и корректировки электронных паспортов

территорий (объектов). Методические рекомендации» (утв. Министерством РФ по гражданской обороне, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий 15.07.2016). References 1. [Safety and risks of sustainable development of territories] / V. V. Moskvichev [et al.]. M. : Sib. feder. un-t, 2014. 224 p. 2. Makhutov N. A., Kuzyk B. N., Abrosimov N. V. [Scientific basis of forecasting and forecast indicators of socio-economic and scientific-technological development of Russia until 2030 using the criteria of strategic risks]. M. : INES, 2011. 137 p. 3. Makhutov N. A., Abrosimov N. V., Gadenin M. M. [Ensuring security is a priority in the field of fundamental and applied research. Ecological and social changes: facts, trends, forecast]. 2013, no. 3 (27). P. 46–71. 4. Annual state reports of the Ministry of Emergency Situations of Russia “On the state of protection of the population and territories of the Russian Federation from emergency situations of natural and man-made nature”, 2009–2015. 5. MR 2-4-71-40. “On the order of development, verification, evaluation and adjustment of electronic passports of territories (objects). Methodical recommendations” (approved by the RF Ministry of Civil Defense, Emergency Situations and Elimination of Consequences of Natural Disasters on July 15, 2016).

103

© Иванова У. С., Тасейко О. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 504.03 ОЦЕНКА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОЖИДАЕМОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЖИЗНИ НАСЕЛЕНИЯ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ* Е. Н. Потылицына, Е. В. Сугак Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается возможность применения искусственных нейронных сетей для оценки и прогнозирования ожидаемой продолжительности жизни. Анализ полученных результатов показывает высокую точность прогнозных оценок показателя и эффективность предлагаемой методики. Ключевые слова: ожидаемая продолжительность жизни, искусственные нейронные сети. EVALUATING AND FORECASTING EXPECTED LIFE OF THE POPULATION OF THE KRASNOYARSK TERRITORY E. N. Potylitsyna, E. V. Sugak Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The possibility of using artificial neural networks for estimating and predicting the expected duration of life is considered. Analysis of the obtained results shows a high accuracy of predictive estimates of the indicator and the effectiveness of the proposed methodology. Keywords: life expectancy, artificial neural networks. Средняя ожидаемая продолжительность жизни (ОПЖ) – один из ключевых показателей, входящих в расчет индекса развития человеческого потенциала страны и отдельных регионов [1; 2]. Прогноз этого показателя является весомым элементом в управлении общественными процессами, он необходим для анализа перспектив развития различных сфер, включая экологическую обстановку в регионе. Знание перспектив развития общества поможет целенаправленно воздействовать на социально-экономические явления, скорректировать их, ликвидировать диспропорции. Однако существующие методы оценки и прогнозирования влияния различных факторов (экологических, социальных, экономических) на состояние здоровья и ожидаемую продолжительность жизни населения, как правило, основаны на масштабных долгосрочных и дорогостоящих исследованиях и не учитывают специфические для конкретного региона факторы – географические и природноклиматические условия, уровень промышленного и социально-экономического развития, особенности социальной структуры и образа жизни населения, уровень развития системы медицинского обслуживания и другие факторы [3; 4]. Перспективным при построении зависимости «доза-эффект» представляется использование метода интеллектуального анализа данных – искусственные нейронные сети (ИНС) [4–7]. Этот метод находит применение в тех ситуациях, когда обычные методы *

анализа трудно или невозможно применить из-за отсутствия сведений о характере или закономерностях исследуемых процессов, взаимозависимостях явлений, фактов, о поведении объектов и систем из различных предметных областей, в том числе – в социальной и экономической [8; 9]. Для построения нейросетевой модели использовалась свободно распространяемая программа NeuroPro [10]. В качестве входных параметров использовались концентрации загрязняющих веществ в воздухе, выбросы от стационарных источников и автотранспорта, а также ряд социальных параметров – среднедушевые денежные доходы населения, средний размер назначенных пенсий и другие [11]. «Выходом» при обучении ИНС использовались данные об ОПЖ при рождении жителей Красноярского края с 1995 по 2013 гг. [4–7]. Полученная в ходе обучения ИНС состояла из 3 слоев, в каждом слое по 10 нейронов. Число входов сети – 7, выход – 1. Статистические данные за 2014 и 2015 гг. использовались для проверки прогностических возможностей полученной ИНС. Средняя относительная ошибка прогноза составила 0,49 %, средняя абсолютная ошибка (МАРЕ) – 5 %, т. е. сеть обеспечивает хорошую сходимость расчетных и фактических значений. При этом наиболее значимыми входными параметрами оказались объемы выбросов от стационарных источников (коэффициент значимости 1,00) и средний размер назначенных пенсий (0,80).

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-013-00200.

104

Техносферная безопасность

Полученная модель дает возможность по имеющимся базам статистических данных (социальных, экологических показателей и ожидаемой продолжительность жизни) автоматически получать зависимости, отражающие причинно-следственные связи между зависимыми параметрами. Нейросетевая модель адаптирована к условиям региона и значительно упрощает и ускоряет оценку и прогноз изменения социально-экологической обстановки в результате техногенного воздействия на окружающую среду и здоровье населения без масштабных клинических биомедицинских исследований [12]. Интерпретация полученных результатов позволяет оценить социально-экономическую эффективность планируемых технических, технологических, административно-хозяйственных и управленческих решений в промышленном развитии региона и управлении охраной окружающей среды. Библиографические ссылки 1. Звездина Н. В., Иванова Л. В. Ожидаемая продолжительность жизни в России и факторы, влияющие на нее // Вопросы статистики. 2015. № 17. С. 10–20. 2. Прохоров Б. Б., Горшкова И. В., Тарасова Е. В. Условия жизни населения и общественное здоровье // Проблемы прогнозирования. 2003. № 5. С. 127–139. 3. Сугак Е. В. Современные методы оценки экологических рисков // European Social Science Journal. 2014. Т. 2, № 5. С. 427–433. 4. Сугак Е. В. Инвестиционная привлекательность и социально-экологические риски Красноярского края // Наука Красноярья. 2017. Т. 6, № 4–2. С. 146–151. 5. Проектирование коллективов нейросетевых предикторов экологического состояния города самоконфигурируемыми эволюционными алгоритмами / Д. И. Хритоненко [и др.] // Информационно-телекоммуникационные системы и технологии (ИТСиТ-2014). Кемерово, 2014. С. 438–439. 6. Автоматическое генерирование нейросетевых моделей в задаче прогнозирования уровня заболеваемости населения / Д. И. Хритоненко [и др.] // XIV Национальная конф. по искусственному интеллекту (КИИ-2014). Казань, 2014. С. 276–285. 7. Решение задачи прогнозирования экологического состояния города нейроэволюционными алгоритмами / Д. И. Хритоненко [и др.] // Вестник СибГАУ. 2015. Т. 16, № 1. С. 137–142. 8. Mathematical Advances Towards Sustainable Environmental Systems / J. N. Furze [et al.]. Springer International Publ., 2017. 355 p. 9. Сугак Е. В., Окладникова Е. Н. Прикладная теория случайных процессов. Основные положения и инженерные приложения. Красноярск : СибГАУ. 2006. 168 с. 10. Круглов В. В., Борисов В. В. Искусственные нейронные сети. Теория и практика. М. : Горячая линия-Телеком, 2002. 382 с.

11. Красноярский край в цифрах 2015. Статистический сборник. Красноярск : Красноярскстат, 2016. 105 с. 12. Потылицына Е. Н., Сугак Е. В. Оценка социально-экологических рисков населения с использованием искусственных нейронных сетей // Экологический риск : материалы IV Всерос. науч. конф. Иркутск, 2017. С. 325–327. References 1. Zvezdina N. V., Ivanova L. V. Ozhidaemaya prodolzhitel’nost’ zhizni v Rossii i faktory, vliyayushchie na nee // Voprosy statistiki. 2015. Vol. 17. P. 10–20. 2. Prokhorov B. B., Gorshkova I. V., Tarasova E. V. Usloviya zhizni naseleniya i obshchestvennoe zdorov’e // Problemy prognozirovaniya. 2003. Vol. 5. P. 127–139. 3. Sugak E. V. Sovremennye metody otsenki ekologicheskikh riskov // European Social Sci-ence Journal. 2014. Vol. 2, Iss. 5. P. 427–433. 4. Sugak E. V. Investitsionnaya privlekatel’nost’ i sotsial’no-ekologicheskie riski Kras-noyarskogo kraya // Nauka Krasnoyar’ya. 2017. Vol. 6, Iss. 4–2. P. 146–151. 5. Proektirovanie kol-lektivov neyrosetevykh prediktorov ekologicheskogo sostoyaniya goroda samokonfiguriruemymi evolyutsionnymi algoritmami / D. I. Khritonenko [et al.] // Informatsionno-telekommunikatsionnye sistemy i tekhnologii (ITSiT-2014). Kemerovo, 2014. P. 438–439. 6. Avto-maticheskoe gene-rirovanie neyrosetevykh modeley v zadache prognozirovaniya urovnya zabolevaemosti nasele-niya / D. I. Khritonenko [et al.] // XIV Natsional’naya konferentsiya po iskusstvennomu intellektu (KII-2014). Kazan’, 2014. P. 276–285. 7. Reshenie zadachi prognozirovaniya ekologicheskogo sostoyaniya goroda neyroevolyutsionnymi algoritmami / D. I. Khritonenko [et al.] // Vestnik SibSAU. 2015. Vol. 16, Iss. 1. P. 137–142. 8. Mathematical Advances Towards Sustainable Environmental Systems / J. N. Furze [et al.]. Springer International Publishing, 2017. 355 p. 9. Sugak E. V., Okladnikova E. N. Prikladnaya teoriya sluchaynykh protsessov. Osnovnye po-lozheniya i inzhenernye prilozheniya // Krasnoyarsk : SibSAU. 2006. 168 p. 10. Kruglov V. V., Borisov V. V. Iskusstvennye neyronnye seti. Teoriya i praktika. M. : Goryachaya liniyaTelekom, 2002. 382 p. 11. Krasnoyarskiy kray v tsifrakh 2015. Statisticheskiy sbornik. Krasnoyarsk : Krasnoyarskstat, 2016. 105 p. 12. Potylitsyna E. N., Sugak E. V. Otsenka sotsial’noekologicheskikh riskov naseleniya s ispol’zovaniem iskusstvenykh neyronnykh setey // Ekologicheskiy risk : mat. IV Vseros. nauch. konf. Irkutsk, 2017. P. 325–327.

105

© Потылицына Е. Н., Сугак Е. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 504.75.05 ПРОБЛЕМА САМООЧИЩЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ КРУПНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГОРОДОВ НА ПРИМЕРЕ Г. КРАСНОЯРСКА В. А. Рогов, О. И. Багаева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается вопрос влияния электромагнитного излучения на здоровье человека и состояние природных экосистем. Рассмотрены результаты сравнительного изучения данных по влиянию электромагнитного излучения на природные и селитебные экосистемы г. Красноярска. Ключевые слова: электромагнитные излучения, селитебные экосистемы, отрицательные ионы. PROBLEM OF SELF-CLEANING OF THE AIR ENVIRONMENT FROM ELECTROMAGNETIC RADIATIONS OF LARGE INDUSTRIAL CITIES ON THE EXAMPLE OF KRASNOYARSK V. A. Rogov, O. I. Bagaeva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article considers an issue of the influence of electromagnetic radiation on human health and the state of natural ecosystems. The research focuses on results of a comparative study of the data on the effect of electromagnetic radiation on natural and residential ecosystems in Krasnoyarsk. Keywords: electromagnetic radiation, residential ecosystems, negative ions. Развитие крупных городов оказывает существенное негативное воздействие на окружающую среду, и в первую очередь на атмосферный воздух. Требования к качеству воздушной среды отличаются от экологических требований к другим компонентам биосферы. Воздух природной среды – это важнейший ее компонент и неотъемлемая ее часть, от его качества зависят условия существования человека, животного и растительного мира. Атмосфера обладает способностью к самоочищению, однако в современных условиях возможности природных процессов самоочищения атмосферы серьезно подорваны. Во всем мире с увеличением площади городов, растет и концентрация электромагнитного излучения техногенного характера, источниками которого служат низкочастотные электромагнитные излучения (частота 0–3 кГц): системы производства, передачи и перераспределения электроэнергии; бытовая электрическая и электронная техника; электротранспорт и его инфраструктура. К высокочастотным электромагнитным излучениям можно отнести (частота 3–300 кГц): радиовещательные и телевизионные передаточные информационные устройства; средства направленной радиосвязи, навигации и радиолокации; технологическое излучение, использующее СВЧ-оборудование; системы использования ионосферы и развития противовоздушной и противоракетной обороны. Система из многочисленных антенн предназначена для исследования высокочастотных активных атмосферных явлений,

физических и электрических свойств ионосферы, влияющих на военные и гражданские системы связи и навигации, условия осуществления противовоздушной и противоракетной обороны. Такие системы дают высокочастотное излучение, которое может изменять свойства верхних слоев атмосферы, прерывать связь, нарушать работу электросистем, вызывать опасные проявления электромагнитных воздействий на человека и биоэкосистемы. Анализ свидетельствует, что населенные человеком пространства – города и поселения, а также территории экосистем – могут быть подвержены воздействию электромагнитных излучений, исходящего из разнообразных источников и в определенных условиях образующего среду высокой степени опасности [1]. В нормальных условиях в 1 см3 воздуха содержится около 750 положительных и 650 отрицательных ионов. Их радиус не превышает 6,6 × 10–10 м, а средняя продолжительность активного состояния 10–20 мин. Ионизация воздуха повышена на склонах высоких гор, в долинах, у водопадов, на берегах горных рек, морей и океанов, у фонтанов и т. д. Электромагнитный фон дает возникновение в воздухе городов большой концентрации положительных ионов, отрицательно влияющих на здоровье человека и биоэкосистему [2]. В Красноярске проводился мониторинг состояния природных и селитебных экосистем, в зависимости от плотности потока электромагнитной энергии [3].

106

Техносферная безопасность

Состояние уровня ППЭ природных и селитебных экосистем г. Красноярска

В селитебных зонах административных районов г. Красноярска (рисунок) максимальные значения ППЭ наблюдаются на высоте 15 и 30 м от уровня земли в центре города (ул. Ленина, просп. Мира), а также на центральных магистралях (просп. Металлургов, Красноярский рабочий, ул. Копылова и др.) других административных районов города. В других селитебных зонах административных районов г. Красноярска наблюдается снижения уровня ППЭ в два и более раза, а уровень положительных аэроионов в воздухе может достигать 2000 на 1 см3 [4]. Искусственно созданные скверы и парки г, Красноярска внутри селитебных зон с повышенным электромагнитным загрязнением, на высотах 15 и 30 м от уровня земли, имеют тоже значительный уровень ППЭ, что является следствием малой площади этих агроландшафтов, и возможным следствием отсутствия в них растений, которые в должной мере выделяют в окружающую среду летучие терпеноиды, летучие терпеноиды играют важную роль в жизнедеятельности растений и создании фитоорганического фона атмосферы, к которому в течение тысячелетий адаптировался организм человека [5]. Мероприятия по сохранению природных экосистем в городе Красноярске в селитебных ландшафтах позволят снизить концентрацию положительных ионов в воздухе городской среды путем его самоочищения (за счет высадки зеленых насаждений с повышенным выделением летучих терпеноидов; установкой большего количества фонтанов в отдаленных районах, для ионизации) и, как следствие, повысят концентрацию отрицательных аэроионов, положительно влияющих на всю экосистему в целом. Библиографические ссылки 1. Слукин В. М. Техногенные электромагнитные излучения как фактор экологии населенных пространств // Академический вестник. УралНИИпроект РААСН. 2010, № 4. С. 120–124.

2. Рогов В. А. Влияние отрицательных ионов и летучих терпеноидов на очистку воздушной среды производственных помещений деревообрабатывающих предприятий : монография. М. : Изд-во Моск. гос. ун-та леса, 2002. 222 с. 3. Оценка влияния электромагнитного излучения на природные и селитебные экосистемы // Н. В. Цугленок [и др.] // Вестник КрасГАУ, 2014, № 6. C. 170–175. 4. Оздоровление городской воздушной среды летучими выделениями сосны / Л. В. Ставникова [и др.] // Вестник КрасГАУ, 2011, № 8. C. 145–148. 5. Степень Р. А. Экологическая и ресурсная значимость летучих терпеноидов сосняков средней Сибири. Химия растительного сырья // АлтГУ. Барнаул, 1999, № 2. C. 125–129. References 1. Slukin V. M. Tekhnogennyye elektromagnitnyye izlucheniya kak faktor ekologii naselennykh prostranstv // Akademicheskiy vestnik. UralNIIproyekt RAASN. 2010, № 4. Р. 120–124. 2. Rogov V. A. Vliyaniye otritsatel’nykh ionov i letuchikh terpenoidov na ochistku vozdushnoy sredy proizvodstvennykh pomeshcheniy derevoobrabatyvayushchikh predpriyatiy : monografiya. M. : Izd-vo Mosk. gos. un-ta lesa, 2002. 222 р. 3. Otsenka vliyaniya elektromagnitnogo izlucheniya na prirodnyye i selitebnyye ekosistemy // N. V. Tsuglenok [et al.]. Vestnik KrasGAU, 2014, № 6. Р. 170–175. 4. Ozdorovleniye gorodskoy vozdushnoy sredy letuchimi vydeleniyami sosny / L. V. Stavnikova [et al.] // Vestnik KrasGAU, 2011, № 8. Р. 145–148. 5. Stepen’ R. A. Ekologicheskaya i resursnaya znachimost’ letuchikh terpenoidov sosnyakov sredney Sibiri. KHimiya rastitel’nogo syr’ya // AltGU. Barnaul, 1999, № 2. Р. 125–129.

107

© Рогов В. А., Багаева О. И., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 614.71 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФИТОИОНИЗАЦИИ В СИСТЕМАХ ЭКОДИЗАЙНА Т. А. Саулова*, В. И. Бас Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected] Обсуждены результаты исследований, доказывающих эффективность использования фитоионизации для нормализации микроклимата помещений различного назначения. Ключевые слова: искусственная ионизация, бактерицидная активность, фитоорганические вещества, фитоионизация, токсичные вещества. FITOIONIZATION IN THE SYSTEMS OF ECODESIGN T. A. Saulova*, V. I. Bas Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * Е-mail: [email protected] The article shows the expediency of applying ecodesign. The paper discusses the results of the studies, which prove the effectiveness of the use of phytoionization to normalize the microclimate of the accommodations of different designation. Keywords: artificial ionization, bactericidal activity, phytoorganic substances, phytoionization, the toxic substance. Основные концепции современного дизайна и архитектуры интерьеров помещений ориентированы на использование экологически чистых материалов, использование технологий оздоровления воздушной среды помещений – экодизайна. Идеальным решением этой задачи может послужить «озеленение» помещений с использованием фитостен, фитомодулей с искусственной ионизации воздуха. Известно, что растения улучшают не только эстетическое оформление помещений, но и их гигиеническое состояние. Они увлажняют, ионизируют атмосферу, выделяют фитонциды, уничтожающие микробы. Фитонциды растений представляют собой сложную смесь, состоящую из нескольких сот компонентов, об активности которых в отдельности судить очень сложно. Тем не менее, известно, что микробы при длительном контакте с фитонцидами фактически не вырабатывают к ним устойчивости. Фитонциды действуют деструктивно на цитоплазматические мембраны микроорганизмов, снижают их проницаемость, уменьшая активность аэробного дыхания микробов. Фитонциды противодействуют их выживанию, не давая адаптироваться к агрессивному агенту. Более того, они препятствуют возрождению микробов – как немедленному, так и спустя длительное время [1]. Авторы статьи ранее доказали положительное влияние фитоионизации воздуха на микрофлору воздушной среды, процессы осаждения пыли и других примесей в производственных и жилых помещениях, опубликованы результаты исследований, доказывающие повышение эффективности очистки воздуха от токсичных примесей в убежищах с использованием

фитоионизации. Разработан оптимальный режим фитоионизации с применением эфирного масла пихты сибирской, моделирующий природные факторы воздушной среды хвойного леса [1; 2]. Известный способ вертикального озеленения помещений с помощью фитостен и фитомодулей с системой автополива несёт, в первую очередь, эстетическую функцию, экономя пространство и время, отводимое на уход за растениями. Разработанное устройство – фитоионизационная стена «Фитоионика», решает, в первую очередь, функцию оздоровления воздушного пространства помещений, не пренебрегая эстетикой. Принципиально устройство «Фитоионика» состоит из фитостены с фитонцидными растениями и встроенного униполярного ионизатора, иглы которого, испускающие отрицательно заряженные аэроионы кислорода воздуха, размещены по периметру устройства и вдоль всех секций для растений. Для достижения необходимого эффекта оздоровления микроклимата помещений в фитостенах целесообразно использовали сочетания фитонцидных растений (содержащих более 1 % эфирного масла в общей фитомассе) [1]. Результаты исследований позволили сделать вывод об увеличении фитонцидной активности пряных растений (базилик, мелисса лимонная, мята, розмарин, шалфей, лаванда) в ионизированном воздухе при температуре 18–22 ºС и относительной влажности 40–60 %. Содержание отрицательных аэроионов фиксировалась в среднем в течение суток от 3·104 до 5·104 ионов/см3, что соответствует рекомендуемой СанПиН

108

Техносферная безопасность

2.2.4.1294–03 норме. Концентрация фитонцидов в воздухе составляла в среднем 2–3 мг/м3, что не превысило допустимой концентрации паров терпеноидов в воздухе – 10 мг/м3 (ГОСТ 12.1.005–88). При этом в полуденное время летом в природных условиях (воздухе хвойного леса) фиксировалось 6·104– 8·104 ионов/см3, а летучих компонентов – 4,5 мг/м3. Запыленность воздуха в сравнении с контролем снижалась в 30–100 раз в течение суток. Таким образом, совмещение фитостены с ионизатором позволило приблизить свежесть воздуха к идеальным природным условиям [1]. Фитоионизация может быть использована не только для обеспечения экологически нормальной и эстетически современной среды жизнедеятельности жилых, общественных помещений. Исследования автора позволили доказать эффективность сочетания фитоаэрации эфирным маслом пихты сибирской и искусственной ионизации воздуха при очистке атмосферы производственных помещений от тонкодисперсной древесной пыли. При этом снижалась заболеваемость работников – инфекционные и профессиональные (пневмокониоз) болезни [2]. Этот способ может увеличить эффективность работы систем воздухоснабжения в режиме фильтровентиляции в защитных сооружениях гражданской обороны [3]. В результате проведённых экспериментов доказана целесообразность использования фитоионизации воздуха в концентрациях отрицательных ионов кислорода воздуха в пределах допустимых значений, и – эфирного масла – не превышающих порог чувствительности человека к запаху [3–5]. Анализируя результаты исследований, можно сформулировать следующие выводы: 1. С целью создания экологически нормальной и эстетически современной среды жизнедеятельности в помещениях различного назначения целесообразно использование «пряных» растений. 2. Фитонцидная активность «пряных» растений усиливается в ионизированном воздухе при температуре 18–22 ºС и относительной влажности 40–60 % в 1,7 раза, что подтверждает целесообразность использования фитоионизации в помещениях. 3. Запыленность воздуха помещений с использованием пряных растений и ионизации в сравнении с контролем снижалась в 30–100 раз в течение суток. Таким образом, сочетание фитостены с пряными растениями и ионизатора позволило создать экологически благоприятную среду жизнедеятельности и эстетически привлекательный интерьер, свежесть воздуха приблизилась к идеальным природным условиям. Библиографические ссылки 1. Саулова Т. А., Бас В. А. Использование фитоионизации в дизайне интерьера // Теоретические и прикладные исследования в области естественных,

гуманитарных и технических наук : сб. ст. Всерос. науч.-практ. конф. Прокопьевск, 2017. С. 110–114. 2. Саулова Т. А. Использование фитоионизации для очистки воздушной среды производственных помещений : дисс. … канд. техн. наук. Красноярск : СибГТУ, 2001. 216 с. 3. Саулова Т. А., Бас В. А., Рогов В. А. Повышение эффективности работы системы воздухоочистки защитных сооружений гражданской обороны // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2016. № 1. С. 37–42. 4. Саулова Т. А. Фитоионизация – эффективный способ очистки воздуха от техносферных загрязнений в нормальных и экстремальных условиях // Актуальные проблемы авиации и космонавтики : сб. ст. Международн. науч.-практ. конф. Красноярск, 2017. С. 110–114. 5. Саулова Т. А., Бас В. И., Рогов В. А., Арипов У. А. Влияние фитоионизации воздуха на эффективность работы системы воздухоснабжения защитных сооружений гражданской обороны // Решетневские чтения : материалы ХХ Юбилейной междунар. науч.-практич. конф., посвящённой памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академики М. Ф. Решетнёва. Красноярск, 2016. С. 298–300. References 1. Saulova T., Bas V. Ispol’zovanie fitoionizaciy v disayne interera [Use of fitoionizatsii in the design of the interior] // Theoretical and applied research field of the natural, humanitarian and technical sciences : materialy XXI regional. nauch. konf. Prokoh’evsk, 2017. P. 110–114. (In Russ.) 2. Saulova T. Ispol’zovanie fitoionizaciy dlya ochistky vozdushnoy sredi proizvodstvennich pomesheniy. Dis. … cand. tehn. nauk. [Using of fitoionization of cleaning the air in production facility. Ph. d. techn. sci. diss.]. Krasnoyarsk, SibGTU Publ., 2001. 216 p. 3. Saulova T., Bas V., Rogov V. [Improving the efficiency of the air-cleaning system of protective constructions of civil defense] // Safety and emergencies problems. 2016, No. 1. P. 37–42. 4. Saulova T. [Fitoionization – the effective method of removal of pollution of technical sphere from air under the normal and extrim conditions] // Materialy regional. nauch. konf. “Actual’nie problemy aviacii I cosmonavtici” [Materials Regional. Scientific. Conf. “The vital problems of aviation and cosmonautics”. Krasnoyarsk, 2017. P. 151–155. (In Russ.) 5. Saulova T., Bas V., Rogov V, Aripov U. [Influence of fitoionization of air on the effectiveness of work of system of civil defense] // Reshetnev readings. Materials International. Scientific. Conf., dedicated to the memory of the design project leader of rocket-space systems the academicians of M. F. Reshetnev. Krasnoyarsk, 2016. P. 298–300. (In Russ.)

109

© Саулова Т. А., Бас В. И., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 614.8 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ УБЕЖИЩ ДЛЯ ПЕРСОНАЛА СТАРТОВЫХ КОМПЛЕКСОВ Т. А. Саулова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Обсуждаются результаты исследований, направленных на использование фитоионизации в системе воздухоснабжения убежищ на объектах стартового комплекса космодрома. Ключевые слова: убежище, искусственная ионизация, воздухоснабжение, фитоионизация, чрезвычайная ситуация. INCREASING THE EFFECTIVENESS OF THE AIR SUPPLY OF PROTECTED ACCOMODATION FOR THE PERSONNEL OF THE LAUNCHING SYSTEMS T. A. Saulova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The results of research are aimed at the use of phytoionization in the air supply system of protected accommodations in emergency situations in the enterprises of objects of the launching system of the spaceport. Keywords: refuge, artificial ionization, air supply, phytoionization, emergency situation. Ракетно-космическая промышленность включает в себя свыше 70 предприятий и более 60 научноисследовательских учреждений и проектноконструкторских организаций, осуществляющих разработку, производство, ремонт и модернизацию боевых ракетных комплексов и ракетных комплексов космического назначения, наземного оборудования космических систем и образцов космической техники гражданского и военного назначения. Ракетнокосмическая промышленность – одна из наиболее наукоемких и технически сложных отраслей. В этой области трудятся ученые, конструкторы, инженеры, рабочие, отряды экстренного реагирования, личный состав боевых расчётов пожарной охраны. Специфика эксплуатации стартового комплекса космодрома предусматривает выделение на служебнотехнической территории ряда функциональных зон: авиатопливообеспечения, разгрузочный терминал, зона центральной базы эксплуатации районов падения и отделяющихся модулей ракетоносителей, стартовое сооружение с помещениями «стартового стола». Каждая из этих зон характеризуется повышенным риском возникновения чрезвычайных ситуаций и угрозой для жизни персонала комплекса. В условиях внештатных ситуаций предусмотрено укрытие персонала в убежищах в наиболее надежном режиме работы системы воздухоснабжения (СВС) – режиме регенерации, основанном на полной изоляции и восстановлении «отработанного» воздуха. В режиме полной изоляции продолжительность надёжной защиты ограничена возможностями регенеративных патронов и не превышает двух суток. При этом воздух, посту-

пающий из регенеративных установок, абсолютно деионизирован. Известно, что ГОСТ 12.1.014–84 (для нормальных условий) устанавливает нормативные значения: 1900–5500 отрицательных ионов на 1 см³. В экстремальных условиях СНиП II-11–87 установлены предельно допустимые значения параметров газового состава воздуха, отличающиеся от оптимальных (наиболее комфортных установленных ГОСТ 12.1.014–84 для нормальных условий) в сторону ухудшения условий. В связи с этим, представляется важным обеспечение максимально комфортных условий пребывания укрываемых в убежище с использованием фитоионизации. Авторы ранее доказали положительное влияние искусственной ионизации и фитоаэрации воздуха на микрофлору воздушной среды, процессы осаждения пыли и других примесей в производственных и жилых помещениях [1–3]. Опубликованы результаты исследований, доказывающие эффективность очистки воздуха от токсичных примесей в убежищах с использованием искусственной ионизации, совместного действия искусственной ионизации и фитоаэрации (фитоионизации) на параметры газового состава воздуха в режиме СВС – фильтровентиляция [4–6]. Цель дальнейших исследований: определение режимов и совместного действия искусственной ионизации и фитоаэрации (фитоионизации) на параметры газового состава воздуха (содержание в воздухе кислорода, двуокиси углерода, окиси углерода, метана, пыли), параметры микроклимата (температура воздуха, относительная влажность воздуха, скорость движения

110

Техносферная безопасность

воздуха) убежища при работе СВС в режиме изоляции (регенерации). В исследованиях необходимо учесть предельно допустимые значения всех компонентов фитоионизации с использованием эфирных масел, не вызывающих аллергические реакции и их дозировку в концентрациях, ниже порога чувствительности. В научных работах, опубликованных ранее, доказана эффективность очистки воздуха от пыли, патогенной микрофлоры, ионизации воздуха фитоаэрацией помещений эфирным маслом пихты сибирской, сосны кедровой в концентрации, существенно ниже порога восприятия «хвойного» запаха человеком – 103 мг/м3 – близкой к природным условиям. Учитывая поставленные цели, можно сформулировать программу исследований: 1. Проведение сравнительного анализа динамики снижения содержания загрязнителей в течение равной продолжительности работы в разных режимах воздухоочистки: – фитоаэрация + регенерация; – искусственная ионизация + регенерация; – фитоионизация + регенерация; – регенерация (контроль). 2. Измерение в различных режимах числа отрицательных ионов кислорода, определение бактерицидности воздуха, изменения микрофлоры в убежище, что представляется важным в условиях большого скопления людей. 3. Определение продолжительности достижения максимальной степени очистки и ионизации воздуха в разных режимах воздухоочистки. 4. Определение факторов психологического и физического комфорта у участников эксперимента с помощью тестирования и опроса. 5. Описание механизма осаждения частиц аэрозоля при очистке воздуха в СВС убежищ в режиме регенерации с использованием ранее полученных результатов [6]. Таким образом, доказательства эффективности воздухоочистки в убежище с использованием фитоионизации будут свидетельствовать об увеличении продолжительности укрытия в комфортных и безопасных условиях в режиме изоляции. Определение режимов ионизации воздуха и режимов дозирования биологически активных веществ (фитонцидов) позволит выявить наиболее оптимальное содержание отрицательных аэроионов и концентрацию биологически активных веществ в воздухе, оптимальные их значения при сочетании, оптимальную продолжительность фитоионизации. Библиографические ссылки 1. Саулова Т. А. Использование фитоионизации для очистки воздушной среды производственных помещений : дис. … канд. техн. наук. Красноярск : СибГТУ, 2001. 216 с. 2. Саулова Т. А., Рогов В. А. Использование фитоионизации в системе жизнеобеспечения защитных сооружений // Проблемы архитектуры и строительства : сб. ст. XXI Регион. науч.-техн. конф. Красноярск, 2011. С. 51–55. 3. Саулова Т. А., Бас В. А. Использование фитоионизации в дизайне интерьера // Теоретические

и прикладные исследования в области естественных, гуманитарных и технических наук : сб. науч. тр. Всерос. науч.-практ. конф. (январь 2017, г. Прокопьевск) // под науч. ред. В. А. Липатова. Прокопьевск, 2017. C. 110–114. 4. Саулова Т. А., Бас В. А., Рогов В. А. Повышение эффективности работы системы воздухоочистки защитных сооружений гражданской обороны // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2016, № 1. С. 37–42. 5. Саулова Т. А., Бас В. А., Рогов В. А., Арипов У. А. Влияние фитоионизации воздуха на эффективность работы системы воздухоснабжения защитных сооружений гражданской обороны // Решетневские чтения : материалы XX Юбилейной междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М. Ф. Решетнева (09–12 нояб. 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Ч. 2. С. 298–300. 6. Саулова Т. А., Рогов В. А., Щербаков А. С. Механизм осаждения частиц аэрозоля при очистке воздуха в системе воздухоснабжения защитных сооружений с использованием фитоионизации // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. М. : РАН, ВИНИТИ, 2017, № 2. С. 19–31. References 1. Saulova T. Ispol’zovanie fitoionizaciy dlya ochistky vozdushnoy sredi proizvodstvennich pomesheniy. Dis. cand. tehn. nauk. [Using of fitoionization of cleaning the air in production facility. Ph. d. techn. sci. diss.]. Krasnoyarsk, SibGTU Publ., 2001. 216 p. 2. Saulova T., Rogov V. [Using of fitoionization in the system of life support protective structures.]. Materialy XXI regional. nauch. konf. “Problemy architektury i stroitel’stva” [Materials XXI Regional. Scientific. Conf. “The problems of architecture and building”. Krasnoyarsk, 2011. P. 51–55. (In Russ.) 3. Saulova T., Bas V., Ispol’zovanie fitoionizaciy v dizayne inter’era [Use of fitoionizatsii in the design of the interior] Materialy nauch. konf. “Teoretihceskie i prikladnie issledovaniya v oblasti estessnvennich, gumanitarnich i technicheskich nauk”. Procop’evsk, 2017. P. 110–114. (In Russ.) 4. Saulova T., Bas V., Rogov V. Improving the efficiency of the air-cleaning system of protective constructions of civil defense // Safety and emergencies problems. 2016, no. 1. P. 37–42. 5. Saulova T., Bas V., Rogov V, Aripov U. [Influence of fitoionization of air on the effectiveness of work of system of civil defense] // Reshetnev readings. Materials International. Scientific. Conf., dedicated to the memory of the design project leader of rocket-space systems the academicians of M. F. Reshetnev. Krasnoyarsk, 2016. P. 298–300. (In Russ.) 6. Saulova T., Rogov V., Sherbakov A. Mechanism of the precipitation of the particles of the aerosol with cleaning air in the system of the air supply of protective structures with the use of fitoionizations // Safety and emergencies problems. 2017, No. 2. P. 19–31.

111

© Саулова Т. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 504.75.05 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ВОДНЫЕ РИСКИ КРАСНОЯРСКОГО РЕГИОНА* Т. П. Спицына Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Осуществлена характеристика водных экологических рисков Красноярского промышленного региона с позиции проекта AQUEDUCT GLOBAL MAPS 2. Рассмотрены три группы рисков: качественные, количественные и репутационные. Ключевые слова: экологический риск, водный риск, Красноярский регион, Енисей, Кача, Базаиха, поверхностные воды. ENVIRONMENTAL WATER RISKS OF THE KRASNOYARSK REGION T. P. Spitsyna Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article gives characteristic of water environmental risks of the Krasnoyarsk industrial region from a position of the AQUEDUCT GLOBAL MAPS 2 project. Three groups of risks are considered: qualitative, quantitative and reputation. Keywords: environmental risk, water risk, Krasnoyarsk region, Yenisei, Kacha, Bazaiha, surface water. Экологический риск – вероятность неблагоприятных для окружающей человека природной среды, экологических ресурсов и экосистем определенных территорий последствий антропогенных воздействий (преднамеренных или случайных, постепенных или катастрофических), которые сопровождаются ухудшением состояния природной среды и деградацией экосистем [1]. Цель работы: характеристика водных экологических рисков Красноярского промышленного региона. Для комплексной оценки рисков водопользования и экологических последствий хозяйственной деятельности World Resources Institute (WRI) разработали проект AQUEDUCT GLOBAL MAPS 2.0 – доступный интерактивный инструмент, который предоставляет картированную информацию о связанных с водой рисках по всему миру [2]. Параметры, представленные в данном ресурсе сгруппированы по трем типам рисков: качественные, количественные и репутационные. Следует отметить, что комплексный показатель нагрузки на водные экосистемы Красноярского края с применением ГИС-технологий по методике WRI был определен в работе [3]. Риски ранжировались от 1 (низкий риск) до 10 (высокий риск). Наиболее они высоки в южных районах Красноярского края. Качественные риски, определяются как воздействие изменений на качество воды, которые могут влиять напрямую на деятельность компаний, на цепи компаний и/или логистику. К ним относятся: загрязнение поверхностных и питьевых вод, соотношение возвра-

та потоков при водопотреблении, соблюдение водоохранных зон (особенно в верховьях рек). Качество поверхностных вод Красноярского региона неудовлетворительно и характеризуется таким классом загрязненности как «грязная» (таблица). Согласно официальной информации ОАО «КрасКом», качество питьевой воды Красноярского региона полностью соответствует всем санитарно-гигиеническим и не требует дополнительной очистки, только обеззараживание с помощью хлорирования. Доза хлора рассчитывается исходя из загрязненности воды, а так как количество добавляемого в воду хлора самое минимальное, то в распределительной сети остаточный хлор не регистрируется [5]. В работе [6] был определен популяционный неканцерогенный риск, отражающий дополнительное (к фоновому) число случаев заболеваний, способных возникнуть в течение года из-за воздействия исследуемых веществ. Расчет риска показывает степень потенциальной опасности веществ в питьевой воде, вызывающих различные заболевания. Выделенные для оценки риска вещества воздействуют на органы дыхания, иммунную систему, костную систему, кровь, почки, ЦНС и ЖКТ. Наиболее высокий водный риск наблюдается для хлоридов – за один год пероральное поступление этого вещества может вызвать до 223 дополнительных случаев заболевания органов дыхания и иммунной системы на тысячу населения. Фториды также имеют высокий уровень водного риска (до 18 случаев на тысячу населения), разрушая косную систему.

*

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 15-07-0682.

112

Техносферная безопасность Классификация качества воды устьевых участков водных объектов Красноярского промышленного региона согласно [4] Река Мана

Значение повторяемости случаев превышения ПДК «Характерная»; от 14 до 86 % проб

Удельный комбинаторный индекс загрязненности воды (УКИЗВ) «Грязная», класс 4а

Кача

«Характерная»; от 1,2 до 9,6 ПДК

«Грязная», класс 4а

Бугач

«Характерная»; от 1,1 до 15 ПДК

«Грязная», класс 4б

Березовка

«Характерная» от 1,1 до 3,8 ПДК

«Грязная», класс 4а

Базаиха

«Неустойчивая» от 1,1 до 6 ПДК

«Грязная», класс 4б

Енисей (в районе г. Красноярск)

«Характерная»; от 4,8до 86 % проб

«Грязная», класс 4а

Показано, что хлориды, фториды, нитраты, железо, цинк, марганец, нефтепродукты и медь, содержащиеся в питьевой воде Красноярска имеют значительный популяционный водный риск [6]. В водохозяйственных целях в крае интенсивно используются (для забора и сброса сточных вод) около 150 водотоков [4]. Так, в 2016 г. было забрано пресной поверхностной воды 1 667,9 млн м3, что составило от всего речного стока 0,15 %. Вода использовалась на: производственные нужды – 79,1 % от суммарного объема; обеспечение хозяйственно-питьевых нужд – 10,1 %; поддержания пластового давления – 5,0 %; регулярного орошения – 0,02 %; сельского хозяйства – 0,2 %; прочие виды использования – 5,58 %. Соотношение возврата потоков при водопотреблении составило 1,3. Ведутся работы по закреплению границ водоохранных зон и прибрежных защитных полос специальными информационными знаками р. Енисей, Кача, Бугач, Базаиха в границах г. Красноярска и его окрестностях – протяженность 300 км. Результат: предотвращение загрязнения и засорения водных объектов [4]. Количественные риски, определяются как воздействие изменений количества воды (например, засухи или наводнения), которые могут влиять напрямую на деятельность компаний, на цепи компаний и/или логистику. К ним относятся: исходный уровень дефицита воды, межгодовая изменчивость, сезонная изменчивость, риски наводнений, опасность засухи, предел хранилищ, давление подземных вод. Из рассматриваемых речных бассейнов Красноярского промышленного региона, только р. Енисей используется для судоходства. В регионе ведется постоянный мониторинг высоты снежного покрова и прогноза уровня паводковых вод и наводнений. Риски наводнений при весеннем половодье наблюдаются для р. Мана, Кача, Березовка. Осуществляется строительство и реконструкция сооружений инженерной защиты от наводнений и другого негативного воздействия вод. Так, например, в 2016 г. осуществлена расчистка и руслорегулирование на р. Мана в с. Нарва. Результат: снижена социальная напряженность населения вследствие устранения затопления и подтопления заселенных территорий населенных пунктов [4]. Репутационные риски определяются как потенциальные конфликты с общественностью по вопросам водных ресурсов, которые могут отрицательно повлиять на имидж компании или привести к потере компанией

лицензии для работы в жилом комплексе. К ним относятся: освещение в СМИ, доступ к водным ресурсам, угроза гидробионтам. В целом, информирование СМИ и населения об уровнях реального водного риска на различных территориях достаточно низкое. Например, только за лето 2017 было 4 публикации о проблемах качества водных ресурсов согласно информации, опубликованной в экологическом рейтинге зеленого патруля [7]. В Красноярский край занимает одно из первых мест в России по доступности водных ресурсов для людей. Для примера, количество воды на душу населения составляет 382,06 тыс. м3/год (на 2014 г.), для сравнения, в рядом расположенной Новосибирской области – 24,28тыс. м3/г., а в Краснодарском крае эта цифра равна 4,58 тыс. м3/г. [8]. Основной риск, влекущий за собой угрозу снижения численности гидробионтов, состоит в высоком загрязнении поверхностных вод региона, о котором говорилось выше (таблица). Основные виды загрязнения рек региона: химическое (нефтепродуктами, металлами – железо, марганец и алюминий), физическое (тепловое, пластиковый мусор), биологическое (избыток биогенов, поступащих со сточными водами вызывает эвтрофикацию водотоков). Фактический учтенный вылов рыбы по бассейну реки составил всего 4 222 т. Освоение общих допустимых уловов и рекомендованных объемов составило 59,6 %. Наибольший акцент в промысловом освоении водных объектов приходился на речные магистрали и водохранилища Енисейского каскада ГЭС, преимущественно на Красноярское – 26,2 % [4]. Таким образом, общая характеристика водных экологических рисков показала, что из трех рассмотренных групп рисков в Красноярском промышленном регионе наименьше представлены количественные риска; наибольше – качественные и репутационные. Библиографические ссылки 1. Жукинский В. Н. Экологический риск и экологический ущерб качеству поверхностных вод: актуальность, терминология, количественная оценка // Водные ресурсы. 2003. Т. 30, № 2. С. 216–217. 2. Сайт [Электронный ресурс]. URL: http:// aqueduct.wri.org (дата обращения: 10.09.2017). 3. Снытко А. В., Тасейко О. В. Оценка риска водных экосистем Красноярского края / Актуальные проблемы авиации и космонавтики, 2013. С. 282–283.

113

Решетневские чтения. 2017

4. О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2016 году : гос. докл. Красноярск, 2017. 289 с. 5. Сайт [Электронный ресурс]. URL: http://www. kraskom.com (дата обращения: 10.09.2017). 6. Костина А. С., Спицына Т. П., Тасейко О. В. Неканцерогенные эффекты водного риска питьевой воды г. Красноярска // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки. Красноярск : СибГТУ, 2014. Т. 1. С. 31–33. 7. Сайт [Электронный ресурс]. URL: http:// greenpatrol.ru (дата обращения: 10.09.2017). 8. Сайт [Электронный ресурс]. URL: http://water-rf.ru (дата обращения: 10.09.2017). References 1. Zhukinskiy V. N. Ekologicheskiy risk i ekologicheskiy ushcherb kachestvu poverkhnostnykh vod: aktual’nost’, terminologiya, kolichestvennaya otsenka // Vodnyye resursy. 2003. Vol. 30, Iss. 2. P. 216–217.

2. Website. Available at: http://aqueduct.wri.org (accessed: 10.09.2017). 3. Snytko A. V., Taseyko O. V. Otsenka riska vodnykh ekosistem Krasnoyarskogo kraya / Aktual’nyye problemy aviatsii i kosmonavtiki, 2013. P. 282–283. 4. O sostoyanii i okhrane okruzhayushchey sredy v Krasnoyarskom kraye v 2016 godu : gos. doklad. Krasnoyarsk, 2017. 289 p. 5. Website. Available at: www.kraskom.com (accessed: 10.09.2017). 6. Kostina A. S., Spitsyna T. P., Taseyko O. V. Nekantserogennyye effekty vodnogo riska pit’yevoy vody g. Krasnoyarska // Molodyye uchenyye v reshenii aktual’nykh problem nauki. Krasnoyarsk : SibSTU, 2014. Vol. 1. P. 31–33. 7. Website. Available at: http://greenpatrol.ru (accessed: 10.09.2017). 8. Website. Available at: http://water-rf.ru (accessed: 10.09.2017).

114

© Спицына Т. П., 2017

Техносферная безопасность

УДК 502.333 ИНВЕСТИЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ И СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ* Е. В. Сугак*, Е. Н. Потылицына, О. В. Бразговка Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Высокий инвестиционный потенциал Красноярского края существенно нивелируется низким инфраструктурным потенциалом и высоким уровнем социальных и экологических рисков. С целью анализа и оптимизации социально-экологических рисков предлагается использовать методы интеллектуального анализа данных. Ключевые слова: инвестиционный потенциал, инвестиционный риск, экологический риск, интеллектуальный анализ данных. INVESTMENT POTENTIAL AND SOCIO-ECOLOGICAL RISKS OF THE KRASNOYARSK REGION E. V. Sugak*, E. N. Potylitsyna, O. V. Brazgovka Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] High investment potential of the Krasnoyarsk region is significantly outweighed by low infrastructural capacity and a high level of social and environmental risks. To analyze and optimize socio-environmental risks using data mining methods is encouraged. Keywords: investment potential, investment risk, environmental risk, data mining. Анализ основных показателей социальноэкономического развития промышленных регионов России показывает, что их инвестиционная привлекательность определяется не только уровнем развития ресурсов и инфраструктуры, но и уровнем инвестиционных рисков [1]. По данным международного рейтингового агентства «RAEX-Эксперт РА» Красноярский край по инвестиционному потенциалу занимает 7-е место среди 85 российских регионов, а по природноресурсному потенциалу  1-е место, тогда как по инвестиционным рискам – только 43-е место, по экологическому риску  78-е, по социальному – 57-е [2]. То есть высокий в целом инвестиционный потенциал Красноярского края существенно нивелируется низким инфраструктурным потенциалом и высоким уровнем рисков. Таким образом, в целом можно считать, что Красноярский край находится в числе одних из самых перспективных, но достаточно «рискованных» регионов России [3; 4]. По разнице рангов инвестиционного потенциала и инвестиционного риска Красноярский край с показателем –36 находится в числе аутсайдеров и опережает только Пермский край (–40), Республику Крым (–40) и Республику Дагестан (–54). За последние 15 лет ранг инвестиционных рисков Красноярского края повысился с 69–71 до 39–43 *

(табл. 1), а ранг инвестиционного потенциала практически не изменился (табл. 2). Однако экологические риски за это время снизились незначительно – с ранга 84 до 78, социального – с 50–73 до 49–57 (табл. 1). Следовательно, фундаментальной основой обеспечения устойчивого социально-экономического развития региона продолжает оставаться оптимизация социальноэкологических рисков. Однако в настоящее время практически отсутствуют методы количественной оценки техногенных социально-экологических рисков причинения вреда здоровью населения региона [5]. Разработки и исследования последнего времени показали возможность, целесообразность и эффективность использования искусственных нейронных сетей для оценки, прогнозирования и оптимизации социально-экологических рисков [6; 7]. Полученные результаты позволяют определить зависимости «доза-эффект» для отдельных компонентов окружающей среды и дают возможность создания комплексной количественной статистически достоверной методики интеллектуального анализа и прогнозирования социально-экологических рисков населения промышленного региона по имеющимся базам данных мониторинга выбросов и концентраций загрязняющих веществ и состоянии здоровья населения [5].

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-013-00200.

115

Решетневские чтения. 2017 Таблица 1 Динамика инвестиционного риска Красноярского края в 2001-2015 гг.

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

69 71 67 57 51 65 64 46 68 45 36 46 46 39 43

Разница рангов потенциала и риска

Управленческий

Экологический

Криминальный

Финансовый

Экономический

Год

Социальный

Инвестиционный риск

Ранги составляющих инвестиционного риска

73 50

28 37

10 33

51 65

84 84

– –

39 39 25 25 60 76 36 36 48 56 49 57

41 45 48 55 43 32 25 21 17 19 23 21

40 13 45 39 4 15 23 10 22 18 21 28

58 57 68 68 62 65 66 50 30 39 57 44

81 83 84 80 82 80 80 78 77 78 76 78

– – 66 75 71 72 31 50 64 48 32 43

–63 –64 –60 –50 –40 –57 –56 –39 –58 –37 –30 –39 –39 –32 –36 Таблица 2

Динамика инвестиционного потенциала Красноярского края в 2001-2015 гг.

2001 2002 2003 2004

Разница рангов потенциала и риска

Туристический

Природно-ресурсный

Инфраструктурный

Инновационный

Институциональный

Финансовый

Производственный

Потребительский

Трудовой

Год

Инвестиционный потенциал

Ранги составляющих инвестиционного потенциала

6 7 7 7 1 1

15 12 9 13

9 10 12 13

4 7 9 11

5 7 10 7

13 16 13 14

23 28 17 17

84 79 77 75

3 2 2 3

10

19

11

7

19

16

75

3

2006

8

16

14

15

10

15

17

78

3

2007

7

12

15

12

9

16

15

69

1

2008

7 1 0 8 6 7 7 7 7

11

16

14

10

15

15

70

1

– – – – 1 2 1 8 1 1 9

13

14

15

11

16

15

76

6

8

–58

13 14 14 14 14 14

13 14 14 13 14 14

14 12 15 15 15 15

9 5 8 10 10 11

16 15 14 13 13 13

10 19 18 13 18 16

75 79 74 73 74 78

1 1 1 1 1 1

8 8 9 9 7 9

–37 –30 –39 –39 –32 –36

2005

2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

116

–63 –64 –60 –50 –40 –57 –56 –39

Техносферная безопасность

Библиографические ссылки

References

1. Сугак Е. В., Берняцкий А. Г. Социальноэкологический риск как фактор обеспечения устойчивого развития // Перспективы и факторы обеспечения устойчивого развития экономики : сб. статей Междунар. науч.-практич. конф. (18 августа 2017, г. Казань). Уфа : Омега Сайнс, 2017. С. 131–135. 2. Рейтинг инвестиционной привлекательности регионов 2015 года. Обзор. М. : Эксперт РА, 2016. 30 с. 3. Сугак Е. В., Бразговка О. В. Инвестиционная привлекательность и социально-экологические риски регионов России // Инструменты современной научной деятельности : сб. статей Междунар. науч.практ. конф (22 июня 2017, г. Ижевск) : в 2-х ч. Стерлитамак : АМИ, 2017. Ч. 1. С. 160–164. 4. Сугак Е. В. Инвестиционная привлекательность и социально-экологические риски Красноярского края // Наука Красноярья, 2017. Т. 6, № 4-2. С. 146–151. 5. Сугак Е. В. Современные методы оценки экологических рисков // European Social Science Journal, 2014. Т. 2, № 5. С. 427–433. 6. Автоматическое генерирование нейросетевых моделей в задаче прогнозирования уровня заболеваемости населения / Д. И. Хритоненко, Е. С. Семенкин, Е. В. Сугак и др. // XIV Национ. конф. по искусственному интеллекту с междунар. участием. Казань : РИЦ «Школа», 2014. С. 276–285. 7. Проектирование коллективов нейросетевых предикторов экологического состояния города самоконфигурируемыми эволюционными алгоритмами / Д. И. Хритоненко, Е. С. Семенкин, Е. Н. Потылицына и др. // Информационно-телекоммуникационные системы и технологии. Кемерово : КемГУ, 2014. С. 438–439.

1. Sugak E. V., Bernyatskiy A. G. Sotsial’noekologicheskiy risk kak faktor obespecheniya ustoychivogo razvitiya // Perspektivy i faktory obespecheniya ustoychivogo razvitiya ekonomiki : sb. statey Mezhdunar. nauch.-praktich. konf. (18 avgusta 2017, g. Kazan’). Ufa : Omega Sayns, 2017. Рр. 131–135. 2. Reyting investitsionnoy privlekatel’nosti regionov 2015 goda. Obzor. M. : Ekspert RA, 2016. 30 р. 3. Sugak E. V., Brazgovka O. V. Investitsionnaya privlekatel’nost’ i sotsial’no-ekologicheskiye riski regionov Rossii // Instrumenty sovremennoy nauchnoy deyatel’nosti : sb. statey Mezhdunar. nauch.-praktich. konf (22 iyunya 2017, g. Izhevsk) : in 2-h p. Sterlitamak : AMI, 2017. P. 1. Pp. 160–164. 4. Sugak E. V. Investitsionnaya privlekatel’nost’ i sotsial’no-ekologicheskiye riski Krasnoyarskogo kraya // Nauka Krasnoyar’ya, 2017. Vol. 6, no. 4-2. Pp. 146–151. 5. Sugak E. V. Sovremennyye metody otsenki ekologicheskikh riskov // European Social Science Journal, 2014. Vol. 2, no. 5. Pp. 427–433. 6. Avtomaticheskoye generirovaniye neyrosetevykh modeley v zadache prognozirovaniya urovnya zabolevayemosti naseleniya / D. I. KHritonenko, E. S. Semenkin, E. V. Sugak et al. // XIV Natsional’naya konf. po iskusstvennomu intellektu s mezhdunar. uchastiyem. Kazan’ : RITS “Shkola”, 2014. Pp. 276–285. 7. Proyektirovaniye kollektivov neyrosetevykh prediktorov ekologicheskogo sostoyaniya goroda samokonfiguriruyemymi evolyutsionnymi algoritmami / D. I. Khritonenko, E. S. Semenkin, E. N. Potylitsyna et al. // Informatsionno-telekommunikatsionnyye sistemy i tekhnologii. Kemerovo : KemGU, 2014. Pp. 438–439. © Сугак Е. В., Потылицына Е. Н., Бразговка О. В., 2017

117

Решетневские чтения. 2017

УДК 574:37 ТЕХНОГЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ПОЧВ УРБОЭКОСИСТЕМЫ С. М. Трухницкая, Л. А. Герасимова* Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Исследованы почвы, прилегающие к земельному отводу промышленных предприятий, и почвы природных ландшафтов. Проведен их сравнительный анализ по некоторым химическим и биологическим показателям. Ключевые слова: почва, ионы тяжелых металлов, альгомикробные комплексы городских почв. ANTHROPOGENIC TRANSFORMATION OF THE URBAN ECOSYSTEM SOILS S. M. Trukhnitskaya, L. A. Gerasimova* Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The soil adjacent to the land allotment of industrial enterprises and the soils of natural landscapes are investigated. Comparative analysis of some chemical and biological parameters is done. Keywords: soil, heavy metal ions, complexes algomicrobial urban soils. На территориях, где расположены промышленные предприятия и, особенно, на прилегающих к ним, природные ландшафты нарушены. Вследствие этого морфология и состав насыпного слоя в значительной степени будет отличаться от типичных зональных почв. Растительный покров, как правило, искусственный и сильно угнетен. Все это яркие проявления нарушения экологической безопасности и устойчивого развития территорий. Более того, вокруг предприятий располагаются жилые дома и постройки хозяйственно-бытового назначения. Сумма этих факторов, если их не учитывать, в значительной степени приведет к искажению истинного состояния окружающей природной среды. Если предприятие расположено в населенном пункте, городе, то программа исследований и отбор проб для анализов на загрязняющие вещества, особенно, тяжелые металлы, должна учитывать планировку населенного пункта, гипсометрические особенности местности, высоту построек, густоту их расположения; влияния этих факторов на направление потоков воздуха, распределение атмосферных осадков и ливневого потока, долю участия в загрязнении территории автотранспортом и конкретными смежными предприятиями. В современных условиях трудно представить город с небольшим количеством источников загрязнения. В таких условиях неизбежны: локальное бытовое загрязнение, наличие неорганизованных свалок и сжигание мусора, а также других неучтенных факторов. В таких условиях местами отбора проб почвы служат почвы под кронами деревьев вдоль улиц, в садах и дворах. Вместе с пробами почвы отбирают и растительные образцы.

Контроль химического загрязнения почв, к чему приурочены способы и методы отбора проб, представляет систему, предусматривающую выявление источников их загрязнения, изменений состава, свойств в экосистеме в целом под действием загрязняющих веществ; информацию об экологическом состоянии почв. Из всех показателей, по которым проводится контроль загрязнения почв, уровни содержания тяжелых металлов и пестицидов оцениваются по величинам ПДК, а при их отсутствии – на основании многократного превышения регионального фонового содержания или же кларков химических веществ для почв, или на основе сравнения со стандартами. Следует отметить, что единого ПДК для почв не должно быть, так как уровни загрязнения для различных почв будут сильно варьировать между собой. В этом вопросе важное значение имеет конкретная почвенно-экологическая обстановка, а также состав и свойства почв. В этом плане представляется наиболее правильным иметь стандарт почв того или иного региона, как это делается в США [1; 2] Проблема загрязнения городов становится все острее, поскольку в крупных промышленных центрах проживает 66,2 % населения края и экологическое состояние территорий напрямую связано с их производственной и бытовой деятельностью [3]. При этом наиболее опасным источником загрязнения выступают органические соединения и тяжелые металлы – токсиканты, которые накапливаясь, загрязняют воздух, почвы, воды. Не секрет, что Красноярск входит в «приоритетный» список городов России с наибольшим уровнем загрязнения [4]. Оптимальными показателями экологической безопасности среды (для почвы) являются

118

Техносферная безопасность

8–16 баллов [5]. Этот показатель в почвах Красноярска составляет 15088 (Zn9369, W1520, Сd1236, Mo482, Cu470, Sn449, Co425, Pb359, Ni271, Hg196, Sb137, Cr102, Bi41, Sr24, As16, Ag6) [6]. Выбросы промышленных предприятий в результате миграции различных токсинов приводят к загрязнению почвы, и нами была проанализирована степень экологического давления промышленных предприятий на жилой массив на примере района прилегающего к АО «Красмаш». Для сравнения использовались пробы, взятые в природной зоне перевала на трассе Маганск – Береть в 8 км от реки Мана. Наличие водорастворимых ионов в почве характеризуется сезонными флуктуациями, причем происходит явное вымывание таких ее структурных компонентов как Ca2+ и Mg2+. Отмечена аккумуляция тяжелых металлов: Zn, Cu, Co, Cd, Pb. Содержание меди и кобальта по мере приближения к заводу возрастает на 10–15 %, а при исследовании динамики концентрации этих элементов проявляется незначительное ее увеличение (десятые и сотые доли процента в год), что, тем не менее, с течением времени может дать ощутимый эффект. При сравнении полученных результатов с фоновыми данными содержания тяжелых металлов в почве, заметно превышение по цинку на 15–20 %, по меди в 1,5–2 раза, по кадмию превышения нет, что весьма благоприятно; но по свинцу разница просто ужасающая – концентрация превышает фоновую в 26–50 раз! Сейчас интенсивно развивается биоиндикационное направление, ставящее целью использовать отдельные виды организмов либо их сообщества, а также биологически активные метаболиты для характеристики среды обитания. Преимущество оценки биологического действия химических элементов на отдельные организмы или сообщества состоит в том, что в природно-техногенной среде прослеживается определенное свойство в зависимости от природных концентраций элемента и его соотношений с другими компонентами среды. Для оценки состояния экосистем, подвергшихся различным видам загрязнений и сравниваемых с контрольными участками, условно незатронутыми промышленной деятельностью человека, можно использовать методы альгомикробной индикации. Выявленные достоверные различия в составе микрофлоры позволяют оценить степень техногенного воздействия на изученную территорию. Живые организмы служат индикаторами при изучении динамики свойств почвы, что особенно важно при прогнозировании изменений среды под воздействием антропогенных факторов. Для оценки экологического благополучия территорий рассматривались структура и особенности формирования альгомикробных комплексов городских почв в районах г. Красноярска, отличающихся друг от друга по степени антропогенной нагрузки. Пробы отбирались в парке и сквере центральной части г. Красноярска (3 участка), на территории жилого массива, прилегающего к Красноярскому алюминиевому заводу (КРАЗ), на расстоянии 50, 500 и 2500 м от источника загрязнения и сравнивались с рекреационной зоной, прилегающей к жилому микрорайону

Ветлужанка. Всего было выявлено 67 видов водорослей, в том числе впервые для территории Красноярского края – 32 вида. Максимальное количество видов выявлено в микрорайоне Ветлужанка. Во всех изученных сообществах отмечено доминирование синезеленых водорослей (цианобактерий). Отмечено полное исчезновение представителей отдела желтозеленые, «выпадение» видов-азотфиксаторов и слабое развитие зеленых нитчаток и диатомовых. Промышленное загрязнение ведет к значительному изменению сообщества почвенных водорослей. В зоне воздействия КРАЗа остается и развивается только один вид из отдела синезеленые (цианобактерии). Преобладание синезеленых свидетельствует об экологическом неблагополучии почвенного покрова данной территории. При оценке степени загрязнения почв жилого массива прилегающего к АО «Красмашзавод» по альгомикробиологическим показателям отмечено следующее: практически полное отсутствие всех отделов, кроме зеленых водорослей; большое количество грибов и актиномицетов и наличие индикаторных видов, которые показывают на самой удаленной точке от границы завода наименьшее загрязнение. В целом под действием промышленного загрязнения на почвы г. Красноярска происходит формирование специфических альгомикробных группировок, которые реагируют на загрязнение дигрессией и почти полным исчезновением сообщества. Библиографические ссылки 1. FAO Soil Map of the World (SMW) (FAO, 1988). 2. Keys To Soil Taxonomy. Prepared by Agronomy Department Cornell University Ithaca, New York For The Soil Management Support Services. 1985. 236 p. 3. Елисеева А. В. Экологические проблемы регионов России и их влияние на демографическую ситуацию // Инновационная экономика : материалы II Междунар. науч. конф. (октябрь 2015, г. Казань). Казань : Бук, 2015. С. 112–115. 4. Программа социально-экономического развития города Красноярска до 2020 года. Красноярск. 2010. 336 с. 5. Классификация и диагностика почв России. М. : Ойкумена, 2004. 341 с. 6. Анциферова О. В., Горбачев В. Н., Мирошников А. Е. Геохимическая устойчивость биокосных систем на примере почв Красноярска и его окрестностей. Гомеостаз лесных экосистем // Концепция гомеостаза: теоретические, экспериментальные и прикладные аспекты : материалы Х Междунар. симпозиума. Новосибирск : Наука, 2001. С. 15–20. References 1. FAO Soil Map of the World (SMW) (FAO, 1988). 2. Keys To Soil Taxonomy. Prepared by Agronomy Department Cornell University Ithaca, New York For The Soil Management Support Services. 1985. 236 p. 3. Eliseyeva A. V. Ekologicheskiye problemy regionov Rossii i ikh vliyaniye na demograficheskuyu situatsiyu // Innovatsionnaya ekonomika : materialy II Mezhdunar.

119

Решетневские чтения. 2017

nauch. konf. (oktyabr’ 2015, g. Kazan’). Kazan’ : Buk, 2015. Р. 112–115. 4. Programma sotsial’no-ekonomicheskogo razvitiya goroda Krasnoyarska do 2020 goda. Krasnoyarsk. 2010. 336 р. 5. Klassifikatsiya i diagnostika pochv Rossii. M. : Izd-vo Oykumena, 2004. 341 р.

6. Antsiferova O. V., Gorbachev V. N., Miroshnikov A. E. Geokhimicheskaya ustoychivost’ biokosnykh sistem na primere pochv Krasnoyarska i ego okrestnostey. Gomeostaz lesnykh ekosistem // Kontseptsiya gomeostaza: teoreticheskiye, eksperimental’nyye i prikladnyye aspekty : materialy Х mezhdunar. simpoziuma. Novosibirsk : Nauka, 2001. Р. 15–20. © Трухницкая С. М., Герасимова Л. А., 2017

120

Техносферная безопасность

УДК 629.7 (669.2) ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ ВЫБРОСОВ ЭЛЕКТРОЛИЗНОГО ПРОИЗВОДСТВА ВНЕДРЕНИЕМ ГОРЕЛОЧНОГО УСТРОЙСТВА ПРИ КОНСТРУИРОВАНИИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Н. Г. Черкасова, О. К. Крылова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Все воздушные и космические летательные аппараты с двигателями внутреннего сгорания снабжены аккумуляторами, приводящими в действие двигатель. В данном случае химический источник тока есть продукт электрохимических производств. При электролизе выделяется значительное количество вредностей в виде газов и пыли. Ключевые слова: летательные аппараты, электролиз, горелочные устройства, анодные газы, вредные вещества. IMPROVING THE EFFICIENCY OF ELECTROLYSIS PRODUCTION PURIFICATION BY THE INTRODUCTION OF BURNERS IN THE DESIGN OF AIRCRAFT N. G. Cherkasova, O. K. Krylova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] All air and space vehicles with internal combustion engines are equipped with batteries to drive a motor. In this case the chemical current source is a product of electrochemical productions. During electrolysis a significant amount of harmful gases and dust is emitted. Keywords: aircraft, electrolysis, burners, anode gases, harmful substances. В настоящее время такие материалы как алюминий, магний, натрий, литий, калий, титан и многие другие, используемые в ракетно-космической промышленности, получают только электролизом расплавленных сред для производства и рафинирования металлов, которые не могут быть получены электролизом водных растворов – целого ряда легких, тугоплавких, благородных и редких металлов, а также сплавов. При электролизе алюминия выделяется значительное количество вредностей в виде газов и пыли. В зависимости от типа и мощности электролизера на 1 т алюминия выделяется: 8–12 кг фтористого водорода, 9–12 кг твердых фторидов в виде пыли (в пересчете на фтор), 11–12 кг сернистого ангидрида [1]. На электролизерах вредности поступают в колокольное укрытие и далее в горелки, в которых происходит дожигание СО. Значительная часть из них приходится на подколокольные газы, проходящие через горелки, где происходит дожигание окиси углерода до CO2 с КПД до 95 % и смолистых веществ с КПД до 55 %. При этом содержание бенз(а)пирена в смолистых веществах при эффективной работе горелок уменьшается в 80–100 раз. Часть пыли и смолистых веществ дополнительно улавливается в мокрой ступени газоочистки. Общий КПД газоочистки по пыли составляет 93,5 %, по смолистым – 85,6 %. В последние 2–3 года на предприятиях внедряется сухая газоочистка с улавливанием пыли, HF и смолистых веществ до 98–99 %.

Превалирующая роль в ликвидации вредного воздействия пыле-газо-смолистых выбросов в окружающую среду отводится горелочным устройствам, в связи с чем, актуальны мероприятия по интенсификации процесса сжигания смолистых веществ и окиси углерода, совершенствованию конструкций горелочных устройств. Термический метод является основным в обезвреживании анодного газа электролизного производства. От конструкции горелочного устройства в значительной мере зависит эффективность дожигания CO и смолистых веществ. Сложность эксплуатации горелочных устройств любого типа обусловлена нестабильностью технологических параметров электролизного производства (расход, состав, температура, плотность анодных газов, содержание смолистых веществ, разрежение в системе газоотсоса), отсутствием автоматизированных систем регулирования процесса дожигания [2]. Основным условием эффективного сжигания топлива является тщательное перемешивание газовоздушных потоков. Степень перемешивания зависит от относительной скорости потоков, чем больше разность скоростей, тем лучше перемешивание и короче факел. Определяющим параметром при перемешивании является диаметр потока. Чем больше диаметр горелки, тем длиннее факел и, следовательно, хуже перемешивание.

121

Решетневские чтения. 2017 Таблица 1 Параметры анодного газа при работе электролизеров на «жирной» анодной массе Наименование H2, % O2, % N2, % CH4, % CO, % CO2, % Содержание смолистых веществ, г/ч, в том числе 3,4 – бенз(а)пирен, %

Минимум 0 0 0 0 25,5 15,0 57,0 0,107

Максимум 7,52 8,2 46,4 4,3 69,5 56,1 1400,0 0,23

Среднее 5,5 0,35 2,15 1,0 52,0 39,0 332,0

Таблица 2 Параметры анодного газа при работе электролизеров на «сухой» анодной массе Наименование H2, % O2, % N2, % CH4, % CO, % CO2, %

Среднее 2,49 2,55 22,35 0,4 26,74 26,74

Количество смолистых веществ изменяется в широких пределах. Наибольшее количество смолистых приходится на периоды работы электролизера после загрузки анодной массы и после перестановки стержней. В силу этих причин конструкция горелки должна отвечать всему диапазону изменения параметров процесса электролиза. Согласно проведенным исследованиям параметры анодного газа при работе электролизеров на «жирной» анодной массе имеют следующие значения табл. 1. При работе электролизеров на «сухой» анодной массе параметры анодного газа существенно изменились табл. 2. Необходимыми условиями окисления бенз(а)пирена до нетоксичного состояния и смолистых веществ является температура выше 1000 ºС и длительность выдержки их при этой температуре около 0,3 с. При температуре более 800 ºС необходима экспозиция не менее 3 с. В реальных условиях время пребывания газов в щелевых горелках не превышает 0,2–0,4 с [3]. Эффективным средством ускорения процесса горения является увеличение поверхности горения, что может быть достигнуто, например, дроблением потока на мелкие струи или введением в поток твердых тел. В работе впервые представлено горелочное устройство для дожигания анодного газа с деформируемыми стенками. Конструкция устройства обеспечивает полное выгорание СО и, в сравнении с типовыми щелевыми горелками, повышает эффективность термического обезвреживания бенз(а)пирена на 0,9–1,9 % [4]. При диаметре горелки, равном 325 мм, и длине средней камеры дожигания, составляющей 59 % от общей высоты горелки, вес горелки с деформируемыми стенками уменьшился в сравнении с щелевой горелкой практически в 2 раза, вследствие чего, при необходимости, может устанавливаться на продольной стороне анода [5]. Таким образом, рассматриваемое устройство для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера обеспечивает высокую эффективность термиче-

ского обезвреживания вредных составляющих анодных газов и снижение его массивности. Библиографические ссылки 1. Сторожев Ю. М. Термическое обезвреживание анодных газов в горелочных устройствах алюминиевого электролизера. М. : Цветные металлы. 2012. № 4. С. 51–55. 2. Куликов Б. П., Истомин С. П. Переработка отходов алюминиевого производства. Красноярск, 2014. 479 с. 3. Борисоглебский Ю. В. Расчет и проектирование алюминиевых электролизеров. М. : Металлургия, 2011. 78 с. 4. Черкасов Е. И. Разработка методики моделирования горелочных устройств алюминиевого электролизера и совершенствование их конструкций. Красноярск, 2013. 127 с. 5. Минцис М. Я., Поляков П. В., Сиразутдинов Г. А. Электрометаллургия. Новосибирск : Наука, 2001. 368 с. References 1. Storozhev Yu. M. Termicheskoe obezvrezhivanie anodnykh gazov v gorelochnykh ustroistvakh alyuminievogo elektrolizera. M. : Tsvetnye metally. 2012. № 4. P. 51–55. 2. Kulikov B. P., Istomin S. P. Pererabotka otkhodov alyuminievogo proizvodstva. Krasnoyarsk, 2014. 479 p. 3. Borisoglebskii Yu. V. Raschet i proektirovanie alyuminievykh elektrolizerov. M. : Metallurgiya, 2011. 78 p. 4. Cherkasov E. I. Razrabotka metodiki modelirovaniya gorelochnykh ustroistv alyuminievogo elektrolizera i sovershenstvovanie ikh konstruktsii. Krasnoyarsk, 2013. 127 p. 5. Mintsis M. Ya., Polyakov P. V., Sirazutdinov G. A. Elektrometallurgiya. Novosibirsk : Nauka, 2001. 368 p.

122

© Черкасова Н. Г., Крылова О. К., 2017

Техносферная безопасность

УДК 614.7 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ОБЪЕКТОВ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ Д. А. Черных1, 2*, О. В. Тасейко1, 2, 3 1

Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 2 Институт вычислительных технологий СО РАН – СКТБ «Наука» Российская Федерация, 660049, г. Красноярск, просп. Мира, 53 3 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Рассматривается проблема влияния загрязнения питьевой воды на здоровье населения Красноярского края путем оценки канцерогенных и неканцерогенных рисков. Ключевые слова: оценка рисков, канцерогенные риски, неканцерогенные риски, пероральное воздействие, органы мишени, здоровье населения, загрязнение питьевой воды. ENVIRONMENTAL SAFETY OF WATER OBJECTS FOR CITIES IN KRASNOYARSK REGION D. A. Chernykh1, 2*, O. V. Taseiko1, 2, 3 1

Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation 2 Institute of Computational Technologies SB RAS – SDTB “Nauka” 53, Mira Av., Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation 3 Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] This article considers the problem of the influence of pure water pollution on the health of the population in Krasnoyarsk Region with using health risks assessment. Keywords: risk assessment, carcinogenic risks, non-carcinogenic risks, oral expose, target organs, public health, pollution of pure water. Водный фактор выступает одним из главных приоритетов региональной экологической политики, так как включает политические, экономические, экологические и медицинские аспекты общей безопасности промышленного региона [1]. Питьевая вода является одним из основных факторов, влияющих на здоровье населения. Часть региональных проблем водопользования связаны со сбросом недостаточно очищенных сточных вод промышленными предприятиями. Красноярский край относится к числу наиболее крупных регионов страны по численности населения и территории, а также по экономическому и научнотехническому потенциалу [2]. И в связи со сложившейся экологической обстановкой в Красноярском крае, экологическая безопасность объектов водопользования является актуальным аспектом. Целью данного исследования являлась оценка канцерогенных и неканцерогенных рисков от загрязненной питьевой воды муниципальных образований Красноярского края. Исследования проводились по тридцати одному пункту источников питьевого водоснабжения по Красноярскому краю в период с 2013 по 2015 гг. [3].

Оценка риска канцерогенных эффектов осуществлялась с использованием «Руководства по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду – P 2.1.10.1920–04» [4]. Оценка риска неканцерогенных эффектов осуществлялась с использованием «Методических рекомендаций по интегральной оценке питьевой воды централизованных систем водоснабжения по показателям химической безвредности – МР 2.1.4.0032–11. 2.1.4» [5]. С помощью геоинформационных систем были простроены карты распределения канцерогенных и неканцерогенных рисков для территории края (рисунок). Результаты расчетов показывают, что наибольшему риску, обусловленному пероральным воздействием, подвержены жители деревень Парная и Берешь. На уровни неканцерогенных рисков в большей степени влияют Fe и Ca. Значительный вклад в формирование уровней канцерогенных рисков вносят As и Cr (VI). Основная причина попадания хрома в питьевую воду связана с загрязнением промышленными свалками. Трехвалентный хром относительно нетоксичен.

123

Решетневские чтения. 2017

Индивидуальный канцерогенный и неканцерогенный риск Красноярского края

Шестивалентный хром обладает канцерогенным и мутагенным действием, оказывает токсическое воздействие на почки, печень, кожу и желудочнокишечный тракт. Повышенные уровни мышьяка в природных водах связаны с его поступлением от естественных минеральных формаций, содержащих мышьяк, со сточными водами плавильных производств и при использовании мышьякосодержащих пестицидов. Очень высокие уровни мышьяка в питьевой воде могут приводить к увеличению частоты рака кожи, а при его содержании в воде более 50 мкг/л среди населения наблюдается повышенная частота абортов и мертворождений [6]. Библиографические ссылки 1. Кондратьева Л. М. Вопросы экологической безопасности в Приамурье: выбор приоритетов // Вестник Дальневосточного отделения Российской Академии наук. 2005, № 5. С. 149–161. 2. Безопасность России. Правовые, социальноэкономические и научно-технические аспекты. Региональные проблемы безопасности. Красноярский край / А. И. Лебедь, Г. И. Микичура, А. Е. Лычковский и др. М. : МГФ «Знание», 2001. 574 с. 3. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 201 462 0311. 4. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Р 2.1.10.1920–04 : утв. глав. гос. сан. вр. РФ от 5 марта 2004 г. [Электронный ресурс]. URL: http://www.consultant.ru/cons/ cgi/online.cgi?req=doc&base=EXP&n=340210#0 (дата обращения: 10.09.2017). 5. МР 2.1.4.0032-11. 2.1.4. Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Интегральная оценка питьевой воды централизованных систем водоснабжения по показателям химической безвредности. Методические рекомендации : утв. глав. гос. сан. вр. РФ 31.07.2011) [Электронный ресурс]. URL: http://www.

consultant.ru/document/cons_doc_LAW_119675/ (дата обращения: 10.09.2017). 6. Другов Ю. С., Родин А. А. Пробоподготовка в экологическом анализе : практ. рук-во. М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. 855 с. References 1. Kondratieva L. M. [Problems of Ecological Safety in Priamurie: Choice of Priorities]. Vestnik Dal’nevostochnogo otdeleniya Rossijskoj Akademii nauk. 2005, no. 5, P. 149–161. (In Russ.) 2. Lebed A. I. Bezopasnost’ Rossii. Pravovye, social’noehkonomicheskie i nauchno-tekhnicheskie aspekty. Regional’nye problemy bezopasnosti. Krasnoyarskij kraj. [Security of Russia. Legal, socio-economic and scientifictechnical aspects. Regional security problems. Krasnoyarsk region]. M. : MGF «Znanie», 2001. 574 p. 3. Svidetelstvo o gosudarstvennoj registracii bazy dannyh 201 462 0311. 4. Rukovodstvo po otsenke riska dlya zdorov’ya naseleniya pri vozdeystvii khimicheskikh veshchestv, zagryaznyayushchikh okruzhayushchuyu sredu. R 2.1.10.1920–04 : utv. glav. gos. san. vr. RF ot 5 marta 2004 g. Available at: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc (accessed: 10.09.2017). 5. MR 2.1.4.0032-11. 2.1.4. Pit’yevaya voda i vodosnabzheniye naselennykh mest. Integral’naya otsenka pit’yevoy vody tsentralizovannykh sistem vodosnabzheniya po pokazatelyam khimicheskoy bezvrednosti. Metodicheskiye rekomendatsii : utv. glav. gos. san. vr. RF 31.07.2011) Available at: http://www.consultant.ru/ document/cons_doc_LAW_119675/ (accessed: 10.09.2017). 6. Drugov U. S., Rodin A. A. Probopodgotovka v ehkologicheskom analize: prakticheskoe rukovodstvo. [Sample preparation in environmental analysis: practical guidance]. M. : BINOM. Laboratoriya znanij, 2013. 855 p.

124

© Черных Д. А., Тасейко О. В., 2017

Техносферная безопасность

УДК 57.044 ОБЗОР ХИМИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ, ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПОЛИГОНОВ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ М. В. Чижевская*, О. И. Багаева, В. А. Миронова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] К химическим веществам, входящим в состав большинства свалок промышленных и бытовых отходов, относятся группы, содержащие органические производные, в том числе искусственные и синтетические полимеры, а также неорганические соединения, как правило, представляющие собой металлосодержащие комплексы, а также стекло и стеклосодержащие объекты. В связи с отсутствием мусороперерабатывающих предприятий проблема утилизации и переработки промышленных и бытовых отходов для Красноярска актуальна. Ключевые слова: полигон твердых бытовых отходов, ТБО, загрязнение окружающей среды. REVIEWING CHEMICAL COMPONENTS INCLUDED IN THE LANDFILL M. V. Chizhevskaya*, O. I. Bagaeva, V. A. Mironova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] There are several groups of chemicals that are a part of most industrial and domestic waste dumps: containing organic derivatives, including artificial and synthetic polymers, as well as inorganic substances, usually consisting of metal-containing complexes and compounds, as well as glass and glass objects. In connection with the lack of wasteprocessing enterprises, the problem of utilization and processing of industrial and household waste for Krasnoyarsk is relevant. Keywords: landfill, solid municipal waste, pollutant, environmental contaminant. По словам специалистов, ежегодно только в Красноярске производится 1 300 тыс. т. отходов, из них более 400 тыс. т твердых бытовых отходов (ТБО). Одним из основных методов обезвреживания ТБО на сегодняшний день является их депонирование на полигонах. Действующий полигон представляет собой своеобразный биохимический реактор, в теле которого под воздействием внешних (осадков, температуры и т. д.) и внутренних факторов происходят сложные комплексные реакции с выделением биогаза (метана) и фильтрата – вязкой жидкости темного цвета, содержащей в своем составе большой набор токсичных веществ [1]. С фильтратом загрязняющие вещества с большей или меньшей степенью вероятности могут попадать в подземные воды, почвы, грунты. Мониторинг влияния полигонов ТБО на экологическое состояние объектов окружающей среды (природных вод, почв и атмосферного воздуха) осуществляется в соответствии с рекомендательными и нормативными документами и включает в себя целый ряд физико-химических, химических, микробиологических и других анализов. Выбор методов и подходов может быть более совершенен с учетом всех этапов химической трансформации соединений, находящихся на полигоне твердых отходов.

Химический состав фильтрационных вод полигонов ТБО включает сложные органические и неорганические вещества. Условно можно выделить две группы химических веществ, входящих в состав большинства свалок ТБО: содержащие органические производные, в том числе искусственные и синтетические полимеры, а также остатки нефтепродуктов и масел, попадающие на свалку с отработанными деталями механизмов. Ко второй группе можно отнести неорганические вещества, как правило, представляющие собой металлосодержащие комплексы и соединения, а также стекло и стеклосодержащие объекты. Широкое применение сегодня получили пластмассы, изготовленные на основе синтетических полимеров ввиду дешевизны подобных технологий. Утилизация полимерных материалов в естественных условиях практически невозможна – разложение пластика составляет около 200 лет. Однако часть полимерных материалов является биоразлагаемой в естественных условиях. Продукты разложения не являются токсическими и встречаются повсеместно в природе и в живых организмах [2]. В литературных источниках есть данные исследования трансформации твердых отходов, состоящих из полимеров на основе поливинилхлорида. Принимая во внимание, что одним из направлений утилизации и уничтожения отходов,

125

Решетневские чтения. 2017

содержащих ПВХ, является их термическое разложение, необходимо учитывать негативное воздействие на окружающую среду, обусловленное токсичными продуктами их горения. Результаты исследования состава газообразных продуктов горения, образующихся при термическом разложении отходов, содержащих ПВХ, показали, что токсичность образующейся газовой фазы определяется основным (базовым) веществом – винилхлоридом, и обусловлена в основном оксидами углерода (СО, CO2) и хлороводородом. В газовой смеси помимо оксидов углерода и хлористого водорода присутствуют оксид азота (IV), акролеин, формальдегид [3]. Неорганические вещества, входящие в состав промышленных и бытовых отходов, как правило, содержат металлосодержащие комплексы и соединения, а также стекло и стеклосодержащие объекты. Исследования ученых показали, что в пробах грунтовых вод, отобранных по периметру свалки отходов (Архангельская область), из неорганических поллютантов обнаружены тяжелые металлы ртуть, кадмий, цинк, висмут, железо и марганец, в критичном для биосистем количестве. Превышение ПДК для разных элементов составило от 2,2 ПДК (Cd) до 118 ПДК (Mn). Из органических поллютантов в пробах грунтовых вод обнаружены нефтепродукты (до 16 ПДК в пересчете на валовое содержание нефтепродуктов) и фенолы (до 624 ПДК в пересчете на летучие фенолы) [4]. В ходе экологического мониторинга на территории свалки г. Славянск-на-Кубани (Краснодарский край), была зафиксирована геохимическая аномалия, загрязнение почв и техногенных грунтов химическими элементами которой достигает чрезвычайно опасной категории. Так, валовые содержания химических элементов 1-го класса опасности составляют свинец (14–40 ПДК) и цинк (до 6–7 ПДК). По элементам 2-го класса опасности по наибольшей степени загрязнения почв и техногенных грунтов выделяются медь – 3–7 ПДК, никель – 1,4–3 ПДК, хром – до 1,5–5 ПДК, молибден – до 1 ПДК. Из элементов 3–4-го класса опасности элементами-загрязнителями являются серебро – 3,5–15 ОДК, олово – до 1–10 ПДК, фосфор – 1–2 ОДК, барий – 1,2 ОДК [5]. В Красноярском крае практически полностью отсутствуют предприятия по сортировке и переработке твердых бытовых отходов (ТБО). Площадь земель, занятых полигонами отходов и свалками, в крае составила 6,3 тыс. га. [6]. Помимо официальных полигонов ежегодно в Красноярском крае выявляется более 300 новых мест несанкционированного размещения отходов. Существующие на сегодняшний день предприятия занимаются сбором и переработкой пластика, полиэтилена, ПЭТ-бутылок, макулатуры, осуществляют утилизацию отработанных масел путем сжигания на установке «Форсаж-2 М», подготавливают для дальнейшей переработки отработанные аккумуляторные батареи. Однако основный вид деятельности предприятий, занимающихся ТБО – это хранение и захоронение отходов [7].

Библиографические ссылки 1. Особенности эксплуатации полигонов ТБО в условиях Центральной Сибири / Н. Н. Шаталова, О. В. Тасейко, М. В. Чижевская и др. // Экологические проблемы промышленных городов : сб. науч. тр. Саратов, 2013. С. 32–33 2. Коржан А. Биоразлагаемые полимеры и пластики. [Электронный ресурс]. URL: http://www.plastice.org/ fileadmin/files/RU_Biorazgradljiva_plastika_in_polimeri_ Krzan.pdf (дата обращения: 01.09.2017). 3. Термическое разложение отходов, содержащих поливинилхлорид / С. Ф. Свирщевский, С. Л. Лейнова, В. В. Понарядов и др. // Экологические проблемы промышленных городов : сб. науч. тр. Саратов, 2013. С. 9. 4. Ларионов Н. С., Боголицын К. Г., Кузнецова И. А. Комплексная оценка влияния свалки твердых бытовых отходов г. Архангельска на компоненты природной среды // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева), 2011. Т. LV, № 1. С. 95. 5. Щербакова Е. В. Экологическое состояние почв и техногенных грунтов свалки города Славянска-наКубани // Экологические проблемы промышленных городов : сб. науч. тр. Саратов, 2013. С. 106–107. 6. О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае : гос. доклад за 2016 г. [Электронный ресурс]. URL: http://www.mpr.krskstate.ru/envir/ page5849/0/id/26439 (дата обращения: 01.09.2017). 7. Концепция государственной политики Красноярского края в области экологической безопасности и охраны окружающей среды до 2030 года. [Электронный ресурс]. URL: http://www.mpr.krskstate.ru/ envir/page5630 (дата обращения: 01.09.2017). References 1. Osobennosti jekspluatacii poligonov TBO v uslovijah Central’noj Sibiri [Features of the operation of solid domestic waste landfills in Central Siberia] / N. N. Shatalova, O. V. Tasejko, M. V. Chizhevskaja et al. // Environmental problems of industrial cities : proc. 8th Int. Conf., Saratov, 2013. P. 32–33. 2. Korzhan A. Biorazlagaemye polimery i plastiki. Available at: http://www.plastice.org/fileadmin/files/RU_ Biorazgradljiva_plastika_in_polimeri_Krzan.pdf (accessed: 01.09.2017). 3. Termicheskoe razlozhenie othodov, soderzhashhih polivinilhlorid [Thermal decomposition of waste containing polyvinyl chloride] / S. F. Svirshhevskij, S. L. Lejnova, V. V. Ponarjadov et al. // Environmental problems of industrial cities : proc. 8th Int. Conf., Saratov, 2013. P. 9. 4. Larionov N. S., Bogolicyn K. G., Kuznecova I. A. Kompleksnaja ocenka vlijanija svalki tverdyh bytovyh othodov g. Arhangel'ska na komponenty prirodnoj sredy [Complex assessment of the impact of the landfill on solid household waste in Arkhangelsk on the components of the natural environment] // Ros. him. zh. (Russian Journal of General Chemistry), 2011. Vol. LV, no. 1. P. 95. 5. Shherbakova E. V. Jekologicheskoe sostojanie pochv i tehnogennyh gruntov svalki goroda Slavjanska-

126

Техносферная безопасность

na-Kubani. [Ecological condition of soils and man-made landfills in the city of Slavyansk-on-Kuban.] // Jekologicheskie problemy promyshlennyh gorodov: sb. nauch. tr. Saratov, 2013. P. 106–107. 6. Gosudarstvennyj doklad “O sostojanii i ohrane okruzhajushhej sredy v Krasnojarskom krae” za 2016 god [“On the state and protection of the environment in the Krasnoyarsk Territory” for 2016]. Available at: http:// www.mpr.krskstate.ru/envir/page5849/0/id/26439 (accessed: 01.09.2017).

7. Koncepcija gosudarstvennoj politiki Krasnojarskogo kraja v oblasti jekologicheskoj bezopasnosti i ohrany okruzhajushhej sredy do 2030 goda. [The concept of the state policy of the Krasnoyarsk Territory in the field of environmental safety and environmental protection until 2030]. Available at: http://www.mpr. krskstate.ru/envir/page5630 (accessed: 01.09.2017).

127

© Чижевская М. В., Багаева О. И., Миронова В. А., 2017

Секция

«КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ВОЗОБНОВЛЯЕМОГО СЫРЬЯ»

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 630.822 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ЦЕПНОГО РЕЖУЩЕГО ОРГАНА ПРИ ПИЛЕНИИ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ТЕПЛОВОЙ СПОСОБНОСТИ ИНСТРУМЕТА М. Ю. Геваргис, С. Н. Долматов, А. В. Никончук Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Приведен анализ исследований и публикаций в области измерения температуры при резании древесины. Были выбраны методика и средства измерительного контроля температуры рабочего режущего органа при резании древесины цепным режущим органом. Ключевые слова: измерение температуры, резание древесины, цепное пиление. IMPROVING THE EFFICIENCY OF WORK OF THE CHAIN CUTTING BODY AT THE SAWING OF WOOD MATERIALS BASED ON THE ANALYSIS OF THERMAL ABILITY OF THE TOOL M. Yu. Gevargis, S. N. Dolmatov, A. V. Nikonchuk Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This work reviews research and publications in the field of temperature measurement when cutting wood. The researchers select method and means for measuring the temperature control of the cutting working body when cutting wood cutting chain on. Keywords: temperature measurement, wood cutting, chain sawing. Основной вид обработки древесины и древесных материалов – это пиление. Пилы, применяемые при резании древесины, разделяются на следующие виды: круглые, ленточные, прямые (рамные) и цепные. В процессе пиления древесины режущие органы испытывают значительные нагрузки, вследствие интенсивного трения происходит нагрев режущих элементов, что оказывает существенное влияние на характер взаимодействия элементов зуба с древесными частицами. Значительный нагрев элементов цепного режущего органа существенно снижает стойкость зуба, ведет к интенсивному термоабразивному износу. Расширение металла элементов цепи при нагреве в процессе пиления приводит к уменьшению зазоров в элементах цепной пилы. Это приводит к снижению подвижности соединения звеньев и ухудшает режим работы зубьев в пропиле. Различные ученые в данной области, в основном, проводили исследования по устанавливанию режимов пиления круглыми пилами. В области пиления цепными пилами объем исследований недостаточен. Режим пиления – это скорость цепи и усилие надвигания, подача на зуб и многое другое. У всех этих параметрах режима пиления, существует ряд определенных ограничений, в том числе и температурные. Цель исследований: повышение эффективности процесса пиления древесины цепными пилами на основе температурной устойчивости элементов цепи.

Для достижения цели исследования предстоит решить следующие задачи: 1. Провести анализ исследований и публикаций в области измерения температуры при резании древесины. 2. Выбрать методы и средства измерительного контроля температуры при резании древесины цепным режущим органом. 3. Разработать методику и средства реализации экспериментальных исследований по изучению температурных явлений в очаге деформации древесных материалов элементами цепной пилы в процессе пиления. Как правило, исследователи для обобщения влияния условий резания на силы резания, характеристики изнашивания и износостойкости режущих инструментов используют температуру резания, определяемую экспериментально, как среднюю температуру контакта режущего лезвия со стружкой и деталью [1]. Но для решения многих практических задач необходимо знать распределение температуры по передней и задней поверхностям режущего инструмента. Изучением влияния температуры на процесс резания занимались многие ученые. Так или иначе затрагивали данную тему: Резников А. Н. [2], Даниелян А. М. [3], Лоладзе Т. Н. [4], Зорев Н. Н. [5], Полетика М. Ф. [6], Утешев М. Х. [7], Кушнер В. С. [8] и многие другие. По мнению многих авторов, температура является основной характеристикой процесса

129

Решетневские чтения. 2017

резания. Так, Зорев Н. Н. в работе [5] считает температуру резания «комплексной обобщающей характеристикой, отражающей деформационные процессы в зоне резания» и считает температуру резания основным фактором, определяющим условия трения на рабочих поверхностях инструмента, так как все внешние факторы влияют на трение постольку, поскольку они изменяют температуру резания. Грановский Г. И. [9] считает, что «распределение температуры на рабочих поверхностях является одной из важнейших характеристик условий работы и оказывает существенное влияние на закономерности изнашивания этих поверхностей». Кушнер В. С. [8] называет температуру, возникающую на поверхностях инструментов, величиной, определяющей работоспособность инструмента и ограничивающей производительность обработки. Автор считает, что для повышения точности производимых расчетов необходимо учитывать ширину зоны стружкообразования с параллельными границами, а также наличие контактной зоны пластических деформаций на передней поверхности. Несмотря на достигнутые успехи в аналитических расчетах температуры при резании и управлении тепловыми потоками, никто из перечисленных авторов не уделил достаточно внимания изучению температуры резания древесины. Методы измерения температуры резания можно выделить на две группы: косвенные и прямые. К первой группе относятся методы, с помощью которых дают оценку температуры: по цветам побежалости стружки; с помощью термокрасок, меняющих цвет в зависимости от температуры; путем измерения инфракрасного излучения наружной поверхности стружки фотоэлектрическими датчиками и радиационными пирометрами; путем измерения микротвёрдости зоны термических превращений в режущем инструменте, происходящих под воздействием высоких температур. Ко второй группе относятся методы, основывающиеся на использовании температурных датчиков. Прямые методы, в свою очередь, подразделяются на контактные и бесконтактные. Контактные методы измерения температуры – это те, в которых между датчиком температуры и объектом измерения имеется непосредственный контакт, используются термометры, термоиндикаторы и термопары. К бесконтактным, относятся методы, при которых датчики измерительных устройств находятся на некотором удалении от объекта, температура которого подлежит определению, применяются радиационные и другие устройства, оптические, акустические и пневматические датчики. Общими недостатками этих методов является: 1. Значительные погрешности измерения, зависящие от большого числа факторов; 2. Необходимость тщательной подготовки экспериментов по определению температуры в зоне резания со значительными затратами времени на их подготовку, тарирования и проведение экспериментов; 3. Возможность получения температуры только в определенной зоне. Температура может быть изме-

рена лишь в непосредственной близости к ней и из-за наличия значительных градиентов температуры, такой способ дает заниженные значения температуры. В частности, когда необходимо определить температуру не в отдельной точке, а ее распределение по поверхности для установления участков с большим градиентом температуры, термометры термоэлектрические и сопротивления непригодны. Для этих целей наиболее применимы безконтактные методы измерения температуры. Выводы и обсуждение: 1. Несмотря на успехи исследователей в аналитических расчетах температуры при резании материалов, не было уделено достаточного внимания изучению температуры, возникающей в контактном поле действия пильных аппаратов в процессе резания древесины. 2. В настоящее время для измерения температуры резания применяются: пирометры и тепловизоры. Применение пирометров, так же, как и искусственных термопар позволяет получить данные о температуре в заданной точке имеющей конечный диаметр, который может изменятся в зависимости от модели пирометра. Современные пирометры, как и тепловизоры, обладают существенным преимуществом, определяют в зоне наблюдения самый нагретый участок и измеряют его температуру с большой точностью, поэтому предлагаемый метод измерения температуры позволяет с высокой степенью точности определить температуру в зоне резания. 3. Для уточнения методики и средств реализации экспериментальных исследований по изучению температурных явлений в очаге деформации древесных материалов элементами цепной пилы в процессе пиления, необходимо разработать лабораторный стенд, который позволит достичь поставленной задачи. Библиографические ссылки 1. Резание науки о резании металлов / В. Ф. Бобров, Г. И. Грановский, Н. Н. Зорев [и др.] ; под ред. д-р техн. наук Н. Н. Зорева. М. : Машиностроение, 1968. 416 с. 2. Резников А. Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов. М. : Машиностроение, 1981. 279 с. 3. Петрушин С. И., Проскоков А. В. Стружкообразование с развитой зоной пластических деформаций при резании материалов // Известия Томского политехнического университета. 2009 Т. 314, № 2. С. 57–62. 4. Лоладзе Т. Н. Стружкообразование при резании металлов. М. : Машгиз, 1952. 200 с. 5. Зорев Н. Н. Вопросы механики процесса резания металлов. М. : Машгиз, 1956. 368 с 6. Полетика М. Ф., Красильников В. А. Напряжения и температура на передней поверхности резца при высоких скоростях резания // Вестник машиностроения. 1973. № 10. С. 76–80. 7. Утешев М. Х. Разработка научных основ расчета прочности режущей части инструмента по контактным напряжениям с целью повышения его работоспо-

130

Комплексная переработка возобновляемого сырья

собности : дис. … д-ра техн. наук : 05.03.01, 01.02.06. Томск, 1995. 663 с. 8. Васин С. А., Верещака А. С., Кушнер В. С. Резание материалов: Термомеханический подход к системе взаимосвязей при резании : учебник для техн. вузов. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. 448 с. 9. Грановский Г. И. Кинематика резания. М. : Машгиз, 1948. 200 c. References 1. Cutting of the science of cutting metals / V. F. Bobrov, G. I. Granovskii, N. N. Zorev [et al.] ; Under the editorship of Dr. sci. Sciences N. Zoreva. M. : Mashinostroenie, 1968. 416 p. 2. Reznikov A. N. Thermophysics of machining materials. M. : Mashinostroenie, 1981. 279 р. 3. Petrushin S. I., Skips V. A. chip Formation with the developed area satisfy-ing deformation during cutting of materials // Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. 2009 T. 314, № 2. Р. 57–62.

4. Loladze Tn. Chip formation when cutting metals. M. : Mashgiz, 1952. 200 p. 5. Zorev N. N. Problems of mechanics of cutting process of metals. M. : Mashgiz, 1956. 368 р. 6. Poletyka M. F., Krasilnikov V. A. Voltage and temperature on the front the surface of the cutter at high speeds // the mechanical engineering Bulletin. 1973. № 10. P. 76–80. 7. Uteshev M. H. Development of scientific bases of calculation of durability of the cutting tool by the contact stress with the aim of increasing its efficiency : Diss. doctor. tech. Sciences: 05.03.01, 01.02.06. Tomsk, 1995. 663 с. 8. Vasin S. A., Vereshchaka A. S., Kushner, V. S. Cutting of materials: thermo-Mechanical approach to the system of linkages in the cutting process : the Textbook for technical.universities. M. : Izd-vo MGTU im. N. Uh. Bauman, 2001. 448 р. 9. Granovskii G. I. The Kinematics of cutting. M. : Mashgiz, 1948. 200 c.

131

© Геваргис М. Ю., Долматов С. Н., Никончук А. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 665.5.06:582.475 ЭКСТРАКЦИЯ КОРЫ ХВОЙНЫХ МОНОЭТАНОЛАМИНОМ О. Н. Еременко1, Т. В. Рязанова1, С. Р. Лоскутов2, Е. И. Дубко1 1

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 2 Красноярский научный центр СО РАН, обособленное подразделение «Институт леса имени В. Н. Сукачева» СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/28 Е-mail: [email protected]

Предложен новый способ экстрагирования коры лиственницы с использованием моноэтаноламина в качестве добавки к основному экстрагенту – воде. Установлено влияние концентрации моноэтаноламина и жидкостного модуля на выход экстрактивных веществ и содержание флавоноидов. Показано, что предлагаемый способ обеспечивает более высокий выход экстрактивных веществ, чем традиционные методы экстракции данного сырья. Ключевые слова: кора лиственницы, танниды, моноэтаноламин, экстрактивные вещества, флавоноиды. EXTRACTING THE CONIFER BARK WITH MONOETHANOLAMINE O. N. Eremenko1, T. V. Ryazanova1, S. R. Loskutov2, E. I. Dubko1 1

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 2 Krasnoyarsk Science Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Sukachev Institute of Forest SB RAS 50/28, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation Е-mail: [email protected] The research proposes a method of larch bark extraction with monoethanolamine as a supplement to major extragent – water. It determines the iimpact of both monoethanolamine concentration and the liquid module on the yield of extractive substances and amounts of flavonoids. It is shown that the method proposed provides higher yield of extractives than traditional methods of this type of material extraction. Keywords: larch bark, tannides, monoethanolamine, extractive substances, flavonoids. Лиственница является одной из основных лесообразующих хвойных пород Сибири, которая заготавливается и перерабатывается в промышленном масштабе. Одним из отходов переработки являются отходы окорки древесины, объем которых составляет миллионы тонн. Лишь небольшая часть (не более 10 % от общего объема) нашла промышленное использование, в основном для получения дубильного экстракта. В Красноярском крае в больших объемах заготавливается также сосна обыкновенная и пихта сибирская, кору которых можно рассматривать как перспективный источник сырья для дубильно-экстрактовой промышленности. В настоящее время лиственничный дубильный экстракт получают экстракцией коры горячей водой. Этим методом экстрагируется только 5–7 % таннидов из 9–17 %, содержащихся в коре. Одним из путей повышения эффективности процесса экстрагирования является поиск новых экстрагентов, обеспечивающих высокую степень извлечения целевых продуктов. В СибГУ им. М. Ф. Решетнева на кафедре химической технологии древесины и биотехнологии был разработан способ переработки коры лиственницы

с использованием спирто- и водно-щелочных растворов [1; 2], позволяющий увеличить выход таннидов в 2–2,5 раза. Анализ литературных данных показал, что более высокого выхода экстрактивных веществ с повышенной долей соединений фенольной природы можно достичь, используя органический растворитель – амфолит в качестве добавки к основному экстрагенту – воде [3]. Таким растворителем может стать моноэтаноамин (МЭА). Он, как типичный амфолит, способствует переходу в жидкую фазу веществ различной природы, предотвращая окислительные процессы и конденсацию полифенольных соединений и обеспечивая сохранность углеводного комплекса [4–6]. С целью подтверждения возможности использования МЭА в качестве добавки к традиционному экстрагенту были проведены экспериментальные исследования. Объектом исследования служили отходы окорки лиственницы. Экстрагированию подвергались воздушно-сухие образцы измельченной коры фракции 0,5–1 мм. Известно, что на эффективность процесса экстракции существенное влияние оказывают: природа и концентрация экстрагента, температура, продолжительность процесса и жидкостный модуль. На ос-

132

Комплексная переработка возобновляемого сырья

новании ранее проведенных исследований температура и продолжительность были застабилизированы на следующем уровне: температура – 80 ºС, продолжительность – 5 ч. Концентрация моноэтаноламина в воде варьировалась от 0,5–5 %, жидкостный модуль – от 6 до 14. Результаты исследований показали, что с увеличением концентрации МЭА и жидкостного модуля выход экстрактивных веществ повышается. При этом при концентрации МЭА в воде 0,5 %, независимо от величины жидкостного модуля, выход экстрактивных веществ, в среднем, не превышает 15 %. При концентрации МЭА 2,5–5 % и гидромодуле 10–14 выход экстрактивных веществ увеличивается до 40 %, где на долю таннидов приходится около 50 %. Это практически в 1,5–2 раза больше, чем в других вариантах извлечения экстрактивных веществ. Следует отметить, что величины жидкостного модуля и концентрации МЭА в экстрагенте оказывают существенное влияние и на извлечение флавоноидов. Так, при концентрации МЭА 5 % и независимо от величины жидкостного модуля их содержание в экстракте составляет менее 1 %. При увеличении концетрации МЭА в воде до 5 % и гидромодуле 14 содержание флавоноидов в полученном экстракте повышается до 18 %. Фенольную природу МЭА-экстрактов также подтверждают результаты ВЭЖХ, УФ- и ИК-спектроскопии. Таким образом, из полученных результатов следует, что использование моноэтаноламина в качестве добавки к основному экстрагенту позволяет извлекать из коры хвойных, на примере коры лиственницы, до 50 % веществ фенольной природы, что делает полученные экстракты перспективными для дальнейшей переработки. Библиографические ссылки 1. Еременко О. Н., Мишура П. В., Рязанова Т. В. Получение и облагораживание экстрактов из коры хвойных // Хвойные бореальной зоны. Красноярск : СибГТУ, 2015. Т. ХХХIII, № 5–6. С. 291–295. 2. Совершенствование производства дубильных экстрактов из коры хвойных с использованием щелочных экстрагентов / О. Н. Еременко, П. В. Мишура,

Т. В. Рязанова и др. // Вестник КрасГАУ. Красноярск, 2015. Вып. 2. С. 90–95. 3. Пермякова Г. В., Лоскутов С. Р., Семенович А. В. Экстракция коры хвойных водой с добавлением моноэтаноамина // Химия растительного сырья. 2008. № 1. С. 37–40. 4. Влияние добавок моноэтаноламина на экстракцию коры Larix sibirica Lеdeb / С. Р. Лоскутов, Г. В. Пермякова, А. А. Анискина и др. // Растительные ресурсы. 1997. Т. 33, №2. С. 74–78. 5. Московцев Н. Г., Чупка Э. И. Влияние моноэтаноламина и антрахинона на процесс щелочной варки древесины сосны // Химия древесины. 1981. № 3. С. 31–33. 6. Чуйко Г. В., Чупка Э. И., Никитин В. М. Влияние моноэтаноламина на делигнификацию древесины // Химия и использование лигнина. Рига, 1974. С. 289–293. References 1. Eremenko O. N., Mishura P. V., Ryazanova T. V. [Receiving and upgradung of extracts from bark coniferous] // Khvoinie boreal’noi zony. 2015. Vol. XXXIII, № 5–6. P. 291–295. (In Russ.) 2. Eremenko O. N., Mishura P. V., Ryazanova T. V., Tok M. V. [Improvement of production of tannic extracts from bark coniferous with use of alkaline extragent] // Vestnik KrasGAU. 2015. Vol. 2. P. 90–95. 3. Permyakova G. V., Loskutov S. R., Semenovich A. V. [Extraction of bark coniferous with water with addition of monoetanoamin] // Khimija rastitelnogo sir'ya. 2008. No. 1. P. 37–40. 4. Loskutov S. R., Permyakova G. V., Aniskina A. A. [Influence of additives of monoethanol amine on extraction of Larix sibirica Ledeb bark] // Rastitel'nije resursy. 1997. Vol. 33, No. 2. P. 74–78. 5. Moskovtsev N. G., Chupka E. I. [Influence of monoethanol amine and anthraquinone on process of alkaline treatment of wood of a pine] // Khimija drevesiny. 1981. No. 3. P. 31–33. 6. Chuyko G. V., Chupka E. I., Nikitin V. M. [Influence of monoethanol amine on a wood delignification] // Khimija i ispolzovanie lignina. 1974. P. 289–293.

133

© Еременко О. Н., Рязанова Т. В., Лоскутов С. Р., Дубко Е. И., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 66.015.23 АНАЛИЗ СПОСОБОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ РЕКТИФИКАЦИИ Д. А. Земцов, И. В. Земцова, О. П. Жукова, Н. А. Войнов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Проведен анализ способов термической ректификации, показаны преимущества и недостатки существующих способов. Представлен способ, разработанный авторами. Показано, что термическая ректификация увеличивает эффктивность ступеней до 2 раз по сравнению с адиабатной. Разработана пленочная бражная колонна на основе термической ректификации. Ключевые слова: ректификация, парциальная конденсация, флегма, бражная колонна, термические эффекты. ANALYSING METHODS OF THERMAL RECTIFICATION D. A. Zemtsov, I. V. Zemtsova, O. P. Zhukova N. A. Voinov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The research analyses the methods of thermal rectification, and shows the advantages and disadvantages of the existing methods. The authors present the method developed. It is shown that thermal rectification increases the efficiency of the steps up to 2 times, in comparison with the adiabatic step. A film brach column is developed on the basis of thermal rectification. Keywords: rectification, partial condensation, phlegm, braiding column, thermal effects. Одним из наиболее перспективных способов разделения смесей в технологиях комплексной переработки растительного сырья является термическая ректификация, которая имеет ряд преимуществ [1] по сравнению с адиабатной ректификацией. В настоящее время разработаны различные способы термической ректификации, анализ которых представлен в данной работе. Известен способ парциальной ректификации, заключающийся в частичной конденсации поднимающихся паров смеси на поверхности охлаждаемых труб пленочного аппарата [2]. В установках (рис. 1, а и б), реализующих указанный способ, совмещены процессы адиабатической и термической ректификации. Установлено, что интенсификация процесса в таких установках составила 10–15 %. Известен способ [3], рис. 1, в, при котором термическая ректификация происходит за счет передачи тепла из паровой фракции с нижележащей ступени в поток жидкой фракции вышележащей ступени, стекающей с другой стороны перегородки. При этом часть стекающей жидкости испаряется, обогащая паровую фракцию легколетучим компонентом. В результате многократных актов испарения (конденсации) происходит укрепление смеси. Указанный способ не апробирован в лабораторной практики и вряд ли может быть применен изза низкой производительности установок реализующих способ.

Разработан способ ректификации многокомпонентных смесей [4], включающий разделение смеси на тепломассообменной поверхности при дополнительном подводе или отводе тепла путем осуществления непрерывной ректификации на оборотной стороне тепломассообменной поверхности. При этом используют теплоноситель, который представляет собой дополнительную многокомпонентную смесь с температурой кипения, лежащей между температурой кипения чистой ниже кипящей фракции разделяемой смеси и температурой кипения чистой выше кипящей фракции теплоносителя. Согласно данному способу, рис. 2, а, теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру. В этом случае за счет контролируемого теплообмена создаются оптимальные условия для конденсации тяжело кипящего компонента и испарения легко кипящего компонента, что повышает эффективность разделения вещества на 15–30 % по сравнению с традиционной адиабатической ректификацией. Изучение этого способа ректификации было осуществлено авторами настоящей работы и результаты опубликованы [5]. Как показал анализ высокая эффективность исчерпывания достигнута при одновременном подводе насыщенных паров в межтрубное пространство колонны и дистилляции, рис. 2, б. В этом случае поток дополнительного пара приводит к снижению сопротивления массопереносу в жидкой фазе.

134

Комплексная переработка возобновляемого сырья

а

б

в

Рис. 1. Схемы установок парциальной конденсации: 1 – корпус; 2 – труба; 3 – штуцер ввода пара; 4 – штуцер вывода пара; 5 – штуцер ввода охлаждающей жидкости; 6 – штуцер вывода охлаждающей жидкости; 7 – штуцер вывода кондесата; 8 – штуцер ввода рабочей смеси; 9 – штуцер вывода отработанной смеси; – вода; – пар; – рабочая смесь; – конденсат

а

б

Рис. 2. Схемы реализации способов термической ректификации: 1 – корпус; 2 – труба; 3 – штуцер ввода пара; 4 – штуцер вывода пара; 5 – штуцер ввода охлаждающей жидкости; 6 – штуцер вывода охлаждающей жидкости; 7 – штуцер вывода конденсата; 8 – распределитель; 9 – теплообменник; 10 – штуцер ввода рабочей смеси; 11 – штуцер вывода отработанной смеси – вода; – пар; – рабочая смесь; – конденсат; – вторичный пар) (

При подаче на начальный участок пленкообразующей поверхности охлажденной рабочей жидкости и работе колонны по схеме, достигнута максимальная эффективность исчерпывания, которая в 2 раза выше, чем при адиабатической ректификации. Установленные параметры процесса неадиабатической ректификации позволили разработать исчерпывающую пленочную колонну работающую на основе термических эффектов. При начальной концентрации этанола в бражке 2 % об. и производительности 80 м3/час требуется пленочная колонна высотой 12 метров, диаметр колонны составил 1,5 м, а ее металлоемкость по сравнению с колпачковой бражной колонной снизилась на порядок. Библиографические ссылки 1. Войнов Н. А., Земцов Д. А. Колонна с низким сопротивлением на основе термических эффектов //

Химия растительного сырья. Барнаул, 2016. № 2. С. 117–122. 2. Пленочная тепло- и массообменная аппаратура (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии) / В. М. Олевский, В. Р. Ручинский, А. М. Кашников, В. И. Чернышев. М. : Химия, 1988. 240 с. 3. Пат. CCCР 1291171, В01D3/26, Ректификационный аппарат / И. М. Плехов, В. А Борович, В. Н. Гуляев, М. В Самойлов, Н. П. Кохно ; заявитель и патентообладатель авторы. № 3965874/31-26 ; заявл. 21.10.1985 ; опубл. 23.02.1987, Бюл. № 7. 3с. 4. Пат. Российская Федерация 006452, B01D 3/04, 1/06 ; C10G 7/00 ; F28F 1/00, 13/14. Компактная ректификационная установка для разделения смешанных текучих сред и ректификационный способ разделения таких смешанных текучих сред / Сайфутдинов А. Ф., Бекетов О. Е., Ладошкин В. С., Нестеров Г. А. ; заяви-

135

Решетневские чтения. 2017

тель и патентообладатель авторы. № 200401225 ; заявл. 20.03.2002 ; опубл. 25.09.2003, Бюл. № 1, № 6. 44 с. 5. Иссследование термической ректификации в пленочной колонне / Д. А. Земцов, О. Н. Лукачева, Н. А. Войнов // Хвойные бореальной зоны. Красноярск, 2017. Том XXXV, № 1–2. С. 111–116. References 1. Voinov N. A., Zemtsov D. A. Kolonna s nizkim soprotivleniem na osnove termicheskikh effektov // Khimiya rastitel'nogo syr'ya. Barnaul, 2016. № 2. Р. 117–122. 2. Plenochnaya teplo- i massoobmennaya apparatura (Protsessy i apparaty khimicheskoy i neftekhimicheskoy tekhnologii) / V. M. Olevskiy, V. R. Ruchinskiy, A. M. Kashnikov, V. I. Chernyshev. M. : Khimiya, 1988. 240 р. 3. Pat. CCCR 1291171, V01D3/26, Rektifikatsionnyy apparat / Plekhov I. M., Borovich V. A, Gulyaev V. N.,

Samoylov M. V., Kokhno N. P. ; zayavitel' i patentoobladatel' avtory. № 3965874/31-26 ; zayavl. 21.10.1985 ; opubl. 23.02.1987, Byul. № 7. 3 р. 4. Pat. Rossiyskaya Federatsiya 006452, B01D 3/04, 1/06 ; C10G 7/00 ; F28F 1/00, 13/14. Kompaktnaya rektifikatsionnaya ustanovka dlya razdeleniya smeshannykh tekuchikh sred i rektifikatsionnyy sposob razdeleniya takikh smeshannykh tekuchikh sred / Sayfutdinov A. F., Beketov O. E., Ladoshkin V. S., Nesterov G. A. ; zayavitel' i patentoobladatel' avtory. № 200401225 ; zayavl. 20.03.2002 ; opubl. 25.09.2003, Byul. № 1, № 6. 44 р. 5. Isssledovanie termicheskoy rektifikatsii v plenochnoy kolonne / D. A. Zemtsov, O. N. Lukacheva, N. A. Voinov // Khvoynye boreal'noy zony. Krasnoyarsk, 2017. Tom XXXV, № 1–2. Р. 111–116

136

© Земцов Д. А., Земцова И. В., Жукова О. П., Войнов Н. А., 2017

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 66.02 ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА В КОНВЕКЦИОННОЙ КАМЕРЕ ТРУБЧАТОЙ ПЕЧИ Ю. А. Иванова, Н. Ю. Кожухова* Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Рассмотрено применение спирально-ленточного оребрения труб конвекционной камеры трубчатой печи с целью интенсификации процесса теплообмена. Ключевые слова: теплообмен, конвекционная камера, спирально-ленточное оребрение. HEAT EXCHANGE INTENSIFICATION IN THE CONVECTION CAMERA OF THE PIPE-STILL HEATER J. A. Ivanova, N. J. Kozhukhova* Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The article describes use of spiral ribbon finning of the tubes of the convection chamber of a tubular furnace in order to intensify the process of heat exchange. Keywords: heat exchange, convection camera, spiral and tape. На нефтеперерабатывающих предприятиях широкое применение получили аппараты, предназначенные для нагрева и охлаждения сырья. Высокая эффективность работы подобных аппаратов позволяет сократить расход топлива и электроэнергии, затрачиваемой на технологический процесс, и оказывает существенное влияние на его технико-экономические показатели [1; 2]. Наиболее распространенным аппаратом для нагрева сырья в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностях, являются трубчатые печи. Они являются составной частью многих установок и применяются в различных технологических процессах. Исследуемая печь входит в состав установки производства дизельного топлива нефтедобывающего предприятия. Интенсификация конвективного теплообмена путем увеличения скорости потока теплоносителя связана с затратой энергии на преодоление сопротивления при его движении вдоль поверхности обтекаемого тела, что позволяет выбрать экономически выгодную скорость теплоносителя. При оптимальной скорости дымовых газов эффективность теплообмена и затрата энергии на преодоление сопротивления создают наиболее экономически благоприятные эксплуатационные условия работы аппарата. Интенсификация конвективного теплообмена в условиях внутренней (продольное течение) и внешней (поперечное обтекание) задачи является основным направлением улучшения габаритно-массовых характеристик конвекционных камер трубчатых печей. Применяют следующие основные способы интенсификации теплообмена:

– конструирование шероховатых поверхностей и поверхностей сложной формы, способствующих турбулизации потока в пристенном слое; – использование турбулизирующих вставок в каналах; – увеличение площади поверхности теплообмена посредством оребрения; – воздействие на поток теплоносителя электрическим, магнитным и ультразвуковым полями; – турбулизация пристенного слоя организацией пульсаций скорости набегающего потока и его закрутки; – механическое воздействие на поверхность теплообмена посредством ее вращения и вибрации; – применение зернистой насадки как в неподвижном, так и в псевдоподвижном состоянии; – добавление в теплоноситель твердых частиц или газовых пузырьков. Вероятность применения того или иного способа интенсификации для конкретных условий определяются техническими возможностями и эффективностью этого способа. Одним из наиболее широко используемых способов интенсификации теплообмена (повышения теплового потока) является оребрение наружной поверхности труб при условии направления в межтрубное пространство теплоносителя с низким значением коэффициента теплоотдачи [3]. Для развития внешней поверхности конвективных элементов печи применяется оребрение. Был проведен анализ различных видов оребрения, наиболее широкое применение получило спирально-ленточное оребрение (см. рисунок) благодаря технологичности изготовления, широкой воз-

137

Решетневские чтения. 2017

можности варьирования геометрией оребрения и достижения достаточно высоких коэффициентов оребрения [4]. Преимущества спирально-оребренной поверхности нагрева перед гладкотрубными: – коэффициент теплопередачи увеличивается до 50 %; – расход труб сокращается до 50 %; – общий вес конвекционной камеры снижается на 30–40 %; – ресурс работы поверхности нагрева увеличивается в 2–3 раза за счет снижения скорости в шахтах и, в связи с этим, происходит уменьшение абразивного износа; – уменьшение на 20–30 % аэродинамического сопротивления за счет снижения скорости дымовых газов; – снижение температуры дымовых газов за счет увеличения поверхности нагрева без расширения шахты [5].

Спирально-ленточное оребрение трубы: h – высота ребра; t – шаг оребрения; s – толщина трубы; d – диаметр гладкой трубы; D – диаметр оребренной трубы; δ – толщина ребра

Процесс оребрения заключается в приварке к наружной стенке трубы металлической полосы (ребра) непрерывным швом. После окончания цикла производства труба в термической и других видах обработки не нуждается. Высокочастотная сварка позволяет надёжно закрепить ребро на поверхности и обеспечить максимально эффективную теплопередачу от транспортируемого материала к телу рёбер. Трубы, оребрённые способом спиральной приварки, способны выдерживать большие нагрузки, скачки давления, перепады [4]. Эффективность использования оребрения труб конвекционной камеры подтверждена расчетами, согласно которым площадь поверхности теплообмена

увеличилась на 44 %, а коэффициент теплопередачи на 60 %, что свидетельствует о наиболее эффективном протекании процесса теплообмена на оребренной поверхности труб. Представленное спирально-ленточное оребрение рекомендуется устанавливать в конвекционных камерах трубчатых печей в процессах переработки и добычи нефти. Библиографические ссылки 1. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа : учеб. пособие / С. А. Ахметов [и др.] ; под общ. ред. С. А. Ахметова. СПб. : Недра, 2006. 868 с. 2. Ентус Н. Р., Шарихин В. В. Трубчатые печи в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М. : Химия, 1987. 304 с. 3. Теплообменные аппараты : учеб. пособие / Б. Е. Байгалиев [и др.]. Казань : Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2012. 180 с. 4. Методические указания «Теплообмен оребренных поверхностей» к практическим занятиям по дисциплине «Теплообмен в производственных процессах АПК» / А. Г. Цубанов, И. А. Цубанов, С. И. Синица. М. : БГАТУ, 2006. 25 с. 5. Урал, КотлоМашЗавод [Электронный ресурс] / Центр информ. технологий РГБ. А.: Рос. гос. б-ка, 2014. URL: http://www.uralkmz.ru. References 1. Technology and equipment for oil and gas processing : textbook / S. A. Akhmetov [et al.] ; under the Society. Ed. S. A. Akhmetov. SPb. : Nedra, 2006. 868 p. 2. Entus N. R., Sharikhin V. V. Tubular furnaces in the oil refining and petrochemical industry. M. : Chemistry, 1987. 304 p. 3. Heatexchange devices : manual / B. E. Baygaliyev [et al.]. Kazan : Publishing house Kazan. state. техн. unthat, 2012. 180 p. 4. Methodical instructions “Heat exchange of finned surfaces” for practical training in the discipline “Heat exchange in industrial processes of the agroindustrial complex” / A. G. Tsubanov, I. A. Tsubanov, S. I. Sinitsa. М. : BGATU, 2006. 25 р. 5. Ural, KotloMashZavod [Electronic resource] / Center inform. technologies of the RSL. A .: Ros. state. бка, 2014. Available at: http://www.uralkmz.ru.

138

© Иванова Ю. А., Кожухова Н. Ю., 2017

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 860.30 ГРУППОВОЙ СОСТАВ СПИРТОВОГО ЭКСТРАКТА ЛИСТЬЕВ ТОПОЛЯ Е. В. Исаева, О. А. Грак Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Представлены результаты исследования группового состава спиртового экстракта листьев тополя бальзамического. Установлено, что основной группой являются эфирорастворимые вещества, на долю которых приходится от 50 до 78 % экстракта. Ключевые слова: спирторастворимые вещества, тополь, листья. GROUP COMPOSITION OF ALCOHOLIC EXTRACT OF POPLAR LEAVES E. V. Isaeva, O. A. Grak Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper presents the results of the study of group composition of alcoholic extract of the of poplar leaves. It establishes that the main group of compounds is environmental substances, which are accounted for 50 to 78 % of extract. Keywords: alcohol-soluble substances, poplar, leaves. В настоящее время в литературе имеются сведения о химическом составе и содержании отдельных компонентов в различных тканях деревьев рода Populus. В основном эти работы посвящены изучению химического состава вегетативной части [1–3]. В частности, для почек тополя бальзамического установлены закономерности изменения химического состава, связанные с внутривидовой изменчивостью, местом произрастания и фазой развития растения. Показано, что вегетативная часть тополя, произрастающего на территории Средней Сибири, может быть использована как сырье для получения эфирных масел, липидного концентрата, восков и других биологически активных веществ [4]. Химический состав листьев тополя бальзамического изучен недостаточно. Одни классы соединений изучены в большей, а другие в меньшей степени. Наличие же некоторых компонентов только предполагается. Поскольку основными компонентами в листьях являются экстрактивные вещества [5], для промышленной оценки сырья необходимо знание группового состава экстрактов. На сегодняшний день спиртовые экстракты листьев практически не изучены. В данном сообщении приведены результаты исследования группового состава спиртовых экстрактов листьев тополя. Ранее нами было показано, что на выход спирторастворимых веществ из листьев тополя влияет температура, продолжительности и концентрация экстрагента [6]. Наибольший выход спирторастворимых веществ (30,7 %) из листьев тополя достигался при

концентрации экстрагента 96 %, температуре процесса 70 ºС, продолжительность экстракции 6 ч. При более низкой температуре выход экстрактивных веществ снижался в 3 раза. Объектом исследования служили листья тополя бальзамического (Populus balzamifere L.). Пробы листьев (июль) отбирали с деревьев, произрастающих в районе г. Красноярска, усредняли по высоте кроны. Листья высуживали при комнатной температуре и хранили в закрытых сосудах при постоянной влажности 8,7 %. Для исследования группового состава экстрактивных веществ проводили фракционирование спиртового экстракта с использованием растворителей различной полярности (петролейный эфир, диэтиловый эфир, этилацетат, бутанол). Количественная оценка содержания отдельных групп спиртового экстракта в пересчете на абсолютно сухое сырье приведена в таблице. По данным таблицы можно сказать, что наибольшее количество веществ, растворимых в петролейном эфире, извлекается при температуре 70 ºС и продолжительности процесса 6 ч. При снижении температуры наблюдается уменьшение выхода этой группы веществ в 2 раза. Методом тонкослойной хроматографии на силикагеле в составе данной фракции установлено наличие ацилглицеринов, свободных жирных кислот, терпеноидов. С использованием хроматографических и спектральных методов анализа в составе эфирного экстракта листьев тополя были идентифицированы полипренолы.

139

Решетневские чтения. 2017 Групповой состав спиртового экстракта листьев тополя

Компонент Вещества, растворимые в петролейном эфире Вещества, растворимые в диэтиловом эфире Вещества, растворимые в этилацетате Вещества, растворимые в бутаноле *

о

2ч 4,1 19,3 10,0 47,2 5,8 27,2 1,2 5,8

70 С 4ч 4,0 14,3 17,6 63,2 3,6 13,0 2,6 9,4

6ч 5,4 17,7 15,7 51,0 3,0 9,7 6,1 19,9

2ч 2,9 31,0 2,9 30,7 1,1 12,0 2,3 23,7

Выход*, % 55 оС 4ч 3,6 32,9 3,6 33,6 3,4 32,0 0,2 1,4

6ч 2,3 24,7 2,9 31,9 1,9 20,4 2,1 22,5

2ч 1,3 25,0 1,3 25,0 1,4 25,6 1,2 22,9

40 оС 4ч 1,2 18,1 1,1 15,2 2,1 30,0 2,5 36,7

6ч 2,8 22,9 5,6 46,0 1,5 12,7 1,3 11,2

В числителе выход от сухого сырья; в знаменателе – от суммы экстрактивных веществ.

Наибольшее количество веществ, переходящих в диэтиловый эфир из суммарного спиртового экстракта, извлекаются также при температуре 70 ºС за 4 ч экстракции. При снижении температуры выход этой группы веществ резко снижается. Методом тонкослойной хроматографии на силикагеле в составе экстракта установлено наличие стеринов, свободных жирных кислот, триацилглицеринов и углеводородов, основными из которых являются триацилглицерины. Флавоноиды, являющиеся основными компонентом этилацетатных экстрактов, извлекаются из листьев тополя уже за первые два часа при температуре 70 ºС. Бутанолом наибольшее количество веществ извлекается за шесть часов экстракции. При снижении температуры выход этих групп веществ также уменьшается. По результатам исследования группового состава установлено, что основной группой спиртовых экстрактов листьев тополя являются эфирорастворимые вещества, на долю которых приходится от 50 до 78 % экстракта. Следует отметить, что спиртовые экстракты, полученные при температуре 40 ºС за 4 ч экстракции, будут содержать до 67 % флавоноидов и их гликозидов. Таким образом, варьируя температурой и продолжительностью процесса, можно получать различные по составу экстракты. Спиртовые экстракты содержат в своем составе вещества, обладающие биологической активностью (терпеноиды, флавоноиды и др.), и могут быть востребованы, как в медицине, так и других отраслях промышленности. Библиографические ссылки 1. Greenway W., Gumusdere I., Whatle F. R. Analyses of phenolics of bud exudate of Populus euphratica by GC-MS // Phitochemistry. 1991. Vol. 30, № 6. Р. 1883–1885. 2. Isidorov V. A., Vinogorova V. T. GC-MS analyses of compounds extracted from buds of Populus balsamifera and Populus nigra // Z. Naturforsch. 2003. C. 355–360. 3. Куркин В. А., Браславский В. Б., Запесочная Г. Г. Исследование химического состава Populus balzamifera L. методом ВЭЖХ // Растительные ресурсы. 1993. Т. 31, вып. 3. С. 85–90.

4. Исаева Е. В., Рейсер Г. А., Бурдейная Т. М. К вопросу о комплексном использовании вегетативной части тополя // Изв. вузов. Химия и химическая технология. 2007. Т. 50 (6). С. 53–56. 5. Исаева Е. В., Рязанова Т. В., Гаврилова Л. В. Групповой химический состав листьев тополя [Group chemical composition of poplar leaves] // Sciences of Europe (Praha, Czech Republic). 2016. Vol. 1, № 8(8). P. 116–121. 6. Исаева Е. В., Рязанова Т. В., Грак О. А. Закономерности выделения и фракционирования экстрактивных веществ листьев тополя // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья : материалы VII Всерос. конф. (24–28 апреля 2017, г. Барнаул) / под ред. Н. Г. Базарновой, В. И. Маркина ; Алт. гос. ун-т. Барнаул, 2017. С. 300–302. References 1. Greenway W., Gumusdere I., Whatle F. R. Analyses of phenolics of bud exudate of Populus euphratica by GC-MS // Phitochemistry. 1991. Vol. 30, № 6. P. 1883–1885. 2. Isidorov V. A., Vinogorova V. T. GC-MS analyses of compounds extracted from buds of Populus balsamifera and Populus nigra // Z. Naturforsch. 2003. P. 355–360. 3. Kurkin V. A., Braslavskij V. B., Zapesochnaja G. G. [Investigation of chemical composition of Populus balzamifera L. by HPLC] // Rastitel’nye resursy. 1993. Vol. 31(3). Р. 85–90. (In Russ.) 4. Isaeva E. V., Rejser G. A., Burdejnaja T. M. [To the question about integrated use of vegetative parts of poplar] // Izv. vuzov. Himija i himicheskaja tehnologija. 2007. Vol. 50 (6). P. 53–56. (In Russ.) 5. Isaeva E. V., Rjazanova T. V., Gavrilova L. V. Gruppovoj himicheskij sostav list'ev topolja Sciences of Europe. 2016. Vol. 1, № 8. P. 116–121 (Praha, Czech Republic). 6. Isaeva E. V., Rjazanova T. V., Grak O. A. [Patterns of isolation and fractionation of the extractives of the leaves of poplar] // Novye dostizhenija v himii i himicheskoj tehnologii rastitel'nogo syr'ja: materialy VII Vseros. konf. [New advances in the chemistry and chemical engineering plant materials: materials of VII allRussia. Conf.]. Barnaul, 2017. Р. 300–302. (In Russ.)

140

© Исаева Е. В., Грак О. А., 2017

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 582.28:57083.13 БИОТРАНСФОРМАЦИЯ ОПАВШИХ ЛИСТЬЕВ ТОПОЛЯ СИБИРСКИМ ШТАММОМ ГРИБА РОДА TRICHODERMA К6-15 Е. В. Исаева, О. О. Мамаева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрена возможность использования опавших листьев тополя бальзамического для биотрансформации грибами рода Trichodermа с целью получения полезных для сельского хозяйства биопрепаратов. Ключевые слова: опад, листья, тополь, Trichoderma, биотрансформация, химический состав. BIOTRANSFORMATION OF FALLEN LEAVES OF THE POPLAR SIBERIAN STRAIN OF THE FUNGUS OF THE GENUS TRICHODERMA К6-15 E. V. Isaeva, O. О. Mamaeva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper shows the possibility of using the fallen leaves of the poplars for the biotransformation of fungi of the genus Trichodermа with the aim of obtaining useful for agriculture biologics. Keywords: litter of poplar leaves, Trichoderma, biotransformation, chemical composition. На сегодняшний день вопросы получения биопрепаратов для защиты растений с использованием грибов рода Trichoderma являются актуальными. Микромицеты данного рода способны подавлять развитие фитопатогенных грибов, обеспечивая безопасность для живых растений. Это подтверждается и работами современных авторов [1–3]. Ранее нами было установлено, что не только зеленые, но и опавшие листья тополя бальзамического могут быть доступным сырьем для биодеструкции. Наиболее продуктивным при культивировании на данном субстрате является штамм К6-15, выделенный из древесины кедра на территории дендрария Инсти-

тута леса им. В. Н.Сукачева СО РАН в 2015 г. из коллекции музея штаммов СибГУ [4; 5]. Максимальный выход конидий на опавших листьях тополя у штамма К6-15 был отмечен на 14-е сутки культивирования (7,12·108 КОЕ/г), далее количество конидий снижалось [5]. Об эффективности воздействия ферментативного комплекса исследуемого штамма грибов рода Trichoderma судили по убыли массы субстрата в процессе культивирования. Результаты показали, что убыль массы субстрата достигается 6 %. В данной работе представлены результаты исследования химических состав опавших листьев после биотрансформации грибами рода Trichoderma с учетом убыли массы (см. таблицу).

Химический состав субстрата после биотрансформации штаммом К6-15 Компонент Легкогидролизуемые полисахариды Трудногидролизуемые полисахариды Сумма полисахаридов Лигниновые вещества Гуминовые вещества Вещества, экстрагируемые этиловым спиртом Вещества, экстрагируемые горячей водой Сумма экстрактивных веществ Минеральные вещества Убыль массы

Исходный субстрат [5]

Содержание, % а.с.с. Продолжительность культивирования 7 сут 14 сут 18 сут 21 сут

17,4

10,9

9,6

10,7

12,5

15,5

13,9

16,5

13,3

15,4

32,9 20,3 – 4,9 29,2

24,9 16,7 17,4 4,1 23,6

26,1 16,0 16,2 3,2 25,0

24,0 19,0 16,1 4,2 21,1

27,9 19,2 15,2 2,9 20,4

34,2 9,6 –

27,8 9,1 3,9

28,2 9,0 4,1

25,3 8,8 5,8

23,3 8,3 6,1

141

Решетневские чтения. 2017

Из результатов таблицы видно, что все компоненты субстрата в процессе культивирования подвергаются биотрансформации. Так, содержание полисахаридов к концу культивирования снизилось на 16 %, что объясняется способностью грибов рода Trichoderma образовывать целлюлолитические ферменты на природных субстратах и различных растительных отходах [1]. Наибольшие изменения претерпели легкогидролизуемые полисахариды, их содержание в субстрате на 21-е сутки культивирования уменьшилось на 28,3 % по сравнению с исходным. Для трудногидролизуемых полисахаридов наибольшее снижение содержания отмечено на 7-е сутки культивирования (10 %). Количество экстрактивных и минеральных веществ в субстрате в процессе культивирования грибов также изменялось. Установлено, что к концу культивирования содержание спирторастворимых веществ снизилось на 70, водорастворимых веществ – 30 минеральных веществ – 20 % по сравнению с исходным субстратом. Известно, что грибы рода Trichoderma являются продуцентами и лигнинолитических ферментов [6]. В процессе деструкции лигноуглеводного комплекса могут образовываться гуминовые вещества. Гуминовые кислоты изменяют свойства почв, оказывают прямое физиологическое воздействие на растения, стимулируют развитие корневых систем, оказывают защитное действие вредного влияния радиоактивных веществ и других загрязнителей. Поэтому полезная деятельность грибов выражается, прежде всего, в гумификации растительного сырья. Установлено, что в процессе культивирования содержание лигниновых веществ в субстрате из опада листьев тополя за 14 сут снижается на 15–20 %, при этом отмечено накопление до 15 % гуминовых веществ. Таким образом, можно говорить о том, что опавшие листья тополя бальзамического могут использоваться в качестве субстрата для получения биопрепарата типа «Триходермин». Библиографические ссылки 1. Алимова Ф. К. Trichoderma: таксономия и распространение. Казань : УНИПРЕСС ДАС, 2006. 260 с. 2. Трунина Т. А. Влияние Trichoderma lignorum Tode ex Harz на Fusarium oxysporum Schlecht. и F. culmorum (W. G. Sm) Sacc. в стерильной почве // Микология и фитопатология. 1982. Т. 16, вып. 6. С. 536–538. 3. Громовых Т. И. Эффективной действие Trichoderma aspirellum G. Samuels штамм МГ-97 на развитие фузариоза на сеянцах Larix ibirica L. // Микология и фитопатология. 2002. Т. 36, вып. 4. С. 70–75. 4. Исаева Е. В., Мамаева О. О. Микробиологическая конверсия вегетативной части тополя // Решет-

невские чтения : материалы XХ Междунар. науч. конф. (09–12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Ч. 2. С. 310–311. 5. Мамаева О. О., Исаева Е. В. Биодеструкция листьев тополя бальзамического грибами рода Trichoderma // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: материалы VII Всерос. конф. / под ред. Н. Г. Базарновой, В. И. Маркина. Барнаул : Изд-во Алт-ун-та, 2017. С. 407–409. 6. Бабицкая В. Г. Грибы – эффективные деструкторы лигноцеллюлозных субстратов: их морфологическая и физиолого-биохимическая характеристика. М. : Новая Волна, 2003. 38 с. References 1. Alimova F. K. The Trichoderma: taxonomy and distribution. Kazan : UNIPRESS DAS, 2006. 260 p. 2. Trunina T. A. Vliyaniye Trichoderma lignorum Tode ex Harz na Fusarium oxysporum Schlecht. i F. culmorum (W. G. Sm) Sacc. v steril'noy pochve [Effect of Trichoderma lignorum Tode ex Harz on Fusarium oxysporum Schlecht. and F. culmorum (W. G. Sm) Sacc. in a sterile soil] // Mycology and phytopathology. 1982. Vol. 16 (6). P. 536–538. (In Russ.) 3. Gromovykh T. I. Effektivnoye deystviye Trichodermy aspirellum G. Samuels shtamm MG-97 na razvitiye fuzarioza na sazhentsakh Larix ibirica L. [Effective action of Trichoderma aspirellum G. Samuels strain МГ-97 on fusariosis development on Larix ibirica L. seedlings] // Mycology and phytopathology. 2002. Vol. 36 (4). P 70–75 (In Russ.). 4. Isaeva E. V., Mamaeva O. O. Mikrobiologicheskaya konversiya vegetativnoy chasti topolya [Microbiological conversion of the vegetative part of poplar] // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. Part 2. P. 310–311. (In Russ.) 5. Mamaeva O. O., Isaeva E. V. [Biodegradation of poplar leaves with balsamic fungi of the genus Trichoderma] // Novye dostizhenija v himii i himicheskoj tehnologii rastitel'nogo syr'ja: materialy VII Vseros. konf. [New advances in the chemistry and chemical engineering plant materials: materials of VII all-Russia. Conf.]. Barnaul, 2017. Р. 407–409. (In Russ.) 6. Babitskaya V. G. Griby yavlyayutsya effektivnymi destruktorami lignotsellyuloznykh substratov: ikh morfologicheskimi i fiziologicheskimi-biokhimicheskimi kharakteristikami [Fungi are effective destructors of lignocellulosic substrates: their morphological and physiological-biochemical characteristics] M. : The New Wave, 2003. 38 p.

142

© Исаева Е. В., Мамаева О. О., 2017

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 676.166 ТЕХНИЧЕСКАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА ИЗ КОСТРЫ ЛЬНА Н. В. Каретникова, Л. В. Чендылова, Р. З. Пен*, А. А. Муравицкая Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Образцы технической целлюлозы, полученные окислительными методами, превосходят сульфатную целлюлозу по выходу, белизне и механическим свойствам. По совокупности нормируемых показателей они близки к сульфатной беленой лиственной целлюлозе марки ЛС-4. Ключевые слова: льняная костра; окислительная делигнификация; целлюлоза из костры; пероксидная целлюлоза; перуксусная целлюлоза. PULP FROM FLAX SHIVE N. V. Karetnikova, L. V. Chendylova, R. Z. Pen*, A. A. Muravickaya Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] Pulp samples of flax shive, obtained by oxidizing methods, excel sulphate cellulose in relation to yield, whiteness and mechanical properties. On the set of normalized properties they approach to characteristic of kraft bleached pulp from deciduous woods. Keywords: flax shive; oxidizing delignification; pulp from flax shive; peroxide pulp; peracetic pulp. В начале текущего века годовой сбор льна в России достигал (в пересчете на волокно) 56 тыс. т. [1]. При переработке стеблей (тресты) на льноперерабатывающих заводах от лубяной волокнистой части отделяют костру в количестве 65–70 %. Её утилизируют различными способами: в производстве утеплителей, наполнителей композиционных материалов и т. п. [2]. Возможна переработка костры в целлюлозно-бумажную продукцию по традиционным технологиям (сульфатный и сульфитные способы делигнификации). Нами изучены свойства технической целлюлозы, полученной из льняной костры в лабораторных условиях окислительной делигнификацией пероксидом водорода и перуксусной кислотой [3–5]. Отличительной особенностью этих методов является применение молибдата и вольфрамата натрия

в качестве катализаторов окисления, что позволяет осуществить селективную делигнификацию при низкой температуре и атмосферном давлении. Для сравнения использовали сульфатную целлюлозу, полученную из того же сырья традиционным сульфатным способом варки. Образцы целлюлозы размалывали в аппарате ЦРА до 50 ШР. Отливки массой 75 г/м2 испытывали по стандартным методикам. Среднечисленную длину целлюлозных волокон определяли методом микроскопического анализа. В табл. 1 приведены физические свойства целлюлозы и отливок, в табл. 2 – механические свойства отливок. Для сравнения в таблицах представлены нормы ГОСТ 28172 «Целлюлоза сульфатная беленая из смеси лиственных пород древесины, марка ЛС-4». Таблица 1

Физические свойства целлюлозы и отливок Вид целлюлозы

Сульфатная Перуксусная Пероксидная ЛС-4

Продолжительность размола до 50о ШР, мин

Длина волокон после размола, мм*

плотность, г/см3

8 2 5 не норм.

0,80 0,60 0,75 не норм.

0,47 0,46 0,47 не норм.

Свойства отливок белизна, % 57 89 91 80

прозрачность, шт.** 1 2 2 не норм.

Примечание. *Среднечисленная длина волокон до размола 0,80 мм. Число отливок, наложенных друг на друга до исчезновения видимости текста, напечатанного крупным контрастным шрифтом. **

143

Решетневские чтения. 2017 Таблица 2 Механические свойства отливок Вид целлюлозы Сульфатная Перуксусная Пероксидная ЛС-4

Разрывная длина, км 4,4

продавливанию, кПа 93

5,9 6,1 6,0

129 131 не норм.

По совокупности большинства нормируемых физических и прочностных свойств пероксидная и перуксусная целлюлозы из льняной костры приближаются к свойствам сульфатной беленой целлюлозы марки ЛС-4 из смеси лиственных пород древесины и могут рассматриваться в качестве перспективного волокнистого полуфабриката для выработки бумаги санитарно-бытового и гигиенического назначения. Библиографические ссылки 1. Живетин В. В., Гинзбург Л. Н., Ольшанская О. М. Лён и его комплексное использование. М. : ИнформЗнание, 2002. 400 с. 2. Марков В. В. Первичная обработкам льна и других лубяных культур. М. : Легкая и пищевая промышленность, 1981. 375 с. 3. Пат. 2042004, Российская Федерация. Способ получения волокнистого полуфабриката для изготовления бумаги / Суворова С. И., Пен Р. З., Мельников Е. Б. и др. ; заявлено 25.12.1993 ; опубл. 20.08.1995. Бюл. № 23. 4 с. 4. Пат. 2206654, Российская Федерация. Способ получения целлюлозы / Пен Р. З., Бывшев А. В., Ша-

Сопротивление раздиранию, сН 33,0 29,5 28,8 35,0

излому, ч. д. п. 1...2 1...2 1...2 не норм.

пиро И. Л. и др. ; заявлено 04.02.2002 ; опубл. 20.06.2003. Бюл. № 17. 6 с. 5. Пен Р., Каретникова Н., Шапиро И. Пероксидная целлюлоза. Саарбрюккен : Lambert Academic Publishing, 2013. 241 с. References 1. Zhivetin V. V., Ginzburg L. N., Ol’shanskaya O. M. Len i ego kompleksnoe ispol’zovanie [The Shive and his integrated utilization]. M., 2002. 400 p. 2. Markov V. V. Pervichnaya odrabotka l’na i drugikh lubyanykh kul’tur [The primary Treatment of the Shive and others fibre Crops]. M., 1981. 375 p. 3. Suvorova S. I., Pen R. Z., Mel’nikov E. B. and others. Sposob polucheniya voloknistogo polufabrikata dlya izgotovleniya bumagi [The Technology of the Pulp for the Paper]. Patent RF, № 2042004, 1993. 4. Pen R. Z., Byvshev A. V., Shapiro I. L. and others. Sposob polucheniya tsellulozy [The Technology of the Pulp], Patent RF, № 2206654, 2003. 5. Pen R., Karetnikova N., Shapiro I. Peroksidnaya chellyuloza [The peroxide Pulp]. Saarbrȕcken: Lambert Academic Publishing, 2013. 241 р.

144

© Каретникова Н. В., Чендылова Л. В., Пен Р. З., Муравицкая А. А., 2017

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 630.378.7 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕСОЗАДЕРЖИВАЮЩИХ ЗАПАНЕЙ ДЛЯ УСЛОВИЙ ВОДОХРАНИЛИЩ ГЭС В. П. Корпачев*, А. И. Пережилин, А. А. Андрияс, М. С. Гончарова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Описаны особенности эксплуатации водохранилищ ГЭС в Сибири, отмечена необходимость защиты гидроузлов от плавающей древесной массы, кратко изложен предлагаемый метод расчета лесозадерживающей запани. Ключевые слова: лесозадерживающая запань, особенности проектирования, плавающая древесина, акватория водохранилища, нагрузки. FEATURES OF DESIGNING THE LOGGING BOOMS FOR THE CONDITIONS OF HPS RESERVOIRS V. P. Korpachev*, A. I. Perezhilin, A. A. Andriyas, M. S. Goncharova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The article describes the features of operation of reservoirs HPS in Siberia, it notes the need to protect hydraulic structure from floating wood pulp, expound the proposed method to calculate logging boom. Keywords: logging boom, features of designing, floating wood, water area of the reservoir, loads. Особенности строительства ГЭС в Сибири заключаются в том, что водохранилища располагаются на покрытых лесом территориях со средним запасом древесно-кустарниковой растительности до 200 м3 на один гектар. Требования к подготовке лож водохранилищ ГЭС для обеспечения соответствующего качества воды регламентируют СанПиН 3907–85 [1], в рамках которых необходимо очистить территорию от древесной и кустарниковой растительности. Опыт строительства ГЭС и подготовки зон затопления показал, что ни на одном водохранилище по различным причинам не были выполнены в проектных объемах работы по лесосводке и лесоочистке. Поэтому в ложах водохранилищ ГЭС Ангаро-Енисейского региона затоплено около 33 млн м3 древесно-кустарниковой растительности. При этом проектный объем составлял 11,4 млн м3. В настоящее время находится на плаву около 5 млн м3 древесины [2]. В 2015 году до проектной отметки нормального подпорного уровня было заполнено водохранилище Богучанской ГЭС (БоГЭС). Из-за отказа от проведения лесосводки ввиду ее убыточности в ложе водохранилища БоГЭС затопили 10,3 млн м3 древеснокустарниковой растительности [2]. Натурные обследования акватории водохранилища БоГЭС, проведенные авторами в 2015–2016 годах, в том числе с использованием беспилотных летательных аппаратов, подтвердили прогнозные расчеты [2] – на акватории водохранилища вдоль береговой линии в зацепе с полузатопленными деревьями находится около 1,0 млн м3 плавающей древесной массы. Через

несколько лет произойдет отпад полузатопленной древесины, и запасы плавающей древесины из береговой зоны пополнят объемы мигрирующей по акватории водохранилища древесной массы. В связи с этим возникает необходимость защиты гидроузла от плавающей древесной массы устройством лесозадерживающих запаней. Нагрузки и воздействия от течения и ветра на запань для речных условий определяются по действующей инструкции [3]. Для условий водохранилищ необходимо дополнительно учитывать волновые нагрузки. В настоящее время отсутствует методика расчета лесозадерживающих запаней для водохранилищ. Поэтому гидротехники применяют СНиП 2.06.04–82 [4]. При этом нагрузки рассчитываются от воздействия течения, ветра и волн на плавучие элементы запани (понтон-боны и плавающие опоры). Однако расчет по этой методике нагрузок на древесный пыж в запани, объем которого может достигать десятков тысяч кубометров, приводит к завышению нагрузок и получению неэкономичного решения. Предлагается комбинированный метод расчета лесозадерживающей запани. Нагрузки от воздействия ветра, течения и волн на элементы запани определять по СНиП 2.06.04–82, на древесный пыж от ветра и течения – по инструкции [3], а волновую – по методике В. Н. Худоногова [5]. По данному методу выполнен расчет нагрузок и построена лесозадерживающая запань для водохранилища Нижне-Бурейской ГЭС (на реке Бурея) и спро-

145

Решетневские чтения. 2017

ектирована запань для Усть-Среднеканской ГЭС (на реке Колыме). При этом волновая нагрузка может быть определена по теоретической формуле, учитывающей энергию набегающей и проходящей волны [6]:  ch  k  H  z    F  g  z     dS    ch  kH  S 

 ch  k  H  z     g   z   1 dS ,   ch  kH  S 

(1)

где g – ускорение свободного падения; ρ – плотность воды; z – высота плавающего объекта; k – волновое число (k = 2/); H – глубина водоема; ξ – высота волны у передней грани плавающего объекта; S – лобовая площадь плавающего объекта; ξ1 – высота волны у задней грани плавающего объекта. Таким образом, расчетное значение фактической нагрузки снижается за счет наличия противодавления проходящей волны на заднюю грань плавающего объекта. В дальнейшем предполагается проведение экспериментальных исследований в волновом канале кафедры ИВР с целью лабораторного определения величины нагрузок на модель лесозадерживающей запани и оценка точности расчета по предложенной формуле. Библиографические ссылки 1. СанПиН 3907–85. Санитарные правила проектирования, строительства и эксплуатации водохранилищ. Утв. заместителем главного государственного врача СССР 01.07.1985. 2. Корпачев В. П., Пережилин А. И., Андрияс А. А. Водохранилища ГЭС Сибири. Проблемы проектирования, создания и эксплуатации : монография. Красноярск : СибГТУ, 2015. 209 с. 3. Инструкция по изысканию, проектированию, строительству и эксплуатации запаней / Упр. лесосплава, ЦНИИлесосплава. М. : Лесн. пром-сть, 1971. 104 с.

4. СНиП 2.06.04–82. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов) / Госстрой СССР. М. : Стройиздат, 1983. 39 с. 5. Худоногов В. Н. Гидродинамическое взаимодействие плотов и внешней среды. Красноярск, 1966. 225 с. 6. Корпачев В. П. Теоретические основы водного транспорта леса. М. : Академия естествознания, 2009. 235 с. References 1. SanPiN 3907–85. Sanitarnye pravila proektirovaniya, stroitel'stva i ekspluatatsii vodokhranilishch [Sanitary rules for the design, construction and operation of reservoirs]. Utv. zamestitelem glavnogo gosudarstvennogo vracha SSSR 01.07.1985. 2. Korpachev V. P., Perezhilin A. I., Andriyas A. A. Vodokhranilishcha GES Sibiri. Problemy proektirovaniya, sozdaniya i ekspluatatsii: monografiya [Reservoirs HPS of Siberia. Problems of design, creation and operation]. Krasnoyarsk : SibGTU, 2015, 209 p. 3. Instruktsiya po izyskaniyu, proektirovaniyu, stroitel’stvu i ekspluatatsii zapaney [Instruction for the exploration, design, construction and operation of logging booms] / Upr. lesosplava, TsNIIlesosplava. M. : Lesn. prom-st’, 1971. 104 p. 4. SNiP 2.06.04–82. Nagruzki i vozdeystviya na gidrotekhnicheskie sooruzheniya (volnovye ledovye, i ot sudov) [Loads and impacts on hydraulic structures (wave, ice and ships)] / Gosstroy SSSR. M. : Stroyizdat, 1983. 39 p. 5. Khudonogov V. N. Gidrodinamicheskoe vzaimodeystvie plotov i vneshney sredy [Hydrodynamic interaction of rafts and the environment]. Krasnoyarsk, 1966. 225 p. 6. Korpachev V. P. Teoreticheskie osnovy vodnogo transporta lesa [Theoretical basics of water transport of forest]. M. : Akademiya Estestvoznaniya Publ., 2009. 235 p.

146

© Корпачев В. П., Пережилин А. И., Андрияс А. А., Гончарова М. С., 2017

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 676.054.1 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНОГО ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ВОЛОКНА В ПРОИЗВОДСТВЕ ТЕПЛОЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С. Г. Лучинкин*, В. А. Кожухов, Ю. Д. Алашкевич Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected]

Разработана технология производства целлюлозного теплозвукоизоляционного материала с целью повышения его качественных характеристик по сравнению с имеющимися материалами. Ключевые слова: целлюлозный материал, утеплитель, размол, теплозвукоизоляция. USING THE SECONDARY CELLULOSE FIBER IN PRODUCTION OF HEAT AND SOUND INSULATING MATERIALS S. G. Luchinkin*, V. A. Kozhukhov, J. D. Alashkevich Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected]

The article develops a production technology of cellulose heat and sound insulating material, to increase its qualitative characteristics in comparison with the available materials. Keywords: cellulose material, heater, grind, heat and sound insulation. Основным направлением производства строительных материалов является экономия энергетических ресурсов, включая снижение потерь тепла через ограждающие конструкции зданий, сооружений и технологического оборудования. При этом большая часть изоляционных материалов обладают рядом недостатков, среди которых можно выделить следующие: невысокая теплостойкость и повышенная горючесть, наличие в их составе вредных компонентов, которые загрязняют окружающую среду, проблема утилизации отходов при производстве и эксплуатации материалов, а также высокие затраты электроэнергии на их производство [1]. Эти проблемы позволяет решать современный, экологически чистый целлюлозный теплозвукоизоляционный материал (эковата). Применение утеплителя на основе целлюлозных волокон, получаемого при переработке вторичного бумажного сырья, имеет уже более чем 80-летний опыт использования в мировой практике. Высокая теплоизолирующая способность и отсутствие тепловых швов исключает образование «мостиков холода», обеспечивая максимальную теплоизоляционную способность. Однако, в связи с негативными тенденциями в мировой и российской экономике, постоянно ведется работа по созданию более экономичных и эффективных современных теплозвукоизоляционных материалов. В связи с этим актуальными становятся исследования направленные на получение целлюлозного теп-

лозвукоизоляционного материала с улучшенными свойствами. Рассмотрев используемые для получения целлюлозного утеплителя технологические решения, можно сделать вывод о таких недостатках в их компоновке, как излишняя громоздкость и металлоёмкость, высокий удельный расход электроэнергии, как на измельчение материала, так и его транспортировку [2]. В связи с этим предлагается оригинальное решение совместить устройства пневмотранспорта материала (вентиляторы) с размольными устройствами (вихревыми дробилками), что позволит в одном аппарате производить фибрилляцию волокон целлюлозного материала, и его транспортировку (см. рисунок). Макулатура, являющаяся сырьем для получения теплозвукоизоляционного утеплителя, подается в шредер специально разработанной конструкции 1 для измельчения газетной макулатуры, где в отличии от большинства подобных схем, подача макулатуры производится пачками, а не отдельными листами, по гибким трубопроводам 2, вентиляционными установками, производиться перемещение измельченного материала в бункер-уловитель железа и инородных предметов 3 откуда поступает в вихревую дробилку 4 грубого помола, где происходит измельчения материала до размеров крупного сита (15 мм) и его подача в камеру смешивания с химическими компонентами 5 в турбулентном потоке воздуха, в отличие от обычной технологии, где химические компоненты просто высыпаются на конвейер с макулатурой.

147

Решетневские чтения. 2017

Технологическая схема производства целлюлозного теплозвукоизоляционного материала с улучшенными свойствами: 1 – шредер; 2 – трубопроводы; 3 – бункер – уловитель; 4, 7 – вихревые дробилки; 5 – камера смешивания боратов; 6 – дозатор подачи боратов; 8 – упаковка с аспирацией

Дозировка подачи химических компонентов осуществляется с помощью частотного преобразователя, что позволяет производить точную регулировку количества добавляемых химических реагентов. После смешения с реагентами материал поступает в вихревую дробилку тонкого помола 7 (мелкое сито – 5 мм) и затем поступает в систему аспирации и упаковки готового продукта [3]. Вывод. Обзор технологических схем получения целлюлозных утеплителей подобных разрабатываемому выявил ряд недостатков с учетом которых была произведена подборка оборудования получения теплозвукоизоляционного материала с системой 3-х ступенчатого дробления с двойным воздушным вытягиванием и вспушиванием волокон, что позволит получить материал с уменьшенной плотностью, повышенной энергетической эффективностью и улучшенными экономическими показателями. Дальнейшие исследования в этой области будут направлены на совершенствование процесса фибриляции волокнистого материала, исследование теплофизических и огнезащитных свойств полученного утеплителя.

Библиографические ссылки 1. Бадьин Г. М., Сычев С. А. Современные технологии строительства и реконструкции зданий. СПб. : БХВ-Петербург, 2013. 288 с. 2. URL: http://www.pandia.ru/text/77/185/10745.php. 3. Петров А. Н. Теплоизоляционные материалы на основе соломы и неорганических связующих : дис. ... канд. техн. наук : 05.23.05. Казань, 1998. 178 с. References 1. Bad'in G. M., Sychev S. A. Sovremennye tekhnologii stroitel'stva i rekonstruktsii zdaniy. SPb. : BKhV-Peterburg, 2013. 288 s. 2. Available at: http://www.pandia.ru/text/77/ 185/10745.php. 3. Petrov Al’bert Nikolaevich. Teploizolyatsionnye materialy na osnove solomy i neorganicheskikh svyazuyushchikh : dissertatsiya ... kand. tekhn. nauk : 05.23.05. Kazan', 1998. 178 s.

148

© Лучинкин С. Г., Кожухов В. А., Алашкевич Ю. Д., 2017

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 66.015.23 ПЛЕНОЧНЫЙ КОНДЕНСАТОР СМЕШЕНИЯ И. Л. Макарова, В. А. Кожухов*, Н. А. Войнов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected]

Представлены исследования теплоотдачи при конденсации в пленочном конденсаторе. Достигнуто увеличение коэффициента теплоотдачи до трех раз. Ключевые слова: пленочные устройства; конденсатор; испаритель; охлаждение; барометрический конденсатор. SHEET MIXTURE CONDENSER I. L. Makarova, V. A. Kozhukhov*, N. A. Voinov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected]

Thermolysis researches at condensation in the sheet condenser are presented. Increase in a heat-transfer coefficient up to three times is reached. Keywords: sheet devices; condenser; evaporator; cooling; the barometric condenser. В настоящее время особенно остро стоят вопросы повышения эффективности установок предприятий химической и нефтехимической промышленности и снижения экологического давления на окружающую среду. Наиболее перспективным в этом отношении, является применение конденсационной техники. В этой связи на кафедре МАПТ СибГУ им. М. Ф. Решетнева разработан высокоэффективный пленочный трубчатый конденсатор с винтовой крупномасштабной шероховатостью на пленкообразующей поверхности [1]. Конструкция которого позволяет не только интенсивно перемешивать жидкость, но и способствует удалению не сконденсировавшего газа с межфазной поверхности, что интенсифицирует про-

цесс конденсации [2]. Отвод газа в рассматриваемом аппарате осуществляется за счет образования циркуляционных вихрей с пониженным давлением во впадинах шероховатости, локальное давление в которых на (20-100) Па ниже чем давление над поверхностью пленки. Что способствует переходу газа в жидкость и его отвод из зоны конденсации потоком жидкости. Внедрение пленочных аппаратов конденсаторов с винтовой искусственной шероховатостью в инженерную практику сдерживается, в том числе, из-за недостаточной изученности теплоотдачи при конденсации в них. Конструкция конденсатора представлена на рис. 1, а, а экспериментальной ячейки для исследования процесса конденсации на рис. 1, б.

а

б

Рис. 1. Пленочный конденсатор (а): 1 – корпус; 2 – трубчатая насадка; 3 – газовый патрубок; 4 – винтовая шероховатость; 5, 6 – штуцера; 7 – барометрическая труба; винтовая шероховатость (б)

149

Решетневские чтения. 2017

αкон×10-3, Вт/(м2К) - 1; - 2.

20 15 10 5 0

0

0,4

0,8

1,2

L, м3/час

Рис. 2. Зависимость коэффициента теплоотдачи от расхода подаваемой воды при конденсации пароводяной смеси о поверхность пленки при длине трубы 2 м, диаметре 51 мм, высоте выступа шероховатости h = 4 мм и параметре шероховатости s/h = 6 и доле воздуха в парах 1 %. Экспериментальные точки: 1 – c винтовой спиралью; 2 – без спирали

Исследование процесса конденсации осуществлялось на системе водяной пар-вода при атмосферном давлении. Методика определения величины коэффициента теплоотдачи изложена в работе [3]. Характерные результаты исследования представлены на рис. 2. Согласно данным установка винтовой шероховатости на поверхности трубы позволила увеличить величину коэффициента теплоотдачи в 2–3 раза по сравнению с трубами с гладкой поверхностью. Вывод. Полученные данные были использованы при конструировании и расчете пленочного барометрического конденсатора. Библиографические ссылки 1. Пат. 2440167. Российская Федерация, МПК51 B01D 5/00. Способ конденсации парогазовой смеси / Войнов Н. А., Жукова О. П., Войнов А. Н. ; заявитель и патентообладатель: Сибир. госуд. технолог. ун-т № 2010126998/05; заявл. 01.07.2010 ; опубл. 20.01.2012, Бюл. № 2. 11 с. 2. Войнов Н. А., Николаев А. Н. Теплосъем при пленочном течении жидкости. Казань : Отечество,

2011. 224 с. Библиограф.: C. 205–220. Предм. указ. : C. 221–220. 200 экз. ISBN 978-5-9222-0463-7. 3. Войнов Н. А., Жукова О. П., Николаев А. Н. Теплоотдача при конденсации и кипении в пленочном трубчатом испарителе // Теорет. основы хим. технол. 2012. Т. 46, № 3. С. 1–9. References 1. Pat. 2440167. Rossiyskaya Federatsiya, MPK51 B01D 5/00. Sposob kondensatsii parogazovoy smesi / Voynov N. A., Zhukova O. P., Voynov A. N.; zayavitel’ i patentoobladatel’: Sibir. gosud. tekhnolog. un-t № 2010126998/05; zayavl. 01.07.2010; opubl. 20.01.2012, Byul. № 2. 11 p. 2. Voynov N. A. Teplos’’em pri plenochnom techenii zhidkosti / A. N. Voynov, A. N. Nikolaev. Kazan’ : Otechestvo, 2011. 224 p. Bibliograf.: P. 205–220. Predm. ukaz. : Pp. 221–220. 200 ekz. ISBN 978-5-9222-0463-7. 3. Voynov N. A., Zhukova O. P., Nikolaev A. N. Teplootdacha pri kondensatsii i kipenii v plenochnom trubchatom isparitele // Teoret. osnovy khim. tekhnol. 2012. Vol. 46, no. 3. P. 1–9. © Макарова И. Л., Кожухов В. А., Войнов Н. А., 2017

150

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 676.024.6 ОСОБЕННОСТИ БЕЗНОЖЕВОЙ ОБРАБОТКИ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОДВИЖНОЙ ПРЕГРАДЫ Р. А. Марченко*, В. И. Шуркина, Р. А. Садыков, Ю. А. Иванова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected]

В результате проведенных исследований процесса размола волокнистого материала безножевым способом был теоретически обоснован механизм процесса размола, основанный на комплексном параметре эффективности процесса размола. Ключевые слова: безножевой размол, волокнистые материалы, комплексный параметр эффективности процесса размола. FEATURES OF CUTTER-FREE PROCESSING OF FIBROUS MATERIALS USING THE MOBILE BARRIER R. A. Marchenko*, V. I. Shurkina, R. A. Sadykov, Yu. A. Ivanova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected]

The article contains results of the conducted research of fibrous material grind process in the cutter-free methodology; the grind process is a mechanism based on the complex parameter of efficiency of grind process that is theoretically reasonable. Keywords: cutter-free grind, fibrous materials, complex parameter of efficiency of grind process. Безножевая обработка волокнистых растительных полуфабрикатов, в отличие от ножевого размола, имеет серьезные значительные отличия, как по способу воздействия на волокно, так и по ряду технологических и экономических показателей [1]. Основными положительными особенностями безножевого размола являются высокие качественные показатели обработанной волокнистой массы, что существенно при получении высококачественных готовых изделий в бумажном производстве. Вместе с тем, безножевой размол, по сравнению с традиционным широко распространенным ножевым размолом, имеет определенные недостатки, наиболее существенными из которых можно отметить низкую производительность оборудования, причиной чего отмечаются более высокие показатели по удельному расходу энергии на привод оборудования. Следовательно, задачей исследования безножевого размола явилось, при сохранении его положительных особенностей (качество помола), добиться значительного снижения энергозатрат, до показателей, сравнимых с ножевым размолом [2]. Исходя из теоретических исследований и анализа силовых воздействий на волокно, выяснилось, что при наличии преграды основными силовыми факторами процесса размола являются: удар струи волокнистой суспензии о неподвижную преграду и механизм разрушения волокна, связанный с кавитационным эффектом при контакте струи суспензии с пре-

градой. С использованием подвижной преграды появляется ряд факторов, влияющих на интенсивность размола, в частности геометрические параметры подвижной преграды, определяющие частоту контакта струи суспензии с ее элементами, скорость истечения струи, окружная скорость вращения подвижной преграды. В целом, влияние вышеуказанных параметров можно объединить в так называемый комплексный параметр работы безножевой установки, который, на наш взгляд, и должен объяснять механизм процесса размола при этом способе обработки волокна. Комплексный параметр эффективности процесса размола зависит от скорости истечения струи суспензии, геометрических параметров приемного устройства и скорости его вращения [3–5]. Повышение скорости струи волокнистой суспензии обычными способами связано со значительными энергозатратами и конструктивными усложнениями. К тому же, исходя из теоретических расчетов, видно, что изменение скорости истечения струи волокнистой суспензии оказывает менее значительное влияние на комплексный параметр, чем изменение геометрических параметров приемного устройства, в частности изменение количества лопастей. Поэтому более предпочтительным представляется возможность регулировать значение комплексного параметра эффективности размола волокнистых полуфабрикатов в безножевой размольной установке с учетом конструктив-

151

Решетневские чтения. 2017

ных особенностей приемного устройства (диаметр турбины, количество лопастей на турбине) и скорости вращения подвижной преграды. Комплексный параметр эффективности процесса размола влияет на величину импульса струи волокнистой суспензии при ее контакте с элементами подвижной преграды, а также на количество этих контактов. При ударе струи суспензии о преграду воздействие на волокно может превышать предел его прочности, что приведет к локальным нарушениям его структуры. Библиографические ссылки 1. Марченко Р. А., Шуркина В. И., Алашкевич Ю. Д. Сравнительный анализ качественных показателей вторичного волокнистого материала от способа размола // Новейшие достижения в области инновационного развития в химической промышленности и производстве строительных материалов : материалы междунар. науч.-техн. конф. Минск : БГТУ, 2015. С. 424–428. 2. Марченко Р. А., Решетова Н. С., Алашкевич Ю. Д. Размол волокнистых растительных полуфабрикатов безножевым способом // Энергосберегающие процессы и аппараты в пищевых и химических производствах : материалы Междунар. науч.-техн. интернетконф. Воронеж : ВГТА, 2011. С. 89–93. 3. Гидродинамические явления при безножевой обработке волокнистых материалов : монография / Ю. Д. Алашкевич, Н. С. Решетова, А. И. Невзоров и др. Красноярск, 2004. 80 с. 4. Марченко Р. А., Шуркина В. И., Алашкевич Ю. Д. Интенсификация безножевого размола волокнистых полуфабрикатов / // Хвойные бореальной зоны. 2014. Т. 32, № 1–2. С. 74–77. 5. Алашкевич Ю. Д., Марченко Р. А., Решетова Н. С. Влияние конструкции приёмного устройства безножевой размалывающей установки на процесс размола // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья : материалы IV Всерос. конф. Барнаул : АГУ, 2009. № 1. С. 225–227.

References 1. Marchenko R. A., Shurkina V. I., Alashkevich Yu. D. Sravnitel'nyy analiz kachestvennykh pokazateley vtorichnogo voloknistogo materiala ot sposoba razmola [The comparative analysis of quality indicators of secondary fibrous material from a way of grind] // Noveyshie dostizheniya v oblasti innovatsionnogo razvitiya v khimicheskoy promyshlennosti i proizvodstve stroitel’nykh materialov: materialy mezhdunar. nauch.tekhn. konf. Minsk : BGTU, 2015. Р. 424–428. 2. Marchenko R. A., Reshetova N. S., Alashkevich Yu. D. Razmol voloknistykh rastitel'nykh polufabrikatov beznozhevym sposobom [Grind of fibrous vegetable semi-finished products in the beznozhevy way] // Energosberegayushchie protsessy i apparaty v pishchevykh i khimicheskikh proizvodstvakh : materialy mezhdunar. nauch.-tekhn. internet-konf. Voronezh : VGTA, 2011. Р. 89–93. 3. Gidrodinamicheskie yavleniya pri beznozhevoy obrabotke voloknistykh materialov: monografiya [The hydrodynamic phenomena at beznozhevy processing of fibrous materials: monograph] / Yu. D. Alashkevich, N. S. Reshetova, A. I. Nevzorov, A. P. Baranovskiy. Krasnoyarsk, 2004. 80 р. 4. Marchenko R. A., Shurkina V. I., Alashkevich Yu. D. Intensifikatsiya beznozhevogo razmola voloknistykh polufabrikatov [Intensification of beznozhevy grind of fibrous semi-finished products] // Khvoynye boreal'noy zony. 2014. T. 32, № 1–2. Р. 74–77. 5. Alashkevich Yu. D., Marchenko R. A., Reshetova N. S. Vliyanie konstruktsii priemnogo ustroystva beznozhevoy razmalyvayushchey ustanovki na protsess razmola [Influence of a design of the intake of the beznozhevy grinding installation on grind process] // Novye dostizheniya v khimii i khimicheskoy tekhnologii rastitel'nogo syr'ya: materialy IV Vseros. konf. Barnaul: AGU, 2009. № 1. Р. 225–227.

152

© Марченко Р. А., Шуркина В. И., Садыков Р. А., Иванова Ю. А., 2017

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 676.024.6 РАСЧЕТ КОМПЛЕКСНОГО ПАРАМЕТРА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА РАЗМОЛА ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОДВИЖНОЙ ПРЕГРАДЫ Р. А. Марченко*, В. И. Шуркина, Р. А. Садыков, Ю. Д. Алашкевич Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected]

Теоретически обоснован механизм процесса размола волокнистых полуфабрикатов при производстве готовой продукции в целлюлозно-бумажном производстве, основанный на комплексном параметре эффективности процесса размола. Ключевые слова: безножевой размол, турбина, волокнистые материалы, комплексный параметр эффективности процесса размола. CALCULATING COMPLEX PARAMETER OF EFFICIENCY OF PROCESS OF GRIND OF FIBROUS MATERIALS USING THE MOBILE BARRIER R. A. Marchenko*, V. I. Shurkina, R. A. Sadykov, Yu. D. Alashkevich Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected]

The article demonstrates that the mechanism of process of grind of fibrous semi-finished products by producing finished goods in pulp-and-paper production based on the complex parameter of efficiency of process of grind is theoretically reasonable. Keywords: beznozhevy grind, turbine, fibrous materials, complex parameter of efficiency of process of grind. Понимая, что на процесс размола оказывает влияние скорость истечения струи, геометрические параметры турбины, количество лопастей турбины и скорость вращения турбины, необходимо найти между ними зависимость, которая может выражаться в определении комплексного параметра рабочего колеса турбины [1–3]. При работе турбины рабочее колесо вместе с лопастями вращается вокруг оси турбины с угловой скоростью ω. Выходящая из сопла и набегающая на лопасть струя волокнистой суспензии движется прямолинейно-поступательно, со скоростью – Vстр. Рассмотрим движение лопасти относительно струи волокнистой суспензии. Для этого условно считаем струю неподвижной, а ось рабочего колеса перемещаем параллельно оси струи со скоростью – Vстр. Вращение рабочего колеса с угловой скоростью ω и прямолинейно-поступательное перемещение его оси со скоростью – Vстр соответствуют качению без скольжения образующего круга, соосного с рабочим колесом, радиусом: a = Vстр / ω , (1) По горизонтальной плоскости, со скоростью оси – Vстр. Выберем систему декартовых координат, связанную со струей волокнистой суспензии. Ось абсцисс x направляем параллельно оси струи суспензии по скорости c, ось ординат y – вертикально вниз. Начало координат в исходный момент на оси рабочего колеса. Рассмотрим перемещение точки k, в исходном положении находящейся на оси ординат на расстоянии rk от оси круга. Отрезки траекторий двух сходст-

венных течек соседних лопастей, при входе в зону действия струи, смещены на величину: Δxn = 2·π·a/z = P. (2) Эту величину назовем приведенным шагом рабочего колеса, а величину 2·π/z угловым шагом Δtш, то есть: (3) Δtш = 2·π/z. Тогда приведенный шаг рабочего колеса турбины равен: P = Δtш· a. (4) Обозначим P комплексным параметром, который в комплексе характеризует процесс истечения струи суспензии из сопла и контакта её с подвижной преградой. С учетом выражений (1) и (4), окончательно комплексный параметр эффективности процесса размола можно записать: 2  Vстр  r P , (5) z Vпр где Vпр – скорость вращения подвижной преграды, м/с; r – радиус подвижной преграды, м. Таким образом, комплексный параметр эффективности процесса размола зависит от скорости истечения струи суспензии, геометрических параметров приемного устройства и скорости его вращения. Комплексный параметр эффективности процесса размола влияет на величину импульса струи волокнистой суспензии при ее контакте с элементами подвижной преграды, а также на количество этих контактов.

153

Решетневские чтения. 2017 Значения импульса, давления струи волокнистой суспензии Р, м 1 0,1 0,5 1 1,5 2

Импульс струи, кг·м/с 2 0,08 0,40 0,79 1,19 1,59

Давление, возникающее при контакте струи суспензии с преградой, МПа 3 64,12 320,62 641,25 961,87 1282,50

При ударе струи суспензии о преграду воздействие на волокно может превышать предел его прочности, что приведет к локальным нарушениям его структуры [4; 5]. В таблице представлены значения импульса струи волокнистой суспензии, возникающего в момент ее контакта с элементами подвижной преграды, значения давлений струи при контакте с преградой, а также количество этих контактов, в зависимости от комплексного параметра эффективности процесса размола, при Vстр = 200 м/с, d0 = 0,002 м, ρ = 1054 кг/м3. В результате проведенных был теоретически обоснован механизм процесса размола волокнистых полуфабрикатов при производстве готовой продукции в целлюлозно-бумажном производстве, основанный на комплексном параметре эффективности процесса размола. Это позволит найти оптимальные параметры работы установки, с точки зрения повышения её производительности, улучшения качества помола и снижения электрозатрат [2; 4; 5]. Библиографические ссылки 1. Марченко Р. А., Шуркина В. И., Алашкевич Ю. Д. Сравнительный анализ качественных показателей вторичного волокнистого материала от способа размола // Новейшие достижения в области инновационного развития в химической промышленности и производстве строительных материалов : материалы междунар. науч.-техн. конф. Минск : БГТУ, 2015. С. 424–428. 2. Интенсивность процесса размола вторичного волокнистого сырья при использовании безножевой установки / Р. А. Марченко, В. И. Шуркина, Т. А. Лошкарева и др. // Решетневские чтения : материалы XX Юбилейной междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М. Ф. Решетнева (09–12 нояб. 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Ч. 2. С. 316–318. 3. Гидродинамические явления при безножевой обработке волокнистых материалов : монография / Ю. Д. Алашкевич, Н. С. Решетова, А. И. Невзоров и др. Красноярск, 2004. 80 с. 4. Марченко Р. А., Шуркина В. И., Алашкевич Ю. Д. Влияние комплексного параметра работы безножевой установки на основные технологические параметры процесса размола // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья : материа-

Количество контактов струи 4 24300 4860 2430 1620 1215

лы VII Всерос. конф. Барнаул : АГУ, 2017. С. 373– 375. 5. Алашкевич Ю. Д., Марченко Р. А. Особенности конструктивных элементов рабочих органов при безножевой обработке волокнистых растительных полуфабрикатов Новейшие достижения в области инновационного развития целлюлозно-бумажной промышленности: технология, оборудование, химия : материалы докладов Междунар. науч.-техн. конф. Минск : БГТУ, 2017. С. 16–22. References 1. Marchenko R. A., Shurkina V. I., Alashkevich Yu. D. Sravnitel’nyy analiz kachestvennykh pokazateley vtorichnogo voloknistogo materiala ot sposoba razmola / // Noveyshie dostizheniya v oblasti innovatsionnogo razvitiya v khimicheskoy promyshlennosti i proizvodstve stroitel’nykh materialov: materialy mezhdunar. nauch.tekhn. konf. Minsk : BGTU, 2015. Р. 424–428. 2. Intensivnost’ protsessa razmola vtorichnogo voloknistogo syr’ya pri ispol’zovanii beznozhevoy ustanovki / R. A. Marchenko, V. I. Shurkina, T. A. Loshkareva et al. // Reshetnevskie chteniya : materialy XX Yubileynoy mezhdunar. nauch.-prakt. konf., posvyashch. pamyati general’nogo konstruktora raketno-kosmicheskikh sistem akademika M. F. Reshetneva (09–12 noyab. 2016, g. Krasnoyarsk) : v 2 ch. / pod obshch. red. Yu. Yu. Loginova ; Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2016. Ch. 2. Р. 316–318. 3. Gidrodinamicheskie yavleniya pri beznozhevoy obrabotke voloknistykh materialov : monografiya / Yu. D. Alashkevich, N. S. Reshetova, A. I. Nevzorov et al. Krasnoyarsk, 2004. 80 р. 4. Marchenko R. A., Shurkina V. I., Alashkevich Yu. D. Vliyanie kompleksnogo parametra raboty beznozhevoy ustanovki na osnovnye tekhnologicheskie parametry protsessa razmola // Novye dostizheniya v khimii i khimicheskoy tekhnologii rastitel’nogo syr’ya : materialy VII vseros. konf. Barnaul : AGU, 2017. S. 373–375 р. 5. Alashkevich Yu. D., Marchenko R. A. Osobennosti konstruktivnykh elementov rabochikh organov pri beznozhevoy obrabotke voloknistykh rastitel’nykh polufabrikatov Noveyshie dostizheniya v oblasti innovatsionnogo razvitiya tsellyulozno-bumazhnoy promyshlennosti : tekhnologiya, oborudovanie, khimiya : materialy dokladov Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. Minsk : BGTU, 2017. Р. 16–22.

154

© Марченко Р. А., Шуркина В. И., Садыков Р. А., Алашкевич Ю. Д., 2017

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 630.181.324 НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕРИСТЕМ ХВОЙНЫХ ПОРОД П. В. Миронов, Е. В. Алаудинова, В. В. Тарнопольская, А. С. Саволайнен Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Приведены результаты изучения распределения воды в клетках зимующих меристем почек лиственницы сибирской (Larix sibirica L.), ели (Picea obovata L.), пихты (Abies sibirica L.), сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) и сосны кедровой (Pinus sibirica Du Tour) в состоянии низкотемпературной устойчивости. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии исследованы особенности изменения теплоемкости образцов меристем и модельных систем в области фазовых превращений воды. Ключевые слова: Larix sibirica L., Picea obovata L., Abies sibirica L., Pinus silvestris L., Pinus sibirica Du Tour, меристематические ткани почек хвойных, дифференциальная сканирующая калориметрия, фазовые превращения воды, водорастворимые вещества цитоплазмы, комплекс клеточных стенок и мембран. LOW-TEMPERATURE THERMAL ANALYSIS OF CONIFER MERISTEMS P. V. Mironov, E. V. Alaudinova, V. V. Tarnopolskaya, A. S. Savolainen Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The research presents results of a study of water distribution in cells over-wintering meristem buds of Siberian larch (Larix sibirica L.), spruce (Picea obovata L.), fir (Abies sibirica L.), Scotch pine (Pinus silvestris L.) and cedar (Pinus sibirica Du Tour) at the stage of the low-temperature stability. The article examines the features of changing heat capacity of samples of model systems in the field of phase transformations of water by the method of differential scanning caloriemeter. Keywords: Larix sibirica L., Picea obovata L., Abies sibirica L., Pinus silvestris L., Pinus sibirica Du Tour, meristematic tissue of buds of conifers, differential scanning calorimetry, phase transformations of water, water-soluble substances of the cytoplasm, the complex cell walls and membranes. Состояние низкотемпературной устойчивости живых тканей зимующих древесных растений достигается в результате сложной биохимической адаптации, включающей блокирование процессов жизнедеятельности, формирование устойчивой структуры клеточных мембран, накопление в клетках веществ, обладающих криопротекторными свойствами, снижение в клетках содержания воды или перераспределение в сторону ее связанных форм и другие процессы. Целью адаптации к низким температурам, в первую очередь, является такое изменение состояния воды в клетках, при котором обеспечивается минимизация опасных для клетки последствий ее внутри- и внеклеточной кристаллизации, в том числе и связанного с этими процессами обезвоживания клеток и клеточных структур. На основании проведенных ранее исследований [1–3] был сделан вывод об относительной устойчивости тканей меристем к внутриклеточной кристаллизации воды. В этой связи представляет интерес дальнейшее изучение механизмов устойчивости, в том числе вопросы о локализации воды в клетках, способной к кристаллизации при низких температурах, о растворимых и нерастворимых клеточных структурах, контролирующих низкотемпературное поведение

воды и распределении между ними связываемой воды. Объектами исследования являлись зачаточные (меристематические) ткани, выделенные из вегетативных почек, распространенных в Красноярском крае хвойных древесных растений: лиственницы сибирской (Larix sibirica L.), ели (Picea obovata L.), пихты (Abies sibirica L.), сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) и сосны кедровой (Pinus sibirica Du Tour). Исследование особенностей состояния и поведения воды области отрицательных температур в полученных образцах и полученных из них модельных системах проводили методом дифференциальной сканирующей калориметрии с использованием прибора фирмы «NETZSCH» (Германия) и сканирующего микрокалориметра типа Кальве, сконструированного и изготовленного в проблемной лаборатории СибГУ. На рисунке в качестве примера приведены зависимости изменения теплоемкости образцов тканей меристем почек лиственницы в области фазовых переходов воды. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что плавление в тканях меристем начинается около –40 °С и происходит в широком диапазоне температур.

155

Решетневские чтения. 2017 8

5

Изменение теплоемкости, Дж/г °С

7 6 5

4

4

1

3

3

2

2 1

1

1

2

0 -8 0

-7 0

-6 0

-5 0

- 40

-3 0

-2 0

- 10

0

Т е м п е р а т у р а , °С

Температурная зависимость изменения теплоемкости в области фазового перехода воды в тканях меристем почек лиственницы (1 – 0,4 г Н2О/г сухой массы; 2 – 0,45 г/г; 3 – 0,52 г/г; 4 – 0,62 г/г; 5 – 0,72 г/г)

Пики изменения теплоемкости свидетельствуют о поглощении тепла при плавлении льда. Таким образом, кривые изменения теплоемкости свидетельствуют о том, что жидкая фаза воды в клетках появлялась при нагреве с температуры около –40 °С. Кроме того, ход кривых изменения теплоемкости для образцов различной влажности указывает на то, что при отрицательных температурах в области фазового перехода состояние воды характеризовалось определенным соотношением жидкой и твердой фаз. Результаты исследования модельных систем (растворимых и нерастворимых компонентов клеток) позволяют сделать вывод о том, что в области температур –40…–20 °С фазовый переход претерпевает вода, связанная низкомолекулярными растворимыми веществами, а при температурах выше –20 °С – вода, преимущественно контролируемая нерастворимыми компонентами клеток – клеточными стенками и мембранным комплексом. Промежуточное положение занимают высокомолекулярные соединения (преимущественно водорастворимые белки) – фазовый переход воды в образцах растворимых белков начинался около –30 °С. В условиях частичного обезвоживания клеток до уровня остаточного содержания воды, при котором они выживают при низких температурах, состояние воды и характер ее фазовых превращений при этом определяется, преимущественно, взаимодействием с растворимыми веществами цитоплазмы. В этом случае практически вся способная к кристаллизации при низких температурах вода локализована в жидкой фазе цитоплазмы (цитозоле), а клеточные стенки и мембраны уже не удерживают воду, способную к кристаллизации, что обеспечивает предотвращение повреждения мембран. При этом минимальный уровень содержания связанной комплексом клеточных стенок и мембран воды в условиях термодинамического равновесия с фазой льда составляет ~0,25 г

Н2О/г сухой массы. Эта фракция воды не кристаллизуется даже при охлаждении до температуры жидкого азота (–196 °С). Библиографические ссылки 1. Алаудинова Е. В., Миронов П. В. Особенности низкотемпературной адаптации хвойных Сибири: изменение содержания водорастворимых и нерастворимых компонентов клеток // Хвойные бореальной зоны. 2015, № 1–2. С. 90–94. 2. Алаудинова Е. В., Симкина С. Ю., Миронов П. В. Сезонные изменения содержания воды в меристематических тканях Picea obovata L. и Pinus silvestris L. и ее распределение в клетках // Хвойные бореальной зоны. 2007, № 4–5. С. 481–489. 3. Миронов П. В., Алаудинова Е. В., Репях С. М. Низкотемпературная устойчивость живых тканей хвойных. Красноярск : СибГТУ, 2001. 221 с. References 1. Alaudinova E. V., Mironov P. V. [Peculiarities of low-temperature adaptation of Siberian conifers: changes in content of water-soluble and insoluble cell components] // Khvoinie boreal’noy zony. 2015, no. 1–2. Р. 90–94. (In Russ.) 2. Alaudinova E. V., Simkina S. Yu., Mironov P. V. [Seasonal changes of water content in meristem tissues of Picea obovata L. and Pinus silvestris L. and its distribution within cells] // Khvoinie boreal’noy zony. 2017, no. 4–5. Р. 481–489. (In Russ.) 3. Mironov P. V., Alaudinova E. V., Repyakh S. M. Nizkotemperaturnaya ustoichivost’ zhivikh tkaney khvoinik [Low-temperature sustainability of conifers’ live tissues]. Krasnoyarsk : SibGTU Publ., 2001, 221 p.

156

© Миронов П. В., Алаудинова Е. В., Тарнопольская В. В., Саволайнен А. С., 2017

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 630.323.5 ПРИМЕНЕНИЕ ГИБКИХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ДЛЯ ОКОРКИ СТВОЛОВ ДЕРЕВЬЕВ А. В. Никончук, В. А. Лозовой, С. Н. Долматов, А. В. Никончук Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected]

Приведен анализ исследований и публикаций в области окорки древесины. Предлагается экспериментальная окорочная установка для позволяющая окорять стволы деревьев и крупных кусковых отходов в условиях лесосеки. Ключевые слова: щепа, окорка, гибкий рабочий орган, деревья, кусковые отходы, лесосека. APPLICATION OF FLEXIBLE WORKING BODIES FOR STREAM LAYING TREES A. V. Nikonchuk, V. A. Lozovoy, S. N. Dolmatov, A. V. Nikonchuk Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

In this paper, we analyze the research and publications in the field of wood debarking. We propose an experimental bark installation with the use of flexible working organs that allow trimming of tree trunks and large lump waste in the conditions of the cutting area. Keywords: wood chips, debarking, flexible working organ, trees, lump waste, cutting area. Совершенствование технологического оборудования, применение высоких технологий является неотъемлемой частью любого современного промышленного предприятия. Моделирование, проектирование, тестирование различных технологий и инновационных образцов промышленного оборудования напрямую связанно с экономическим эффектом предмета исследования. Вопросы комплексного использования древесного сырья и повышения производительности лесозаготовительного оборудования является важнейшим параметром, определяющим эффективность работы предприятия. В процессе заготовки древесины неизбежно образуются кусковые отходы стволовой древесины в виде сломанных вершин, тонкомерных стволов и фаутной древесины. Традиционный путь вовлечения таких отходов в промышленный оборот предусматривает их измельчение в рубительных машинах различной конструкции с получением готовой продукции в виде щепы различного уровня качества. При этом процессе производители неизбежно сталкиваются с высоким содержанием коры и гнили в полученной щепе. Особенно остро эта ситуация проявляется при освоении перестойных и поврежденных насаждений, доля которых в лесном фонде неуклонно растет. Неокоренные крупные кусковые отходы и тонкомерные деревья с содержанием коры до 25 %, практически малопригодны для выработки технологической щепы. Требования к технологической щепе регламентируется ГОСТ 15815–83 «Щепа технологическая». В отличие от щепы из окоренной стволовой древесины щепа, полученная при переработке целых тонкомерных

деревьев и отходов лесозаготовок, содержит не только кору, но и древесную зелень. Технологическая щепа, вырабатываемая из тонкомерных деревьев и сучьев хвойных пород, регламентируется техническими условиями на щепу технологическую из тонкомерных деревьев и сучьев ТУ 13–735–83. Технологическая щепа, полученная из тонкомерных стволов деревьев и крупных лесосечных отходов, преимущественно применятся только в виде добавки к щепе технологической по ГОСТ 15815–83. Величина добавки в производстве ДВП мокрым способом не должна превышать 20 %, сухим способом 30 %. В гидролизном производстве добавка щепы может достигать 30 % [1]. Сложность решения вопроса, по снижению содержания коры и гнили в составе технологической щепы состоит в том, что сырье, поступающее на ее выработку, имеет сложную геометрическую форму, размеры, изменяющиеся в широких пределах. Имеющееся в настоящее время окорочное оборудование не позволяет производить качественную, с допустимыми потерями окорку тонкомерных лесоматериалов, сучьев, кусковых отходов. Основная проблема, ограничивающая применение традиционных (роторных) окорочных станков заключается в относительной жесткости исполнительных рабочих органов (скребковкороснимателей) этих станков. Поэтому целью наших исследований являлось изучение процесса окорки лесоматериалов с применением гибких рабочих органов, позволяющих успешно окорять стволы деревьев и крупные кусковые отходы.

157

Решетневские чтения. 2017

Для достижения цели исследования решались следующие задачи: 1) анализ исследований и публикаций в области окорки древесины; 2) поиск патентных материалов в области окорки древесины; 3) разработка экспериментальной окорочной установки с применением гибких рабочих органов. Анализ стадий переработки древесного сырья на щепу позволяет сделать вывод, что наиболее трудоемким является технологический процесс подготовки сырья, идущего в переработку на технологическую щепу для целлюлозно-бумажного производства (ЦБП), установленные стандартом ограничения по содержанию в щепе для ЦБП коры предопределяют введение в технологию подготовки сырья процесса окорки. Щепа, полученная из стволов тонкомерных деревьев и крупных кусковых отходов не отвечает требованиям целлюлозно-бумажного производства. Рассмотрев номенклатуру серийного окорочного оборудования, выпускаемую машиностроительными заводами России, а также перспективные конструкции, заявленные как образцы новой техники можно сделать вывод о наличии свободной рыночной ниши, где могли быть представлены машины, которые могли бы позволить производить окорку тонкомерных деревьев и крупных кусковых отходов в условии лесосеки. Перспективность таких машин обусловлена наличием значительных (до 50 млн м3 в год) объемов неиспользуемых лесосечных отходов. Был проведен поиск патентного материала [3; 4] и опытноконструкторских работ в области станков по окорке гибкими рабочими органами лесоматериалов. На сегодняшний момент существуют зарубежные машины, которые могут производить окорку как в условиях нижнего склада, так и в условии лесосеки VFDD 1858, VFDD 1642, это машины фирмы Manitowoc (США), существует ряд и других фирм которые работают в этой области. Но наибольшего внимания заслуживает окорочный станок VFDD 1858 фирмы Manitowoc по окорке отходов лесопереработки. Качество окоряемой поверхности достигает до 95 %. Единственный недостаток станка VFDD 1858 в том, что это стационарная установка использование данного станка предусматривается на нижнем складе. Учитывая необходимость в разработке принципиально нового перспективного окорочного оборудования, базирующегося на продольном принципе движения отходов лесозаготовки и горизонтальным расположение рабочих валов, на кафедре технологии и оборудования лесозаготовок Института лесных технологий СибГУ им. М. Ф. Решетнева ведутся соответствующие исследования [2]. В ходе экспериментальных поисковых работ была спроектирована и изготовлена экспериментальная установка для окорки лесоматериалов с применением гибких рабочих органов. Предварительная серия опытов на экспериментальной установке дала хороший результат. Чистоту окорки удалось довести до 90 % [5]. Установка представляет собой систему из двух рабочих валов, верхнего 4 и нижнего 6 с гибкими рабочими органами виде отрезков цепей 5, в установке предусмотрен механизм протаскивания,

который состоит из двух барабанов нижнего приводного 1 и верхнего ведомого 2. Привод механизма протаскивания осуществляться от гидродвигателя 13. Рабочие органы 4 и 6 приводятся в движение от двигателя 12, верхний рабочий орган 4 непосредственно от двигателя, а нижний рабочий вал 6 приводится в движение через цепную передачу 11. Вращение валов синхронизировано. Благодаря применению гибких рабочих органов в виде цепей при окаривании позволяют копировать неровности поверхности ствола дерева [6]. Кинематические возможности установки позволяют реализовать скорости надвигания до 1,0 м/мин с возможностью плавного изменения за счет наличия частотного регулирования числом оборотов приводного асинхронного двигателя. Главный вал, с числом оборотов до 2880 об/мин, также оборудован средствами изменения частоты вращения. Для возможности мониторинга и фиксации параметров силового взаимодействия при окорке лесоматериалов установка оснащена тензодатчиками с интерпретацией и передачей сигнала на ПЭВМ посредством аналогоцифрового преобразователя. Хорошее качество окорки достигается за счет того, что рабочее поле рабочих органов оказывает воздействие на всю поверхность окариваемого материала, не зависимо от его геометрической формы, кинематическая схема установки представлена на рисунке.

Кинематическая схема горизонтального цепного окорочного станка

Данная технология позволит окорять стволы тонкомерных деревьев в условиях лесосеки, которые могут быть переработаны на чистую технологическую щепу для целлюлозно-бумажного производства. Выводы и обсуждение: 1. Совершенствование существующего и поиск перспективных конструкций окорочного оборудования является актуальной задачей лесного машиностроения и научных школ лесного профиля. Это обусловлено недостаточным вовлечением в процесс производства ресурсов низкокачественной древесины, а также отходов лесозаготовок и лесопереработки, объемы которых весьма значительны. 2. Несмотря на успехи исследователей в области окорки древесины с применением гибких рабочих органов, данная тематика еще не достаточно изучена. Не определены основные кинематические соотношения при окорке, не обоснованы режимы окорки.

158

Комплексная переработка возобновляемого сырья

3. Разработанная экспериментальная установка, позволяет провести серию экспериментов по определению кинематических соотношений и различных режимов технологического процесса окорки древесины гибкими рабочими органами. Позволяет проанализировать зависимость качества окорки от размерных и количественных параметров цепных рабочих органов экспериментальной окорочной установки. Библиографические ссылки 1. Коробов В. В., Рушнов Н. П. Переработка низкокачественного древесного сырья (проблемы безотходной технологии). М. : Экология,1991. 288 с. 2. Крисько А. С. Повышение эффективности процесса окорки пиленых лесоматериалов гибкими рабочими органами : дис… канд. техн. наук : 05.21.01. Красноярск, 2003. 188 с: 61 04 5/390 4. 3. Роспатент федеральная служба. Сайт. URL: http://www1.fips.ru. 4. United States Patent and Trademark Office. Сайт. URL: http://www.uspto.gov. 5. Никончук А. В., Лозовой В. А. Окорка древесины гибкими рабочими органами // Лесной и химический комплексы: проблемы и решения / Сиб. гос. технол. ун-т. Красноярск, 2006. Т. 1. С. 223–226. 6. Никончук А. В., Самандас А. Е. К проблеме окорки лесоматериалов сложной конфигурации //

Лесной и химический комплексы: проблемы и решения / Сиб. гос. технол. ун-т. Красноярск, 2014. Т. 1. С. 118–121. References 1. Korobov V. V., Rushnov N. P. Processing of lowquality wood raw materials. (problems of wasteless technology). М. : Экология, 1991. 288 с. 2. Krisko A. S. Improving the efficiency of debarking of sawn timber in flexible working bodies : Dis ... cand. tech. Sciences : 05.21.01. Krasnoyarsk, 2003. 188 р.: 61 04 5/390 4. 3. Rospatent the federal service. The site. Available at: http://www1.fips.ru. 4. United States Patent and Trademark Office. Website. Available at: http://www.uspto.gov. 5. Nikonchuk A. V., Lozovoy V. A. Debarking of wood by flexible working bodies // Forest and chemistry complexes problems of solution / Sib. state. technol. un-t. Krasnoyarsk, 2006. № 1. P. 223–226. 6. Nikonchuk A. V., Samandas A. E. To the problem of debarking timber of complex configuration // Forest and chemical complexes problems of solution / Sib. state. technol. un-t. Krasnoyarsk, 2014. № 1. P. 118–121.

159

© Никончук А. В., Лозовой В. А., Долматов С. Н., Никончук А. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 532.583:626.71 НЕКОТОРЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ ТЕЛ В ВЯЗКИХ СРЕДАХ А. И. Пережилин*, Н. В. Захарова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected]

Рассматривается вопрос идентификации параметров гидравлического сопротивления движению транспортных средств. Предложена математическая модель для установления величин влияющих параметров при проведении экспериментальных исследований. Ключевые слова: движение, скорость, сопротивление, присоединенная масса, зависимость. SOME PHYSICAL MECHANISMS OF NON-LINEAR DYNAMICS OF SOLIDS IN VISCOUS MEDIUM A. I. Perezhilin*, N. V. Zakharova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected]

The article deals with the problem of identifying the parameters of hydraulic resistance to the movement of vehicles. A mathematical model is proposed to establish the values of the influencing parameters during the experimental studies. Keywords: motion, speed, water resistance, added mass, dependence. Оптимальное управление плоскопараллельным движением транспортных средств в вязких средах как в воздухе при больших скоростях, так и в водной среде, представляющим основной вид движения на протяженных маршрутах, в своей основе происходит в рамках лагранжевой механики в соответствии с уравнением Эйлера–Лагранжа 2-го рода:

d/dt(L/V) – L/X = –R/V,

(1)

где t – время; X – расстояние; V = dX/dt – скорость; L – лагранжеан; R – диссипативная функция. Причем L и R имеют вид

L = T – P = 1/2mV 2 – f(t, X); R = 1/3CV 3,

(2)

где C – const – сопротивление среды; m = М + Mp – общая масса, являющаяся суммой массы транспортного средства М и присоединенной массы среды Mp (в первом приближении принимается постоянной на всех стадиях движения (разгон, путевая скорость и остановка) и условно равна Mp = αМ, α[0,05, 0,15]). Подставляя (2) в (1) получаем систему обыкновенных дифференциальных уравнений, определяющую динамику транспортного средства:

dX/dt = V, (М + Mp)dV/dt = f(t, X) – CV 2,

(3) (4)

Система (3) и указанные величины параметров М и Mp главным образом удовлетворяют решению практических задач, связанных с экономикой, где стадия путевой (эксплуатационной) скорости dV/dt = 0 занимает преобладающую часть пути. Однако исследова-

ние авторов [1] динамики транспортных единиц показало, что величина параметра α не постоянна и имеет разные значения на стадиях разгона и остановки (инерции). Для проверки данного феномена авторами настоящей работы был проведен лабораторный эксперимент (рисунок, а), при котором осуществлены пуски 46 типов моделей: классические транспортные единицы (модели яхты, пучковых плотов и «эквивалентных досок») и не стандартные – пыжи (совокупность цилиндров, имеющих случайную ориентацию). В результате установлено, что αр разгона всегда существенно (1–5 раз) меньше αи инерции. Объяснение данного явления заключено в природе присоединенной массы Mp. Согласно классической гидродинамике [2] Mp не столько вещественный, сколько энергетический феномен, отражающий накопленную кинетическую энергию в окружающем тело объеме Wa, границы которого напрямую зависят от среднего значения индуцированной скорости Vi (рисунок, б), хотя и не имеют строгих границ. Экспериментальные оценки величины Wa связаны с объемом среды вытесняемой телом [3]. Аналогичная картина наблюдается и при плановом анализе проекции волн на поверхности жидкости (рисунок, в). Приведенные иллюстрации, отражающие пространственную структуру скоростей и давления, имеют феноменологический смысл, заключающийся в единстве взаимодействия двух геометрических категорий – ограниченного (тело) и протяженного (среда).

160

Комплексная переработка возобновляемого сырья

а

б

в

Экспериментальные данные (а), профиль структуры поля скоростей (б) и проекция волн (в)

Однако, при исследовании системы «тело – среда» и формализации тела в виде граничных условий мы не получим конкретной траектории движения тела, зато будем иметь поле скоростей (рисунок, в) подобно обтеканию острова потоком.

(t, X, V, dV/dt, C, Mp) = 0,

(5)

Существуют неявные зависимости скорости V (3) от С, так и С от V – С = С(Fr) = C(V) [4], которые на практике рекуррентным способом решаются через модальные величины скоростей, размеров и т. д. Что непосредственно относится к указанному выше превышению в 1–5 раз αи над αр, полученному путем решения оптимизационной задачи на соответствие экспериментальных кривых (рисунок, а) и аналитических решений системы (3) для различных стадий движения. Анализ присоединенной массы с позиций протяженности (уравнения Навье–Стокса) путем сопоставления природы сил действующих на стадии разгона (действие силы соответственно пути – обратно математическому маятнику) и остановки (отсутствие силы) показывает влияние инерционной составляющей на движение тела. Что в гидродинамике [2] нашло отражение в силе Бассе–Буссинеска, учет которой приводит к модификации формулы Стокса (силы сопротивления среды движению тела) посредством привлечения ускорения. По физической природе действие инерционной составляющей эквивалентно гидравлическому удару. Подтверждение полученных выводов и практическое применение силы Бассе–Буссинеска нашло в возможности разрушения ледового покрова посредством разгона и остановки подводной лодки под ним [5]. Логическим следствием служит экспериментально определенное превышение присоединенной массы при остановке.

Q2 – CnV2 = А  ch2X – sh2X = 1,

(6)

В конечном итоге, рассматривая зависимость Mp от знака ускорения dV/dt (на стадии остановки отрицателен, а разгона – положителен) и обозначив через Q = dV/dt – N, имеем представляющее решение (5) в переменных «скорость – ускорение» и с одной стороны является классическим уравнением гиперболы, а с другой теоремой косинусов для гиперболических

функций в псевдоевклидовой плоскости. Формально, на уровне символов, эквивалентно закону сохранения энергии для математического маятника. С физических позиций движение тела в вязкой среде по типу «Разгон–Остановка» внешне схоже с отклонением маятника от положения равновесия, но есть принципиальные различия: у маятника восстанавливающая сила обратна отклонению, а у тела – прямо пропорциональна [6]; кинетическая энергия есть функция скорости (первой производной), потенциальная – расстояния, а при движении модели – ускорения и скорости (первой и второй производных). Это не является чем-то экстраординарным для нелинейной физики [7], где энергия ускорения не отличается от энергии скорости – кинетической энергии. Библиографические ссылки 1. Овчиников М. М., Михасенко В. И. Сравнение различных методов расчета инерционных характеристик пучковых плотов // ИзВуз. «Лесной журнал». 2004. № 2. С. 23–28. 2. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика : в 10 т. Т. 6. Гидродинамика. М. : Физматлит, 2001. 732 с. 3. Пузанов С. В. Результаты исследований присоединенных масс // Транспорт леса в плотах : сб. тр. / ЦНИИлесосплава. М. : Лесн. пром-сть, 1987. С. 67–74. 4. Алферьев М. Я. Ходкость и управляемость судов. Сопротивление воды движению судов. М. : Транспорт, 1967. 344 с. 5. Козин В. М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. М. : Академия естествознания, 2007. 355 с. 6. Иванов М. Г. Геометрия и тригонометрия на плоскости Минковского. М. : МФТИ, 2007. 18 с. 7. Заславский Г. М., Сагдеев Р. З. Введение в нелинейную физику: От маятника до турбулентности и хаоса. М. : Наука, 1988. 368 с. References 1. Ovchinikov M. M., Mihasenko V. I. [Comparison of various methods for calculating the inertial characteristics of rafts] // IzVUZ. “Lesnoy zhurnal”. 2004. № 2. P. 23–28. (In Russ.)

161

Решетневские чтения. 2017

2. Landau L. D., Lifshits E. M. Teoreticheskaya fizika : v 10 t. T. 6 Gidrodinamika [Theoretical physics : in 10 volumes. Vol. 6 Hydrodynamics]. M. : Fizmatlit Publ., 2001. 732 p. 3. Puzanov S. V. [The results of studies of the added masses] // Sbornik trudov TsNIIlesosplava “Transport lesa v plotakh” [Collection of Works Central Scientific Research Institute of Rafting “Transport of wood in rafts”]. M., 1987. P. 67–74. (In Russ.) 4. Alfer’ev M. Ya. Khodkost’ i upravlyaemost’ sudov. Soprotivlenie vody dvizheniyu sudov [Propulsion and controllability of ships. Water resistance to motion of ships]. M. : Transport Publ., 1967. 344 p.

5. Kozin V. M. Rezonansnyy metod razrusheniya ledyanogo pokrova. Izobreteniya i eksperimenty [Resonance method of destruction of the ice cover. Inventions and experiments]. M. : Akademiya Estestvoznaniya Publ., 2007. 355 p. 6. Ivanov M. G. Geometriya i trigonometriya na ploskosti Minkovskogo [Geometry and trigonometry on the Minkowski plane]. M. : MFTI Publ., 2007. 18 p. 7. Zaslavskiy G. M., Sagdeev R. Z. Vvedenie v nelineynuyu fiziku: Ot mayatnika do turbulentnosti i khaosa [Introduction to Nonlinear Physics: From Pendulum to Turbulence and Chaos]. M. : Nauka Publ., 1988. 368 p.

162

© Пережилин А. И., Захарова Н. В., 2017

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 674.816.2 ПРОЧНОСТЬ ЦЕМЕНТНО-ДРЕВЕСНОГО КОМПОЗИТА ИЗ КАВИТИРОВАННЫХ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ ПРИ ОДНООСНОМ РАСТЯЖЕНИИ Б. Д. Руденко, М. А. Баяндин, А. В. Намятов, С. Н. Казицин Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected]

В результате рассмотрения разрушения цементно-древесного композита из кавитированных древесных частиц как разрушения однородного тела при одноосном растяжении (хрупкого, упругого) получено уравнение связи. Ключевые слова: разрушение, одноосное растяжение, вяжущая составляющая, упругие составляющие, заполнитель, коэффициент. STRENGTH OF CEMENT-WOOD COMPOSITE FROM CAVITATED WOOD PARTICLES UNDER ONE-SIDED STRETCHING B. D. Rudenko, M. A. Bayandin, A. V. Namyatov, S. N. Kazicin Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

The article demonstrates a coupling equation, obtained as a result of considering the destruction of cement-wood composite from cavitated wood particles, like the destruction of a homogeneous body under uniaxial tension (brittle, elastic). Keywords: destruction, uniaxial tension, astringent component, elastic components, aggregate, coefficient. Прочность цементно-древесных композитов при растяжении зависит от многих факторов [1–4]. Однако описание этой прочности сталкивается с рядом трудностей [5–7]. Воспользуемся методикой [8] при описании прочности для цементно-древесного композита из кавитированных древесных частиц [9]. Разрушение однородного тела при одноосном растяжении (хрупкого, упругого) имеет вид [8] л.расш = рас / Е, где л.расш – относительная линейная деформация расширения; рас – прочность при одноосном растяжении; Е – модуль Юнга (модуль нормальной упругости). При одноосном растяжении в первой составляющей композиционного материала относительная линейная деформация описывается выражением

р1  (р / 3Е)[b1(1 – 2) + 2a1(1 + )],

(1)

где р1 – относительная линейная деформация растяжения по z для вяжущей части (принято по [8]); р – напряжение в материале при одноосном растяжении по оси z; Е – суммарный модуль Юнга; b1 – коэффициент концентраций объемных относительных деформаций и напряжений в вяжущей составляющей композита;  – коэффициент Пуассона, суммарный для компонентов; a1 – коэффициент концентраций сдвиговых относительных деформаций в вяжущей составляющей композита.

В рассматриваемом композите произойдет разрушение вяжущей составляющей при условии р1  л.расш.1 = рас1 / Е1, здесь индекс один означает вяжущую часть. Формула по условию разрушения композита его первой составляющей для расчета прочности при растяжении, если перейти к критическим параметрам, имея (8), примет вид

рас(1) = рас13Е / Е1 × × [b1(1 – 2) + 2а1(1 + )] + рас(1),

(2)

Формулу (2), представляя Е и  через К и G [8] выразим в виде

рас(1) = рас1КG(3К1 + G1)/K1G1 × × (3Ka1 + Gb1) + рас(1),

(3)

где рас(1) – член, для учета влияния на прочность при растяжении композиционного материала температурных или внутренних усадочных напряжений вяжущей компоненты; К – модуль объемной упругости, суммарный; G – статический модуль сдвига суммарный. Выражения (2) и (3) содержат параметры упругих составляющих К и G, которые требуют экспериментального определения или некоторого отчасти условного расчета. Это делает их неудобными для использования.

163

Решетневские чтения. 2017

Значения К и G можно использовать далее в расчетах, согласно [8] приведя к виду: К = К1(b1 / k1), G = G1 / (a1 / t1),

(4) (5)

Для практических расчетов более удобным будет выражение, где, используя (4) и (5), преобразуем уравнение (3)

рас(1) = А3рас1(3К1 + G1) / / (3K1t1 + G1k1) + рас1(1),

(6)

где А3 – коэффициент, учитывающий качество связующей части композита при взаимодействии с древесным заполнителем (адгезию вяжущего к заполнителю, характеристики и специфику взаимодействия с заполнителем), определяемый экспериментально. По условию разрушения второй составляющей, будет выражение прочности при растяжении композиционного материала

рас(2) = А4рас2(3К2 + G2) / / (3K2t2 + G2k2) + рас1(2),

(7)

где А4 – коэффициент, учитывающий качество заполняющей части композита, определяемый экспериментально. Видно, что наибольшая прочность рассматриваемого композита будет в случае наибольшего значения А4рас2, которое определяется, особенностями контактного слоя. Библиографические ссылки 1. Щербаков А. С., Хорошун Л. П., Подчуфаров В. С. Арболит. Повышение качества и долговечности. М. : Лесная пром-ть, 1979. 160 с. 2. Рыбьев И.А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ (искусственные строительные конгломераты). М. : Высш. шк., 1978. 309 с. 3. Руденко Б. Д. Исследование процесса и разработка технологии цементно-стружечных плит из древесины лиственницы : дис. … канд. техн. наук: 05.21.05 : защищена 17.10.80. Красноярск, 1980. 152 с. 4. Руденко Б. Д. Описание механических свойств цементно-древесного композита // Лесной и химический комплексы: проблемы и решения : сб. ст. Красноярск, 2010. С. 100–104. 5. Наназашвили И. Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиции. Л. : Стройиздат, 1990. 415 с. 6. Сулименко Л. М. Технология минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе. М. : Высш. шк., 2005. 334 с. 7. Баженов Ю. М. Технология бетона : учебник. М. : Изд-во АСВ, 2011. 528 с. 8. Композиты на минеральных вяжущих. Т. 2. Проектирование составов строительных композитов /

Р. Г. Петроченков [и др.]. М.: Изд-во Моск. гос. горного ун-та, 2005. 349 с. 9. Формирование прочности цементно-древесного композита при использовании кавитированных древесных частиц / Б. Д. Руденко, М. А. Баяндин, А. В. Намятов и др. // Решетневские чтения : материалы XX междунар. научно-технич. конф. Красноярск, 2016. С. 318–320. References 1. Shherbakov A. S., Horoshun L. P., Podchufarov V. S. Arbolit. Povyshenie kachestva i dolgovechnosti. [Arbolit. Improving quality and durability]. M. : Lesnaja promyshlennost’, 1979. 160 р. 2. Ryb'ev I. A. Stroitel'nye materialy na osnove vjazhushhih veshhestv (iskusstvennye stroitel’nye konglomeraty) [Building materials based on astringents (artificial building conglomerates)]. M. : Vysshaja shkola, 1978. 309 р. 3. Rudenko B. D. Issledovanie processa i razrabotka tehnologii cementno-struzhechnyh plit iz drevesiny listvennicy : [Research of the process and development of technology of cement-chipboards from larch wood] : dis. … kand. tehn. nauk: 05.21.05 : zashhishhena 17.10.80. Krasnojarsk, 1980. 152 р. 4. Rudenko B. D. Opisanie mehanicheskih svojstv cementno-drevesnogo kompozita / [Description of mechanical properties of cement-wood composite] // Lesnoj i himicheskij kompleksy-problemy i reshenija : sb. st. Krasnojarsk, 2010. Р. 100–104. 5. Nanazashvili I. H. Stroitel'nye materialy iz drevesno-cementnoj kompozicii []Building materials from wood-cement composition. L. : Strojizdat, 1990. 415 р. 6. Sulimenko L. M. Tehnologija mineral’nyh vjazhushhih materialov i izdelij na ih osnove [Technology of mineral knitting materials and products based on them]. M. : Vyssh. shk., 2005. 334 р. 7. Bazhenov Ju. M. Tehnologija betona. Uchebnik. [Technology of concrete. Textbook]. M. : Izd-vo ASV, 2011. 528 р. 8. Kompozity na mineral'nyh vjazhushhih. Tom 2. Proektirovanie sostavov stroitel'nyh kompozitov [Composites on mineral binders. Volume 2. Designing Composites of Building Composites] / R. G. Petrochenkov [et al.]. M. : Izdatel’stvo Moskovskogo gosudarstvennogo gornogo universiteta, 2005. 49 р. 9. Formirovanie prochnosti cementno-drevesnogo kompozita pri ispol’zovanii kavitirovannyh drevesnyh chastic / [Forming the strength of a cement-wood composite using cavitated wood particles] / B. D. Rudenko, M. A. Bajandin, A. V. Namjatov, S. N. Kazicin // Reshetnevskie chtenija : Materialy XX mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj onferencii. Krasnojarsk, 2016. Р. 318–320.

164

© Руденко Б. Д., Баяндин М. А., Намятов А. В., Казицин С. Н.,2017

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 561.284.579.61 КУЛЬТИВИРОВАНИЕ ШТАММОВ PLEUROTUS НА ЖИДКИХ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕДАХ С ДОБАВЛЕНИЕМ МЕЛКОДИСПЕРСНОЙ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ В. В. Тарнопольская, Е. В. Алаудинова, П. В. Миронов, Р. Х. Эназаров Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected]

Определены основные кинетические и продукционные характеристики штаммов Pleurotus ostreatus PO-4.1 и Pleurotus djamor PD-3.2 в условиях глубинного культивирования, необходимые для разработки производственных технологических режимов. Ключевые слова: базидиомицеты, Pleurotus ostreatus, Pleurotus djamor, глубинное культивирование, глубинно-твердофазное культивирование, твердофазное культивирование, мицелий. CULTIVATION OF PLEUROTUS STRAINS IN LIQUID MEDIA SUPPLEMENTED WITH FINEDISPERSED SOLID PHASE V. V. Tarnopolskaya, E. V. Alaudinova, P. V. Mironov, R. H. Enazarov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

The research determines major kinetic and production characteristics of Pleurotus ostreatus PO-4.1 and Pleurotus djamor PD-3.2 strains under submerged fermentation conditions required for further development of production process parameters. Keywords: basidiomycetes Pleurotus ostreatus, Pleurotus djamor, submerged fermentation, submerged-solid phase fermentation, solid-state fermentation, mycelium. Переработка растительного сырья неизбежно приводит к накоплению значительного количества отходов, из которых в дальнейшем полезное применение находят не более 12–15 %. Одним из наиболее перспективных направлений их утилизации является микробиологическая конверсия, позволяющая не только в значительной мере расширить сырьевую базу промышленной биотехнологии, существенно уменьшить загрязнение окружающей среды, но и ликвидировать дефицит высококачественных богатых белком кормовых продуктов, испытываемый сегодня сельским хозяйством. Базидиомицеты рода Pleurotus рассматриваются как перспективные продуценты при переработке растительных отходов, имеющие относительно высокую скорость роста, развитую мультиферментную систему, позволяющую им использовать в своем питании как компоненты древесины углеводной природы, так и лигнин. Вместе с тем, кинетические, продукционные и метаболические характеристики базидиомицетов имеют существенную штаммовую и видовую вариабельность, поэтому необходим поиск и изучение новых штаммов, перспективных для практического применения [1; 2]. Объектами исследования явились штаммы Pleurotus ostreatus PO-4.1 и Pleurotus djamor PD-3.2, чистые культуры которых выделены из коммерческих плодовых тел и взяты для исследований из коллекции ка-

федры химической технологии древесины и биотехнологии СибГУ им. М. Ф. Решетнева. Глубинное культивирование мицелия проводили на комбинированной среде с крахмалом и добавлением мелкодисперсной твердой фазы [3] в биореакторе «CeCaCx650» (Великобритания) в течение 72 ч при температуре 26±1 оС, рН 5,0 и непрерывном барботировании стерильным воздухом (расход воздуха 100 л/ч на л среды). С целью получения посевного материала для микробиологической переработки растительного сырья проведено глубинно-твердофазное культивирование обоих штаммов на жидкой среде с добавлением мелкодисперсной твердой фазы, в качестве которой использовали добавки гидродинамически активированных (кавитационная предобработка) сосновых опилок или вегетативной части топинамбура при тех же режимах. В этих условиях происходила иммобилизация мицелия на частицах растительного субстрата, адаптация мицелия к растительному субстрату и частичная биоконверсия субстрата. Степень конверсии за период выращивания в течение 3 суток достигала 43–45 %, содержание белка – до 16 %. Полученную таким образом глубинную биомассу использовали в качестве инокулята для твердофазной биоконверсии механически измельченного растительного субстрата (сосновые опилки и топинамбур) с необходимыми добавками минеральных компонентов в соотношении

165

Решетневские чтения. 2017

1объем культуральной жидкости к 5 объемам растительного субстрата плотностью ~100–110 кг/м3. Продолжительность ферментации составляла 20 дней. В этих условиях степень конверсии субстрата составляла до 65–70 %. Установлено, что биомасса обоих штаммов содержит значительное количество биологически ценного белка, включающего около 40 % незаменимых аминокислот; содержание полиненасыщенных жирных кислот до 40 % в составе липидов; присутствуют витамины В – 40–50 мкг/г, Р – около 20 мкг/г, нуклеиновые кислоты – менее 1 %; в золе преобладают биологически ценные элементы – цинк, медь, железо, тяжелых металлов – следы. Биомасса нетоксична, непатогенна и имеет перевариваемость до 70 %. Готовый продукт после сушки представляет собой светлокоричневый порошок, содержащий до 17 % биологически ценного белка, другие БАВ и может быть рекомендован к использованию предприятиями агропромышленного комплекса в качестве полноценного кормового продукта. Библиографические ссылки 1. Papspyridi L. V., Topakis I. E. Submerged fermentation of the edible mushroom Pleurotus ostreatus in a batch stirred tank bioreactor as a promising alternative for effective production of bioactive metabolites. Molecules. 2012. Vol. 17. P. 2714–2724.

2. Fatty acids of xylotrophic basidiomycetes of the genus Pleurotus in submerged culture / V. V. Tarnopolskaya, O. V. Kiseleva, E. V. Alaudinova et al. Chemistry of Natural Compounds. 2015. Vol. 51, № 2. P. 328–329. 3. Химический состав глубинной культуры ксилотрофных базидиомицетов рода Pleurotus / В. В. Тарнопольская, Е. В. Алаудинова, А. С. Саволайнен [и др.] // Хвойные бореальной зоны. 2014. № 1–2. С. 78–80. References 1. Papspyridi L. V., Topakis I. E. Submerged fermentation of the edible mushroom Pleurotus ostreatus in a batch stirred tank bioreactor as a promising alternative for effective production of bioactive metabolites. Molecules. 2012. Vol. 17. P. 2714–2724. 2. Fatty acids of xylotrophic basidiomycetes of the genus Pleurotus in submerged culture / V. V. Tarnopolskaya, O. V. Kiseleva, E. V. Alaudinova, P. V. Mironov // Chemistry of Natural Compounds. 2015. Vol. 51, № 2. P. 328–329. 3. [Chemical composition of Pleurotus xylotroph basidiomycetes in submerged culture] / V. V. Tarnopolskaya, E. V. Alaudinova, A. S. Savolainen, S. I. Roptopulo // Khvoinye borealnoy zony. 2014. № 1–2. P. 78–80. (In Russ.)

166

© Тарнопольская В. В., Алаудинова Е. В., Миронов П. В., Эназаров Р. Х., 2017

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 676.024.6 РАЗМОЛ ВОЛОКНИСТЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ В ДИСКОВОЙ МЕЛЬНИЦЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГАРНИТУРЫ КРИВОЛИНЕЙНОЙ ФОРМЫ О. Н. Федорова, Ю. Д. Алашкевич, Ю. С. Казак Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected]

Выявлены зависимости изменения бумагообразующих свойств волокнистой суспензии. Определялись следующие бумагообразующие показатели: изменения степени помола от времени размола в сравнении с другими видами гарнитур; изменения средней длины волокна; водоудерживающая способность. Ключевые слова: гарнитура криволинейной формы (авторское исполнение), волокнистый полуфабрикат, интенсивность размола, длина волокна, водоудерживающая способность. GRINDING FIBROUS SEMI-FINISHED PRODUCTS IN THE DISK MILL WITH USING THE FONT OF THE CURVILINEAR FORM O. N. Fedorova, Yu. D. Alashkevich, Yu. S. Cossack Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

The article reveals dependences of change of the paper-forming properties of fibrous suspension. The following paper-forming indicators are defined: changes of degree of a grinding from grind time in comparison with other types of fonts; changes of average length of fiber; water-retaining ability. Keywords: font of a curvilinear form (authors’ responsibility), fibrous semi-finished product, intensity of grind, fiber length, water-retaining ability. Бумага – листовой материал, состоящий в основном из растительных волокон, соответствующим образом обработанных и соединённых в тонкий лист, в котором волокна связаны между собой поверхностными силами сцепления [1]. По функциональным признакам процесс размола в ножевых машинах характеризуется двумя факторами: гидродинамическим и механическим [2]. Проводилось экспериментальное исследование по определению эффективности использования ножевой гарнитуры криволинейной формы (авторское исполнение) в сравнении с гарнитурой окружной формой ножей (серповидная) и гарнитурой ножевой традиционной восьмисекторной с прямолинейной формой ножей и углом скрещивания ножей 45° [3]. Размолу подвергалась хвойная сульфатная беленная целлюлоза полуфабрикат ОАО «Братский ЛПК» в полупромышленной дисковой мельнице при следующих параметрах: частота вращения ротора 1500 об/мин, зазор между ножами дисков ротора и статора 0,1 мм, концентрация массы 1,2 %. Из рис. 1 видно, что наименьшее время размола наблюдается у гарнитуры криволинейной формы (авторское исполнение). Интенсивность прироста степени помола на порядок выше, чем у других видах гарнитур, особенно в сравнении с гарнитурой с прямолинейной формой ножей. Следовательно, и произ-

водительность размола с использованием гарнитуры криволинейной формы (авторское исполнение), соответственно, увеличивается по сравнению с другими видами гарнитур. Из рис. 2, видно, что значения укорочения волокна на всех видах гарнитур меняется незначительно. Но при большой интенсивности размола с использованием гарнитуры криволинейной формы (авторское исполнение) данная гарнитура значительно выигрывает по производительности. Этого вполне достаточно для получения качественного размола [4]. Из рис. 3 видно, что водоудерживающая способность волокнистой массы при размоле на гарнитуре криволинейной формы (авторское исполнение) имеет количественные показатели ниже, чем на других видах гарнитур. Это объясняется высокой интенсивностью размола, при всех прочих равных условиях, наблюдается интенсивная рубка волокна [5]. Таким образом эффективность использования гарнитуры с криволинейной формой ножей (авторское исполнение), может быть достигнуто регулированием основных технологических (секундно режущая длина) и конструктивных параметров процесса размола волокнистой массы, изменением зазора между ножами ротора и статора, и также, концентрации волокнистой массы.

167

Решетневские чтения. 2017

Рис. 1. Зависимость прироста степени помола от времени, затраченного на размол (гарнитура с криволинейной формой ножей (авторское исполнение): 1 – концентрация массы 1 %; 2 – концентрация массы 2 %. Гарнитура с прямолинейной формой ножей: 3 – концентрация массы 1 %; 4 – концентрация массы 2 %. Гарнитура окружные ножи (серповидная форма): 5 – концентрация массы 1 %; 6 – концентрация массы 2 %)

Рис. 2. Зависимость средней длины волокна от степени помола (гарнитура с криволинейной формой ножей (авторское исполнение): 1 – концентрация массы 1 %; 2 – концентрация массы 2 %. Гарнитура окружные ножи (серповидная форма): 3 – концентрация массы 1 %; 4 – концентрация массы 2 %. Гарнитура с прямолинейной формой ножей: 5 – концентрация массы 1 %; 6 – концентрация массы 2 %)

Рис. 3. Зависимость водоудерживающей способности от степени помола (гарнитура с криволинейной формой ножей (авторское исполнение): 1 – концентрация массы 1 %; 2 – концентрация массы 2 %. Гарнитура окружные ножи (серповидная форма): 3 – концентрация массы 1 %; 4 – концентрация массы 2 %. Гарнитура с прямолинейной формой ножей: 5 – концентрация массы 1 %; 6 – концентрация массы 2 %)

Библиографические ссылки 1. Фляте Д. М. Свойства бумаги : учеб. пособие. СПб. : Лань, 2012. 384 с. 2. Оборудование предприятий ЦБП. : учеб. пособие. Ч. 1 / Ю. Д. Алашкевич [и др.] / СибГТУ. Красноярск, 2007. 280 с. 3. Пат. № 2314381 Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы МПК D21D1/30 (2006.01) B02C7/12 (2006.01) / Алашкевич Ю. Д., Ковалев В. И., Набиева А. А. 4. Эффект трансформирования малоскоростной струи суспензии в высокоскоростную / Ю. Д. Алашкевич [и др.] // Лесной журнал. 2004, № 5. С. 98−104. 5. Иванов С. Н. Технология бумаги. Изд. 2-е, переработ. М. : Лесная промышленность, 2000. 96 с.

2. Equipment of the TsBP enterprises. P. 1 : the manual for students of specialties 170404 (150405), 260304 (240406) and 030528 (050501) internal, internal reduced, correspondence and correspondence reduced forms of education / Yu. D. Alashkevich [et al.]. Krasnoyarsk : SibGTU, 2007. 280 p. 3. Alashkevich Yu. D., Kovalyov V. I., Nabiyeva A. A. The patent for an invention No. 2314381 the Grinding font for a disk mill of MPK D21D1/30 (2006.01) B02C7/12 (2006.01). 4. Effect of transformation of a low-speed stream of suspension in high-speed / Yu. D. Alashkevich [et al.] // Lesnoy the magazine. 2004, no. 5. P. 98−104. 5. Ivanov S. N. Tekhnologiya of paper. Prod. the 2nd, reworks / S. N. Ivanov. M. : Forest industry, 2000. 96 p.

References 1. Flyate D. M. Properties of paper : Manual. SPb. : Lan Рubl., 2012. 384 p.

168

© Федорова О. Н., Алашкевич Ю. Д., Казак Ю. С., 2017

Комплексная переработка возобновляемого сырья

УДК 676.024.6 ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВОЛОКНИСТОЙ МАССЫ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ГАРНИТУРЫ С КРИВОЛИНЕЙНОЙ ФОРМОЙ НОЖЕЙ В. И. Шуркина*, Л. В. Юртаева, Р. А. Марченко, О. Н. Федорова, Ю. Д. Алашкевич Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected] Рассматривается влияние гарнитуры с ножами криволинейной формы на качество размола сульфатной беленой хвойной целлюлозы с определением отдельных бумагообразующих показателей волокнистой массы. Ключевые слова: размол, гарнитура с криволинейной формой ножей, размалывающая гарнитура, бумагообразующие свойства, волокнистая масса, целлюлоза. INVESTIGATING FIBER MASS PROPERTIES USING THE HEADSET WITH THE CURVOLINEAR FORM OF KNIVES V. I. Shurkina*, L. V. Jurtaeva, R. A. Marchenko, O. N. Fedorova, Yu. D. Alashkevich Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] This article discusses the impact of the headset with curved blades on the grinding quality bleached kraft softwood pulp with the definition of certain indicators papermaking pulp. Keywords: Grinding, headset with a curved shape of the blades, to grind the headset, papermaking properties pulp, cellulose. Одним из эффективных путей повышения качества готовой продукции без модернизации технологического потока и, как следствие, без повышения себестоимости продукции является усовершенствование процесса размола за счет использования принципиально новых видов гарнитуры [1]. На кафедре Машины и аппараты промышленных технологий СибГУ была разработана гарнитура с криволинейной формой ножей (см. рисунок) [2]. Данная гарнитура решает задачи повышения качества обработки волокнистого полуфабриката, повышения производительности и снижения энергозатрат. Представляет интерес исследование влияния данного рисунка гарнитуры на качество размола сульфатной беленой хвойной целлюлозы с определением отдельных бумагообразующих показателей волокни-

стой массы, таких как средняя длина волокна, водоудерживающая способность, межволоконные силы связи. Проанализировав экспериментальные данные, были выбраны наиболее эффективные параметры процесса размола для гарнитуры с криволинейными ножами: концентрация волокнистой массы 3 %, частота вращения ротора 2000 об/мин и зазор между дисками ротора и статора 0,1 мм. Для сравнения c гарнитурой криволинейной формы выбраны традиционная восьмисекторная ножевая гарнитура с углом скрещивания ножей 45° [3] и гарнитура с ударным эффектом без скоса фасок [4]. В таблице представлены основные бумагообразующие показатели волокнистой массы при использовании гарнитур различной конструкции.

Ножевая гарнитура для размола волокнистых полуфабрикатов с криволинейной формой ножей

169

Решетневские чтения. 2017 Основные бумагообразующие показатели волокнистой массы и физико-механические характеристики готового продукта при использовании гарнитур различной конструкции при 50 °ШР Бумагообразующие показатели волокнистой массы Продолжительность размола, мин Средняя длина волокна, мм Водоудерживающая способность волокнистого полуфабриката, % Межволоконные силы связи, кПа

Гарнитура с криволинейной формой ножей

Гарнитура с ударным эффектом без скоса фасок

Традиционная восьмисекторная ножевая гарнитура с углом скрещивания ножей 45°

21

28

35

1,58

1,38

1,23

522

501

486

0,157

0,124

0,142

Из таблицы видно, что наименьшие затраты времени на размол были получены на гарнитуре с криволинейной формой ножей, а наибольший по продолжительности размол был проведен на традиционной гарнитуре. Тот факт, что для размола до определенной степени помола, на гарнитуре криволинейной формы требуется затратить меньшее время, положительно сказывается на удельном расходе электроэнергии. При использовании гарнитуры с криволинейной формой ножей укорочение волокна происходит менее интенсивно, что говорит о большей фибрилляции волокон, чем на гарнитурах с прямолинейными ножами [5]. Из таблицы видим, что наибольший показатель водоудерживающей способности имеет волокнистая масса, размолотая при использовании гарнитуры с криволинейной формой ножей. Как известно, повышение водоудерживающей способности характеризуется увеличением поверхности волокна что, в свою очередь, способствует лучшему контакту и соединению отдельных волокон в бумажный лист [4]. Наиболее высокий показатель межволоконных сил связи, по сравнению с гарнитурами с прямолинейными ножами, наблюдается при использовании гарнитуры с ножами криволинейной формы. Проанализировав табл. 1, можно сделать вывод, что гарнитура с криволинейной формой ножей имеет положительные значения по бумагообразующим показателям волокнистой массы. Полученные данные подтверждают эффективность использования гарнитуры с ножами криволинейной формы в сравнении с гарнитурами других конструкций. Библиографические ссылки 1. Developments in paper making technology with special emphasis on fine paper / Karlsson Markku, Malashenko Alex // 86th Annual Meeting of PAPTAC (Pulp and Paper Technical Association of Canada), Montreal, Febr. 1–3, 2000. Prepr. – ІC – І. Montreal, 2000. P. 273–280. 2. Пат. 2307883. Российская Федерация, МПК51 D21D1/30, B02C 7/12. Размалывающая гарнитура / Алашкевич Ю. Д., Ковалев В. И., Харин В. Ф., Мухачев А. П. ; заявитель и патентообладатель: Сиб. гос.

технолог. ун-т № 2006110647/12 ; заявл. 03.04.2006; опубл. 10.10.2007, Бюл. № 28. 8 с. 3. Набиева А. А. Оценка влияния и совершенствования основных технологических параметров ножевых размалывающих машин : дис. … канд. техн. наук : 05.21.03 : защищена 24.09.04. Красноярск, 2004. 182 с. 4. Кожухов В. А. Размол волокнистых полуфабрикатов в размольных ножевых машинах при ударном воздействии на волокно : дис. … канд. техн. наук: 05.21.03 : защищена 10.04.15. Красноярск, 2015. 161 с. 5. Иванов С. Н. Технология бумаги. М. : Школа бумаги, 2006. 696 с.. References 1. Developments in paper making technology with special emphasis on fine paper / Karlsson Markku, Malashenko Alex // 86th Annual Meeting of PAPTAC (Pulp and Paper Technical Association of Canada), Montreal, Febr. 1–3, 2000. Prepr. – ІC – І. – Montreal, 2000. P. 273–280 2. Patent 2307883. Russian Federation, МПК51 D21D1/30, B02C 7/12. Razmalyvajushhaja garniture [grind headset] / Alashkevich Ju. D., Kovalev V. I., Harin V. F., Muhachev A. P.: Sibgtu № 2006110647/12; zajavl. 03.04.2006; opubl. 10.10.2007, Bjul. № 28. 8 p. 3. Nabieva A. A. Ocenka vlijanija i sovershenstvovanija osnovnyh tehnologicheskih parametrov nozhevyh razmalyvajushhih mashin: dis…kand. tehn. nauk. [Impact assessment and improvement of the basic technological parameters of knife grinding machines. Candidate techn. Sci. diss]. Krasnoyarsk, Sibgtu publ., 2004. 182 p. 4. Kozhuhov V. A. Razmol voloknistyh polufabrikatov v razmol’nyh nozhevyh mashinah pri udarnom vozdejstvii na volokno : dis/ … kand. tehn. nauk [Grinding fiber semi-finished products in the grinding machine knife on impact on fiber. Candidate techn. Sci. diss]. Krasnoyarsk, Sibgtu publ., 2015. 161 p. 5. Ivanov S. N. Tehnologija bumagi [Paper Technology]. M. : Shkola bumagi, 2006. 696 p.

170

© Шуркина В. И., Юртаева Л. В., Марченко Р. А., Алашкевич Ю. Д., 2017

Секция

«МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ, УПРАВЛЕНИЯ И АНАЛИЗА ДАННЫХ»

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.866 ПРИМЕНЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА КОРРЕКТИРОВКИ ПО ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЕ* Ю. А. Алексеева1, А. А. Ширяева1, И. А. Панфилов2**, О. И. Карелин 1

Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 2 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 ** Е-mail: [email protected] Предлагается оригинальный метод оценки стоимости объектов в условиях нехватки информации. Также представлен метод расчета коэффициента корректировки с помощью средней заработной платы. Данный метод оценки применим для оценки объектов произвольной природы: недвижимости, результатов интеллектуальной деятельности и даже объектов космической инфраструктуры. Ключевые слова: анализ данных, моделирование экономических процессов, оценка недвижимости, коэффициент корректировки. APPLYING THE COEFFICIENT OF SALARY CORRECTION Y. A. Alekseeva1, A. A. Shiryaeva1, I. A. Panfilov2**, O. I. Karelin 1

Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation 2 Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation ** Е-mail: [email protected] In this research, we propose an original method for assessing the value of the objects in the conditions of lack of information. This method can be used to assess the arbitrary nature of objects: real estate, intellectual property, and even objects of space infrastructure. Keywords: data analysis, modeling of economic processes, real estate appraisal. В Российской Федерации оценочная деятельность осуществляется уже много лет. За это время было сформировано немало методов расчета для различного рода имущества: автомобилей, квартир, земельных участков, оборудования и многого другого. В оценочной деятельности необходима формализованная и обоснованная методика оценки в активных видах оценки, на основе которых принимаются важные решения. Будь то оценка ущерба, нанесенного транспортному средству во время аварии, или же оценка бизнеса – требуется грамотно провести оценку. Особую роль оценочная деятельность играет на рынке недвижимости. В городе Красноярске, нередко, оценка недвижимости осуществляется сравнительным подходом [1]. Однако не всегда получается найти аналогичные объекты, необходимые для применения сравнительного метода, в одном районе или даже в одном городе [2]. Поэтому производится поиск и сравнение подобных объектов с применением корректировки на заработную плату в других городах.

Величина средней заработной платы показывает средний уровень дохода на территории определенного субъекта. Также данный показатель характеризует уровень платежеспособности населения. Почти, как и любая экономическая деятельность, оценочная деятельность имеет правовую основу. В Российской Федерации оценочная деятельность регулируется 135 Федеральным законом «Об оценочной деятельности в Российской Федерации». В нем описано понятие оценочной деятельности, условия ее осуществления, регулирование оценочной деятельности и многое другое. Но следует обратить особое внимание на статью 12, которая гласит: «Итоговая величина рыночной или иной стоимости объекта оценки, указанная в отчете, составленном по основаниям и в порядке, которые предусмотрены настоящим Федеральным законом, признается достоверной и рекомендуемой для целей совершения сделки с объектом оценки, если в порядке, установленном законодательством Российской Федерации, или в судебном порядке не установлено иное.

______________________ *

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта № 16-41-240822.

172

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

Рыночная стоимость, определенная в отчете, является рекомендуемой для целей совершения сделки в течение шести месяцев с даты составления отчета, за исключением случаев, предусмотренных законодательством Российской Федерации» [3]. Из этого следует, что надо ссылаться на печатные источники, так как электронный ресурс не всегда проверяется на достоверность и может быть извлечен из сети Интернет в любой момент. Опираясь на исследования Л. А. Лейфера с помощью коэффициента корректировки, рассчитанного на основе заработной платы, на примере была рассчитана стоимость жилой недвижимости в Красноярске, основываясь на аналоге из города Новосибирска. Так 1 м2 однокомнатной студии в 14-этажном доме в Новосибирске стоит 54 120 руб., а в Красноярске 1 м2 аналогичной недвижимости стоит 64 103 руб. Зная, что средняя заработная плата в Красноярске превышает 37 000 руб., а в Новосибирске 32 000 руб., был применен коэффициент со значением 0,9. С помощью данного коэффициента была рассчитана стоимость жилой недвижимости в городе Красноярске: 64 103 · 0,9 = 57 692,7. Как видим, значение, полученное при расчете, отличается от реального в 3 572,7 руб. [4]. Подобные операции были проведены для оценки жилых помещений различных категорий, а именно: «двухкомнатная квартира в хрущевке на 2–4 этажах», «трехкомнатная квартира в доме не старше 3-х лет», «однокомнатная квартира в пятиэтажном панельном доме на 5-м этаже». Для каждой категории объектов в двух городах было отобрано не менее 20 объектов. По предложенному алгоритму давались оценки средней стоимости метра квадратного в городе Красноярске и сравнивались со средними значениями стоимости реальных объектов Красноярска. Для данных категорий расхождения составили 1388, 5606 и 6 966 руб. соответственно. Очевидно, что помимо официальных данных о зарплате в регионе на стоимость объектов недвижимости оказывают влияние огромное количество факторов. Проведенные исследования показали, что

данный метод коррекции не следует использовать напрямую, без проведения тщательных исследований различных ценообразующих факторов, для конкретных пар регионов. Библиографические ссылки 1. Гриненко С. В. Экономика недвижимости. Таганрог : ТРТУ, 2004. 107 с. 2. Исследование метода парных оценок при оценке недвижимости / Ю. А. Алексеева, А. А. Ширяева, И. А. Панфилов и др. // Решетневские чтения : материалы XХ Междунар. науч. конф. (09–12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Т. 2. С. 10–11. 3. Об оценочной деятельности в Российской Федерации [Электронный ресурс] : федер. закон от 29.07.1998 № 135-ФЗ (ред. от 13.07.2015). URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_195 86.html (дата обращения: 01.04.2016). 4. Лейфер Л. А. Справочник оценщика недвижимости – 2016. 2016. С. 129–133. References 1. Grinenko S. V. Economika nedvigimosti [Real estate economics] Т. : ТRTU, 2004. 107 p. 2. Issledovanie metoda parnyx ocenok pri ocenke nedvizhimosti / Yu. A. Alekseeva, A. A. Shiryaeva, I. A. Panfilov et al. // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. Т. 2. P. 10–11. 3. Federal Law 135-FZ, dated 29 Aug. 1998, "On appraisal activity in the Rrussian Federation". Available at: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW _19586.html (accessed 10.09.2016). 4. Lejfer L. the Reference guide of appraiser – 2016. 2016. P. 129–133.

173

© Алексеева Ю. А., Ширяева А. А., Панфилов И. А., Карелин О. И., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 591.87 КОЛЛЕКТИВНЫЙ САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ БИОНИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПТИМИЗАЦИИ ФУНКЦИЙ С БИНАРНЫМИ ПЕРЕМЕННЫМИ НА ОСНОВЕ НЕЧЕТКОГО КОНТРОЛЛЕРА* Ш. А. Ахмедова1, Н. Н. Коваленко2 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected], [email protected] Разработан новый самонастраивающийся коллективный алгоритм на основе нечеткого контроллера, позволяющий решать задачи безусловной оптимизации функций с бинарными переменными. Работоспособность и эффективность алгоритма доказаны. Ключевые слова: нечеткий контроллер, оптимизация, бинарные переменные, бионические алгоритмы, самонастройка. COLLECTIVE SELF-TUNING BIONIC ALGORITHM BASED ON THE FUZZY CONTROLLER FOR SOLVING BINARY OPTIMIZATION PROBLEMS Sh. A. Akhmedova1, N. N. Kovalenko2 Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected], [email protected] The research develops a new collective self-tuning bionic meta-heuristic approach based on the fuzzy controller for solving unconstrained binary-parameter optimization problems. Workability and effectiveness of the proposed technique are established. Keywords: fuzzy controller, optimization, binary variables, bionic algorithms, self-tuning. Коллективный самонастраивающийся алгоритм безусловной оптимизации на основе бионических методов, названный Co-Operation of Biology Related Algorithms (COBRA) был разработан в 2013 г. и впервые описан в [1]. Главная идея алгоритма заключается в параллельной работе известных методов роевого интеллекта (компонент), которые в ходе работы программы обмениваются «информацией» между собой и «соперничают» за индивидов [2]. Основным преимуществом разработанного оптимизационного метода является возможность автоматической настройки размера популяции для каждого алгоритма-компонента. Изначально был предложен метод самонастройки алгоритма COBRA путем учета пригодности популяции каждого метода оптимизации, включенного в упомянутую эвристику, основанный на идее конкуренции и коэволюции, высказанной и обоснованной в [3] и успешно примененной в сложных практических задачах из различных областей, в том числе ракетно-космической [4]. Работоспособность и эффективность разработанной эвристики успешно обоснованы и получили практическое подтверждение: метод COBRA был протестирован на множестве задач ____________________

безусловной оптимизации, взятых с конкурса CEC’2013 [1]. В [5] описана модификация коллективного алгоритма COBRA для решения задач безусловной оптимизации функций с бинарными переменными; полученный метод был назван COBRA-b. Для бинаризации эвристики COBRA была применена методика, описанная в работе Кеннеди и Эберхарта [6], основная идея которой заключается в использовании скорости индивидов или их координат, а также вероятности для определения находится ли частица в одном из двух состояний (1 или 0), с помощью вычислений значения логистической функции. Позднее алгоритм COBRA-b также был модифицирован: исходный оператор миграции был заменен оператором миграции биогеографического алгоритма [7]. Разработанные модификации были применены для решения различных тестовых задач оптимизации и продемонстрировали достаточно высокую эффективность при их решении. Однако остались нерешенными следующие задачи: сколько базовых алгоритмов (компонент) использовать в коллективе, и какие именно алгоритмы должны использоваться для задач оптимизации функций с бинарными переменными.

* Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта № 16-41-243064.

174

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

Для их решения было предложено использовать теорию нечетких множеств [8] и новый способ оценки успешности компонент. Нечеткие множества и нечеткие правила формируют базу знаний системы нечеткого логического вывода для компонент, используя сведения об успешности их работы. Таким образом, корректирующая операция (изменение размера популяций) сводится к трем первым этапам нечеткого вывода – фазификации, импликации и композиции; а решающее правило (сколько индивидов удалить или добавить) к последнему этапу нечеткого вывода – дефазификации центроидным методом. В результате подобного построения коллектива можно установить необходимое число компонент и определить число текущих решений для них (размер популяции). Новая модификация алгоритма COBRA-b была названа COBRA-bf. Она была тщательно исследована на множестве тестовых задач различного рода для обоснования ее работоспособности и целесообразности применения для решения однокритериальных задач оптимизации функций с бинарными переменными. В итоге было установлено, что разработанный метод оптимизации COBRA-bf превосходит по результатам тестирования свои алгоритмы-компоненты, а также демонстрирует более эффективную работу, чем исходная версия COBRA-b. Библиографические ссылки 1. Akhmedova Sh., Semenkin E. Co-Operation of Biology Related Algorithms // Proceedings of the IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC’2013). 2013. P. 2207–2214. 2. Akhmedova Sh., Shabalov A. Development and Investigation of Bio-logically Inspired Algorithms Cooperation Metaheuristic // Proceedings of the Genetic and Evolutionary Computation Conference Companion (GECCO'13). 2013. P. 1417–1418. 3. Семенкин Е. С., Семенкина М. Е. Программный комплекс адаптивных эволюционных алгоритмов моделирования и оптимизации сложных систем // Программные продукты и системы. 2012. № 4. С. 73–77. 4. Khritonenko D. I., Semenkin E. S. Distributed selfconfiguring evolutionary algorithms for artificial neural

networks design // Вестник СибГАУ. 2013. № 4 (50). C. 112–116. 5. Ахмедова Ш. А., Семенкин Е. С. Новый коллективный метод оптимизации на основе кооперации бионических алгоритмов // Вестник СибГАУ. 2013. № 4 (50). C. 92–99. 6. Kennedy J., Eberhart R. A discrete binary version of the particle swarm algorithm // Proceedings of the World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics. 1997. P. 4104–4109. 7. Simon D. Biogeography-Based Optimization // IEEE Transactions on Evolutionary Computation. 2008. Vol. 12, Iss. 6. P. 702–713. 8. Zadeh L. A. Fuzzy Sets // Information and Control. 1965. Vol. 8. P. 338–353. References 1. Akhmedova Sh., Semenkin E. Co-Operation of Biology Related Algorithms. Proceedings of the IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC’2013). 2013. Р. 2207–2214. 2. Akhmedova Sh., Shabalov A. Development and Investigation of Bio-logically Inspired Algorithms Cooperation Metaheuristic. Proceedings of the Genetic and Evolutionary Computation Conference Companion (GECCO'13). 2013. P. 1417–1418. 3. Semenkin E. S., Semenkina M. E. Programmnye produkty i sistemy. 2012, № 4. Pp. 73–77 (In Russ.). 4. Khritonenko D. I., Semenkin E. S. // Vestnik SibSAU. 2013. № 4 (50). P. 112–116. 5. Akhmedova Sh. A., Semenkin E. S. // Vestnik SibSAU. 2013. № 4 (50). P. 92–99. 6. Kennedy J., Eberhart R. A discrete binary version of the particle swarm algorithm. Proceedings of the World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics. 1997. P. 4104–4109. 7. Simon D. Biogeography-Based Optimization. IEEE Transactions on Evolutionary Computation. 2008. Vol. 12, Issue 6. P. 702–713. 8. Zadeh L. A. Fuzzy Sets. Information and Control. 1965. Vol. 8. P. 338–353.

175

© Ахмедова Ш. А., Коваленко Н. Н., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 550.343.4 СЕЙСМИЧЕСКОЕ МИКРОРАЙОНИРОВАНИЕ НА ОСНОВЕ ОБОБЩЕННЫХ СПЕКТРОВ РЕАКЦИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ Е. В. Бодякин1*, С. А. Перетокин2, К. В. Симонов1 1

Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, д. 50/44 2 НП «Экологический центр рационального освоения природных ресурсов» Российская Федерация, 660049, г. Красноярск, просп. Мира, 53 * Е-mail: [email protected] Представлена методика проведения сейсмического микрорайонирования (СМР) с использованием географических информационных систем (ГИС) на каждом шаге. Данная методика предполагает создание 3D-модели площадки и вычисление в каждой её точке сейсмической интенсивности. Интенсивность рассчитывается на основе обобщенных спектров реакций и синтезированных акселерограмм. Ключевые слова: землетрясение, сейсмология, географическая информационная система, сейсмическое микрорайонирование, спектр реакций SEISMIC MICROZONATION BASED ON PROBABILISTIC GENERALIZED RESPONSE SPECTRA USING GIS TECHNOLOGY E. V. Bodyakin1*, S. A. Peretokin2, K. V. Simonov1 1

Institute of Computational Modeling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation 2 Non-Profit Partnership “Environmental Management of Natural Recourses Center” 53, Mira Av., Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation * Е-mail: [email protected] The paper presents methodology to perform seismic microzonation using geographic information system (GIS) at each step. This methodology assumes creating 3D models of a site and computation seismic intensity in each point of the site. Seismic intensity is calculated based on probabilistic generalized response spectra and synthetic accelerograms. Keywords: earthquake, seismology, geographic information system, seismic microzonation, response spectrum В Российской Федерации исторически сложилось двухступенчатая схема оценки сейсмической опасности – оценка исходной сейсмичности для средних грунтов и последующая корректировка оценок с учетом реальных грунтовых условий площадки. На картах общего сейсмического районирования РФ (ОСР) отражается уровень сейсмических воздействий, выраженных в баллах макросейсмической шкалы с заданной вероятностью не превышения за период времени 50 лет. В отдельных случаях оценки исходной сейсмичности уточняются на стадии проектирования ответственных объектов (УСО, УИС). При сейсмическом микрорайонировании (СМР) рассчитываются поправка к оценкам исходной сейсмичности за счет реальных грунтовых условий. При переходе от оценок ОСР к оценкам СМР возникает ряд сложностей и допущений, которые в целом снижают надежность получаемых оценок. Еще более остро эта проблема встает при необходимости оценить сейсмическую опасность в численных параметрах движения грунта – ускорениях, скоростях, смещениях.

Проведения СМР начинается с построения 3D-модели исследуемой площадки (см. рисунок) с использованием ГИС технологий и данных по бурению. Далее рассматривается алгоритм перехода от ОСР к СМР по средствам расчета вероятностных характеристик акселерограмм (пиковых ускорений, обобщенных спектров реакции, длительности колебаний) с последующей генерацией акселерограмм и численным моделированием реакции грунта [1; 2] в каждом узле площадки.

176

3D-модель исследуемой площадки

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

Для построения алгоритма использованы эмпирические зависимости характеристик землетрясений и параметров движения грунта [3], модифицированная процедура вероятностного анализа сейсмической опасности ОСР-97 [4] и метод генерации расчетной акселерограммы рекомендуемый Приложением 3 РБ-06-98. Наконец заключительный этап СМР представляет собой создание карт сейсмического районирования, на которых отображаются области с разной сейсмической интенсивностью сотрясения в долях балла MSK-64. Карты сейсмического районирования служат для осуществления сейсмостойкого строительства, обеспечения безопасности населения, охраны окружающей среды и других мероприятий, направленных на снижение ущерба при сильных землетрясениях. Библиографические ссылки 1. Boore D. M. SMSIM – Fortran Programs for Simulating Ground Motions from Earthquakes: Version 2.0 – A Revision of OFR 96-80-A , U.S. Geological Survey Open-File Rep., 00-509, 2000. Available at: http://geopubs.wr.usgs.gov/open-file/of00-509/. 2. Заалишвили В. Б. Физические основы сейсмического микрорайонирования. М. : ОИФЗ РАН, 2000. 367 с.

3. Аптикаев Ф. Ф. Инструментальная шкала сейсмической интенсивности. М. : Наука и образование, 2012. 176 с. 4. Перетокин С. А. Некоторые аспекты вероятностной оценки сейсмической опасности с использованием эмпирических зависимостей // Инженерные изыскания. 2016. № 7. С. 39–48. References 1. Boore D. M., SMSIM – Fortran Programs for Simulating Ground Motions from Earthquakes: Version 2.0 – A Revision of OFR 96-80-A , U.S. Geological Survey Open-File Rep., 00-509, 2000. Available at: http://geopubs.wr.usgs.gov/open-file/of00-509/. 2. Zaalishvili V. B. Physical fundamentals of seismic zoning. M. : UIPE RAS, 2000. 367 p. 3. Aptikaev F. F. Instrumental seismic intensity scale. M. : Science and Education, 2012. 176 p. 4. Peretokin S. A. Some aspects of probabilistic seismic hazard assessment using empirical dependences // Engineering survey. 2016. №(7). Р. 39–48.

177

© Бодякин Е. В., Перетокин С. А., Симонов К. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.2 ОБЗОР МЕТОДОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФУНКЦИИ ПЛОТНОСТИ ВЕРОЯТНОСТИ В. В. Браништи Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматриваются распространённые методы восстановления функции плотности вероятности: гистограмма, проекционная оценка и оценка Розенблатта–Парзена. Указываются преимущества и недостатки каждого из подходов, а также рассматриваются различные критерии качества оценивания. Ключевые слова: непараметрическая статистика, функция плотности вероятности, гистограмма, проекционная оценка, оценка Розенблатта–Парзена. REVIEWING METHODS TO RECOVER PROBABILITY DENSITY FUNCTION V. V. Branishti Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper describes the well known methods of probability density function recovery: histogram, projection estimate and Rosenblatt–Parzen estimate. We show advantages and disadvantages for every approach and consider different criteria of estimation quality. Keywords: nonparametric statistics, probability density function, histogram, projective estimates, Rosenblatt– Parzen estimate. Введение. Оценивание функции плотности вероятности случайной величины является одной из основных задач в математической статистике [1]. Алгоритмы восстановления неизвестной плотности вероятности используются в системах поддержки принятия решений, а также при построении систем автоматического управления и алгоритмов идентификации технических систем, в том числе, в аэрокосмической отрасли. Перспективным направлением решения данной задачи являются непараметрические методы оценивания, к которым относятся гистограммные оценки, проекционная оценка [2; 3] и оценка Розенблатта– Парзена [4]. В настоящей работе предлагается введение некоторой обобщённой оценки функции плотности вероятности, частными случаями которой являются все три указанных метода восстановления. Далее рассматривается метод сравнения качества оценок в условиях конечных выборок. Обобщённая оценка плотности вероятности. В работе [5] предложена обобщённая оценка функции плотности вероятности непрерывной случайной величины ξ в виде суммы δ-образных функций:

δ-образных функций, сходящаяся к δ-функции Дирака δ(x − xi) в смысле сходимости обобщённых функций [6, c. 222]. Там же показано, что гистограмма, проекционная оценка и оценка Розенблатта–Парзена являются частными случаями предложенной обобщённой оценки при определённом выборе последовательности δ-образных функций. Методика сравнения оценок. В ряде работ (например, в [1; 7]) приводятся асимптотические соотношения для оценок плотности вероятности, т.е. при неограниченном увеличении выборки исследуемой случайной величины. Однако с практической точки зрения более важным является сравнение качества оценок в условиях выборки конечного объёма n. Для сравнения качества оценивания в работе [7] вводится усреднённая глобальная квадратичная ошибка аппроксимации:

1 fˆ ( x)   n ( x, xi ) , n i 1

n

где f – истинная плотность вероятности; fˆ – её оценка, · – норма в пространстве L2.

где x1, …, xn – независимая выборка исследуемой случайной величины ξ, δn(x, xi) – последовательность

Так как теоретический расчёт данных функционалов затруднён даже для модельных распределений, то



Q fˆ  M

 fˆ  f  2

(1)

и относительная глобальная ошибка аппроксимации u2 

178

1 f

2

M

 fˆ  f  , 2

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

предлагается их значения находить методом МонтеКарло. Пусть численный эксперимент проведён N раз 2 и получена выборка {zi} значений z  fˆ  f . Тогда значение (1) приближённо рассчитывается следующим образом [8]:



3 Q fˆ  Z  sZ , N

где Z

1 N

N

zi ,  i 1

sZ 

2 1 N zi  Z  .   N  1 i 1

Выводы. Сравнение рассматриваемых методов восстановления плотности вероятности проводилось на тестовых законах распределения, различающихся по ряду критериев: непрерывность, гладкость, симметричность, финитность и др. Как показало сравнение, качество проекционной оценки существенно зависит от наличия разрывов истинной плотности, тогда как для оценки Розенблатта–Парзена это не было существенным. В целом, оценка Розенблатта–Парзена показала лучшую аппроксимацию в широком классе распределений. Оценка в виде гистограммы показала меньшую скорость сходимости по сравнению с остальными рассмотренными непараметрическими оценками. Библиографические ссылки 1. Деврой Л., Дьёрфи Л. Непараметрическое оценивание плотности. L1-подход. М. : Мир, 1988. 408 с. 2. Браништи В. В. Введение пространства L2,w при построении проекционной оценки плотности вероятности // Вестник СибГАУ. 2016. Том 17, № 1. С. 19–26. 3. Браништи В. В. Построение проекционных оценок для плотностей вероятности с неинтегрируемым квадратом // Решетневские чтения : материалы XХ Междунар. науч. конф. (09–12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Ч. 2. С. 96–98. 4. Parzen E. On estimation of a probability density function and mode // The Annals of Mathematical Statistics, 1962. Vol. 35, 3. P. 1065–1076. 5. Браништи В. В. Построение оценок плотности вероятности в виде суммы дельтаобразных функций //

Национальная ассоциация ученых. 2015. № 4 (9), ч. 7. С. 10–13. 6. Колмогоров А. Н., Фомин С. В. Элементы теории функций и функционального анализа. 7-е изд. М. : Физматлит, 2004. 572 с. 7. Епанечников В. А. Непараметрическая оценка многомерной плотности вероятности // Теория вероятностей и ее применения, 1969. Т. 14, вып. 1. С. 156–161. 8. Браништи В. В. О параметрическом оценивании функции плотности вероятности // Научно-технический вестник Поволжья. 2014. № 1. С. 13–16. References 1. Devroye L., Gyorfi L. Nonparametric density estimation. The L1 view. John Wiley & Sons, 1985. 367 p. 2. Branishti V. V. Introducing the L2,w space for building the projective estimation of probability density function // Vestnik SibSAU. 2016. Vol. 17, No. 1. P. 19– 26. (In Russ.) 3. Branishti V. V. Construction of projective estimates for non square-integrable probability densities // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. Vol. 2. P. 96–98. (In Russ.) 4. Parzen E. On estimation of a probability density function and mode // The Annals of Mathematical Statistics. 1962. Vol. 35, 3. P. 1065–1076. 5. Branishti V. Building a probability density estimations by sum of delta-shaped functions // Natsional’naya assotsiatsiya uchenyh. 2015. № 4 (9), Vol. 7. P. 10–13. 6. Kolmogorov A. N., Fomin S. V. Elementy teorii funktsiy i funktsional’nogo analiza [Elements of theory of functions and functional analysis]. M. : Fizmatlit Publ., 2004. 572 p. (In Russ.) 7. Epanečnikov V. A. Nonparametric estimation of a multidimensional probability density // Teoriya veroyatnostey i ee primeneniya, 1969. Vol. 14, Iss. 1. P. 156–161. (In Russ.) 8. Branishti V. V. [On parametric estimation of probability density function] // Nauchno-tekhnicheskiy vestnik Povolzh’ya. 2014. № 1. P. 13–16. (In Russ.)

179

© Браништи В. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.896 РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ИСКУССТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ* В. В. Бухтояров1*, В. С. Тынченко1, Н. А. Бухтоярова2 1

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 2 Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 * E-mail: [email protected]

Рассмотрены процессы и системы управления технологическим оборудованием колонного типа, используемым для получения топлива. Выполнено моделирование режимов функционирования технологического оборудования с использование пакета Simulink. Ключевые слова: безопасность, технологическое оборудование, искусственные нейронные сети, переходные режимы. DEVELOPING SAFETY MANAGEMENT MODELS OF TECHNOLOGICAL EQUIPMENT TRANSITION MODES BASED ON ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS V. V. Bukhtoyarov1*, V. S. Tynchenko1, N. A. Bukhtoyarova2 1

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 2 Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation * E-mail: [email protected] The work deals with the processes and control systems of the column equipment used to produce fuel. Modeling of functioning modes of the process equipment with the use of the Simulink package is performed. Keywords: security, technological equipment, artificial neural networks, transitional modes. Введение. Одно из перспективных направление применения искусственных нейронных сетей (ИНС) – промышленное производство [1]. В этой области ощутима тенденция перехода к производственным модулям с высоким уровнем автоматизации, что требует увеличения количества интеллектуальных саморегулирующихся и самонастраивающихся машин. Производственным процессам свойственно разнообразие динамически взаимодействующих параметров, что усложняет создание адекватных аналитических моделей. Нейронные сети успешно применяются при синтезе систем управления динамическими процессами [2]. Универсальные возможности аппроксимации многослойных ИНС прямого распространения позволяют решать задачи идентификации, проектирования и моделирования нелинейных систем управления [3]. Применяемые модели. В работе использовались следующие модели: ________________________

– Uniform Random Number (формирование сигнала с равномерным распределением); – Neural Network Predictive Controller (нейрорегулятор) [4]; – Plant (Column) – объект управления (колонный аппарат); – Sink Block Parameters/Graph (график); – Clock (формирует сигнал, величина которого на каждом шаге расчета равна текущему времени моделирования); – PID Controller (представляет собой сумму входного сигнала, интеграл от входного сигнала и производную от входного сигнала) [5]; – Display (иллюстрирует применение этого источника и измерение его выходного сигнала с помощью цифрового индикатора); – Sum (суммирующий элемент); – Integrator (выводит значение интеграла от его входного сигнала относительно времени).

* Работа выполнена в рамках проведения исследований по теме МК-1574.2017.8 «Разработка экспертной системы анализа и управления надежностью, рисками и аварийными ситуациями при эксплуатации технологического оборудования нефтегазового комплекса» финансируемой Советом по грантам Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых.

180

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

Блок-схема системы управления с нейросетевым регулятором Отклонения от нормы с применением ПИД- и нейрорегулятора № п/п

1

Первая передаточная функция, W1 ПИДНейро-регулятор регулятор 70,90 88,06

Вторая передаточная функция, W2 ПИДНейро-регулятор регулятор 153,80 77,83

Третья передаточная функция, W3 ПИДНейро-регулятор регулятор 1,051 29,55

2

129,00

112,90

190,40

93,46

1,881

16,16

3

66,77

72,68

109,20

78,2

0,984

31,46

4

80,52

93,89

168,80

83,87

1,199

17,13

5

103,70

87,78

158,60

83,26

1,517

11,51

6

104,70

108,8

153,90

93,30

1,542

18,48

7

136,90

131,00

205,30

99,84

2,006

12,89

8

60,96

84,45

168,90

74,23

0,916

27,56

9

108,60

93,83

177,40

95,77

1,615

27,64

10 Среднее значение

92,20

100,70

188,00

74,54

1,369

19,11

95,43

97,41

167,43

85,43

1,41

21,15

Схемы исследования. Для построения первой блок-схемы воспользуемся передаточной функцией для ректификационной колонны, и выберем для неё параметры (канал расхода перегретого пара Gп.п и температура кубы колонны Tк): W1 = 5,12 / (13,349s3+10,812s2+4,785s+1). Для начала построим модель с нейросетевым регулятором (см. рисунок). В результате исследования системы управления на основе ПИД-регулятора и нейрорегулятора были рассчитаны отклонения от нормы, представленные в таблице. Как видно из таблицы, по первой передаточной функции разница в отклонениях между исследуемой системой управления с нейронным регулятором и ПИД-регулятором почти одинаковая, но ПИДрегулятор показывает наименьшее значение ошибки. Во втором случае ситуация кардинально различается, система управления с нейрорегулятором показывает результат лучше в 2 раза, чем ПИД-регулятор, поэтому для управления канала расхода флегмовой жидкости и температуры верха колонны рационально выбирать нейронный контроллер. Управление каналом концентрации питания колонным подходит для ПИД-регулятора, отклонение от нормы всего со-

ставляет 1,41, в то время как отклонения нейрорегулятора – 21,15. После сравнения системы управления с ПИДрегулятором и нейроргегулятором, можно сделать вывод о том, что нейронные регуляторы, не всегда могут построиться под заданные параметры и превзойти ПИД-регулятор. Но есть случаи, когда для решения задач управления, рациональнее использовать нейронную сеть, в моем случае это при управлении каналом расхода флегмовой жидкости и температуры верха колонны. Библиографические ссылки 1. Nilsson N. J. Principles of artificial intelligence. Morgan Kaufmann, 2014. 2. Wang T., Gao H., Qiu J. A combined adaptive neural network and nonlinear model predictive control for multirate networked industrial process control // IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems. 2016. Vol. 27, №. 2. Р. 416–425. 3. Afram A. et al. Artificial neural network (ANN) based model predictive control (MPC) and optimization of HVAC systems: A state of the art review and case study of a residential HVAC system // Energy and Buildings. 2017. Vol. 141. Р. 96–113.

181

Решетневские чтения. 2017

4. Vasičkaninová A., Bakošová M. Control of a heat exchanger using neural network predictive controller combined with auxiliary fuzzy controller // Applied Thermal Engineering. 2015. Vol. 89. Р. 1046–1053. 5. Savran A., Kahraman G. A fuzzy model based adaptive PID controller design for nonlinear and uncertain processes // ISA transactions. 2014. Vol. 53, №. 2. Р. 280–288. References 1. Nilsson N. J. Principles of artificial intelligence. Morgan Kaufmann, 2014. 2. Wang T., Gao H., Qiu J. A combined adaptive neural network and nonlinear model predictive control for multirate networked industrial process control // IEEE

Transactions on Neural Networks and Learning Systems. 2016. Vol. 27. №. 2. Р. 416–425. 3. Afram A. et al. Artificial neural network (ANN) based model predictive control (MPC) and optimization of HVAC systems: A state of the art review and case study of a residential HVAC system // Energy and Buildings. 2017. Vol. 141. Р. 96–113. 4. Vasičkaninová A., Bakošová M. Control of a heat exchanger using neural network predictive controller combined with auxiliary fuzzy controller // Applied Thermal Engineering. 2015. Vol. 89. Р. 1046–1053. 5. Savran A., Kahraman G. A fuzzy model based adaptive PID controller design for nonlinear and uncertain processes // ISA transactions. 2014. Vol. 53, №. 2. Р. 280–288.

182

© Бухтояров В. В., Тынченко В. С., Бухтоярова Н. А., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 62-52 СИСТЕМНЫЙ МОНИТОРИНГ УСТАНОВОК ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ В РЕЖИМЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ* В. В. Бухтояров1**, В. С. Тынченко1, Н. А. Бухтоярова2 1

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 2 Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 ** E-mail: [email protected]

В связи с широким распространением установок электроцентробежных насосов большое внимание уделяется решению задачи по обеспечению эффективного контроля над действующим фондом оборудования, а именно оценке технического состояния глубинно-насосного оборудования в процессе его эксплуатации. Рассматриваемый алгоритм функционирования системы мониторинга по показателям надежности предусматривает на выходе из системы пять технических состояний исследуемого объекта. Ключевые слова: моделирование, прогнозирование, установка электроцентробежных насосов, нейронные сети, надежность. SYSTEM MONITORING OF ELECTROCENTRIC PUMP INSTALLATIONS IN OPERATION MODE V. V. Bukhtoyarov1**, V. S. Tynchenko1, N. A. Bukhtoyarova2 1

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 2 Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation ** E-mail: [email protected] In connection with the widespread use of electric centrifugal pumps, much attention has been paid to the task of ensuring effective control over the existing equipment fund. The considered algorithm of monitoring system functioning by reliability indicators provides for the output from the system of five technical states of the object under study. Keywords: modeling, forecasting, electric centrifugal pumps, neural networks, reliability. Разрабатываемый комплекс выявляет отклонения в работе насосных агрегатов и предупреждает о дельнейшем ремонте оборудования. Нейросетевые принципы обработки данных позволили наделить систему высоким быстродействием (в отличие от классических систем, построенных на линейном анализе) при хорошем качестве классификации состояний установок электроцентробежных насосов (УЭЦН) [1–3]. Техническим результатом является устройство, которое решает задачу повышения точности определения технического состояния для проведения мероприятий по обслуживанию УЭЦН и прогнозируя их с достаточно высокой точностью, за счет применения методов нейросетевого моделирования [3; 4]. Предлагаемый комплекс содержит блок погружной телеметрической системы – последовательно соединен с погружным электродвигателем, силовой кабель – необходим для непрерывной работы и передачи данных к наземной телеметрической установке,

которая в свою очередь включает контроллер, блок визуализации и обработки данных, компьютерная система – на данном этапе производится расчет единичных и комплексных показателей надежности, строится нейросетевая модель работы УЭЦН, сервер, где хранятся данные, накопленные за все время работы оборудования, для дальнейшего их использования. Предлагаемое устройство работает следующим образом: – сигналы с погружного блока поступают на наземный блок по силовому кабелю; – на наземном блоке данные проходят через контроллер, где происходит согласование диапазона выходных сигналов датчиков с диапазонами входных сигналов блоков обработки и управления; – сформированные сигналы поступают на управляющий компьютер, где происходит приведение к общему диапазону в соответствии с методикой, приведенной в [5].

_____________________ Работа выполнена в рамках проведения исследований по теме МК-1574.2017.8 «Разработка экспертной системы анализа и управления надежностью, рисками и аварийными ситуациями при эксплуатации технологического оборудования нефтегазового комплекса» финансируемой Советом по грантам Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых.

183

Решетневские чтения. 2017

Перед этим производится паспортизация всего исследуемого объекта, выписываются диапазоны показателей нормальной, предаварийной и аварийной работы. В предлагаемом устройстве используется шесть входных параметров: – S1 – температура электродвигателя; – S2 – напряжение по фазе; – S3 – ток по фазе; – S4 – сопротивление изоляции; – S5 – давление масла электродвигателя; – S6 – частота вибрации электродвигателя. Входные показатели преобразуются следующим образом: 6 Siфакт N сист   пасп.аварийный  Ki , i 1 Si

где Ki – весовой коэффициент каждого выходного параметра: 6

K i 1

i

1.

После такого преобразования истинные значения утрачиваются и укладываются в показатели надежности УЭЦН, в диапазоне [0;1]. Далее данные поступают в блок обработки, в котором каждому исследуемому УЭЦН присваивается свой класс, определяющий его техническое состояние, соответственно: – «Система надежна»; – «Техническое обслуживание»; – «Средний ремонт»; – «Капитальный ремонт»; – «Аварийное состояние». В работе представлена теоретическая модель системы мониторинга работы УЭЦН, основанная на эволюционном моделировании и с применением нейронных сетей. Система позволяет контролировать и прогнозировать техническое состояние технологического оборудования. Библиографические ссылки 1. Хайкин С. Нейронные сети: полный курс. М. : Вильямс, 2008. 2. Михайлов А. С., Староверов Б. А. Проблемы и перспективы использования искусственных нейронных сетей для идентификации и диагностики технических объектов // Вестник Ивановского государст-

венного энергетического университета. 2013. №. 3. С. 64–68. 3. Самородов А. В. Диагностика и прогнозирование остаточного ресурса взрывозащищенного электропривода насосно-компрессорного оборудования нефтехимических производств // Главный энергетик. 2010. №. 4. С. 49. 4. Нейросетевая система диагностики нефтеперекачивающего оборудования / В. В. Бухтояров, А. К. Данилов, Н. В. Иванов и др. // Научно-технический вестник Поволжья. 2015. №. 5. С. 164–166. 5. Земенкова М. Ю. Системный мониторинг показателей надежности объектов трубопроводного транспорта : дис. … канд. техн. наук : 05.13.01 / М. Ю. Земенкова. Тюмень, 2007. 167 с. References 1. Haykin S. Neyronnyye seti: polnyy kurs. [Neural networks: a full course]. Williams Publishing House, 2008. 2. Mikhailov A. S., Staroverov B. A. Problemy i perspektivy ispol'zovaniya iskusstvennykh neyronnykh setey dlya identifikatsii i diagnostiki tekhnicheskikh ob"yektov [Problems and prospects of using artificial neural networks for identification and diagnostics of technical objects] // Bulletin of the Ivanovo State Power University. 2013. № 3. P. 64–68. 3. Samorodov A.V. Diagnostika i prognozirovaniye ostatochnogo resursa vzryvozashchishchennogo elektroprivoda nasosno-kompressornogo oborudovaniya neftekhimicheskikh proizvodstv [Diagnostics and prediction of the residual life of the explosion-proof electric drive of the oil-and-chemical production pump equipment] // Chief Power Engineer. 2010. №. 4. P. 49. 4. Neyrosetevaya sistema diagnostiki nefteperekachivayushchego oborudovaniya [Neural network diagnostics of oil pumping equipment] / Bukhtoyarov V. V., Danilov A.K., Ivanov N.V. and others // Scientific and Technical Herald of the Volga Region. 2015. № 5. P. 164–166. 5. Sistemnyy monitoring pokazateley nadezhnosti ob”yektov truboprovodnogo transporta [System monitoring of reliability indicators of pipeline transport facilities: Ph.D. Thesis] / Zemenkova Maria Yurievna. Tyumen, 2007. 167 p.

184

© Бухтояров В. В., Тынченко В. С., Бухтоярова Н. А., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 519.85 АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭВОЛЮЦИОННЫХ АЛГОРИТМОВ В ЗАДАЧАХ БОЛЬШОЙ РАЗМЕРНОСТИ*

А. В. Вахнин**, Е. А. Сопов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 ** E-mail: [email protected] Проводится экспериментальное сравнение алгоритмов CMA-ES, RCGA (PDP) и PSO на задачах оптимизации большой размерности. Наилучшие результаты по значению медианы функции пригодности достигнуты алгоритмом CMA-ES. Ключевые слова: оптимизация большой размерности, эволюционные алгоритмы. PERFORMANCE ANALYSIS OF EVOLUTIONARY ALGORITHMS FOR LARGE-SCALE GLOBAL OPTIMIZATION TASKS

A. V. Vakhnin*, E. A. Sopov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation ** E-mail: [email protected] This work performs experimental comparison of CMA-ES, RCGA (PDP) and PSO algorithms applied to large-scale optimization problems. The best results basing on the median value of fitness function are achieved by CMA-ES algorithm. Keywords: large-scale global optimization, evolutionary algorithms. Введение. Множество актуальных задач глобальной многоэкстремальной параметрической оптимизации имеют большое количество параметров. Изначально количество параметров в задачах оптимизации исчислялось десятками, в наши дни сотнями и тысячами [1]. Также данные задачи характеризуются тем, что они относятся к типу «черный ящик» – измерению доступны только входные и выходные величины. Для решения задач данного типа хорошо зарекомендовали себя эволюционные алгоритмы. Описание используемых подходов. В работе исследуется эффективность следующих алгоритмов, популярных среди специалистов в области решения сложных задач оптимизации: Эволюционная стратегия с адаптацией матрицы ковариации (CMA-ES). Алгоритм CMA-ES [2] был разработан для решения сложных, нелинейных, невыпуклых задач типа «черный ящик» в непрерывном пространстве поиска. В CMA-ES на каждом поколении происходит перерасчет матрицы ковариации, которая непосредственно влияет на размер и форму области, где будут генерироваться будущие потенциальные решения. Самонастраивающийся вещественный генетический алгоритм (RCGA (PDP)). В данной работе ис-

пользовался вещественный генетический алгоритм, описанный в [3]. Реализованы следующие операторы скрещивания – Arithmetical, BLX, Flat, Linear. Эффективность работы RCGA зависит от выбранных параметров, в реальных задачах количество вычислений функции пригодности лимитировано, следовательно, перебор всех комбинаций параметров алгоритма невозможен. Для RCGA использовался метод самонастройки Population-Level Dynamic Probabilities (PDP), подробное описание метода в [4]. Метод роя частиц (PSO). Для оптимизации непрерывных нелинейных функций в 1995 году был предложен метод [5] Джеймсом Кеннеди и Расселом Эберхардом. Он получил название «метод роя частиц». Смысл PSO в том, что он моделирует систему, состоящую из агентов (частиц), которые перемещаются к оптимальному решению, так же агенты обмениваются информацией между собой. Параметры алгоритмов и критерии оценки эффективности. Для адекватного сравнения необходимо поставить алгоритмы в равные условия. Размер популяции – 3000 индивидов. Количество поколений – 100. Сравнение алгоритмов будем осуществлять по лучшему (минимальному) значению медианы функций пригодности в 25 независимых запусках.

__________________________ *

Работа выполнена при поддержке Министерства Образования и Науки РФ в рамках государственного задания № 2.1676.2017/ПЧ (This research is supported by the Ministry of Education and Science of Russian Federation within State Assignment № 2.1676.2017/ПЧ).

185

Решетневские чтения. 2017 Результаты работы CMA-ES, RCGA (PDF), PSO Функции Унимодальные

Основные мультимодальные

Составные

No. 1 3 4 5 6 7 8 11 14 16 17 18 21 23 24 25 28

Функция Sphere Function Rotated Bent Cigar Function Rotated Discus Function Different Powers Function Rotated Rosenbrock’s Function Rotated Schaffers F7 Function Rotated Ackley’s Function Rastrigin’s Function Schwefel's Function Rotated Katsuura Function Lunacek Bi_Rastrigin Function Rotated Lunacek Bi_Rastrigin Function Composition Function 1 (n = 5, Rotated) Composition Function 3 (n = 3, Rotated) Composition Function 4 (n = 3, Rotated) Composition Function 5 (n = 3, Rotated) Composition Function 8 (n = 5, Rotated)

Практические результаты. В качестве тестовых задач использованы задачи с конкурса по LSGO конференции IEEE CEC [6]. Размерность поискового пространства в данной работе составила D = 100. Интервал поиска для всех функций был взят следующий: [100;100]D . В таблице представлены некоторые результаты работы алгоритмов при данных настройках для соответствующей тестовой задачи. Результаты округлены до 0.001. В последнем столбце продемонстрированы значения функции пригодности, если найден глобальный оптимум. Выводы. Результаты показали, что на данных тестовых функциях CMA-ES находит решение эффективнее, чем RCGA (PDP) и PSO. В дальнейших работах будет ставиться вопрос об усовершенствовании CMA-ES с целью повышения эффективности работы данного алгоритма. References

1. Vanderplaats G. N. Very large scale optimization. National Aeronautics and Space Administration (NASA), Langley Research Center, 2002.

CMA-ES –1400 8,30E+09 1,86E+05 –630,169 –551,644 –743,63 –678,659 –352,759 1,13E+04 200,069 500,5 702,143 1364,602 1,96E+04 1279,017 1575,078 6,16E+03

RCGA (PDP) 63357,801 1,78E+18 2,30E+05 8025,973 10426,05 135244,354 –678,655 1065,124 2,76E+04 204,27 2162,63 2349,646 8601,442 3,36E+04 1613,544 1708,666 2,4E+04

PSO 9695,337 7,96E+11 9,79E+04 2301 789,735 1342,7 –678,711 1149,079 2,13E+04 203,304 2419,569 2461,778 3153,116 2,56E+04 1612,063 1737,878 1,54E+04

fi*= fi(x) –1400 –1200 –1100 –1000 –900 –800 –700 –400 –100 200 300 400 700 900 1000 1100 1400

2. Hansen N., Kern S. “Evaluating the CMA Evolution Strategy on Multimodal Test Functions,” Proc. 8th Int. Conf. Parallel Probl. Solving from Nat. PPSN VIII. 2004. Vol. 3242/2004, no. 0, P. 282–291. 3. Herrera F., Lozano M., Verdegay J. L. Tackling real-coded Genetic algorithms: operators and tools for the behaviour analysis. Artificial Intelligence Review. 1998. Vol. 12, No. 4. P. 265–319. 4. Niehaus J., W. Banzhaf. Adaption of Operator Probabilities in Genetic Programming. In: Miller J. et al. (Eds.): EuroGP 2001, LNCS 2038. 2001. P. 329. 5. Kennedy J., Eberhart R. C. “Particle swarm optimization” // In Proceedings of IEEE International Conference on Neural Networks, P. 1942–1948, 1995. 6. Problem Definitions and Evaluation Criteria for the CEC 2013 Special Session and Competition on RealParameter Optimization / J. J. Liang, B. Y. Qu, P. N. Suganthan, Alfredo G. Hernández-Díaz // Technical Report 201212, Computational Intelligence Laboratory, Zhengzhou University, Zhengzhou China and Technical Report, Nanyang Technological University, Singapore, January 2013.

186

© Вахнин А. В., Сопов Е. А., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 519.87 О ПРИМЕНЕНИИ БИОНИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ КОМБИНАТОРНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ

Д. В. Дресвянский Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected]

На репрезентативном множестве тестовых задач исследуется эффективность бионических алгоритмов комбинаторной оптимизации, имеющих большое значение при проектировании аппаратно-программных комплексов космических аппаратов. Ключевые слова: комбинаторная оптимизация, бионические алгоритмы, задача коммивояжера, задача нахождения минимального остовного дерева ограниченной степени. ON APPLICATION OF BIOLOGY INSPIRED ALGORITHMS IN COMBINATORIAL OPTIMIZATION

D. V. Dresvyanskiy Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

We have been exploring the effectiveness of bionic algorithms of combinatorial optimization on a representative set of test problems, which are of a great importance in the design of hardware-software complexes of spacecrafts. Keywords: combinatorial optimization, bionic algorithms, travelling salesman problem, degree-constrained minimal spanning tree problem. В настоящее время ракетно-космическая деятельность стала одной из ведущих отраслей мировой экономики, лежащей в основе наукоемких технологий XXI века. В условиях постоянно растущего количества космических аппаратов, доставляемых на орбиту, все большую необходимость приобретает решение комбинаторных задач оптимизации, связанных с проектированием аппаратно-программных комплексов космических аппаратов. Одними из часто используемых алгоритмов комбинаторной оптимизации стали бионические алгоритмы, идеи которых вдохновлены природой [1]. Часто, бионические алгоритмы содержат параметры, настройка которых требует наличия эксперта и большого количества времени. Поэтому необходимо использовать методы самонастройки бионических алгоритмов, устраняющие данные недостатки [2]. В данной работе рассматривались задачи коммивояжера и нахождения минимального остовного дерева ограниченной степени, являющиеся классическими в теории и практике комбинаторной оптимизации. Суть задачи сводится к поиску кратчайшего пути, проходящего через некие пункты по одному разу с последующим возвращением в исходный пункт, что может использоваться при трассировке систем коммуникации и электрических систем космический аппаратов. Для решения задачи коммивояжера применялись генетический алгоритм (GA), муравьиный алгоритм (ACO), алгоритм умных капель воды (IWDs),

а также их самонастраиваемые версии (selfCGA, selfCACO). Для самонастройки использовался метод, представленный в [1; 2]. Тестирование данных алгоритмов проводилось на задачах из репозитория TSPLIB [3]. Для каждого алгоритма в каждой задаче было определено одинаковое количество ресурсов: 52800 вычислений целевой функции для задачи Oliver30, 342210 для Eil51 и 348920 – для Berlin52. Цифры в названиях задач указывают на размерность задачи. В качестве оценки эффективности данных алгоритмов использовались такие показатели, как длина наименьшего найденного обхода и средняя длина обхода (усредненное значение найденных лучших решений за 50 запусков алгоритма). Результаты тестирования представлены в табл. 1. Как видно из табл. 1, самонастраивающиеся алгоритмы практически не уступают в эффективности стандартным алгоритмам. Однако самонастраивающиеся алгоритмы позволяют сэкономить временные и вычислительные ресурсы, необходимые для выбора настроек и адаптацию параметров алгоритмов, что делает их применение при решении данной задачи наиболее привлекательным. Минимальное остовное дерево (МОД) графа – это остовное дерево этого графа, имеющее минимально возможный вес. Тогда МОД ограниченной степени это такое МОД, в котором каждая вершина связана с не более чем d другими вершинами.

187

Решетневские чтения. 2017 Таблица 1 Эффективность работы бионических алгоритмов комбинаторной оптимизации при решении задачи коммивояжера Задача Алгоритм GA SelfCGA IWDs ACO SelfCACO

Oliver30 (Оптимум = 423,741) Длина лучше- Средняя длиго обхода на обхода 423,741 429,67 423,741 430,626 423,741 426,53 423,741 424,592 423,741 425,20

Eil51(Оптимум = 426) Длина лучше- Средняя длиго обхода на обхода 431,935 445,324 439,22 447,8 429,341 439,577 429,781 433,523 429,484 440,42

Berlin52 (Оптимум = 7542) Длина лучшеСредняя длиго обхода на обхода 7544,36 7969,25 7544,36 8097,75 7542,55 7543,23 7544,37 7551 7548,99 7579,70 Таблица 2

Эффективность работы бионических алгоритмов комбинаторной оптимизации при решении задачи коммивояжера Algorithm Задача R50n1, d = 3 R50n3, d = 4 R100n3, d = 5 m50n1, d = 5 m50n3, d = 4 m100n1, d = 6 m100n3, d = 4

NGA Вес лучшего найСредний вес денного МОД найденных МОД 5,447 6,517 6,211 6,608 11,351 13,409 8,597 10,027 8,966 9,597 19,259 21,024 23,496 26,070

AB-DCMST Вес лучшего най- Средний вес найденного МОД денных МОД 4,550 5,761 4,143 4,235 7,500 7,548 7,964 8,995 7,959 8,575 11,289 12,337 17,354 19,123

Для решения задачи нахождения МОД ограниченной степени использовались модифицированные генетический алгоритм (NGA) [4], муравьиный алгоритм (AB-DCMST) [5] и, для сравнения, алгоритм Краскала (МАК). Тестирование реализованных алгоритмов проводилось на графах, использованных учеными в [5]. Для каждого алгоритма были определены равные ресурсы: для задачи с размерностью 50–50000 вычислений целевой функции, для задачи с размерностью 100–100000 и так далее. Некоторые результаты тестирования представлены в табл. 2. В качестве оценки эффективности использовались такие показатели, как вес лучшего найденного МОД и средний вес найденных МОД. В результате тестирования было установлено, что эффективность NGA значительно ниже эффективности AB-DCMST, а в некоторых случаях, и эффективности МАК. С другой стороны, AB-DCMST показал лучшую эффективность по сравнению с остальными алгоритмами, что позволяет сделать выбор в его пользу при решении данной задачи. Таким образом, для решения рассматриваемых задач рекомендуется использовать самонастраивающиеся бионические алгоритмы комбинаторной оптимизации, которые в значительной степени облегчают работу исследователя и экономят большое количество времени, необходимое на настройку параметров. Библиографические ссылки 1. Семенкина О. Е., Семенкина О. Э., Исследование эффективности бионических алгоритмов комбинаторной оптимизации // Программные продукты и системы. 2013. №3. С. 126–130. 2. Semenkin E. S., Semenkina M. E. Self-configuring genetic algorithm with modified uniform crossover operator, Lecture Notes in Computer Science. 2012. part 1. P. 414–421.

МАК Вес лучшего найденного МОД 4,781 4,253 7,554 11,701 8,933 21,911 22,930

3. The TSPLIB Symmetric Traveling Salesman Problem Instances. [Электронный ресурс]. URL: http://elib.zib.de/pub/mp-testdata/tsp/tsplib/tsp/ (дата обращения: 10.05.2017). 4. Lixia H., Yuping W., A Novel Genetic Algorithm for Degree-Constrained Minimum Spanning Tree Problem // IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security. 2006. Vol. 6, № 7A. P. 50–57. 5. An Improved AntBased Algorithm for the DegreeConstrained Minimum Spanning Tree Problem / T. N. Bui, X. Deng, C. M. Zrncic // IEEE Transactions on evolutionary computation. April 2012. Vol. 16, № 2. P. 266–278. References 1. Semenkina O. E., Semenkina O. E.[Research of the effectiveness of bionic algorithms of combinatorial optimization] // Programmnye produkty i sistemy. 2013. № 3. P. 126–130 (In Russ.). 2. Semenkin E. S., Semenkina M. E. Self-configuring genetic algorithm with modified uniform crossover operator. Lecture Notes in Computer Science. 2012. part 1. P. 414–421. 3. The TSPLIB Symmetric Traveling Salesman Problem Instances. Available at: http://elib.zib.de/ pub/mp-testdata/tsp/tsplib/tsp/ (accessed: 10.05.2017). 4. Lixia H., YupingW. A Novel Genetic Algorithm for Degree-Constrained Minimum Spanning Tree Problem. IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security. 2006. Vol. 6, № 7A. P. 50–57. 5. Bui T. N., Deng X., ZrncicC. M. An Improved AntBased Algorithm for the Degree-Constrained Minimum Spanning Tree Problem. IEEE Transactions on evolutionary computation. 2012. Vol. 16, № 2. P. 266–278.

188

© Дресвянский Д. В., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 004.942 РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ КОШИ ДЛЯ ОБЫКНОВЕННЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ САМОНАСТРАИВАЮЩИМСЯ АЛГОРИТМОМ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ*

Т. С. Карасева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected]

Исследуется эффективность алгоритма автоматизации моделирования динамики с помощью дифференциальных уравнений, имеющей большое значение при проектировании систем управления ракетно-космической техники. Ключевые слова: самонастраивающийся алгоритм генетического программирования, задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений, автоматизация решения. SOLVING CAUCHY PROBLEM FOR ORDINARY DIFFERENTIAL EQUATIONSWITH SELF-CONFIGURINGGENETIC PROGRAMMING ALGORITHMS

T. S. Karaseva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected]

The paper considers the effectiveness of the algorithm for automating the modeling of dynamics using differential equations that is of great importance in developing control systems for rocket and space equipment. Keywords: self-configuring genetic programming algorithm, Cauchy problems for ordinary differential equations, automated solving. При исследовании динамики сложных систем, в том числе ракетно-космических, предполагается формализация путем построения математической модели, которая в данном случае обычно принимает форму обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ), решение которых само по себе является сложной задачей. Автоматизация процесса решения ОДУ может существенно упростить процесс моделирования для разработчиков ракетно-космических систем. Теория ОДУ содержит ряд подходов для решения различных видов уравнений. Но далеко не каждое уравнение можно решить, используя последовательность шагов, указанную в теоретически обоснованном методе. Кроме того, под решениями ОДУ подразумевается класс функций, удовлетворяющих заданному уравнению, а на практике требуются частные решения ОДУ, получаемые для соответствующих задач Коши, краевых задач. Соответствующий метод решения ОДУ строго формализован, математически обоснован. Однако только малая часть получаемых при решении реальных практических задач уравнений может быть решена таким методом, остальные решаются численно. Получается, что методы решения ОДУ, обычно применяемые на практике не дают желаемого резуль-

тата – функции в символьном виде, причем единственной. Но использование алгоритма генетического программирования (ГП) для решения ОДУ позволяет обойти недостатки традиционных методов. В данном случае задача сводится к процедуре поиска оптимального бинарного дерева, представляющего собой математическую функцию. Таким образом, результатом работы алгоритма ГП являются точные символьные решения, если таковые существуют [1; 2]. Основная проблема, ограничивающая распространение применения ГП, состоит в необходимости его тонкой настройки, что требует глубоких знаний теории эволюционных алгоритмов. Для устранения данной проблемы можно использовать самонастраивающийся алгоритм генетического программирования (СГП), который самостоятельно выбирает эффективные настройки для решаемой задачи [3]. Таким образом, в данном исследовании использовался СГП, реализующий основные операторы селекции, мутации и скрещивании, а также использовался модуль самонастройки алгоритма. Самонастройка осуществлялась на уровне популяции [4]. В данной работе используется гибридный подход, объединяющий численный метод и СГП.

_________________________ * Работа выполняется в рамках НИР 2.1680.2017/ПЧ проектного задания Министерства образования и науки РФ Сибирскому государственному университету науки и технологий имени М. Ф. Решетнева.

189

Решетневские чтения. 2017 Задачи Коши для ОДУ № 1

Уравнение

Интервал [1;1]

Точное решение

xy  2 y  2 x  0

Начальные условия y (1)  2

2

xy  ( x  1) y'  0

y(0)  1

[0;3]

( x  1)e  x

3

2 x( x  y )  y  0

y (1, 4)  4,139327

[1, 4;1, 4]

4

( x  xy ' )  x 2 cos( x)  0

y (0,1)  0,05998

[0,1;6]

ex  x2  1 x(0,5  sin( x))

5

y  2sin( x)  0

y (0)  0, y (0)  2

[0;6]

2sin( x)

'

4

2

''

'

'

На первом этапе осуществляется численное решение ОДУ методом Рунге–Кутта четвертого порядка. Данный метод часто применяется для решения дифференциальных уравнений из-за его высокой точности [5]. В результате решения ОДУ численным методом будет получена таблица чисел, представляющих значения искомой функции в заданных точках. Данная таблица и является входными данными для алгоритма СГП. На их основании будет найдено выражение в символьном виде. Получаемые выражения могут быть разделены на 3 класса: – символьно точные – выражения, точно совпадающие с истинной структурой; – символьно условно точные – выражения могут быть приведены к истинным при помощи элементарных математических преобразований и округления; – приближенные – выражения не могут быть приведены к истинным (например, разложение в ряд) [1]. В ходе тестирования подхода были решены задачи Коши. Примеры задач, решаемых описанным способом, представлены в табл. 1. Для каждой задачи выполнялось по 10 запусков, по результатам которых определялся усредненный номер поколения, на котором было найдено решение и принадлежность решения к виду символьно точные, символьно условно точные или приближенные. Так для первой задачи усредненный номер поколения составил 21, а из 10 запусков алгоритм нашел по 4 символьно точных и символьно условно точных и 2 приближенных. Для второй задачи номер поколения – 30, а в результате эксперимента было получено 4 точных и 6 условно точных решений. Для третьей задачи получено 6 точных, 2 условно точных и 2 приближенных решения, а номер поколения составил 37. Для четвертой задачи получено 10 условно точных решений. В результате эксперимента, проведенного по данным задачи 5, было получено 6 точных, 4 условно точных решений, а алгоритм в среднем находил решение на 23 поколении. Таким образом, при решении задачи Коши для ОДУ самонастраивающимся алгоритмом ГП была отмечена высокая надежность получения точных решений. Гибридный метод решения характеризуется тем, что не требует вычисления производных. Поэтому данный алгоритм предпочтителен, если определяющим фактором является время работы [1]. Однако стоит отметить, что гибридный метод имеет недостаток, заключающийся в накоплении ошибки за счет использования численного метода решения ОДУ.

x2  x4 2

Библиографические ссылки 1. Burakov S., Semenkin E. Solving Variational and Cauchy Problems with Genetic Programming Algorithms. In: Proceedings of the 5th International Conference on Bioinspired Optimization Methods and their Applications (BIOMA’2012). Bohinj, Slovenia, 2012. 2. Burakov S. V., Semenkin E. S. Solving variational and Сauchy problems with self-configuring genetic programming algorithm // International Journal of Innovative Computing and Applications. 2013. Vol. 5, № 3. Р. 152–162. 3. Semenkin E. S., Semenkina M. E. Self-configuring Genetic Algorithm with Modified Uniform Crossover Operator, Advances in Swarm Intelligence, Lecture Notes in Computer Science 7331. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2012. P. 414–421. 4. Семенкин Е. С., Семенкина М. Е. Самоконфигурируемые эволюционные алгоритмы моделирования и оптимизации : монография / МДП. Магнитогорск, 2014. 310 с. 5. Tsoulos I. G., Lagaris I. E. Solving differential equations with genetic programming. Genet. Program Evolvable Mach, 7, 2006. References 1. Burakov S., Semenkin E. Solving Variational and Cauchy Problems with Genetic Programming Algorithms. In: Proceedings of the 5th International Conference on Bioinspired Optimization Methods and their Applications (BIOMA’2012), Bohinj, Slovenia, 2012. 2. Burakov S. V., Semenkin E. S. Solving variational and Сauchy problems with self-configuring genetic programming algorithm // International Journal of Innovative Computing and Applications. 2013. Vol. 5, № 3. Р. 152–162. 3. Semenkin E. S., Semenkina M. E. Self-configuring Genetic Algorithm with Modified Uniform Crossover Operator, Advances in Swarm Intelligence. Lecture Notes in Computer Science 7331, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2012. P. 414–421. 4. Semenkin E. S., Semenkina M. E., [Selfconfiguring evolutionary algorithms for modeling and optimization: monograph], MDP, Magnitogorsk, 310 p., 2014 (In Russ.). 5. Bukhtoyarov V. V., Semenkin E. S., Development and study of the hybrid method of genetic programming, Software products and systems. 2010. № 3. P. 34–38, 6. Tsoulos I. G., I. E. Lagaris Solving differential equations with genetic programming. Genet. Program Evolvable Mach, 7, 2006.

190

© Карасева Т. С., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 519.6 ПOЛИНОМИАЛЬНАЯ ИНТЕРПОЛЯЦИЯ ТРАЕКТОРИИ ИСКУССТВЕННОГО СПУТНИКА ЗЕМЛИ

Е. Д. Карепова1, В. С. Корниенко1, 2* 1

Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 2 Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 * Е-mail: [email protected]

Работа посвящена сравнению различных алгоритмов интерполяции траектории и скорости искусственного спутника Земли с требуемой точностью. Ключевые слова: интерполяция, полином Эрмита, полином Лагранжа. POLYNOMIAL INTERPOLATION OF THE TRAJECTORY OF AN ARTIFICIAL EARTH SATELLITE

Е. D. Karepova1, V. S. Kornienko1,2* 1

Institute of Computational Modelling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation 2 Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation * Е-mail: [email protected]

In this paper, we compares various algorithms of interpolation of the trajectory and speed of an artificial earth satellite with the required accuracy. Keywords: interpolation, the Hermite polynomial, the Lagrange polynomial. К настоящему времени спутниковые навигационные системы (СНС), например GPS, применяются в основном для определения местоположения, точного времени, а также других параметров движения для наземных, водных и воздушных объектов. Наряду с земными, в космических приложениях также активно используются возможности СНС для определения траекторных параметров движения искусственных спутников Земли. В частности, в задаче навигации малых (микро) искусственных спутников – спутников, имеющих малый вес и габариты – применение навигационных решений СНС имеет ряд преимуществ [1]. Моделирование траектории спутника в настоящее время производится посредством решения

системы дифференциальных уравнений, используемых для прогноза движения навигационных спутников системы ГЛОНАСС [2]. Основной же проблемой для задач такого типа остается определение положения спутника и его скорости в любой интересующий нас момент времени с приемлемой точностью. Для решения задачи была протестирована серия интерполяционных шаблонов, базирующихся на полиномах Лагранжа и Эрмита [3]. Необходимо было найти наиболее подходящий тип полинома, а также его порядок, временной интервал расчета, на котором функция приближается с достаточной степенью точности, и количество таких полиномов, нужных для полного покрытия орбиты спутника.

Погрешность аппроксимации тестовой функции полиномом Эрмита степени 11

191

Решетневские чтения. 2017

В качестве тестовой была принята функция f  x   sin x , где x    3;7 3 , поскольку орбита спутника приближенно представляет собой эллипс. Для достижения требуемой точности нахождения положения спутника (с ошибкой не более 0,1 мм), погрешность аппроксимации на тестовой функции не должна превышать 10 12 (см. рисунок). В результате тестов было выявлено, что для корректного приближения траектории спутника возможно использовать полином Эрмита одиннадцатой степени, с временным интервалом расчета 3 часа. Тогда для покрытия всей орбиты необходимо всего 4 таких полинома. Библиографические ссылки 1. Джепе А. Задача навигации и ориентации искусственного спутника Земли на основе датчиков угловой скорости и многоантенного спутникового приемника : дис. М., 2006. 93 с. 2. Глобальная спутниковая навигационная система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ ГЛОНАСС. 5.1-я ред., 2008.

3. Вержбицкий В. М. Численные методы. Математический анализ и обыкновенные дифференциальные уравнения. М. : Высш. шк., 2001. 382 с. References 1. Dzhepe A. Zadacha navigacii i orientacii iskusstvennogo sputnika Zemli na osnove datchikov uglovoj skorosti i mnogoantennogo sputnikovogo priemnika. Dis. [The problem of navigation and orientation of an artificial earth satellite based on angular velocity sensors and a multi-antenna satellite receiver]. M., 2006. 93 s. 2. Global satellite navigation system GLONASS. Interface control document GLONASS.5.1th edition, 2008. (In Russ.) 3. Verzhbitsky V. M. Chislennye metody. Matematicheskiy analiz i obyknovennye differentsial'nye uravneniya. [Numerical methods. Mathematical analysis and ordinary differential equations]. M. : Vysshaya shkola, 2001. 382 p.

192

© Карепова Е. Д., Корниенко В. С., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 621.396.6-001.4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВНУТРЕННИХ ФАКТОРОВ НА ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ПРИ НАЗЕМНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОТРАБОТКЕ

А. А. Ковель1, А. И. Горностаев2 1

Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Северная, 1 2 АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected]

Рассмотрен способ выявления влияния внутренних факторов на параметры электронных устройств космических аппаратов на основе применения метода математического планирования эксперимента. Ключевые слова: математическое планирование эксперимента, матрица планирования, математическая модель. MODELING INFLUENCE OF INTERNAL FACTORS ON THE PARAMETERS OF ELECTRONIC DEVICES OF SPACE APPLIANCES UNDER LAND-EXPERIMENTAL PROCESSING

A. A. Kovel1, A. I. Gornostaev2 1

Siberian Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of the Ministry of Emergency Measures of Russia 1, Severnaya Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsky region, 662972, Russian Federation 2 JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected]

The paper considers a way of revealing the influence of internal factors on the parameters of electronic devices of space vehicles; the consideration is on the basis of applying the method of mathematical experiment planning. Keywords: mathematical experiment planning, planning matrix, mathematical model. Наземно-экспериментальная отработка – наземный «полет» космического аппарата и его элементов, при котором воспроизводятся возможные эксплуатационные воздействия (факторы). Необходимо обеспечить выполнение электронными устройствами (ЭУ) заданных функций и подтвердить готовность к функционированию в эксплуатационных условиях. Если ЭУ, о которых будет идти речь, представить как объект исследования (ОИ), то поставленные задачи по обеспечению его работы и подтверждению работоспособности могут обобщенно представлены моделью «чёрного ящика», подверженного воздействию эксплуатационных факторов [1] – рис. 1. Совокупность {x} представлена обобщённо воздействиями: – xвх – входные (токи, напряжения) с набором своих параметров (амплитуда, длительность, фаза и др.); – xвнш – внешние, к которым относятся как воздействия внешней среды (температура, влажность, невесомость), так и некоторых «добавок», привносимых самим ОИ (например, напряжение питания и др.); – xвнт – внутренние, присущие конкретному ОИ (взаимовлияние входящих частей, электороэлементов и др.), так и отличиями, вызванными разбросом (в пределах допуска) параметров составных частей, электроэлементов.

xвнш …

ОИ xвх …

…

ПОИ

… xвнт Рис. 1. Схема воздействия эксплуатационных факторов на ОИ

Для выявления влияния всей совокупности {x} воздействий на параметры ОИ традиционной является процедура экспериментального исследования ПОИ при всех возможных состояниях крайних значений воздействий (xmin, xmax). В математическом планировании эксперимента (МПЭ) [1; 2] эта процедура формализована и объединена в таблицу, именуемой матрицей планирования (МП), где в упорядоченном виде представлены все возможные состояния воздействий из

193

Решетневские чтения. 2017

совокупности {x}. Если объединить xвх, xвнш и присвоить им порядковые индексы от x1 до xn (x1, x2, x3, …, xn), то МП получит вид, представленный в таблице. Матрица планирования эксперимента № оп. 1 2 3 4 : N

x1 + – + –

x2 + + – –

x3 + + + +

–

–

–

… …

xn + + + +

ПОИ П1 П2 П3 П4

–

ПN

чий при повторении опытов по МП будет получено семейство факторограмм (коридор откликов – рис. 3). То же произойдет и при изменении принципов установки элементов на плате, когда изменятся уровни взаимовлияния.

ПОИ

МП содержит все возможные состояния xmin (−), xmax (+), и соответствующие им значения ПОИ. Таким образом, после выполнения всех N опытов (строки МП) имеют зависимость ПОИ(x1, x2, x3, …, xn), представленную в табличном виде. Показано [2; 3], что если эта зависимость от всех представленных воздействий линейна, то варьируемые xi на уровнях xmin, xmax – необходимое и достаточное условие для восстановления этой зависимости в виде полинома (полиномиальной математической модели – ММ): П ои  b0  b1 x1  b2 x2  b3 x3    bn xn  n  П   b0   bi xi  П ои  x  ,  x  1

где b0 – среднее значение Пои по N опытов; bi – коэффициенты влияния, пропорционально которым каждый фактор вносит свой вклад в ПОИ. Процедура восстановления значений ММ хорошо разработана и используется в инженерной практике [2–4 и др.]. Есть компьютерные реализации обработки массивов экспериментальных данных. Всё хорошо, когда исследователь имеет возможность управлять независимыми воздействиями в процессе исследования. К таким относятся практически все входные и внешние воздействия. Но когда дело доходит до исследования влияния внутренних факторов, отработанный алгоритм МПЭ, требующий активного варьирования уровнями факторов, не может быть реализован. Опыт применения МПЭ показал, что выявление влияния xвнт – решаемая задача. Обратимся вначале к факторограммному представлению результатов МПЭ, которое дает возможность визуализировать табличные результаты. Инженерная практика – общение с чертежами, графиками, диаграммами. Если по оси абсцисс отложить номера опытов МП, а по ординатам – результаты, полученные в опытах, будет получена факторограмма (рис. 2). Для наглядности точки-результаты соединяют отрезками прямых. Чертеж – очень информативное представление экспериментальных данных. И в этом смысле факторограмма способна многое сообщить постановщику эксперимента. Если теперь начать менять отдельные элементы или группы устройств на однотипные, то из-за допустимых по техническим условиям на элементы отли-

1

2

3

N

N

Рис. 2. Факторограмма результатов эксперимента

Таким образом, становится очевидным путь моделирования влияния xвнт: замена элементов на однотипные; изменение установки элементов на плате; повторение МПЭ после каждой замены. Кроме выявления чувствительности конкретной схемотехнической реализации к указанным элементам это также путь к оптимизации. Если ширина коридора откликов превышает необходимые пределы (Пminдоп, Пmaxдоп) или нет необходимых элементов (запасы работоспособности), то, вопервых, могут быть предприняты поиски другой функционально аналогичной элементной базы, способной минимизировать ширину коридора откликов, и во-вторых, могут быть предприняты поиски изменения схемотехники устройств для поиска варианта, обладающего меньшей чувствительностью к xвнт. Таким образом, минимизация ширины коридора откликов – свидетельство уменьшения влияния внутренних факторов.

ПОИ

Пmaxдоп

Пminдоп Рис. 3. Коридор откликов

Но, так как этап экспериментальной отработки ограничен сроками и выделяемыми средствами, число проводимых замен и количество опытов не могут выйти за пределы малой выборки. Поэтому потребуется использование аппарата математической стати-

194

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

стики для прогноза возможных отклонений за пределы полученных результатов исследования для получения окончательных выводов о применимости ОИ. Таким аппаратом может быть метод толерантных пределов [5], позволяющий оценивать отклонения по max и min в виде толерантных пределов и Пtmin и Пtmax (см. рис. 3), где Пt  П ср  k t S  N  ; П ср – сред-

нее значение Пои в каждом опыте; S  N  – оценка среднеквадратичного отклонения в каждом опыте; k t – табулированный толерантный коэффициент. Таким образом, используя методологию МПЭ даже без восстановления ММ по результатам исследований разработчик получает достаточный материал для содержательных выводов. Библиографические ссылки 1. Сидняев Н. И. Теория планирования эксперимента и оценка статистических данных. М. : Юрайт, 2011. 2. Барабащук В. Н., Креденцер Б. П., Мирошниченко В. И. Планирование эксперимента в технике. Киев : Техника, 1984.

3. Ивоботенко Б. А., Ильинский Н. Ф., Копылов И. П. Планирование эксперимента в электротехнике. М. : Энергия, 1975. 4. Михайлов В. И., Федосов К. М. Планирование эксперимента в судостроении. Л. : Судостроение, 1978. 5. Смирнов Н. В., Дунин-Барковский И. В. Курс теории вероятностей и математической статистики. М. : Наука, 1969. References 1. Sidnyaev N. I. Teoriya planirovaniya eksperimenta i ocenka statisticheskikh dannikh. M. : Yurait, 2011. 2. Barabashuk V. N., Kredencer B. P., Miroshnichenko V. I. Planirovanie eksperimenta v tekhnike. Kiev : Technika, 1984. 3. Ivobotenko B. A., Ilinsky N. F., Kopilov I. P. Planirovanie tksperimenta v elektrotekhnike. M. : Energiya, 1975. 4. Mikhailov V. I., Fedosov K. M. Planirovanie eksperimenta v sudostroenii. L. : Sudostroenie, 1978. 5. Smirnov N. V., Dunin-Barkovsky I. V. Kurs teorii veroyatnostey I matematicheskoy statistiki. M. : Nauka, 1969. © Ковель А. А., Горностаев А. И., 2017

195

Решетневские чтения. 2017

УДК 521 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВУХКАНАЛЬНОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПРИ СОПРОВОЖДЕНИИ МАНЕВРИРУЮЩЕЙ ЦЕЛИ

И. Н. Корж, Н. П. Богомолов АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected]

Посвящена изучению двухпозиционной радиолокационной системы с калмановской фильтрацией в приёмных позициях, комплексированием результатов оценок векторов состояния и обратной связи из пункта обработки информации в приёмные позиции. Проведен анализ результатов имитационного математического моделирования. Ключевые слова: фильтр Калмана, многопозиционная радиолокационная система, двухканальная обработка траекторной информации, вторичная обработка радиолокационной информации. MATHEMATICAL MODELING OF THE DUAL-CHANNEL RADAR SYSTEM UNDER THE SUPPORT OF THE MANEUVERING TARGET

I. N. Korzh, N. P. Bogomolov JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected]

This article is concerned with the research of dual-position radar system with Kalman filtering in receiving stations, the aggregation of the results of states of vector estimates and feedback from the information processing point to the receiving positions. Evaluation of results of simulation mathematical model is performed. Keywords: Kalman filter, multi-position radar system, dual-channel processing of flight path information, secondary processing of radar data. Задача обеспечения высокой точности оценивания фазовых координат – параметров траектории цели может быть решена путём объединения или многоканальной калмановской фильтрации в пункте обработки информации (ПОИ) многопозиционной радиолокационной системы (МПРЛС) результатов фильтрации оценок векторов состояния, рассчитанных в вынесенных приёмных позициях (ВПП) с применением алгоритмов фильтрации Калмана [1]. Алгоритм децентрализованной системы траекторной обработки радиолокационной информации, в котором результаты фильтрации оценок векторов состояния ВПП объединяются в ПОИ, а также модели измерений и движения цели подробно рассмотрены в [1]. С целью повышения точности оценивания координат радиолокационной цели в многопозиционной радиолокационной системе, предлагается выдавать экстраполированную оценку вектора состояния объекта с выхода ПОИ в приёмные пункты (рис. 1). Данный алгоритм обеспечивает точность оценивания сферических координат в каждом приёмном пункте, что в свою очередь повышает точность результирующей оценки вектора состояния объекта в ПОИ. На вход ВПП поступают вектора наблюдаемых параметров (где n – номер вынесенного пункта, k –

номер шага фильтрации) с соответствующей матрицей ошибок измерения. В ВПП происходит фильтрация в соответствии с алгоритмом фильтрации Калмана, подробно изложенном в [2]. И на вход ПОИ поступают оценки векторов состояния с соответствующими корреляционными матрицами точности измерений. Результирующая оценка вектора состояния вычисляется в ПОИ в соответствии с (1), а результирующая матрица точности в соответствии с (2). ˆ p  C p1  C11  C21  ˆ 1   C22  C12  ˆ 2  , 2

2

C p   Cij

.

(1) (2)

i 1 j 1

При включении обратной связи с выхода ПОИ в приемные пункты осуществляется передача результирующей оценки вектора состояния и корреляционной матрицы ошибок оценивания, которые экстраполируются на один шаг вперед и заменяют соответствующую информацию в каждом из ВПП. На рис. 2 и 3 представлены результаты моделирования при движении объекта по дуге окружности, с перегрузкой равной 2. Скорость движения объекта составляет 2000 км/ч. Начало маневра приходиться на десятый, а окончание – на двадцатый шаг фильтрации.

196

Математические методы моделирования, управления и анализа данных ˆ λ 1k

ВПП 1

1 Cλ

ˆ 1k ,C-1α1k α

1k

ˆ pk ,C-1αp α

ПОИ ˆ λ 2k

ВПП 2

Cλ21k

k

ˆ 2 k ,C-1α α

2k

t

ˆ k-1 Bk-1α ˆ ? k ,C?1k

Рис. 1. Структурная схема алгоритма обработки РЛИ с использованием цепи обратной связи R , м 350 300

2

1

250 200 150

k 5

10

15

20

25

30

35

Рис. 2. Значение СКО по координате дальность от номера шага фильтрации: 1 – алгоритм без обратной связи; 2 – алгоритм с обратной связью   , град. 2 1.5

1

2

1 0.5 k 5

10

15

20

25

30

35

Рис. 3. Значение СКО по координате азимут от номера шага фильтрации: 1 – алгоритм без; обратной связи; 2 – алгоритм с обратной связью 1

K R(k)

0.9 0.8

1

2

0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

k 5

10

15

20

25

30

35

Рис. 4. Зависимость матричного коэффициента усиления от номера шага фильтрации при сопровождении маневрирующего объекта: 1 – алгоритм без; обратной связи; 2 – алгоритм с обратной связью

197

Решетневские чтения. 2017

На этапе маневра в алгоритме с обратной связью наблюдается срыв сопровождения цели по координате азимут (рис. 3), который сопровождается увеличением СКО и ошибок оценивания. Срыв сопровождения объекта можно объяснить тем, что мгновенная перестройка ФОС-алгоритма на работу с широкой полосой пропускания фильтра Калмана невозможна вследствие большой инерционности данного варианта децентрализованной обработки информации. Таким образом, в начальный момент маневра объекта фильтр Калмана ВПП, доверяя результирующей экстраполированной оценке вектора состояния, полученной по цепи обратной связи из пункта обработки, выдаёт оценку вектора состояния с увеличенной погрешностью. Данная оценка поступает в ПОИ и там комплексируется с оценкой другого ВПП. В результате накапливаются ошибки оценивания вектора состояния, и происходит срыв сопровождения объекта. При детальном анализе результатов моделирования, полученных для координаты дальности (рис. 2), можно отметить, что в момент маневра СКО для обоих алгоритмов совпадают. Однако на этапе завершения манёвра, при использовании алгоритма с обратной связью происходит срыв сопровождения. Это можно объяснить тнм, что в момент окончания манёвра объектом, происходит перестройка фильтров, которая заключается в уменьшении полосы пропускания фильтра Калмана, что в свою очередь сопровождается уменьшением матричного коэффициента усиления. Зависимость матричного коэффициента усиления при сопровождении маневрирующего объекта представлена на рис. 4. Выводы: 1. При выполнении целью манёвра происходит срыв сопровождения цели, если используется алгоритм с обратной связью.

2. Применение алгоритма с обратной связью целесообразно на прямолинейных участках траектории цели. Библиографические ссылки

1. Сидоров О. В. Траекторная обработка информации в центре обработки информации двухпозиционной РЛС с фильтрацией оценок в приёмных позициях // Молодежь и наука : сб. материалов Х Юбилейной Всерос. науч.-технич. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых с междунар. участием, посвященной 80-летию образования Красноярского края [Электронный ресурс]. Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2014. 2. Богомолов Н. П. Децентрализованные алгоритмы обработки информации в двухканальный измерительных системах // Вестник СибГАУ. 2005. С. 7–11. References

1. Sidorov O. V. Flight path processing of information in the center of the processing information of dual-position RLS with filtering assessment in receiving stations // The young and science: a collection of material X Anniversary of the All-Russian scientific and technical conference of students, advanced students and young scientists with international participation, dedicated to the 80th anniversary of the Krasnoyarsk Territory [Electronic resource]. Krasnoyarsk : Siberian Federal University, 2014. 2. Bogomolov N. P. Decentralized algorithms of processing information in dual-channel measuring systems // Vestnik SibSAU. 2005. P. 7–11.

198

© Корж И. Н., Богомолов Н. П., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 52-601 ВОССТАНОВЛЕНИЕ ВЗАИМНО НЕОДНОЗНАЧНЫХ ФУНКЦИЙ ПО НАБЛЮДЕНИЯМ

А. А. Корнеева, С. С. Чернова*, А. В. Шишкина Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 * E-mail: [email protected]

Рассматривается задача восстановления взаимно неоднозначной функции многих аргументов по наблюдениям со случайными ошибками в условиях непараметрической неопределенности. Ключевые слова: априорная информация, непараметрическая модель, взаимно неоднозначные характеристики, непараметрические оценки. RECOVERING MUTUALLY UNBEATTED FUNCTIONS ON OBSERVATIONS

A. A. Korneeva, S. S. Chernova*, A. V. Shishkina Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation * E-mail: [email protected]

The article studies the task of rebuilding a mutually ambiguous functions of several arguments according to the observations with random errors in the conditions of nonparametric uncertainty. Keywords: a priori information, nonparametric model, mutually ambiguous characteristics, nonparametric estimates. Введение. Рассматривается задача восстановления функции по наблюдениям, когда исследуемый процесс описывается взаимно неоднозначными характеристиками. Эта задача сводится к задаче аппроксимации, главной особенностью которой является отсутствие априорной информации о параметрической структуре модели исследуемого процесса. Непараметрический подход. В основе этого подхода лежат непараметрические оценки плотности вероятности p(x) по наблюдениям xi, i  1, s . Непараметрическая оценка многомерной плотности вероятности имеет вид: Ps ( x) 

1 s 1  s i 1 cs

 x j  xij  cs

k

Ф j 1

,  

(1)

где Ps(x) – оценка плотности распределения элементов; s – объем выборки; k –размерность вектора x. Здесь Ф(v) – ядро – финитная колоколообразная интегрируемая с квадратом функция, удовлетворяющая условиям [1–3]:

0  Ф(v)   v  (v) , 1 Ф  x  xi dx  1 ,  cs

lim n

 cs 

1  x  xi  Ф     x  xi  , cs  cs 

(2)

cs – параметр размытости, удовлетворяет следующим условиям: cs  0 , lim s  s (cs ) k   , lim s cs  0 , (3)

рессии Надарая–Ватсона для одномерного случая [1; 3]: s

Ys ( x)   yi Ф( i 1

x  xi ) cs

s

 Ф( i 1

x  xi ), cs

(4)

а для случая, если x k-мерный вектор равна: s

k

i 1

j 1

Ys ( x )   yi  Ф(

x j  xij cs

)

s

k

  Ф( i 1 j 1

x j  x ij cs

),

(5)

где xi,yi, i  1, s выборка наблюдений; Ф(v) – колоколообразная функция; v – произвольная переменная; cs – параметр размытости. При восстановлении взаимно неоднозначной функции регрессии оценка Надарая–Ватсона должна быть изменена следующим образом [4; 5]:  xt  xi   x t 1  xi 1   yt 1  yi 1  Ф Ф  cs cs i 1  cs      , (6) Ys ( xt )  s  xt  xi   x t 1  xi 1   yt 1  yi 1  Ф Ф Ф   cs cs i 1  cs      s

 y Ф i

где xt-1, yt-1 значения координат функции регрессии на предыдущем шаге ее оценивания. Как показали многочисленные вычислительные эксперименты целесообразно несколько подкорректировать следующим образом (4):

Непараметрическая оценка функции регрессии по наблюдениям. Рассмотрим оценку функции рег-

199

 xt  xi  0  x t 1  xi 1  0  yt 1  yi 1  Ф  Ф   cs cs i 1  cs      , (7) Ys ( xt )  s  xt  xi  0  x t 1  xi 1  0  yt 1  yi 1  Ф Ф  Ф    cs cs i 1  cs      s

 y Ф i

Решетневские чтения. 2017

где Ф0(v) – с точностью до коэффициента повторяет Ф(v), а Ф0(v) = 1, если v < 1 и 0 в остальных случаях. В этом случае Ф0(v) не будет влиять на ошибку восстановления, но позволит «зафиксировать» алгоритм в предыдущей точке движения при оценивании каждой последующий точки. В случае если x вектор размерности k: (x1…xk)  Rk, обучающая выборка в этом случае имеет вид: x1i…xki,yi, i  1, s . При восстановлении взаимно неоднозначной функции регрессии непараметрическая оценка должна быть изменена следующим образом:

мировалась выборка xi,yi, i  1, s . В процессе компьютерного исследования использовались и другие взаимно неоднозначные характеристики зависимости y(x). Также в процессе наблюдения добавлялось случайное воздействие h на наблюдения yi.

hi  lyi ,

где    1,1 , уровень помех l  0; 5; 10 %. В качестве критерия точности непараметрической оценки использовалось соотношение: s

Ys ( xt )   x j  x ji  k  x j t 1  x j i 1   yt 1  yi 1  yi  Ф  t  Ф  Ф   (8)  cs cs i 1 j 1 ,  cs  j 1     s k  x j  x ji  k  x j t 1  x j i 1   yt 1  yi 1  Ф t  Ф  Ф    cs cs i 1 j 1  cs  j 1     s

Ys ( xt )  x j  x j i k 0 x j t 1  x j i 1 0 yt 1  yi 1 yi  Ф 0 ( t ) Ф ( )Ф ( ) (9)  cs cs cs i 1 j 1 j 1  s k , x j  x j i k 0 x j t 1  x j i 1 0 yt 1  yi 1 Ф0 ( t ) Ф ( )Ф ( )  cs cs cs i 1 j 1 j 1 s

w   yi  ys ( xi )

k

где xjt-1, yjt-1 значения координат функции регрессии на предыдущем шаге ее оценивания. непараметрическую оценку (4) можно модифицировать следующим образом: k

где Ф0(v) тоже, что и выше. Вычислительный эксперимент. При проведении вычислительного эксперимента взаимно неоднозначные характеристики могут иметь различную форму: окружности, эллипсов и другие. Без нарушения общности, взаимно неоднозначную характеристику зависимости y(x) примем (из соображений простоты) в виде окружности.

x2  y2  r 2 ,

(10)

где r – радиус окружности. Обучающая выборка формировалась следующим образом: произвольно задавалась начальная точка x' и вычислялось y'(x) в соответствии с (10). В итоге, фор-

(11)

i 1

s

 y y, i 1

i

(12)

s

где y  1  yi – среднее арифметическое; ys(xi) – непаs

i 1

раметрическая оценка; yi – истинная выборка, полученная по формуле (10). Приведем результаты численного исследования, иллюстрирующие эффективность алгоритма. Обозначим на всех рисунках цифрой 1 – обучающую выборку, 2 – непараметрическую оценку. Продемонстрирована работа алгоритма (6) рис. 1, 2 в различных условиях: когда объем выборки равен 100 элементам; уровень помех равен 0 и 10 %; эксперимент проводился в режиме скользящего экзамена. В вычислительных экспериментах использовались и другие взаимно неоднозначные характеристики. На рис. 3, 4 проводился эксперимент в различных условиях: объем выборки равен 200 элементов; уровень помех равен 0 % и 10 %; эксперимент проводился в режиме скользящего экзамена. На рис. 1–4 хорошо видно, как зависит ошибка восстановления от уровня помех и от объема выборки для окружности и более сложной фигуры. Продемонстрируем работу модифицированного алгоритма (7) для простой функции. На рис. 5 видим, что ошибка восстановления немного меньше, чем на рис. 2. Значит, и непараметрическая оценка стала точнее. Также и в случае с более сложной функцией на рис. 6 видно, что ошибка восстановления немного меньше, чем на рис. 4.

Рис. 1. S = 100; w = 0,0469

Рис. 2. S = 100; l = 10 %; w = 0,0845

200

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

Рис. 3. S = 200; w = 0,018

Рис. 4. S = 200; l = 10 %; w = 0,0011

Рис. 5. S = 100; l = 10 %; w = 0,0817

Рис. 6. S = 200; l = 10 %; w = 0,0009

Заключение. Основной результат настоящей статьи состоит в введении нового класса непараметрического оценивания взаимно неоднозначных функций по наблюдениям с ошибками. Это отличает задачи непараметрического оценивания от известных непараметрических оценок функции регрессии Надарая– Ватсона. Библиографические ссылки 1. Надарая Э. А. Непараметрическое оценивание плотности вероятностей и кривой регрессии. Тбилиси : ТГУ, 1983. 194 с. 2. Медведев А. В. Основы теории адаптивных систем / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. 526 с. 3. Васильев В. А., Добровидов А. В., Кошкин Г. М. Непараметрическое оценивание функционалов от распределений стационарных последовательностей. М. : Наука, 2004. 508 с. 4. Живоглядов В. П., Медведев А. В., Тишина Е. В. Восстановление неоднозначных статических характеристик по экспериментальным данным: Автоматизация промышленного эксперимента. Фрунзе : Илим, 1973. С. 32–39. 5. Чернова С. С., Шишкина А. В. О непараметрическом оценивании взаимно неоднозначных функций по наблюдениям // Молодой ученый. 2017. № 25. С. 13–20.

References 1. Nadaraia E. A. Neparametricheskoe otsenivanie plotnosti veroiatnostei i krivoi regressii [Nonparametric estimation of probability density and regression curve]. Tbilisi : TGU Publ., 1983. 194 p. 2. Medvedev A. V. Osnovy teorii adaptivnykh system [Fundamentals of the theory of adaptive systems] / Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2015. 526 p. 3. Vasilev V. A., Dobrovidov A. V., Koshkin G. M. Neparametricheskoe otsenivanie funktsionalov ot raspredelenii statsionarnykh posledovatelnostei [Nonparametric estimation of functionals of stationary sequences distributions]. M. : Nauka Publ., 2004. 508 p. 4. Zhivogliadov V. P., Medvedev A. V., Tishina E. V. Vosstanovlenie neodnoznachnykh staticheskikh kharakteristik po eksperimentalnym dannym: Avtomatizatsiia promyshlennogo eksperimenta [Reconstruction of ambiguous static characteristics from experimental data: Automation of the industrial experiment]. Frunze : Ilim Publ., 1973. P. 32–39. 5. Chernova S. S., Shishkina A. V. [On nonparametric estimation of mutually ambiguous functions from observations]. Molodoi uchenyi. 2017. № 25. P. 13–20 (In Russ.).

201

© Корнеева А. А., Чернова С. С., Шишкина А. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.6 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОЛЛЕКТИВОВ НЕЙРОСЕТЕВЫХ И НЕЧЕТКИХ КЛАССИФИКАТОРОВ

А. А. Коромыслова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Предлагается использование коллективов эволюционных алгоритмов для решения задач классификации. Решение этих проблем поможет в различных областях, в том числе в аэрокосмической. Проведен анализ и исследование их эффективности на тестовых задачах. Ключевые слова: классификация, анализ данных, нейронные сети, нечеткая логика, коллектив. RESEARCHING THE EFFECTIVENESS OF ENSEMBLES OF NEURAL NETWORK AND FUZZY CLASSIFIERS

A. A. Koromyslova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] We propose to use ensembles of evolutionary algorithms to solve classification problems. Solving these problems will help in various areas including aerospace. We conduct an analysis and study of their effectiveness on the test problems. Keywords: classification of speech, data mining, artificial neural networks, fuzzy logic, ensemble. Классификация является важной задачей обработки информации, которая применяется для фильтрации спама, для снятия неоднозначности при автоматическом переводе текстов, для распознавания заболевания, для определения платежеспособности человека и в других областях науки и техники. В данной статье представлены результаты работы коллективов эволюционных алгоритмов, в том числе сочетающий в себе две вычислительные технологии – искусственные нейронные сети и системы на нечеткой логике - для решения задачи классификации. Выбор эволюционных алгоритмов для решения задач обусловлен высокой эффективностью таких алгоритмов при решении задач классификации и аппроксимации [1; 2]. Исследование в данной статье проводилось на двух тестовых задачах банковского скоринга [3]: Австралийская и Немецкая, которые содержат данные о состоянии счета, о планируемом сроке возврата кредита, о цели кредита, о сумме кредита, о возрасте, о семейном положении и т.п., по имеющимся атрибутам необходимо определить является ли клиент кредитоспособным или нет. Для данного исследования использовался следующий принцип построения коллектива: 1. Случайным образом генерировалось одиннадцать участников коллектива (искуственных нейронных сетей (ANN) и/или систем, основанных на нечеткой логике (FL)).

2. Все участники коллектива производили поиск решения задачи одновременно. 3. Определялось решение. Использовалось три вида принятия решения: 3.1. «Простое большинство» – ответом на задачу принималось решение, которое набрало 6 и более голосов. «Взвешенное голосование» – при принятии решения голос каждого участника умножался на вес (от 0 до 1), изначально веса голоса у каждого участника равны, в процессе обучения вес перераспределяется в зависимости от эффективности участника. «Нейронная сеть для принятия решения» – строилась нейронная сеть, которая использовала в качестве входа из нейрона решение участника коллектива. Эффективность алгоритма определялась по 100 запускам на тестовой выборке. Для сравнения эффективности работ алгоритмов в данной работе используется нейронная сеть, а также следующие классические методы классификации: 1. Бэггинг [4], который использует параллельное обучение базовых классификаторов. Алгоритм: 1.1. Из множества исходных данных случайным образом отбирается несколько подмножеств, содержащих количество примеров, соответствующее количеству примеров исходного множества. 1.2. Поскольку отбор осуществляется случайным образом, то набор примеров всегда будет разным: некоторые примеры попадут в несколько подмножеств, а некоторые не попадут ни в одно.

202

Математические методы моделирования, управления и анализа данных Результат решения задач классификации Название метода

Австралийская задача о кредитах 0,935 0,93 0,906 0,866 0,863 0,849 0,821 0,816 0,816

ANN (взвешенное голосование) FL (взвешенное голосование) ANN+FL (взвешенное голосование) Бустинг FL (простое большинство) Бэгинг ANN (простое большинство) ANN (нейронная сеть для принятия решения) Нейронная сеть

1.3. На основе каждой выборки строится классификатор. 1.4. Выводы классификаторов определяется путем усреднения. 2. Бустинг [5], при котором происходит последовательное обучение классификаторов. Таким образом, обучающий набор данных на каждом последующем шаге зависит от точности прогнозирования предыдущего базового классификатора. Алгоритм: 2.1. Определяются несколько базовых классификатора, которые обучаются на разных выборках. 2.2. Вычисляются предсказанные классификации и относятся веса к наблюдениям в обучающей выборке, которые обратно пропорциональны точности классификации. 2.3. Вбирается следующий набор классификаторов. 2.4. Выводы классификаторов определяется путем усреднения. Результат исследования приведены в таблице. Как видно из таблицы: 1. Коллективы эволюционных алгоритмов показали высокую эффективность при решении задач классификации. 2. Эффективность работы алгоритмов возрастает, если использовать взвешенное голосование вместо «Простого большинства».

Немецкая задача о кредитах 0,902 0,869 0,874 0,821 0,815 0,8 0,783 0,795 0,742

References

1. Sergienko R., Semenkin E., Bukhtoyarov V. Michigan and Pittsburgh Methods Combining for Fuzzy Classifier Generating with Coevolutionary Algorithm for Strategy Adaptation // Proceedings of IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC'2011). June 5–8. 2011. New Orleans, LA. 2. Yu J. J. Q., Lam A. Y. S., Li V. O. K. Evolutionary Artificial Neural Network Based on Chemical Reaction Optimization // Proceedings of IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC'2011). New Orleans, LA. 2011. 3. Frank, A. & Asuncion, A. UCI Machine Learning Repository [http://archive.ics.uci.edu/ml]. Irvine, CA: University of California, School of Information and Computer Science. 2010. 4. Breiman L. Bagging predictors / Machine Learning. 1996. Vol. 24 (2). P. 123–140. 5. Freund Y., Schapire R. E. Experiments with a new boosting algorithm // International Conference on Machine Learning. 1996. P. 148–156.

203

© Коромыслова А. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 62.501 О ЗАДАЧЕ КОЛЛОКАЦИИ ДЛЯ ГЕОСТАЦИОНАРНЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ

А. Г. Куприн АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected] Рассмотрены задачи коллокации, то есть совместного удержания нескольких геостационарных космических аппаратов. В случае отсутствия взаимодействия между центрами управления полетов для осуществления коллокации необходимо использовать непараметрическую теорию управления Ключевые слова: непараметрика, автоматическое управление, коллокация, баллистика. TO GEOSTATIONARY COLLOCATION PROBLEM

A. G. Kuprin JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] This report is about collocation problem, which means problem of cooperative station keeping of geostationary spacecraft. If there is no cooperation between control centers, nonparametric theory is used to solve the problem. Keywords: nonparametric, automatic control, collocation, ballistics. Задаче коллокации является задачей совместного удержания нескольких геостационарных космических аппаратов (КА). Под коллокацией понимается ситуация, когда границы удержания по долготе двух и более КА пересекаются, что приводит к возникновению риска их столкновения. КА, находящиеся в условиях коллокации, будем называть участниками коллокации. В настоящее время разработаны и описаны методы управления КА для этого случая, если все участники управляются из одного центра управления полетами (ЦУП), либо действия ЦУП скоординированы[1], однако для тех случаев, когда это невозможно, задача перестает быть тривиальной. Для управления КА необходимо найти такой план коррекций, т.е. последовательных включений двигателя коррекций, чтобы полученные при его закладке на КА кеплеровы элементы орбиты удовлетворяли как требованиям удержания, так и требованиям коллокации: R  Rmin e1  0 i1  0 T1  TЗ

где ΔR – геометрическое расстояние между спутниками; e1– эксцентриситет «нашего» КА; i1 – наклонение «нашего» КА; T1 – сидерический период «нашего» КА; TЗ – звездные сутки. Для описания возмущенного движения КА используется принцип Лагранджа, согласно которому возмущенное движение спутника происходит по орбите, элементы которой меняются со временем. Это

означает, что в каждый момент времени возмущенная орбита совпадает с некоторой орбитой, имеющей с ней общие радиус-вектор и вектор скорости. Такие орбиты называют оскулирующими орбитами, а элементы орбиты – оскулирующими элементами[2]. В этом случае эволюция окулирующих элементов орбиты может быть описана следующей системой дифференциальных уравнений [3]  d r sin u 4  g jw ,  dt  p sin i j 0  4  di r  cos u  g jw ,  p j 0  dt  4  dp  2r p g ,  jT  dt  j 0  4     r r  4  sin u  g jS  (1  ) cos u  q   g jT   p p j 0    j 0  dq  p   ,  4  dt r   k sin(u )ctg(i) g   jW   p  j  0   (1)  4     r r  4   cos u  g jS  (1  )sin u  k   g jT  p p  j 0  dk p j 0   ,  dt    4  r q sin(u )ctg(i) g    jW  p   j 0    4  du p r3  2 (1  ctg (i)sin(u ) g jW ),  p r j 0  dt  

где i – наклонение орбиты (угол между экваториальной плоскостью и плоскостью орбиты); u – аргумент

204

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

широты КА (угол, отсчитываемый от плоскости орбиты от направления из центра Земли на восходящий узел до текущего радиус-вектора спутника в направлении его движения по орбите); p – фокальный параметр орбиты; e – эксцентриситет орбиты; µ – гравитационный параметр Земли, константа µ = 398600,440 км3/с2; ω – аргумент широты перигея (угловое расстояние перигея орбиты, отсчитываемое в плоскости орбиты от направления из центра Земли на восходящий узел в сторону движения спутника) q  e cos  k  e sin  p r 1  q cos u  k sin u

В качестве алгоритма для синтеза регулятора предполагается использовать алгоритмы из семейства непараметрических. Данный класс алгоритмов предназначен для работы в условиях непараметрической неопределенности [4], т. е. в условиях, когда отсутствуют знания о параметрической структуре закона, описывающего объект. Это соответствует рассматриваемому случаю, так как принцип, согласно которому выбирается один из множества возможных планов коррекций, остается неизвестным. Оценка производится исключительно на основании выборки входов и выходов объекта. Для динамической системы алгоритм управления является модификацией непараметрической оценки регрессии типа Надарая–Ватсона (ядерного сглаживания) и имеет вид [5] k  tj ij  n  xtj-1  xij  m  xtj  xij  П Ф u   ПФ  ПФ   i j 1 Cj  j 1  Cxj1  j 1  Cxj  i 1  * , (2) us  S k  tj ij  n  xtj1  xij  m  xtj  xij  П ПФ ПФ Ф   C j  j 1  C j  j 1  C j  j 1 i 1  x 1 x       S

где i , u, yi  – выборка неуправляемых воздействий, входов и выходов объекта соответственно; S – размер выборки; k, n, m – размерность вектора неуправляемых воздействий μ, управлений u и выхода объекта х

соответственно; Сx, Cμ, Cx–1 – коэффициенты размытости; Ф – колоколообразная (ядерная) функция. Использование приведенного выше закона позволяет синтезировать управление в условиях отсутствия обмена информации между ЦУП, так как требует лишь информацию о предыдущих положениях КА, которые могут быть получены, например, посредством астрономических наблюдений. Библиографические ссылки 1. Soop E. M. Handbook of geostationary orbits. Norwell: Microcosm. Inc., 1994. 309 p. 2. Антонович К. М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. М. : ФГУП «Картгеоцентр», 2005. 334 с: ил. 3. Чернявский Г. М., Бартенев В. А., Малышев В. А. Управление орбитой геостационарного спутника. М. : Машиностроение, 1984. 144 с. 4. Медведев А. В. Непараметрические системы адаптации. Новосибирск : Наука. 1983. 176 с 5. Медведев А. В. Основы теории адаптивных систем / Сиб гос. аэрокосмич ун-т. Красноярск, 2015. 526 с. References 1. Soop E. M. Handbook of geostationary orbits. Norwell: Microcosm. Inc., 1994. 309 p. 2. Antonovich K. M. Ispolzovanie sputnokovyh radionavigatsionnyh sistem v geodezii [Spacecraft radionavigation system using for geodesy]. M. : FGUP «Kartgeotsenrt», 2005. 334 p 3. Chernyavsky G. M.,.Bartenev V. A, Malyshev V. A. Upravlenie orbitoy geostatsionarnogo sputnika [Geostationary spacecraft orbit control] M. : Mashinostroenie, 1984. 144 p (2) 4. Medvedev A. V. Neparametricheskie sistemy adaptatsii [Nonparametrical adaptation systems]. Novosibirsk : Nauka, 1983. 176 p 5. Medvedev A. V. Osnovi teorii adaptivnyh sistem [Basic principles of adaptive system theory] / Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2015. 526 p.

205

© Куприн А. Г., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.891.3 О ПРИМЕНЕНИИ МЕТОДА ДЕРЕВЬЕВ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ В ЗАДАЧЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ЗАНЯТИЙ ПО РОБОТОТЕХНИКЕ

Т. В. Кушнарева*, Л. В. Липинский, Я. М. Батуков Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected] Рассматривается применение метода деревьев принятия решения в задаче определения индивидуальной программы занятий по робототехнике. Данный метод применим к задачам классификации из ракетнокосмической отрасли. Ключевые слова: деревья принятия решений, генетическое программирование, генетический алгоритм, самонастройка, робототехника. ABOUT DECISION TREES METHOD APPLICATION IN THE TASK OF THE ROBOTIC TECHNOLOGY LESSONS FOR PERSONAL PROGRAM DETERMINATION

T. V. Kushnareva*, L. V. Lipinskiy, Ya. M. Batukov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] This article considers application of a method of trees of decision-making in the task of determination robotic technology lesson personal program. This method is applicable to problems of classification from the rocket and space industry. Keywords: decision trees, genetic programming, genetic algorithm, self-tuning, robotics. Введение. Одним из ведущих направлений современной прикладной науки является робототехника, которая занимается созданием и внедрением автоматических машин, способных выполнять задачи в любой сфере, в том числе и в ракетно-космической отрасли. Роботы рассматриваются как один из основных инструментов не только для обследования и изучения космических тел, но и для колонизации и добычи ресурсов во внеземном пространстве. Робототехника вполне обоснаванно может считаться средством развития космической цивилизации, поэтому необходимо уделять изучению данной области достаточное внимание. Обучение основам робототехники начинается с дошкольного возраста, но уровень подготовки учеников разный, поэтому определение индивидуальной программы занятий является актуальной задачей. Данная задача была сформулирована руководством клуба детского развития для выявления факторов, влияющих на обучение детей робототехники. Полученные результаты позволят распределять детей по группам с одинаковым уровнем подготовки на этапе покупки абонемента. Имеется выборка из 100 измерений. Количество атрибутов для определения прогнозируемого значения равно 10 и они несут следующую информацию: – пол; – возраст; – длительность решения головоломки; – длительность решения задачи (продолжить последовательность);

– количество шагов алгоритма; – балл за находчивость при креплении деталей; – время установки мультипликатора; – количество итераций для объезда коробки; – скорость сборки робота; – наличие дополнительных занятий. Последний атрибут представляет класс: одна из четырех программ, где 1 предполагает высокую степень подготовки ребенка, а 4 – низкую. Для решения данной задачи был выбран самонастраивающийся гибридный эволюционный алгоритм автоматизированного формирования деревьев принятия решений [1–4], который продемонстрировал свою эффективность на широком спектре задач классификации [5]. Его применение при правильном подходе может иметь место в задачах о классификации деталей для сборки космических комплексов, формировании алгоритмов управления техническими устройствами или технологическими процессами. Схема алгоритма можно видеть на рис. 1. На рис. 2 отражено дерево принятия решений с лучшими показателями, полученное в рамках данной задачи. Полученное дерево использует для вывода 3 атрибута из 10, при ошибке классификации на тестовом множестве равной 0 %. Данный результат говорит о том, что при определении индивидуальной программы необходимо провести три испытания и их результаты позволят однозначно соотнести ребенка и программу занятий.

206

Математические методы моделирования, управления и анализа данных старт Алгоритм ГП индивид Оценка

ГА наилучшие параметры стоп

Рис. 1. Основная схема гибридного алгоритма

Рис. 2. Дерево для задачи определения индивидуальной программы занятий по робототехнике

При индивидуальных программах пол и возраст не влияют на степень подготовки, т. е. нет необходимости учитывать данные факторы. Библиографические ссылки 1. Кушнарева Т. В., Липинский Л. В. Алгоритм генетического программирования для автоматизированного формирования деревьев принятия решения // Решетневские чтения : материалы XVIII Междунар. науч. конф., посвященной 90-летию со дня рождения генерального конструктора ракетно-космических систем акад. М. Ф. Решетнева / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. С. 84–86. 2. Гибридный эволюционный алгоритм автоматизированного формирования деревьев принятия решения / Л. В. Липинский, Т. В. Кушнарева, Е. А. Попов и др. // Вестник СибГАУ. 2014. Вып. 5 (57). С. 85–92. 3. Koza J. R. Genetic programming. CA : Morgan Kaufmann, 1998. 609 p. 4. Niehaus J., Banzhaf W. Adaption of operator probabilities in genetic programming // Proceeding EuroGP '01 Proceedings of the 4th European Conference on Genetic Programming. London : Springer-Verlag, 2001. P. 325–336. 5. Кушнарева Т. В. О применении деревьев принятия решения в задачах медицинской диагностики // Проспект Свободный-2015 : материалы науч. конф., посвящ. 70-летию Великой Победы. Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2015. C. 31–32.

References 1. Kushnareva T. V, Lipinskiy L. V. Algoritm geneticheskogo programmirovaniya dlya avtomatizirovannogo formirovaniya derev'ev prinyatiya resheniya [Genetic Programming Algorithm for Automated Decision Tree] // Reshetnev reading : Proceedings of the XVIII International scientific conference dedicated to the 90th anniversary of General Designer of rocket and space systems Reshetnev / Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk 2014. P. 84–86. 2. Lipinskiy L. V., Kushnareva T. V., Popov E. A., Dyabkin E. V. [Hybrid evolutionary algorithm for the automated design of decision trees] // Vestnik SibSAU. 2014. Iss. 5 (57). P. 85–92. (In Russ.) 3. Koza J. R. Genetic programming. CA:Morgan Kaufmann, 1998, 609 p. 4. Niehaus J., Banzhaf W. Adaption of operator probabilities in genetic programming // Proceeding EuroGP '01 Proceedings of the 4th European Conference on Genetic Programming. London : Springer-Verlag, 2001. P. 325–336. 5. Kushnareva T. V. O primenenii derev'ev prinyatiya resheniya v zadachakh meditsinskoy diagnostiki // [The application of a decision tree for purposes of medical diagnosis]. Prospect Free-2015: scientific materials. Conf., dedicated to the 70th anniversary of the Great Victory. Krasnoyarsk : Sib. Feder. University Press, 2015. P. 31–32.

207

© Кушнарева Т. В., Липинский Л. В., Батуков Я. М., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК519.866 РАЗРАБОТКА ЭВОЛЮЦИОННОГО АЛГОРИТМА ДЛЯ ЗАДАЧИ РАЗМЕЩЕНИЯ КРУГОВЫХ ПОЛИВНЫХ СИСТЕМ*

А. И. Ленчик, Т. А. Панфилова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected], [email protected] Описывается реализация и исследование генетического алгоритма условной оптимизации для решения задачи размещения круговых поливных систем на полях произвольной формы. Ключевые слова: оптимизация, генетический алгоритм, условная оптимизация, метод штрафных функций DEVELOPING EVOLUTIONARY ALGORITHM FOR THE LOCATION PROBLEM OF CIRCULAR IRRIGATION SYSTEMS

A. I. Lenchik, T. A. Panfilova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This article describes the implementation and investigation of the genetic algorithm of conditional optimization to solve the problem of placing circular irrigation systems on fields of arbitrary shape. Keywords: optimization, genetic algorithm, constrained optimization, penalty function approach. На сегодняшний день в России большими темпами идёт возрождение сельского хозяйства. И основной целью в развитии этой отрасли является, естественно, достижение высоких урожаев. Одним из основных факторов для достижения этой цели является правильный полив полей. Возникает задача оптимального размещения поливных систем для рационального полива полей. В решаемой задаче в качестве таких систем использовались круговые дождевальные машины. В работе [1] была рассмотрена математическая постановка задачи размещения кругов заданных радиусов в окружность минимального радиуса. Задача была сформулирована в виде условной задачи нелинейного программирования. Данная задача была решена с помощью локального алгоритма и метода штрафных функций. r i  min r , (1) r  rlow , x , y

при ограничениях xi2  yi2   r  ri  , i  1,, m, 2

x  x   y  y  2

i

j

2

j

 (r  ri ) ,1  i  j  m. 2

(2) (3)

Ограничение (2) гарантирует, что круг i, содержится внутри большей окружности, а ограничение (3) – гарантирует непересечение двух кругов.

В нашей задаче размещения круговых дождевальных машин[2] требуется вписать круги в фигуру известной площади с известными координатами границ. При выполнении условия непересечения вписанных кругов, целевым функционалом нашей задачи будет: m

S   S  Si  min x , y ,r ,m ,

(4)

i 1

где S – это общая площадь поля полива; m – число поливальных установок (число кругов; Si – площадь полива i-й установки; x, y, r – координаты центра круга полива для каждой установки и радиус полива. Для решения данной задачи был реализован и исследован генетический алгоритм условной оптимизации. Работа с ограничениями осуществлялась с помощью метода штрафных функций[3]. Реализованный генетический алгоритм обладает следующими настраиваемыми параметрами: Селекция: турнирная, ранговая, пропорциональная [4]. Скрещивание: одноточечное, двухточечное, равномерное. Мутация: слабая, сильная, средняя. Вероятность скрещивания индивидов: 0.65, 0.95, 1. Количество индивидов в популяции. Применение элитарной стратегии.

______________________ *

Результаты были получены в рамках выполнения государственного задания Минобрнауки России № 2.1676.2017/4.6.

208

Математические методы моделирования, управления и анализа данных Таблица 1 Условная оптимизация. Лучшие показатели Функция

1

2

3

4

5

6

7

Надежность, % Скорость сходимости

98 9,4

56 34,38

14 29,77

100 12,55

52 17,44

90 42,3

100 18,78 Таблица 2

Условная оптимизация. Средние показатели Функция Надежность, %

1 94

2 52

3 10

4 98

5 42

6 80

7 96

Скорость сходимости

13,4

37,98

40,2

20,55

23,45

51,4

32,38

В реализованном алгоритме используется бинарное кодирование, количество бит выделяемое под каждую переменную равно 8. Применение элитарной селекции возможно в случае, если пользователь выберет соответствующую настройку в параметрах алгоритма. Размер турнира может задаваться пользователем, для тестов использовался размер турнира 2. Для набора статистики алгоритм запускался по 50 раз для каждого варианта настройки параметров. Количество ресурсов на один запуск следующее: 50 индивидов в поколении, количество поколений 100. Таким образом, целевая функция вычисляется 5000 раз. Для исследования эффективности решения задач условной однокритериальной оптимизации были взяты семь задач с ограничениями-неравенствами [5]. После применения реализованного алгоритма на наборе тестовых задач, были получены следующие результаты (табл. 1, 2). На основе этих данных можно сделать вывод о работоспособности алгоритма. В данной работе, после реализации и исследования генетического алгоритма условной оптимизации были получены результаты, позволяющие сделать следующие выводы: 1. Эффективность метода смертельных штрафов для решения задачи условной оптимизации ниже, чем эффективность методов статических и динамических штрафов. 2. Как было указано ранее, метод статистических штрафов имеет большое количество настроек, вследствие чего сильно повышаются затраты ресурсов на применение данного метода. Следует помнить, что применение данного метода оправдано лишь в том случае, если имеется достаточно ресурсов для множественного тестирования алгоритма. 3. Разработчик должен понимать, что выбор метода всегда зависит от конкретной задачи.

Библиографические ссылки 1. Равновесная упаковка кругов в круг минимального радиуса / Э. И. Ненахов, Т. И. Романова, П. И. Стецюк // Журнал обчислювальної та прикладної математики. Кiев, 2013. № 1. С. 126–134. 2. Сайт. URL: http://sistema-orosheniya.ru/krugovyesistemy/. 3. Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы. 4. Об одной модификации вероятностного генетического алгоритма для решения сложных задач условной оптимизации / А. Ю. Ворожейкин и др. // Вестник СибГАУ. 2009. С. 79–84. 5. Эволюционные методы моделирования и оптимизации сложных систем / Е. С. Семенкин и др. 2007. References 1. Nenakhov E. I., Romanova T. I., Stetsyuk P. I. Ravnovesnaya upakovka krugov v krug minimal’-nogo radiusa // Zhurnal obchislyuval’noї ta prikladnoї matematiki. Kiev, 2013. № 1. Р. 126–134. 2. Sayt. Available at: http://sistema-orosheniya.ru/ krugovye-sistemy/. 3. Rutkovskaya D., Pilin’skiy M., Rutkovskiy L. Neyronnyye seti, geneticheskiye algoritmy i nechetkiye sistemy. 4. Ob odnoy modifikatsii veroyatnostnogo geneticheskogo algoritma dlya resheniya slozhnykh zadach uslovnoy optimizatsii / A. Yu. Vorozheykin et al. // Vestnik SibGAU. 2009. Р. 79–84. 5. Evolyutsionnyye metody modelirovaniya i optimizatsii slozhnykh sistem / E. S. Semenkin i dr. 2007.

209

© Ленчик А. И., Панфилова Т. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.89 ПРИМЕНЕНИЕ АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ РАДИОВИДИМОСТИ НАВИГАЦИОННЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ*

Ю. С. Ломаев, И. А. Иванов АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected] Представленная работа содержит информацию в части анализа алгоритмов обработки сигналов, распространяющихся от навигационных космических аппаратов (НКА) до космических аппаратов слежения. В рамках проводимого анализа особое место отведено алгоритмам обработки сигналов, позволяющим улучшать радиовидимость НКА. Производится рассмотрение модифицированного алгоритма фильтрации сигналов в качестве усовершенствования стандартных методов фильтрации. Ключевые слова: космический аппарат, навигационные сигналы, обработка сигналов, радиовидимость, модуляция, фильтрация. APPLYING SIGNAL PROCESSING ALGORITHMS TO IMPROVE RADIOVISIBILITY CONDITIONS OF NAVIGATION SPACECRAFTS

Yu. S. Lomaev, I. A. Ivanov JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] This work contains information regarding the analysis of algorithms to process the signals propagating from navigation spacecrafts (NS) to monitoring spacecrafts. In terms of conducted analysis the special attention is paid to signal processing algorithms that improve satellite radiovisibility. The modified signal filtering algorithm is considered that improves standard filtering techniques. Keywords: spacecraft, navigation signals, signal processing, radiovisibility, modulation, filtering. Исследование и анализ условий радиовидимости навигационных космических аппаратов является важной задачей, позволяющей увеличивать эффективность ретрансляции космическими аппаратами (КА) слежения излучаемых спутниками сигналов. В качестве способа, используемого для увеличения эффективности ретрансляции, применяются разработки модифицированных приёмных антенных решёток, создаваемых путём увеличения количества приёмных антенн. Однако реализация данного способа финансово затратная. Увеличение числа приёмных антенн увеличивает массу аппарата в целом, следовательно, необходимо затратить больше ресурсов для вывода КА на орбиту. Теоретическим альтернативным способом увеличения эффективности ретрансляции является увеличение количества передатчиков НКА, однако, в рамках существующих навигационных спутниковых систем практическая состыковка дополнительных передатчиков к уже функционирующим НКА с имеющимися передатчиками (направлены в сторону Земли) фактически невозможна. Так как конструктивное улучшение либо сложно в реализации, либо финансово нерентабельно, возника_____________________

ет идея алгоритмического улучшения. Очевидно, что для увеличения эффективности ретрансляции стоит обратить внимание на модуляцию и фильтрацию сигнала. Модуляция позволяет при организации вещания настроить функционирование всех приёмо-передающих устройств на разные частоты с тем, чтобы устройства не создавали помехи друг другу [1]. Фильтрация сигнала необходима для уменьшения влияния теплового шумового излучения Земли, планет, Солнца, звёзд и межзвёздной среды [2]. Схематичное изображение процессов модуляции и фильтрации принимаемых сигналов приведено на рисунке. В работе использовались такие стандартные методы фильтрации, как фильтры Бесселя, Баттерворта, Чебышева, эллиптический фильтр [3–5]. В качестве улучшенного алгоритма фильтрации рассматривался модифицированный алгоритм фильтрации нижних частот (ФНЧ). Алгоритм основан на прямом и обратном преобразованиях Фурье с введением эвклидовой метрики для определения полосы пропускания.

* Работа поддержана РФФИ и Правительством Красноярского края в соответствии с исследовательским проектом № 16-41-243036.

210

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

Схема обработки принимаемых сигналов Результаты влияния алгоритмов фильтрации сигналов КА на ВЭО ВЭО 1

ВЭО 2

Методы фильтрации (фильтры)

Количество сеансов радиовидимости 1765 1773 1746 1780 1757 1734 1162 1168 1144 1179 1190 1138

Бесселя Баттерворта Чебышева Кауэра Модифицированная ФНЧ Без фильтрации сигнала Бесселя Баттерворта Чебышева Кауэра Модифицированная ФНЧ Без фильтрации сигнала

В основе определения полосы пропускания заложена идея дискретизации сигнала с последующим рассмотрением среднего расстояния между всеми парами точек и сравнением найденного среднего расстояния с расстоянием между каждыми двумя соседними точками. Расстояние dmid между двумя соседними точками pi-1 и pi (i – номер точки) рассчитывается по формуле (1), и проверяется условие (2): dmid  

( p11  p12 )2  ( p12  p22 )2  ...  ( p1n  p1n1 )2  ( p2n  p2n1 )2 n 1 n 1



  j 1 ( p j i 1 2

i 1

n 1

i

 pj )



2

,

(1)

где n – число точек; j – размерность; i – номер точки. Для фильтра верхних (нижних) частот: если d ( p i , p i 1 )  d mid  ()0, то d ( p i , p i 1 )  wcutoff , (2)  i i 1 иначе d ( p , p )  wbandwidth ,

де wcutoff(bandwidth) – полосы среза и пропускания соответственно. В качестве модельных примеров рассматривается анализ условий распространения навигационных сигналов от НКА до КА слежения (КА на высокоэллиптической орбите ВЭО1 и высокоэллиптической орби-

Максимальное/минимальное количество радиовидимых спутников 14/4 14/4 14/3 14/4 14/3 13/3 17/1 17/1 16/1 17/1 18/1 16/0

Среднее количество радиовидимых спутников 9.89 9.93 9.63 10.01 9.78 9.57 6.70 6.73 6.34 6.87 7.07 6.25

те ВЭО2) в течение 10 дней (от 00:00:00 01.06.2016 до 00:00:00 11.06.2016, время UTC). Результаты влияния алгоритмов фильтрации сигналов на условия радиовидимости НКА приведены в таблице 1. Алгоритмы имеют одинаковые начальные параметры. По результатам отмечаем, что наилучшие показатели радиовидимости у КА на ВЭО1 наблюдаются при использовании фильтра Кауэра, а у КА на ВЭО2 – при использовании модифицированной ФНЧ. В дальнейшем планируется исследовать влияние алгоритма модифицированной ФНЧ на условия радиовидимости НКА при долговременном орбитальном движении КА слежения. Библиографические ссылки 1. Сергиенко А. Б. Цифровая обработка сигналов. СПб. : Питер, 2002. 608 с. 2. Джиган В. И. Адаптивная фильтрация сигналов: теория и алгоритмы. М. : Техносфера, 2013. 528 с. 3. Павлов В. Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств : учеб. пособие. М. : Академия, 2008. 288 с. 4. Айфичер Э., Джервис Б. Цифровая обработка сигналов. Практический подход. 2-е изд. : пер. с англ. М. : Вильямс, 2004. 992 с. 5. Левин В. Л., Микшис М. Н., Теплюк И. Н. Аналоговые и цифровые фильтры: расчет и реализация. М. : Мир, 1982. 592 с.

211

Решетневские чтения. 2017

References 1. Sergiyenko A. B. Tsifrovaya obrabotka signalov. SPb. : Piter, 2002. 608 р. 2. Dzhigan V. I. Adaptivnaya fil’tratsiya signalov: teoriya i algoritmy. M. : Tekhnosfera, 2013. 528 р. 3. Pavlov V. N. Skhemotekhnika analogovykh elektronnykh ustroystv: uchebnoye posobiye dlya studentov vysshikh uchebnykh zavedeniy. M. : Akademiya, 2008. 288 р.

4. Ayficher E., Dzhervis B. Tsifrovaya obrabotka signalov. Prakticheskiy podkhod. 2-ye izdaniye. Per. s angl. M. : Vil'yams, 2004. 992 р. 5. Levin V. L., Mikshis M. N., Teplyuk I. N. Analogovyye i tsifrovyye fil'try: raschet i realizatsiya. M. : Mir, 1982. 592 р.

212

© Ломаев Ю. С., Иванов И. А., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 004.891.3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕЙРОСЕТЕВЫХ МОДЕЛЕЙ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ РАСПОЗНАВАНИЯ ЛИЦ ПО ИХ ИЗОБРАЖЕНИЮ

О. А. Мальцева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Работа посвящена вопросам нейросетевого моделирования. Производится сравнительный анализ эффективности нейросетевой модели с алгоритмами интеллектуального анализа данных (искусственная нейронная сеть, деревья решений, метод опорных векторов) при решении задачи распознавания образов. Ключевые слова: искусственная нейронная сеть, интеллектуальный анализ данных, распознавание образов. INVESTIGATING EFFICIENCY OF NEURO NETWORK MODELS WHILE SOLVING THE PURPOSE OF RECOGNITION OF PERSONS ON THEIR IMAGE

O. A. Maltseva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The work focuses on the problems of neural network modeling. The research performs a comparative analysis of the efficiency of a neural network model with intelligent data analysis algorithms (artificial neural network, decision trees, and support vector method) to solve the pattern recognition problem. Keywords: artificial neural network, intelligent data analysis, pattern recognition. На сегодняшний день нейросетевые модели применяются во многих сферах человеческой деятельности за счет своей способности обучаться на основе данных [1]. Поэтому данная статья посвящена исследованию эффективности нейросетевого моделирования. Мозг на протяжении всей жизни человека способен распознавать и запоминать различные образы, однако это происходит в процессе обучения, то же происходит и с нейронными сетями. Распознавание образов – это процесс, в котором получаемый образ может быть отнесен к определенным категориям [2]. Задача заключается в том, что необходимо оценить эффективность нейросетевой модели при решении задачи распознавания лиц по их изображению и провести сравнительный анализ с другими алгоритмами интеллектуального анализа данных. В исследовании использовалась нейросетевая модель, реализованная в программной среде Embarcadero® C++Builder 10 Seattle. В программной системе реализована возможность строить нейронную сеть прямого распространения типа многослойный персептрон, с двумя алгоритмами обучения: метод сопряженных градиентов (МСГ) и градиентного спуска (ГС). Для проведения сравнительного анализа эффективности были использованы следующие алгоритмы интеллектуального анализа данных в программной системе RapidMiner Studio: искусственная

нейронная сеть (ANN), метод деревьев принятия решений (WJ) и метод опорных векторов (SMO). Для решения поставленной задачи были взяты изображения различного типа: с различной освещенностью, положением головы, открытым и закрытым ртом, с очками и без, с разным выражением лица [3]. Объем обучающей выборки – 280 объектов, а тестовой – 120. Для снижения размерности задачи был произведен отбор информативных признаков методом главных компонент от 5 до 50 компонент. На каждой задаче алгоритм запускался многократно, результаты усреднялись, после чего был применен оператор T-Test по критерию Стьюдента (уровень значимости – 0,05). Результаты проведенных исследований представлены в табл. 1, 2 и 3. По результатам исследований было выявлено, что различия между алгоритмами МСГ и ГС являются статистически незначимыми при малом числе компонент. При 5 и 10 компонентах различия между алгоритмами МСГ, ANN и WJ являются статистически значимыми, при этом алгоритм МСГ имеет большее среднее значение точности. Проведенные исследования не дают однозначных выводов по эффективности применения алгоритмов обучения МСГ и ГС к искусственной нейронной сети.

213

Решетневские чтения. 2017 Таблица 1 Результаты тестирования (5 компонент)

62,19 %

38,52 %

48,33 %

74,49 %

59,66 %

Т-тест

ГС

SMO

ANN

WJ

МСГ

0,733645677

0,000851

0,00404134

0,000389

9,05197E-05

0,001972

0,000549778

0,01299

38,52 %

ГС

48,33 %

SMO

0,004983

74,49 %

ANN

59,66 %

WJ

0,000816

Таблица 2 Результаты тестирования (10 компонент)

66,81 %

61,24 %

78,66 %

89,33 %

62,16 %

Т-тест

ГС

SMO

ANN

WJ

МСГ

0,077678448

1,71879E-05

8,41066E-07

0,000608

7,71244E-06

0,001641

0,001209456

0,002267

61,24 %

ГС

78,66 %

SMO

9,27587E-07

89,33 %

ANN

62,16 %

WJ

0,000525

Таблица 3 Результаты тестирования (50 компонент) 62,19 %

89,67 %

93,83 %

62,66 %

Т-тест

ГС

SMO

ANN

WJ

71,39 %

МСГ

0,021179

0,010314

0,000131

0,097412

62,19 %

ГС

0,005812

0,000145

0,176199

89,67 %

SMO

0,21815

0,013066

93,83 %

ANN

62,66 %

WJ

0,002253

Библиографические ссылки 1. Neural network models [Электронный ресурс]. URL: https://www.otexts.org/fpp/9/3 (дата обращения 25.08.2017). 2. Полякова О. С. Разработка ансамблей нечетких систем интеллектуального анализа данных / СибГУ. 2017. 3. Simon Haykin. Neural networks : A Comprehensive Foundation. // McMaster University Hamilton, Ontario, Canada. 2006. С. 113–115.

References 1. Neural network models. Available at: https://www.otexts.org/fpp/9/3 (accessed: 25.08.2017). 2. Polyakova O. S. Razrabotka ansambley nechetkikh sistem intellektual’nogo analiza dannykh // SibGU. 2017. 3. Simon Haykin. Neural networks : A Comprehensive Foundation. // McMaster University Hamilton, Ontario, Canada. 2006. С. 113–115.

214

© Мальцева О. А., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 519.87 О ПРИМЕНЕНИИ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ НА НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКЕ*

Д. Ю. Мамонтов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Описываются самонастраивающиеся методы автоматического формирования экспертных систем на нечёткой логике, широко используемых при проектировании и управлении ракетно-космическими системами. Ключевые слова: самонастраивающиеся эволюционные алгоритмы, экспертные системы на нечеткой логике, алгоритм генетического программирования, генетический алгоритм. ON APPLYING GENETIC PROGRAMMING IN FUZZY LOGIC SYSTEMS DESIGN

D. Yu. Mamontov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This article describes self-configuring methods for automated design of fuzzy logic based expert systems widely used in space and rocket systems design and control. Keywords: self-configuring evolutionary algorithms, fuzzy logic based expert systems, genetic programming algorithm, genetic algorithm. На сегодняшний день все более важную роль в управлении сложными техническими, ракетнокосмическими системами, играют интеллектуальные информационные технологии [1]. Одной из самых распространенных технологий являются экспертные системы, основанные на нечеткой логике и теории нечетких множеств [2]. Однако широкому распространению таких систем препятствуют сложности на этапе разработки. Инженеру по знаниям требуется получить знания от эксперта, представить их в виде формальной модели, состоящей из двух основных частей: базы нечетких правил и набора лингвистических переменных. В свою очередь, методики для получения этих знаний слабо формализованы. Весь процесс извлечения знаний становится, по сути, взаимным обучением эксперта и инженера, требующим слишком много времени. В случае же наличия готовых баз данных, можно попытаться избежать этапа извлечения знаний, занимающего длительное время, путем применения методов автоматического формирования базы правил и оптимизации термов лингвистических переменных [3]. В данном исследовании для формирования базы нечетких правил используется самонастраивающийся алгоритм генетического программирования (СГП), модификация стандартного алгоритма, предложенного в [4], позволяющий получить готовую базу правил, без привлечения эксперта. Также для оптимизации ___________________________

лингвистических переменных используется самонастраивающийся генетический алгоритм (СГА). Самонастраивающиеся модификации данных алгоритмов, предложенные в [4], позволяют избежать трудностей на этапе их настройки, тем самым снижая требования к специалистам, использующим данную систему. Исследование предложенных подходов проводилось на задаче управления динамической системой «тележка-перевернутый маятник», а также на двух задачах классификации: задача о распознавании банкнот (1) и задача об ирисах Фишера (2), взятых из открытого репозитория [5]. Динамическое поведение перевернутого маятника описывается системой из двух дифференциальных уравнений. Целью управления является стабилизация системы, характеризующаяся нулевым отклонением маятника от нормали и нулевым положением тележки. Эволюционная процедура формирования базы правил и оптимизации лингвистических переменных была построена следующим образом. На первом этапе запуск СГП с размером популяции 70, максимальной глубиной дерева 4 и полным ростом. Процедура поиска происходит до тех пор, пока каждые 100 поколений пригодность лучшего индивида будет возрастать более чем на 5 %. На втором этапе запуск СГА с размером популяции 70. Критерий останова такой же.

* Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта № 16-41-240822.

215

Решетневские чтения. 2017 Точность классификации системой на нечеткой логике Задача о банкнотах Задача об ирисах

2 терма 0,908 0,8913

3 терма 0,956 0,9783

4 терма 0,954 0,8912

Пусть каждая входная и выходная переменная будет описываться 5 термами. В результате моделирования поведения системы «тележка – перевернутый маятник» с применением системы управления на нечеткой логике, построенной с помощью СГП и СГА, удалось стабилизировать угол отклонения маятника в пределах от –2 до 2 оС. Тем не менее, полученная база содержит 54 (4 переменных, каждая из которых описывается 5 термами) = 625 правил, что трудно интерпретировать в форму легко понятную человеку. С целью сокращения размера базы правил было уменьшено количество термов у каждой переменной до 3. В результате чего, также была построена система управления, содержащая всего 81 правило, однако качество управления заметно ухудшилось, поскольку контроллеру хоть и удавалось удерживать угол отклонения маятника от нормали, но положение тележки стабилизировать не удалось. Тестирование на задачах классификации происходило путем изменения количества термов от 2 до 6. Также все входные и выходные переменные описываются одинаковым количеством термов. В таблице представлены результаты для обеих задач классификации. Исходя из полученных данных, можно отметить, что в обеих задачах максимальная точность достигается при количестве термов равном 3. И увеличение их числа не всегда приводит к увеличению эффективности классификации. Результаты решения первой задачи были сравнены с методами, исследованными в [6]. Эффективность решения задач классификации сравнивалась с методами, реализованными в RapidMiner [7] (нечеткий классификатор, метод k ближайших соседей, деревья решений, случайный лес, индукция правил, наивный байесовский классификатор, линейный дискриминантный анализ). Сравнения показали, что автоматически сформированная система на нечеткой логике демонстрирует точность классификации, сопоставимую с известными подходами, при этом за счет автоматического формирования систем на нечеткой логике с применением СГП и СГА удается существенно сократить время на создание таких систем и снизить квалификационные требования к разработчику. Библиографические ссылки 1. Semenkin E., Semenkina M. Spacecrafts' control systems effective variants choice with self-configuring genetic algorithm // ICINCO 2012 Proceedings of the 9th International Conference on Informatics in Control, Automation and Robotics. 2012. Р. 84–93. 2. Sergienko R., Semenkin E., Bukhtoyarov V. Michigan and Pittsburgh methods combining for fuzzy classifier generating with coevolutionary algorithm for

5 термов 0,9346 0,913

6 термов 0,9153 0,9348

strategy adaptation // 2011 IEEE Congress of Evolutionary Computation, CEC 2011. 2011. Р. 113–120. 3. Stanovov V., Semenkin E. Hybrid self-configuring evolutionary algorithm for automated design of fuzzy logic rule base // 2014 11th International Conference on Fuzzy Systems and Knowledge Discovery, FSKD 2014. 11. Р. 317–321. 4. Semenkin E., Semenkina M. Self-configuring genetic programming algorithm with modified uniform crossover // 2012 IEEE Congress on Evolutionary Computation, CEC 2012 2012. Р. 1918–1923. 5. Machine Learning Repository [Электронный ресурс]. URL: http://archive.ics.uci.edu/ml/datasets.html (дата обращения: 10.03.2017). 6. Мамонтов Д. Ю., Карасева Т. С. Решение задач финансового анализа с помощью интеллектуальных информационных технологий // Информационнотелекоммуникационные системы и технологии : материалы Всероссийской научно-практической конференции. Кемерово КузГТУ, 2015. 7. RapidMiner Studio [Электронный ресурс]. URL: https://rapidminer.com/ (дата обращения: 10.03.2017). References 1. Semenkin E., Semenkina M. Spacecrafts' control systems effective variants choice with self-configuring genetic algorithm // ICINCO 2012 - Proceedings of the 9th International Conference on Informatics in Control, Automation and Robotics. 2012. Р. 84–93. 2. Sergienko R., Semenkin E., Bukhtoyarov V. Michigan and Pittsburgh methods combining for fuzzy classifier generating with coevolutionary algorithm for strategy adaptation // 2011 IEEE Congress of Evolutionary Computation, CEC 2011. 2011. Р. 113–120. 3. Stanovov V., Semenkin E. Hybrid self-configuring evolutionary algorithm for automated design of fuzzy logic rule base // 2014 11th International Conference on Fuzzy Systems and Knowledge Discovery, FSKD 11. 2014. Р. 317–321. 4. Semenkin E., Semenkina M. Self-configuring genetic programming algorithm with modified uniform crossover // IEEE Congress on Evolutionary Computation, 2012. Р. 1918–1923. 5. Machine Learning Repository [Электронный ресурс]. Available at: http://archive.ics.uci.edu/ml/ datasets.html (accessed: 10.03.2017). 6. Mamontov D. Yu., Karaseva T.S., [Solving of financial analysis problems with intellectual information technologies] // Materialy Vserossijskoj nauchnoprakticheskoj konferencii “Informacionno-telekommunikacionnye sistemy i tehnologii”. Kemerovo : KuzSTU, 2015. (In Russ.) 7. RapidMiner Studio [Electronic resource] Available at:https://rapidminer.com// (accessed: 10.03.2017).

216

© Мамонтов Д. Ю., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 519.854.33 МОДЕЛИ ПСЕВДОБУЛЕВОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ИНФОРМАТИВНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ В ДАННЫХ* И. С. Масич, Е. М. Краева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Рассматриваются вопросы выявления скрытых закономерностей в наборах данных и их использования для поддержки принятия решений при распознавании. Задача выявления закономерностей рассматривается как задача условной оптимизации монотонных псевдобулевых функций. Предлагаемый подход использован для решения задачи обеспечения однородности партий электрорадиоизделий для комплектации радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов. Ключевые слова: классификация, логические закономерности, электронная компонентная база. MODELS OF PSEUDOBOOLEAN OPTIMIZATION FOR IDENTIFICATION OF INFORMATIVE PATTERNS IN DATA I. S. Masich, E. M. Kraeva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The paper deals with the identification of hidden regularities in data sets and their use to support decision making in recognition. The problem of finding patterns is considered as a problem of conditional optimization of monotone pseudo-Boolean functions. The proposed approach is used to solve the problem of ensuring the homogeneity of batches of electronic radio products for the assembly of radio electronic equipment for space vehicles. Keywords: classification, logical patterns, electronic component base. Создание и использование логических алгоритмов классификации основывается на выявлении в исходных данных закономерностей, из набора которых формируется решающая функция. Поиск закономерностей можно рассматривать как задачу комбинаторной оптимизации. Для получения более эффективного решения выбор алгоритма оптимизации следует производить исходя из характерных свойств, присущих рассматриваемой оптимизационной задаче. В данной работе рассматриваются некоторые свойства задач оптимизации, решаемых в ходе поиска логических закономерностей в данных. Рассмотрим задачу распознавания наблюдений, описываемых бинарными признаками и разделенных на два класса

K  K   K   B2n , где B2n  {0,1} , B2n  B2  B2  B2 . Наблюдение X  K описывается бинарным вектором X  ( x1 , x2 ,..., xn ) . Наблюдения класса K  будем называть положительными точками выборки K,

а наблюдения класса K  – отрицательными точками выборки. Под закономерностью P (или правилом) в данном случае понимается терм (конъюнкция некоторых признаков и их отрицаний), который покрывает хотя бы одно наблюдение некоторого класса и не покрывает ни одного наблюдения другого класса [1]. Множество наблюдений, которые покрываются закономерностью P, обозначим Cov(P). Не существует единственного однозначного критерия для сравнения логических закономерностей между собой. При анализе различных данных к качеству и особенностям формируемых закономерностей могут предъявляться разные требования. В соответствие с [2] для оценки качества чистых (однородных, не покрывающих наблюдений других классов) закономерностей используем три критерия – простота, избирательность и доказательность, а также их возможные совмещения. Закономерность P1 более предпочтительна по отношению к P2 по критерию простоты, если Lit ( P1 )  Lit ( P2 ) , где Lit ( P) – множество литералов закономерности P.

________________________ *

Работа выполнена в рамках государственного задания № 2.5527.2017/8.9 Минобрнауки России.

217

Решетневские чтения. 2017

Закономерность P1 более предпочтительна по отношению к P2 по критерию избирательности, если S ( P1 )  S ( P2 ) , где S ( P) – множество точек булева гиперкуба, покрываемых закономерностью P. Закономерность P1 более предпочтительна по отношению к P2 по критерию доказательности, если Cov( P1 )  Cov( P2 ) . Из всех типов закономерностей, полученных в соответствие с этими критериями и их комбинациями, наиболее полезными для выявления информативных закономерностей и их использования для поддержки принятия решений при распознавании представляются закономерности первичные (оптимальные по критерию простоты), сильные первичные (оптимальные по критериям доказательности и простоты) и сильные охватывающие (оптимальные по критериям доказательности и избирательности). Выделим некоторое наблюдение a  K  . Обозначим P a закономерность, покрывающую наблюдение a. Те переменные, которые зафиксированы в P a , равны соответствующим значениям признаков объекта a. Для задания закономерности P a введем бинарные переменные Y  ( y1 , y2 ,..., yn ) :

зовать точный алгоритм оптимизации, то найденная закономерность будет являться сильной первичной закономерностью. В ходе исследования была построена новая модель оптимизации, для которой доказано следующее. Утверждение 3. В задаче, соответствующей этой модели оптимизации, крайние точки допустимой области, и только они, соответствуют сильным охватывающим закономерностям. Экспериментальные исследования проведены на практических задачах, в частности, на задаче, описанной в [5]. Использование сильных охватывающих закономерностей уменьшает ошибку распознавания, но при этом увеличивается степень правил по сравнению с первичными закономерностями. В работе исследован вопрос поиска информативных закономерностей посредством формализации этого поиска в виде задачи условной псевдобулевой оптимизации. Проведен анализ свойств построенной модели оптимизации и предложена новая альтернативная модель оптимизации, предназначенная для поиска сильных охватывающих закономерностей.

1, i -ый признак фиксирован в P a yj   0, в противном случае.

1. Crama Y., Hammer P. L., Ibaraki T. Cause-effect Relationships and Partially Defined Boolean Functions // Annals of Operations Research. 1988. 16, P. 299–325. 2. Hammer P. L., Kogan A., Simeone B., Szedmak S. Pareto-optimal patterns in Logical Analysis of Data // Discrete Applied Mathematics. 2004. № 144 (1–2). P. 79–102. 3. Bonates T. O., Hammer P. L., Kogan A. Maximum patterns in datasets // Discrete Applied Mathematics. 2008. № 156 (6). P. 846–861. 4. Антамошкин А. Н., Масич И. С. Поисковые алгоритмы условной псевдобулевой оптимизации // Системы управления, связи и безопасности. 2016. № 1. C. 103–145. 5. Задача классификации электронной компонентной базы /Л. А. Казаковцев, В. И. Орлов, А. А. Ступина, И. С. Масич // Вестник СибГАУ. 2014. № 4 (56). С. 55–61.

Тогда задачу нахождения максимальной закономерности можно записать в виде задачи поиска таких значений Y  ( y1 , y2 ,..., yn ) , при которых получаемая закономерность P a покрывает как можно больше точек b  K  и не покрывает ни одной точки c  K  [3]: n

  (1  y )  max,

bK  i 1 bi  ai n

y

i 1 ci  ai

i

i

 1 для всех c  K  .

(1)

(2)

Эта задача является задачей условной псевдобулевой оптимизации, т. е. задачей оптимизации, в которой целевая функция и функции, стоящие в левой части ограничения, являются псевдобулевыми функциями – вещественными функциями булевых переменных. Целевая функция и функция ограничения в этой задаче являются унимодальными монотонными псевдобулевыми функциями. Используя свойства задачи оптимизации такого класса [4], были доказаны следующие утверждения. Утверждение 1. Крайние точки допустимой области задачи (1)–(2) соответствуют первичным закономерностям. Утверждение 2. Оптимальное решение задачи (1)–(2) соответствует сильной первичной закономерности. Таким образом, применяя приближенные алгоритмы оптимизации, можно утверждать, что найденная закономерность будем являться первичной, но она не обязательно будет являться сильной. Если же исполь-

Библиографические ссылки

References

1. Crama Y., Hammer P. L., Ibaraki T. Cause-effect Relationships and Partially Defined Boolean Functions // Annals of Operations Research. 1988. No. 16. P. 299–325. 2. Hammer P. L., Kogan A., Simeone B., Szedmak S. Pareto-optimal patterns in Logical Analysis of Data // Discrete Applied Mathematics. 2004. № 144 (1–2). P. 79–102. 3. Bonates T. O., Hammer P. L., Kogan A. Maximum patterns in datasets // Discrete Applied Mathematics. 2008. №156 (6). P. 846–861. 4. Antamoshkin A. N., Masich I. S. [Search algorithms for conditional pseudo-Boolean optimization] // Sistemy upravleniya, svyazi i bezopasnosti. 2016. № 1. P. 103–145. 5. Kazakovtsev L. A., Orlov V. I., Stupina A. A., Masich I. S. [The problem of classification of electronic components] // Vestnik SibSAU. 2014. № 4 (56). P. 55–61. © Масич И. С., Краева Е. М., 2017

218

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 004.414.23 НЕЧЕТКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА, НАСТРАИВАЕМАЯ ГЕНЕТИЧЕСКИМ АЛГОРИТМОМ

Я. С. Матюхина Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Рассматривается управление параметрами генетического алгоритма с помощью нечеткого контроллера, который настраивается генетическим алгоритмом. Ключевые слова: эволюционный алгоритм, генетический алгоритм, нечеткий контроллер. FUZZY CONTROL SYSTEM BY PARAMETERS OF THE GENETIC ALGORITHM, MANAGED BY GENETIC ALGORITHM

Y. S. Matyukhina Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The paper considers the management of parameters in genetic algorithm by means of the indistinct controller, managed by genetic algorithm Keywords: evolutionary algorithm, genetic algorithm, fuzzy controller. Введение. На сегодняшний день эволюционные ал- для нечеткого контроллера способствует повышению горитмы [1] широко и успешно применяются в задачах эффективности алгоритма. Сформировав нечеткий проектирования аппаратно-программных комплексов, контроллер один раз, можно его применять для широв том числе и в таких сферах, как разработка систем кого спектра различных задач оптимизации. Возникла управления космическими аппаратами. Интеллекту- идея использовать генетический алгоритм для выбора альные информационные технологии применяются для наилучшей базы правил для нечетких контроллеров решения задач моделирования, классификации и про- управления вероятностью мутации, селекции и скрегнозирования [2]. Проектирование информационных щивания, данная процедура была добавлена к основтехнологий является достаточно сложной интеллекту- ному генетическому алгоритму (см. рисунок). Сравним средние надежности нечеткой системы альной процедурой. Затруднение вызывает как разработка интеллектуальных информационных технологий, управления генетическим алгоритмом и нечеткой так и процесс выбора их эффективных структур. На- системы управления параметрами генетического алпример, при проектировании генетического алгоритма горитма, настраиваемой автоматически (см. таблицу). К полученным результатам был применен критенеобходимо осуществить выбор его оптимальных настроек. Неудачный выбор параметров для конкретной рий Стьюдента с пороговым значением 0.05, задачи может существенно снизить эффективность (5,36738E-05 > 0.05), следовательно, результаты стаработы генетического алгоритма. Это приводит к серь- тистически значимы. езным трудностям для расширения возможности применения эволюционных алгоритмов. Именно по этой причине имеется необходимость в разработке методов самонастройки [3] и внедрения их в генетический алгоритм, минуя процесс выбора настроек алгоритма. Одним из методов управления настройками является применение нечеткого контроллера [4], который представляет собой регулятор, построенный на основе нечеткой логики. В основе операции нечеткого логического вывода лежат функции принадлежности для определенных лингвистических переменных и база правил, которая содержит нечеткие высказыСхема нечеткой системы управления параметрами генетического вания. Правильно составленная база правил алгоритма, настраиваемая генетическим алгоритмом 219

Решетневские чтения. 2017 Средние надежности алгоритмов Задача

НС управления ГА

НС упр. параметрами ГА, настраиваемая ГА

1

0,84

0,8811111111

2

0,88

0,9077777778

3

0,7

0,8037037037

4

0,72

0,7755555556

5

0,56

0,6162962963

6

0,58

0,637037037

7

0,6

0,6977777778

8

0,66

0,7259259259

9

0,9

0,9177777778

10

0,54

0,6059259259

11

0,92

0,9585185185

12

0,98

0,9792592593

13

0,98

1

14

0,56

0,6259259259

Полученные результаты показали, что нечеткая система управления параметрами генетического алгоритма, настраиваемая с помощью генетического алгоритма, имеет на всех функциях надежность значительно больше, чем стандартный генетический алгоритм. Библиографические ссылки 1. Eiben A. E., Smith J. E. Introduction to Evolutionary Computing. Springer Verlag Berlin, 2003. 2. Haupt R. L., Haupt S. E. Practical genetic algorithms. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2004. 3. Матюхина Я. С. Методы самонастройки в эволюционных алгоритмах // Решетневские чтения : материалы XХ Междунар. науч. конф. (09–12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Ч. 2. С. 63–64. 4. Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы. М. : Горячая линия-Телеком, 2006. 5. Сайт. URL: http://coco.lri.fr/BBOB2009/rawdata/.

References 1. Eiben A. E., Smith J. E. Introduction to Evolutionary Computing. Springer Verlag Berlin, 2003. 2. Haupt R. L., Haupt S. E. Practical genetic algorithms. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2004. 3. Matyukhina Y. S. Self-tuning methods in evolutionary algorithms // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. P. 63–64. 4. Rutkovskaya D., Pilinsky M., Rutkowski L. Neural networks, genetic algorithms and fuzzy systems. M. : Hotline Telecom, 2006. 5. Available at: http://coco.lri.fr/BBOB2009/rawdata/.

220

© Матюхина Я. С., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 62.501 НЕКОТОРЫЕ ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ГРУППАМИ ОБЪЕКТОВ

А. В. Медведев, А. С. Орлова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected], [email protected] Рассматриваются задачи идентификации и управления группами статических и динамических объектов. Выделяются различные варианты групп, включая параллельные и последовательно-параллельные схемы, кроме того, рассматривается группа взаимосвязанных объектов. Ключевые слова: априорная информация, группа взаимосвязанных объектов, комплекс непараметрических моделей. SOME TASKS OF CONTROL OF OBJECT GROUPS

A. V. Medvedev, A. S. Orlova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected], [email protected] Some problems of identification and control of groups of static and dynamic objects are considered. Different options of groups, including parallel and serial-to-parallel scheme are selected, besides the group of mutually connected objects are considered. Keywords: a priori information, the group of mutually connected objects, complex of non-parametric models. Настоящая работа посвящена управлению группой статических и динамических объектов в условиях как параметрической, так и непараметрической неопределенности. Сначала рассмотрим задачу управления в общепринятой постановке [1], рассматривая ее как некий локальный объект (рис. 1).

ли могут иметь вид: xˆ  u ,    F  u , ,   при парамет   рической постановке, либо xs  u ,    S u , , us , xs ,  s    при непараметрической постановке. Здесь us , xs ,  s  xs   x1 , x2 ,..., xs  , временные вектора равные   us   u1 , u2 ,..., us  ,  s   1 ,  2 ,...,  s  соответственно





[3]. В дальнейшем будут рассмотрены группы объектов, в частности наиболее простая из них – это группа последовательных объектов, которая представлена на рис. 2.

Рис. 1. Общая схема управления

На рисунке приняты следующие обозначения: О – объект, Р – регулятор, u(t) = (u1(t), ..., un(t)) Ω(u)  Rn, x(t) = (x1(t), …, xn(t)) Ω(x)  Rk, µ(t) = (µ1(t), ..., µn(t)) Ω(µ)  Rm, входная переменная µ(t) является контролируемой, но не управляемой, x*(t) – задающее воздействие. Случайный помехи hu, hµ, hx – это ошибки при измерении переменных, а ξ(t) – случайная помеха, действующая на объект. Приведенная схема имеет локальный характер [2], в дальнейшем из соображения простоты все случайные переменные будут опущены. При идентификации подобных объектов моде-

Рис. 2. Схема последовательных объектов

Здесь О1, О2, ..., ОN – объекты показаны достаточно в общем виде и каждый из них может содержать макрообъект показанный на рис. 1, ОПТ – оптимизатор. Управляющими переменными для оптимизатора являются x1*(t), x2*(t), ..., xN*(t), y*(t). Цель оптимизатора состоит в отыскании управляющих воздействий

221

Решетневские чтения. 2017

x1*(t), x2*(t), ..., xN*(t), y*(t), для достижения z*(t) ≈ z(t). z(t) – выходная переменная наиболее важная, которая характеризует результат работы всей группы объектов. Более сложной является параллельно-последовательная схема (рис. 3) взаимодействия технологических аппаратов, которая часто встречается на предприятиях дискретно-непрерывного типа [4–6].

ным в производство. Фрагмент подобной технологической цепочке представлен на рис. 4.

Рис. 5. Общая схема энергоблока теплоэлектростанции

Рис. 3. Схема параллельно-последовательных объектов

На рис. 3 приняты следующие обозначения N – количество технологических линий, при этом из соображения простоты исключены все обозначения технологических переменных, в основном акцент делается на связь технологических цепочек. Наконец, наиболее сложной является взаимосвязанный технологический процесс, который иллюстрируется на рис. 4.

Исходными переменными в данном случае являлись технологические параметры руд добываемых на территории норильского промышленного района (Октябрьский, Комсомольский, Медвежий ручей и другие). А также количество шихты, песчаника, концентрата, огарка, штейна и других и содержание в них различных элементов. Подобная система, получившая название система «Металл», была внедрена на Норильском ГМК со значительным экономическим эффектом. K-, H-, T-модели входящие в систему «Металл» представляло собой систему из более 330 соотношений параметрических и непараметрических типов [7]. Библиографический ссылки

Рис. 4. Схема взаимосвязанных объектов

Здесь наиболее важным являются технологические связи между промышленными объектами, которые отдельно мы не описываем. Равно как и не описываем какие-либо технологические переменные. Для примера укажем на группу объектов, которая широко распространена на теплоэлектростанциях (рис. 5). Следует отметить, что объекты О1, О2, ... ,ОN – это котлоагрегаты, T1, T2, ... , TL – турбины, которые могут в производственном процессе находиться в различных состояниях вплоть до отключения. Это естественно существенно усложняет задачу управления подобным взаимозависимым комплексом. Подобные системы в настоящее время находятся в стадии разработки. Представляется целесообразным привести некоторые сведения о математическом моделировании обогатительно-металлургическим переделом НГМК прошедшем многочисленные испытания и внедрен-

1. Цыпкин Я. З. Основы информационной теории идентификации. М. : Наука, 1984. 320 с. 2. Медведев А. В. Теория непараметрических систем. Процессы // Вестник СибГАУ. 2010. № 3 (29). С. 4–9. 3. Медведев А. В. Теория непараметрических систем. Моделирование // Вестник СибГАУ. 2010. № 4 (30). С. 4–9. 4. Медведев А. В. Некоторые замечания к Н-моделям безынерционных процессов с запаздыванием // Вестник СибГАУ. 2014. № 2(54). С. 24–34. 5. Михов Е. Д. Управление процессом, имеющим «трубчатую» структуру // Решетневские чтения : материалы XVIII Междунар. науч. конф., посвящ. 90-летию со дня рождения генер. конструктора ракет.космич. систем акад. М. Ф. Решетнева (11–14 нояб. 2014, г. Красноярск) : в 3 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. Ч. 2. С. 99–101. 6. Чжан Е. А. К задаче моделирования H-процессов // Решетневские чтения : материалы XVIII Междунар. науч. конф., посвящ. 90-летию со дня рождения генер. конструктора ракет.-космич. систем акад. М. Ф. Решетнева (11–14 нояб. 2014, г. Красноярск) : в 3 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. Ч. 2. С. 137–139. 7. Медведев А. В. Основы теории адаптивных систем : монография / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. 526 с.

222

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

Referenses 1. Tcipkin J. Z. Osnovi informacionnoi teorii identificacii [The basis of information identification theory]. М. : Nauka, 1984. 320 p. 2. Medvedev A. V. Teoria neparametricheskih system. Procesi (To the theory of nonparametric systems. Process) // Vestnik SibSAU. 2010. № 3 (29). P. 4–9 (In Russ.). 3. Medvedev A. V. Teoria neparametricheskih system. Modelirovanie (To the theory of nonparametric systems. Modeling) // Vestnik SibSAU. 2010. № 4(30). P. 4–9. (In Russ.) 4. Medvedev A. V. [Some notes on H – models for non-inertis systems with a delay] Vestnik SibSAU. 2014. Vol. 54, № 5. P. 24–34. (In Russ.)

5. Mihov E. D. [Process control with “tubular” structure] Мaterialy XVIII Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XVIII Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2014. P. 99–101. (In Russ.) 6. Chzhan E. A. [To the problem of H-processes modeling] Мaterialy XVIII Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XVIII Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2014. P. 137–139. (In Russ.) 7. Medvedev A. V. Osnovi teorii adaptivnyh sistem [Bases of the theory of the adaptive system]: monograph / SibSAU. Krasnoyarsk, 2015. P. 526. (In Russ.)

223

© Медведев А. В., Орлова А. С., 2107

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.738.5 РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ РАНЖИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В СООТВЕТСТВИИ С ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИМ ЗАПРОСОМ

Р. В. Менчиков, А. В. Кравченко, В. В. Лапко, Н. А. Сигида Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Приведен анализ проблем, возникающих при поиске информации сразу в нескольких предметных областях Internet. Предложена модель, обрабатывающая запрос пользователя в тематической коллекции данных. Ключевые слова: ранжирование, поиск, обработка запроса, алгоритм. DEVELOPING THE INFORMATION RANK MODEL IN ACCORDANCE WITH THE USER REQUEST

R. V. Menchikov, A. V. Kravchenko, V. V. Lapko, N. A. Sigida Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article analyses problems arising in the search of information at once in several areas of the Internet. A model is proposed that handles a user's request in the data collection thematic. Keywords: ranging, search, query processing, algorithm. Ранжирование в информационно-поисковых системах может быть построено на основе различных моделей. Основная задача, решаемая алгоритмом ранжирования – оценка меры похожести поискового запроса и документов из коллекции с целью построения отсортированного списка результатов поиска. Данная мера зависит только от текста запроса и документов [1]. Однако существует ряд проблем, которые не удается решить на основе только этой информации. Поэтому алгоритм ранжирования расширяется за счет использования дополнительных признаков документов, определяемых, например, на основе ссылочной структуры коллекции [2]. Популярные алгоритмы, такие как PageRank и HITS, напрямую неприменимы в случае специфичных коллекций документов, в которых граф, построенных на основе ссылок между документами, является сильно разреженным и не обладает свойством связности [3]. Предлагаемая модель предназначена для обработки запроса пользователя в тематической коллекции. Проблема заключается в том, что пользователь может искать информацию сразу в нескольких предметных областях, что существенно сказывается на методах ранжирования информации и определения уровня релевантности необходимых документов. Кроме того, необходимо учитывать специфику рассматриваемых тематических коллекций, а именно мультилингвистический подход. Результатом работы предлагаемого алгоритма обработки информации является вектор djyw содержащий j-ой мощности документов, w-й предметной области из y-го языковых множеств [4].

 d yw = (Doc1w , Doc 2w , ..., Doc rw ) .

Для того чтобы определить мощность документа (Docjц) необходимо учесть мощность термина или группы терминов, по которым производит поиск пользователь, также необходимо учесть цитируемость документа разными поисковыми сервисами и специализированными сайтами, а также уровень релевантности документа в рамках предметных областей в которые данный документ входит. Таким образом, получаем: Doc jw = a  PowTerm jw  b 

1 u  v jw  c  RangDoc jw , u w=1

где PowTermjw – мощность j-ого документа w-ой предметной области; vjw – вес j-ого документа в w-й предметной области u – коэффициент, отвечающий за количество предметных областей в который встретился документ. RangDocjw – получаемый ранг j-ого документа w-го предметной области. a, b и c – коэффициенты отвечающие за силу мощности документа в зависимости от термов, вес терма в предметной области и ранг документа в сети Internet соответственно. m

PowTerm jy =  y=1

n

 rel

ijy

,

i=1

где relij – это уровень релевантности i-го терма в j-м документе. i – индекс терма в запросе пользователя. Если пользователь производит поиск по одному терму то i = 1.

224

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

Если необходимо производить поиск только по одному языковому множеству, то коэффициент y можно не учитывать [5]. Таким образом, получена методика обработки запроса пользователя в тематической коллекции с учетом параметров: веса документа в Интернете, что связывает данную методику, с методиками расчета веса сайта, с которого получен документ, и методикой определения уровня релевантности документа. Это позволяет построить единую и сбалансированную систему формирования и управления тематическими мультилингвистическими узкоспециализированными коллекциями. Библиографические ссылки 1. Менчиков Р. В. Усовершенствование модели ранжирования информации поиска в сети Internet // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2016. Т. 1. С. 164–166. 2. Царев Р. Ю. Fuzzy-метод формирования структуры мультиверсионного программного обеспечения информационно-управляющих систем. 2007. С. 72–75. 3. Карасева М. В., Карцан И. Н., Зеленков П. В. Метапоисковая мультилингвистическая система // Вестник СибГАУ. 2007. Вып. № 3. 4. Менчиков Р. В., Гапенко П. С., Кравченко А. В. Разработка модели определения релевантности информации пользовательскому запросу // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2017. Т. 1. С. 152–154.

5. Рубан А. И. Методы анализа данных : учеб. пособие. Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2004. 319 с. References 1. Menchikov R. V. Usovershenstvovanie modeli ranjirovaniya informatcii poiska internet [Improvement of the ranking model of search information in the Internet network] // Actual problems of aviation and cosmonautics. 2016. Vol. 1. P. 164–166. 2. Tsarev R. Yu. Fuzzy-metod formirovaniya structuri multilingvisticheskogo programmnogo obecpecheniya informatcionno-upravlyayushih system [Fuzzy-method of forming the structure of multiversion software for information-control systems]. 2007. P. 72–75. 3. Karaseva M. V., Kartsan I. N., Zelenkov P. V. Metapoiskovaya mul’tilingvisticheskaya sistema [Metapoisk multilingual system] // Vestnik SibSAU. 2007. Iss. 3. 4. Menchikov R. V., Gapenko P. S., Kravchenko A. V. Razrabotka modeli opredeleniya relevantnosti informatsii pol’zovatel’skomu zaprosu [Development of a model for determining the relevance of information to a user’s request] // Actual problems of aviation and cosmonautics. 2017. Vol. 1. P. 152–154. 5. Ruban A. I. Metody analiza dannykh [Methods of data analysis] : Textbook. allowance. Krasnoyarsk : IPC KSTU, 2004. P. 319.

225

© Менчиков Р. В., Кравченко А. В., Лапко В. В., Сигида Н. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.942 ПРИМЕНЕНИЕ НЕЙРОЭВОЛЮЦИОННОГО ПОДХОДА ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ КЛАССИФИКАЦИИ*

С. А. Митрофанов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Нейросетевые классификаторы являются универсальными моделями, полезными при анализе сложных систем, в том числе и в области ракетно-космической техники. Развивается эволюционный подход к проектированию таких классификаторов. Ключевые слова: классификация, искусственная нейронная сеть, самоконфигурируемый алгоритм генетического программирования. APPLYING THE NEURO-EVOLUTIONAL APPROACH FOR CLASSIFICATION PROBLEMS SOLVING

S. A. Mitrofanov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] Neural network classifiers are universal models useful in the analysis of complex systems, including in the field of rocket and space technology. This paper develops an evolutionary approach to the design of such classifiers. Keywords: classification, artificial neural network, self-configuring algorithm of genetic programming. На сегодняшний день можно говорить о массовом применении интеллектуальных информационных технологий во всех областях человеческой деятельности, включая планирование, проектирование и управление ракетно-космическими системами [1]. Задача классификации заключается в разбиении пространства признаков на непересекающиеся области, причем по одной для каждого класса. Для разделения пространства признаков необходимо построить решающую функцию, для чего часто используются интеллектуальные искусственные нейронные сети (ИНС) [2]. Для пользователя использование ИНС является трудоемким процессом, так как для качественной работы просто обучить ИНС недостаточно, необходимо выбрать структуру ИНС, а под этим в свою очередь подразумевается определение количества слоев, количества нейронов на слоях, соединений между нейронами и выбор активационных функций. Так как не каждый пользователь может самостоятельно выбрать подходящую под задачу структуру ИНС, то необходимо автоматизировать процесс ее формирования. Для автоматизации проектирования ИНС может использоваться алгоритм генетического программирования (ГП) [3]. В ГП решения представлены в виде деревьев, т. е. можно сказать, что алгоритм осуществляет поиск ре-

шения в пространстве деревьев. Чтобы применить ГП для проектирования ИНС были определены функциональное и терминальное множества для представления ИНС в виде дерева. Терминальное множество состоит из одиночных нейронов, а функциональное множество включает два оператора: оператор объединения в слой и оператор, означающий, что «левое» поддерево является входом в «правое». Применение ГП позволяет существенно облегчить и ускорить процесс разработки ИНС за счет его автоматизации. Но ГП имеет множество своих настроек, что затрудняет работу с ним. Поэтому было решено использовать самоконфигурируемый ГП. Самоконфигурация представляет собой процесс автоматического выбора и использования алгоритмических операторов [4]. Под этим подразумевается, что выбор того или иного вида оператора основывается на вероятности и зависит от успешности его применения на предыдущих итерациях. После того как дерево, сформированное ГП преобразуется в ИНС, необходимо настроить ее весовые коэффициенты. Для настройки весовых коэффициентов используется бинарный генетический алгоритм (ГА). Так как ГА тоже имеет множество своих параметров, то для него был использован тот же метод самоконфигурирования.

__________________________ *

Работа выполняется в рамках НИР 2.1680.2017/ПЧ проектного задания Министерства образования и науки РФ Сибирскому государственному университету науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева.

226

Математические методы моделирования, управления и анализа данных Эффективность различных методов в задачах распознавания изображений № 1 2 3 4 5

ИНС (ГП) 91,83 75,06 89,9 85,35 66,53

NN

MLP

k-NN

SVM

RI

NB

RF

DT

LDA

LR

89,56 77,04 91,72 82,60 71,63

89,87 73,47 92,70 81,53 95,8

90,71 29,18 97,68 65,32 96,32

90,8 18,37 98,14 68,28 15,67

85,8 73,8 88,74 68,65 95,11

79,6 81,05 82,15 46,29 79,39

68,73 43,26 69,22 57,98 68,35

83,08 78,82 88,64 63,33 95,84

79,42 73,47 82,22 76,56 14,29

76,19 74,23 82,26 75,39 74,82

Для проверки работоспособности алгоритма было проведено решение реальных задач классификации. Рассматривались пять задач классификации, которые относятся к классу задач распознавания изображений. Были использованы 5 баз данных, в соответствии с содержанием которых определилось пять задач [5]: распознавание типа почвы по снимкам со спутника (1); распознавание объектов в городском ландшафте (2); распознавание цифры по рукописи (3); распознавание типа автомобиля (4); распознавание объекта в сегментированном изображении (5). Проведено сравнение результатов работы алгоритма с ранее полученными в среде RapidMiner [6; 7]. Для обучения системы были применены 10 методов классификации, реализованные в системе RapidMiner: нейронная сеть (NN), метод k ближайших соседей (k-NN), деревья решений (DT), индуктивный вывод правил (RI), метод опорных векторов (SVM), многослойный персептрон (MLP), наивный байесовский классификатор (NB), метод линейной регрессии (LR), линейный дискриминантный анализ (LDA), случайный лес (RF). Результаты, полученные в системе RapidMiner, сравнивались с точностью классификации ИНС, проектируемой с помощью ГП. Результаты представлены в таблице. Как видно из результатов для задач 2, 3 и 5 с помощью ГП «удачную» архитектуру для ИНС подобрать не удалось, но полученный результат не многим хуже точности, показанной ИНС в системе RapidMiner. Это может быть связано с некорректным выбором активационных функций или с неправильным выбором настроек ГП, таких как глубина дерева или число циклов обучения. Также это может быть связано с выбором функционального и терминального множеств. Однако для остальных задач удалось подобрать архитектуру ИНС, показывающую эффективность выше, чем ИНС, используемая в системе RapidMiner. Библиографические ссылки 1. Семенкин Е. С., Клешков В. М. Модели и алгоритмы распределения общих ресурсов при управлении инновациями реструктурированного машиностроительного предприятия // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2006. № 3. С. 24–30. 2. Решение задачи прогнозирования экологического состояния города нейроэволюционными алгоритмами / Д. И. Хритоненко, Е. С. Семенкин, Е. В. Сугак и др. // Вестник СибГАУ. 2015. Т. 16. № 1. С. 137–142.

3. Semenkina M., Semenkin E. Classifier ensembles integration with self-configuring genetic programming algorithm // Lecture Notes in Computer Science. 2013. Vol. 7824 LNCS. Р. 60–69. 4. Semenkin E., Semenkina M. Self-configuring genetic programming algorithm with modified uniform crossover // 2012 IEEE Congress on Evolutionary Computation, CEC 2012. 2012. Р. 1918–1923. 5. Machine Learning Repository [Электронный ресурс]. URL: http://archive.ics.uci.edu/ (дата обращения: 20.02.2016). 6. RapidMiner [Электронный ресурс]. URL: https://rapidminer.com/ (дата обращения: 20.08.2017). 7. Митрофанов С. А. Сравнение эффективности различных методов интеллектуального анализа данных в задачах распознавания изображений // Инновационная наука : междунар. науч. журн. Уфа : Аэтерна, 2015. С. 96–98. References 1. Semenkin E. S., Kleshkov V. M. Models and algorithms for the distribution of general resources in the management of innovations of a restructured machinebuilding enterprise // Problems of Mechanical Engineering and Automation. 2006. № 3. P. 24–30. 2. Khritonenko D. I., Semenkin E. S., Sugak E. V., Potylitsyna E. N. Solution of the problem of forecasting the ecological state of the city by neuroevolutionary algorithms // Vestnik SibGAU. 2015. Vol. 16. № 1. P. 137–142. 3. Semenkina M., Semenkin E. Classifier ensembles integration with self-configuring genetic programming algorithm // Lecture Notes in Computer Science. 2013. Т. 7824 LNCS. Р. 60–69. 4. Semenkin E., Semenkina M. Self-configuring genetic programming algorithm with modified uniform crossover // 2012 IEEE Congress on Evolutionary Computation, CEC 2012. 2012. Р. 1918–1923. 5. Machine Learning Repository [Electronic resource]. Available at: http://archive.ics.uci.edu/ (accessed: 20.02.2016). 6. RapidMiner [Electronic resource]. Available at: https://rapidminer.com/ (accessed: 20.08.2017). 7. Mitrofanov S. A., Comparison of the effectiveness of various methods of data mining in pattern recognition problems. Mezhdunarodnyy nauchnyy zhurnal “Innovatsionnaya nauka”, Ufa publishing and research center «Aeterna», December 2015. P. 96–98, 2015. (In Russ.) © Митрофанов С. А., 2017

227

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.876.2 PROCESS MINING КАК ИНСТРУМЕНТ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ

Е. С. Морозевич, И. А. Панфилов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Рассмотрен Process Mining в компаниях различной направленности, в том числе и ракетно-космической отрасли. Указаны критерии оценки бизнес-процесса, приведены примеры алгоритмов распознания процессов и инструментов их реализации. Ключевые слова: бизнес-процесс, автоматизация управления бизнес-процессами, интеллектуальный анализ бизнес-процессов. PROCESS MINING AS A TOOL TO IMPROVE BUSINESS PROCESSES

E. S. Morozevich, I. A. Panfilov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The article considers Process Mining in companies of different specialisations, including the rocket and space industry. The article contains criteria for evaluating business process, gives examples of algorithms for recognizing processes and tools for its implementation. Keywords: business process, automation of business process management, Process Mining. Бизнес-процессы являются неотъемлемой частью современного мира. Они представляют собой последовательность действий, выполняемую по определённым правилам, в целях получения требуемого продукта. Бизнес-процессы встречаются как в здравоохранении, государственном управлении, так и в ракетно-космической отрасли. В настоящее время одним из приоритетных направлений является развитие ракетно-космической техники, а, соответственно, и модернизация предприятий, которые её выпускают. В связи с этим встаёт вопрос об организации эффективного управления не только производственным процессом, а предприятием в целом, что позволяет обеспечить управление бизнес-процессами [1]. Сегодня всё большую популярность набирает автоматизация управления бизнес-процессами с помощью специальных информационных систем в компаниях различной отраслевой принадлежности. Автоматизация позволяет упростить работу компании, даёт возможность её контролировать и способствует росту производительности. Кроме того, системы автоматизации управления бизнес-процессами помогают оперативно управлять ими путём внесения улучшений по мере необходимости. Высокий уровень автоматизации является ключевым фактором для оптимизации работы предприятия в целом путём применения современных технологий интеллектуального анализа процессов. Хотя и системы управления бизнес-процессами зачастую обладают собственными способами анализа бизнес-процессов, их не следует использовать как полноценные системы для Process Mining. В большинстве случаев они сводятся к вычислению метрик экземпляра процесса и не могут предоставить полноценную отчётность.

Process Mining (интеллектуальный анализ процессов) представляет собой технологию для анализа и совершенствования бизнес-процессов, в основе которой лежит информация о структуре и поведении процессов, взятая из журнала событий (логов), который хранит данные об изменениях состояний объектов. При этом большое внимание следует уделять полноте журнала событий. Если он будет неполный, то модель окажется недостоверной, и её сложно будет анализировать, а также характеристики процесса будут неточными и могут неверно истолковать реальное состояние процесса. Интеллектуальный анализ бизнес-процессов используется для выделения реальных бизнеспроцессов, выявления «узких мест», отклонений в процессах, вычисления наиболее быстрых маршрутов прохождения процессов, прогнозирования возможных проблем в их исполнении и т. д. Process Mining решает три основные задачи (см. рисунок): извлечение, проверка соответствия, совершенствование бизнес-процессов [2]. Извлечение бизнеспроцесса предполагает построение модели процесса по имеющимся данным из журнала событий информационной системы. Проверка на соответствие позволяет выявить отклонения экземпляров бизнеспроцесса от его модели. Совершенствование в свою очередь позволяет улучшить модель процесса за счёт расширения моделируемого поведения и получения обширной модели показателей по процессу. Для распознания и анализа процессов используются различные алгоритмы: альфа-алгоритмы, эвристические алгоритмы, генетические алгоритмы, теория регионов и пр.

228

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

Модель осуществления Process Mining

Оценка модели производится с использованием метрик качества процесса: – пригодность определяет насколько пригодна модель согласно её сопоставлению с экземплярами бизнес-процесса; – точность предполагает, что модель отражает как можно больше вариантов исполнения процесса, однако многие из них могут допускаться, но не присутствовать в журнале регистрации событий; – простота оказывает влияние на дальнейший анализ, в основном достигается за счёт снижения уровня пригодности и точности; – обобщённость предполагает, что все ветвления процесса являются отдельными экземплярами бизнеспроцесса. Рынок предоставляет следующие системы интеллектуального анализа бизнес-процессов ARIS Process Performance Manager, ProcessAnalyzer, ProM, Nitro, Disco, Futura Reflect, Interstage Automated Process Discovery, Celonis Process Mining, StereoLogic Discovery [3]. Сегодня активно продвигается отечественными разработчиками систем управления бизнеспроцессами продукт компании Celonis. Celonis Process Mining отображает и визуализирует происходящие процессы. Он помогает создать базовую отчётность для проведения улучшения бизнес-процессов путём выявления «узких мест» [4; 5]. Таким образом, Process Mining является прогрессивной технологией в управлении бизнес-процессами для современных компаний, которая позволяет быстро и эффективно оптимизировать бизнес-процессы. Однако низкая осведомленность о данной технологии и высокая стоимость владения ей сдерживает массовое распространение Process Mining в России. Библиографические ссылки 1. Кукарцев А. В., Горлевский К. И. Инструменты управления бизнес-процессами предприятия ракетнокосмической промышленности в конкурентной среде // Современная конкуренция. 2013. № 5 (41). С. 81–91.

2. Process Mining: методы синтеза и анализа процессов [Электронный ресурс]. URL: https://cs.hse.ru/ data/2017/03/02/1166871416/mitsyuk.pdf (дата обращения: 12.09.2017). 3. Process Mining: технология анализа процессов [Электронный ресурс]. URL: http://www.cnews.ru/ reviews/bi_bigdata_2014/articles/process_mining_tehnolo giya_analiza_protsessov (дата обращения: 12.09.2017). 4. Celonis [Электронный ресурс]. URL: https:// www.celonis.com/en/ (дата обращения: 12.09.2017). 5. Process mining и BPMS – находим «бутылочные горлышки» на примере процесса выдачи банковских гарантий [Электронный ресурс]. URL: http://impeltech. ru/blog/process-mining-%D0%B8-bpms-naxodim-uzkiegorlishki (дата обращения: 12.09.2017). References 1. Kukartsev A. V., Gorlevskiy K. I. [Tools of business process management of rocket and space industry enterprise] // Sovremennaya konkurentsiya. 2013. № 5. P. 81–91. (In Russ.) 2. Process Mining: metody sinteza i analiza protsessov. Avalible at: https://cs.hse.ru/data/2017/03/ 02/1166871416/mitsyuk.pdf (accessed: 12.09.2017). 3. Process Mining: tekhnologiya analiza protsessov. Avalible at: http://www.cnews.ru/reviews/bi_bigdata _2014/articles/process_mining_tehnologiya_analiza_prots essov (accessed: 12.09.2017). 4. Celonis [Elektronnyy resurs]. Avalible at: https://www.celonis.com/en/ (accessed: 12.09.2017). 5. Process mining i BPMS – nakhodim “butylochnye gorlyshki” na primere protsessa vydachi bankovskikh garantiy. Avalible at: http://impeltech.ru/blog/processmining-%D0%B8-bpms-naxodim-uzkie-gorlishki (accessed: 12.09.2017).

229

© Морозевич Е. С., Панфилов И. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.866 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО РАСЧЕТУ СОСТАВА ОБОРУДОВАНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ*

И. А. Панфилов, М. С. Елизарьева, С. В. Волынец, В. В. Самарин Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] Обосновывается необходимость разработки и реализация системы поддержки принятия решений по расчету состава оборудования энергосистем, использующих в качестве источника энергии энергию Солнца. Ключевые слова: альтернативные источники энергии, солнечная электроэнергия, энергетическая безопасность, автоматизация процесса расчета. DEVELOPING A SYSTEM TO SUPPORT DECISION-MAKING TO CALCULATE THE COMPOSITION OF THE EQUIPMENT OF ALTERNATIVE ENERGY SOURCES

I. A. Panfilov, M. S. Elizarieva, S. V. Volynets, V. V. Samarin Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] This article specifies the necessity to develop and implement a system of decision support for the calculation of the equipment of power systems using the Sun's energy as an energy source. Keywords: alternative energy sources, solar electricity, energy security, automation of the calculation process. Обеспечение электроэнергией реализуется посредством традиционных и нетрадиционных (альтернативных) источников энергии (АИЭ). В России использование АИЭ занимает сотые доли процента от общей установленной и произведённой мощности всей электроэнергии по стране. Это связано с рядом причин. Одной из них является низкая степень информированности о возможностях использования АИЭ. Тем не менее, использование традиционных источников, преобладающих в России, сопровождается экологическими проблемами, а также надвигающейся проблемой исчерпаемости природных ресурсов. Тем не менее, использование АИЭ в частных домохозяйствах страны может решить массу проблем. Например: отсутствие доступа к традиционным источникам энергии, перебои с энергообеспечением, высокая стоимость киловатта электроэнергии, повышение уровня экологии и другие. Современное состояние альтернативной энергетики в России и Красноярском крае можно считать ниже удовлетворительного. Имея огромный потенциал возобновляемых ресурсов на территории страны и края, продолжается уничтожение невозобновляемых ресурсов, таких как нефть, газ и уголь, повышая тем самым выбросы вредных веществ в атмосферу при нынешних экологических проблемах. Альтернативная энергетика занимает 0,04 % от общей доли производства

электроэнергии на территории РФ [1], в то время как многие страны Европы и Азии, а также США, обеспечивают за счет альтернативных источников от 20 до 90 % всех потребностей в электроэнергии [2]. Проанализировав географическое положение Красноярского края, было выявлено, что большая часть края подходит для использования альтернативных источников, таких как солнечная энергия [3], ветроэнергетика [4] и малая гидроэнергетика [5]. Проведённый анализ показал, что уже сейчас можно использовать энергию альтернативных источников в частных домохозяйствах Красноярского края. Использование солнечной энергетики перспективно для домохозяйств центральной и южной части края; использование ветроэнергетики принесет большую эффективность в северной части края в крупных масштабах и в центральной части для частных домохозяйств. Таким образом, в наиболее густонаселённых муниципальных районах края наибольший потенциал имеют солнечные энергоустановки. Прежде чем домохозяйства станут внедрять солнечные энергоустановки для собственного энергообеспечения, необходимо определить состав оборудования электростанции и экономическую эффективность внедрения такой станции. Автономные солнечные электростанции (АСЭ) состоят из солнечных модулей, контроллера заряда, инвертора и аккумуляторов.

_________________________ *

Результаты были получены в рамках выполнения государственного задания Минобрнауки России № 2.1676.2017/4.6.

230

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

В настоящее время такие установки используются как в космических, так и в гражданских целях. Чтобы избежать проблем с установкой и функционированием солнечной энергосистемы в частных целях, необходимо произвести большое количество расчетов: суммарное потребление энергии в день; пиковая мощность бытовой и любой другой техники в доме; также необходимо учесть географическое положение в плане и количества часов солнечного сияния на территории, где предполагается расположение солнечной энергосистемы. Более того, возникает необходимость подбора характеристик оборудования не только по внешним показателям. Характеристики каждого элемента системы напрямую зависят от характеристик другого элемента. Так, например, от напряжения инвертора зависят напряжения и схемы подключения солнечных модулей и аккумуляторов, в зависимости от напряжения холостого хода солнечного модуля подбирается инвертор, и так далее. Неверно рассчитанные характеристики и, как следствие, неверно подобранное оборудование грозят неэффективной работой системы, или даже невозможностью получения электроэнергии. Во избежание таких ситуаций, расчет должен учитывать множество параметров, как не зависящих от системы, так и внутри неё. Задача подбора оборудования довольно сложная, включает в себя множество факторов, и, как упоминалось ранее, занимает много времени. По этой причине было принято решение разработки системы поддержки принятия решений по расчету состава оборудования альтернативных источников энергии. Предварительно, перед разработкой СППР, был разработан математический алгоритм, в котором были отображены все условия, которые следует учесть при расчете солнечной электростанции. Далее была произведена программная реализация СППР, которая решает вышеперечисленные проблемы и безошибочно производит расчет характеристик оборудования и подбор этого оборудования из имеющейся базы данных. Таким образом, система поддержки принятия решений позволяет произвести расчеты характеристик оборудования солнечной электростанции, скомплектовать станцию из имеющихся товаров, рассчитать сроки окупаемости станции относительно традиционных источников энергии. Библиографические ссылки 1 Отчет о функционировании ЕЭС России в 2016 г. [Электронный ресурс] : Системный Оператор Единой энергетической системы. URL: http://so-ups.ru/index. php?id=1486/. 2 Ежегодник 2016 (Global Energy Statistical Yearbook 2016) [Электронный ресурс] : Мировая

энергетическая статистика Enerdata. URL: https:// yearbook.enerdata.ru/. 3 Технико-экономическая оценка возможности использования возобновляемых источников энергии на территории Красноярского края в разрезе муниципальных образований края. Т. IV. Солнечная энергетика : отчет о НИР / ФГАОУ ВПО СФУ ; рук. Е. А. Бойко ; исполн.: В. Н. Тимофеев [и др.]. Красноярск, 2013. 215 с. 4 Технико-экономическая оценка возможности использования возобновляемых источников энергии на территории Красноярского края в разрезе муниципальных образований края. Т. II. Ветроэнергетика : отчет о НИР / ФГАОУ ВПО СФУ; рук. Е. А. Бойко ; исполн.: В. Н. Тимофеев [и др.]. Красноярск, 2013. 351 с. 5 Технико-экономическая оценка возможности использования возобновляемых источников энергии на территории Красноярского края в разрезе муниципальных образований края. Т. III. Гидроэнергетика : отчет о НИР / ФГАОУ ВПО СФУ; рук. Е. А. Бойко; исполн.: В. Н. Тимофеев [и др.]. Красноярск, 2013. 359 с. References 1 А report on the functioning of UES of Russia in 2016 [Electronic resource] : System operator of the Unified energy system. Available at: http://so-ups.ru/ index.php?id=1486. 2 Yearbook 2016 (Global Energy Statistical Yearbook 2016) [Electronic resource]: Enerdata World energy statistics. Available at: https://yearbook.enerdata.ru. 3 Technical and economic assessment of possibilities of using renewable energy sources on the territory of the Krasnoyarsk territory in the context of municipal formations of the region. Vol. IV “Solar energy”: a research report / FGAOU VPO Siberian Federal University; hands. E. A. Boyko ; version: V. N. Timofeev [and others]. Krasnoyarsk, 2013. 215 p. 4 Techno-economic assessment of the possibilities of using renewable energy sources on the territory of the Krasnoyarsk territory in the context of municipal formations of the region. Vol. II Wind energy: research report / FGAOU VPO Siberian Federal University; hands. E. A. Boyko ; version: V. N. Timofeev [and others]. Krasnoyarsk, 2013. 351 p. 5 Technical and economic assessment of possibilities of using renewable energy sources on the territory of the Krasnoyarsk territory in the context of municipal formations of the region. Vol. III “Hydropower”: research report / FGAOU VPO Siberian Federal University; hands. E. A. Boyko ; version: V. N. Timofeev [and others]. Krasnoyarsk, 2013. 359 p.

231

© Панфилов И. А., Елизарьева М. С., Волынец С. В., Самарин В. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.81 БАЗОВЫЕ МОДЕЛИ DEA-АНАЛИЗА

М. О. Петросян1, С. В. Ефремова1, Е. В. Бурдина1, И. А. Гришина2 ¹Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 2 Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова, Красноярский филиал Российская Федерация, 660012, г. Красноярск, ул. Семафорная, 123 E-mail: [email protected] В настоящие дни очень актуальной проблемой становится оценка эффективности функционирования предприятий конкретной области для определения их социально-экономической и производственной эффективности. Для измерения эффективности используются различные методы, в том числе и метод определения сравнительной эффективности предприятий – анализ среды функционирования. Ключевые слова: сравнительный анализ данных, анализ среды функционирования, метод DEA, эффективность деятельности. BASIC MODELS OF DEA-ANALYSIS

M. O. Petrosyan1, S. V. Efremova1, E. V. Burdina1, I. A. Grishina2 1

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 2 Russian University of Economics named after G. V. Plekhanov, Krasnoyarsk branch 123, Semafornaya Str., Krasnoyarsk, 660012, Russian Federation E-mail: [email protected] Today, a very significant issue is the assessment of the efficiency of enterprises in a particular area to determine their socio-economic and production effectiveness. To measure efficiency, various methods are used, including the method to determine the comparative efficiency of enterprises – data envelopment analysis. Keywords: comparative data analysis, data envelopment analysis, method DEA, efficiency. Data Envelopment Analysis (DEA) позволяет оценить эффективность деятельности организации, опираясь на ряд показателей работы аналогичных подразделений, или аналогичных предприятий. Метод DEA отвечает требованиям интегрального критерия комплексной оценки эффективности предприятий [3]. Поэтому можно составить набор критериев из входов и выходов модели, что позволит проанализировать эффективность ряда предприятий. Это создаст базу для выдачи рекомендаций и повышения эффективности работы предприятия [4]. Базовая модель оценки по методу DEA применяется, если нет информации о деятельности отдела продаж и предприятие еще неизвестно и не имеет деловой репутации. Учитывается, что предприятия находятся в одних условиях и равноправны в определении показателя эффективности. Базовая модель DEA предполагает оценку эффективности по набору входов и выходов, которые определяются до начала анализа. Прежде чем проводить оценку предприятия по базовой модели DEA необходимо принять решение о возможности включать предприятие в равноправную выборку для оценки по заданному числу входов и выходов [5]. Для определения правомерности включения достаточно установить ограничение на отрица-

тельные значения выхода предприятия. Можно поставить следующие ограничения: – предприятия находятся на однородной территории; – предприятия равноправны в отношении состава компонентов сырья [2]. Алгоритм выбора модели DEA в упрощенном виде наглядно представлен на рисунке. Регионы, имеющие отношение к одной или схожим областям [32] обладают однородным сырьем, соответственно производится определение эффективности предприятий по базовой методике, основанной на классическом подходе по методу DEA. В другом случае выполняется анализ сырья на однородность в исследуемых регионах [1]. Базовыми моделями DEA-анализа являются прямая и двойственная CCR- (Charnes, Cooper, Rhodes – Чарнеса, Купера и Родоса) и BCC-модели (Банкера, Чарнеса и Купера), которые представлены в таблице. В таблице использованы следующие обозначения: xi – входные показатели; yi – выходные показатели; ti и  j – весовые коэффициенты входных и выходных показателей соответственно; i – число единиц, которые сравниваются; r – число входных факторов; s – число выходных параметров.

232

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

Селективный алгоритм выбора базовой модели DEA Базовые DEA-модели Название

Функциональное представление DEA-модели

Двойственная input-ориентированная CCR-input модель

s

 j 1

Двойственная input-ориентированная BCC-модель Двойственная суммарная модель VarMulti

s

μ

j

j

Максимальный эффект при минимизации взвешенных входов по отношению к любому нормированному выходу Максимальный эффект при минимизации взвешенных входов к любому выходу эффекту масштаба и изменения входных параметров x относительно выходных у

y j 0  max

y j 0  u 0  max

j 1

s

 j 1

r

j

log( y j 0 )  ti log  xi 0 0  max i 1

Библиографические ссылки

1. On the question of the necessity of implementation of automatic control systems in timber industry / E. R. Khasanov, P. V. Zelenkov, M. O. Petrosyan et al. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 122, Iss. 1. 2. Модельно-алгоритмическое обеспечение поддержки принятия решений в информационных системах управления / Ф. А. Акланов и др. // Вестник СибГАУ. 2014. № 3 (55). С. 10–16. 3. Комплексный подход к оценке эффективности с использованием методов DEA и TOPSIS / М. О. Петросян, П. В. Зеленков, М. Н. Чувашова и др. // Международная научно-практическая конференция «Современное состояние науки и техники». Международный молодежный форум «Молодежь: наука и техника». 2016. C. 125–128. 4. Анализ организационно-технологических комплексов предприятий на основе аналитического метода оценки эффективности функционирования сложных систем / Д. И. Ковалев и др. // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2014. Т. 1, № 10. С. 314–316. 5. Kovalev I., Zelenkov P., Ognerubov S. The efficiency analysis of automated lines of companies based on DEA method // Lecture Notes in Economics and Mathematical Systems. 2014. Vol. 675. Р. 107–115.

Характеристика

Интерпретируется для производственных функций

References 1. On the question of the necessity of implementation of automatic control systems in timber industry / E. R. Khasanov, P. V. Zelenkov, M. O. Petrosyan et al. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 122, Issue 1. 2. Aklanov F. A. et al. [Model’no-algoritmicheskoe obespechenie podderzhki prinyatiya reshenij v informacionnyh sistemah upravleniya] // Vestnik SibSAU. 2014. № 3 (55). Р. 10–16. 3. Petrosyan M. O., Zelenkov P. V., Chuvashova M. N., Grishina I. A. [Kompleksnyj podhod k ocenke ehffektivnosti s ispol’zovaniem metodov DEA i TOPSIS] // Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konfe-renciya “Sovremennoe sostoyanie nauki i tekhniki”. Mezhdunarodnyj molodezhnyj forum “Molodezh’: nauka i tekhnika”. 2016. Р. 125–128. 4. Kovalev D. I. et al. [Analiz organizatsionnotehnologicheskih kompleksov predpriyatiy na osnove analiticheskogo metoda otsenki effektivnosti funktsionirovaniya slozhnyih system] // Aktualnyie problemyi aviatsii i kosmonavtiki. 2014. T. 1, № 10. P. 314–316. 5. Kovalev I., Zelenkov P., Ognerubov S. [The efficiency analysis of automated lines of companies based on DEA method] Lecture Notes in Economics and Mathematical Systems. 2014. Vol. 675. Р. 107–115.

233

© Петросян М. О., Ефремова С. В., Бурдина Е. В., Гришина И. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.8 РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ РАСПОЗНАВАНИЯ ЛИЦ И МИМИКИ С ПОМОЩЬЮ СВЕРТОЧНЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ

Д. В. Плотников*, Е. А. Сопов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected] Проведено экспериментальное исследование эффективности работы сверточных нейронных сетей при решении задач распознавания лица и мимики человека. Ключевые слова: сверточная нейронная сеть, распознавание лиц, распознавание мимики. SOLVING THE FACE AND FACIAL EXPRESSION REGOGNITION TASKS USING CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORKS

D. V. Plotnikov*, E. A. Sopov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * Е-mail: [email protected] This paper performs experimental research of convolutional neural networks performance operated with face and facial recognition tasks. Keywords: convolutional neural network, face recognition, facial expression recognition. Введение. Потребность человека в разработке технологий распознавания лиц сформировалась давно. Сегодня такие алгоритмы находят свое применение во многих областях – охранные системы, верификация и т. д. Безусловно, они постоянно совершенствуются и показывают все лучшие результаты. Одним из таких алгоритмов является сверточная нейронная сеть, которая благодаря своей структуре и используемым в ней алгоритмам способна работать с любыми изображениями и видеопотоками. В данной работе проводится анализ эффективности работы CNN с различными задачами распознавания, а именно: распознавание лица и мимики человека. Поскольку каждая задача распознавания обладает уникальными особенностями (таковыми могут являться: количество обучающих и тестовых примеров, размерность, количество классов и т. д.), возникает следующий вопрос: всегда ли возможно получить высокую эффективность работы алгоритма (CNN) используя лишь классические конфигурации? И всегда ли увеличение гиперпараметров модели влечет за собой повышение эффективности?

В качестве тестовых задач были выбраны следующие: «The ORL Database of Faces» и «The Facial Expression Recognition 2013». База данных «The ORL Database of Faces». Первой тестовой задачей послужила проблема распознавания лиц. База данных представляет собой 400 фотографий сорока разных людей (рис. 1). Все фото представлены в градации серого. Формирование тестовой выборки происходит следующим образом: необходимо случайным образом выбрать по одной фотографии каждого человека. Разрабатываемый алгоритм должен на основе 360 обучающих фотоснимков классифицировать остальные 40, т. е. определить людей, изображенных на них. База данных «The Facial Expression Recognition 2013». Второй тестовой задачей послужила проблема распознавания эмоций. БД представляет собой набор изображений людей с разными выражениями лиц. Человек на изображении может быть: сердитый, испытывающий отвращение, испытывающий страх, счастливый, грустный, удивленный или спокойный.

Рис. 1. Примеры фотографий, взятые из БД «The ORL Database of Faces»

234

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

Рис. 2. Примеры фотографий, взятых из БД «The Facial Expression Recognition 2013» Структура сверточной нейронной сети для работы с «The ORL Database of Faces» Номер слоя

Слой

1 3

Сверточный слой 1 Сверточный слой 2

2 4

Субдискретизирующий слой 1 Субдискретизирующий слой 2

5 6

Полносвязный слой 1 Полносвязный слой 2

Параметры Количество ядер Размер ядер Функция активации 20 5×5 Гиперболический тангенс 50 5×5 Гиперболический тангенс Размер свертки Функция свертки 2×2 Функция максимума 2×2 Функция максимума Количество нейронов Функция активации 500 Гиперболический тангенс 40 Гиперболический тангенс

Рис. 3. Динамика эффективности обучения CNN (Структура 1 и Структура 2)

Выборка состоит из 28709 обучающих и 7178 тестовых примеров. Каждое изображение имеет разрешение 48×48 пикселей. Результаты экспериментов. База данных «The ORL Database of Faces». С принципом устройства работы CNN можно ознакомиться в [1]. В ходе работы также были использованы и другие структуры для работы с базой данных «The ORL Database of Faces». Однако они оказались неэффективны. С одной стороны, более сложные и ресурсоемкие для вычислений конфигурации не показывали лучший результат. А более простые структуры – не могли быть обучены вообще. Таким образом, наилучшим образом обученная структура достигает эффективности классификации 97,5 %. База данных «The Facial Expression Recognition 2013». Поскольку размерность данной задачи сравнительно велика, принято решение уменьшить размерность (до 28×28). В данном случае на вход нейронной сети будет подано изображение меньшей размерности. Практика показала, что время обучения CNN при входных изображениях 48×48 пикселя в 4 раза дольше, чем при входных изображениях 28×28 пикселя. Более того, динамика обучения сети остается почти неизменной. Следующий этап – проверка гипотезы о том, что значения гиперпараметров CNN влияют на скорость

обучения. Для решения задачи использовались две структуры: Структура 1 – идентична той, что была использована для работы с БД «The ORL Database of Faces». Структура 2 – это Структура 1 с увеличенными значениями гиперпараметров (теперь количество ядер первого сверточного слоя = 50, второго сверточного слоя = 125) (рис. 3). На рис. 3: ось абсцисс – итерации обучения сети, ось ординат – точность обучения. Видно, что на 125 итерации Структура 1 достигает своего уровня стагнации, в то время как Структура 2 продолжает увеличивать точность распознования. Выводы. Результаты показали, что для решения разных задач распознавания человеческого лица (или эмоций), использование одной и той же классической структуры может оказаться неэффективным. Необходимо исходить из цели и искать компромисс между эффективностью и вычислительной мощностью аппаратных средств, так как время работы CNN крайне чувствительно к размерности входных данных, а результат не всегда будет зависеть от размерности обучающей выборки. При работе со сложными структурами требуется предобработка данных и тонкая настройка сети. Данное направление и будет являться объектом дальнейших исследований.

235

Решетневские чтения. 2017

References 1. Face recognition: a convolutional neural-network approach / S. Lawrence, C. L. Giles, Ah Chung Tsoi, and A. D. Back // IEEE Trans. Neural Networks. 1997. Vol. 8, № 1. P. 98–113. 2. Krizhevsky A., Sutskever I., Hinton G. E. ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks, Adv. Neural Inf. Process. Syst. 2012. P. 1–9. 3. LeCun Y., Boser B., Denker J. S. et al. Backpropagation Applied to Handwritten Zip Code Recognition. Neural Comput. 1989. № 1 (4). Р. 541–551.

4. Lin M., Chen Q., Yan S. Network In Network. arXiv Prepr. 2013:10. 5. Sopov E., Ivanov I. Design efficient technologies for context image analysis in dialog HCI using selfconfiguring novelty search genetic algorithm. Informatics Control Autom Robot (ICINCO), 2014. 11th Int Conf. 2014. № 2. Р. 832–839.

236

© Плотников Д. В., Сопов Е. А., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 519.87 САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ НЕЙРОГЕНЕТИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ

Я. С. Полонская Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] При помощи разработанного алгоритма решаются задачи распознавания сигналов, эффективное решение которых позволяет повысить надёжность работы навигационных систем дальней радиосвязи и обеспечения полётов космических аппаратов. Ключевые слова: нейронные сети, самонастройка, генетический алгоритм, оптимизация, классификация, распознавание сигналов. SELF-CONFIGURATING NEUROGENETIC ALGORITHM

Y. S. Polonskaya Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The signal recognition problems are solved with the help of the developed algorithm, effective solution of such problems will make to improve the reliability of the navigation systems of long-range radio communication and flights spacecrafts. Keywords: neural networks, self-configuration, genetic algorithm, optimization, classification, signal recognition. Благодаря развитию современной компьютерной техники, существует возможность эффективно анализировать большие объемы информации. Искусственные нейронные сети (ИНС), являются мощным инструментом анализа данных. В то же время, для эффективного использования ИНС необходимо решить две задачи безусловной оптимизации: одна задача связана с выбором структуры сети, а другая – подбором весовых коэффициентов [1]. При настройке нейронных сетей с помощью классических методов существует риск попадания в локальный оптимум, эффективность модели в таком случае значительно падает. Для предотвращения этого риска, в данной работе для настройки структуры нейронной сети и предварительной настройки комбинации весовых коэффициентов, перед использованием локального метода оптимизации используется самонастраивающийся генетический алгоритм (СГА), аналогичный использованному в [2]. В качестве локального метода оптимизации в данной работе выступает метод сопряженных градиентов. Эффективность использования СГА для глобальной оптимизации доказана путем сравнительного тестирования ГА с лучшими настройками и СГА на десяти тестовых функциях. Лучшая комбинация настроек генетического алгоритма так же была определенная путем тестирования: турнирная селекция с размером турнира 9, средняя мутация, двухточечное скрещивание, вероятность скрещивания: 0,95. В каждом из тестов алгоритмам были заданы одинаковые ресурсы и область поиска решения. Размерность тестовых функций достигала 50, а наибольшая область поиска решения была задана [–80000; 80000].

Надежности обоих алгоритмов были усреднены по всем тестовым прогонам, в результате чего для стандартного ГА с лучшими настройками средний показатель надежности был равен 0,75, а для СГА 0,87. При автоматическом проектировании нейросетей использованы 16 активационных функций нейронов. Такой подход позволяет сделать структуру нейронной сети более адаптивной. Разработанный алгоритм был проверен на наборе тестовых задач моделирования функций. Фрагмент результатов теста представлен в таблице. С помощью разработанного алгоритма были решены 3 задачи классификации. Эти же задачи были также решены шестью различными способами в программной системе анализа данных RapidMinerStudio [3]: 1) ИНС, оптимизированная при помощи ГА с лучшими настройками; 2) ИНС, оптимизированная при помощи ГА со стандартными настройками программы Rapid Miner; 3) стандартная ИНС; 4) ИНС с заданным оптимальным количеством слоев и нейронов на каждом слое, полученными при помощи самонастраивающегося нейрогенетического алгоритма; 5) ИНС с заданным оптимальным количеством слоев и нейронов на каждом слое (найденными самонастраивающимся нейрогенетическим алгоритмом), оптимизированная при помощи ГА со стандартными настройками; 6) ИНС с заданным оптимальным количеством слоев и нейронов на каждом слое, оптимизированная при помощи ГА с лучшими настройками.

237

Решетневские чтения. 2017 Результаты тестирования самонастраивающегося нейрогенетического алгоритма Диапазон входных переменных

y  x 2  sin( x)

xi  [10;10]

0,08

0,1

y  x sin sin  x1   x sin( x2 )

xi  [4;3]

0,33

0,61

xi  [2;3]

0,22

0,29

xi  [4; 4]

0,31

0,51

xi  [0;1]

0,84

1,22

xi  [0; 2]

0,54

0,86

xi  [4; 4]

0,12

0,35

xi  [2; 2]

0,4

0,5

2 1

2 2



y  100 x2  x12 y

  1  x  2

2

1

sin x12  x22 x12  x22

y  10 sin sin  x1 x2   20  x3  0, 5   10 x4  5 x5 2

y

Ошибка моделирования, % Обучение Тест

Моделируемая функция

 exp  2 x12  x22  cos  2   x1  x2     2





y  0,1x12  0,1x 22  4 cos cos  0, 8 x1   4 cos cos  0, 8 x 2   8





f  х   0, 05  x  1  3  2, 9e 2,77257 x  2



 1  cos cos x 4  50e 2,77257 x 

2

2



Первая задача состоит в классификации высокочастотных радарных сигналов, возвращаемых из ионосферы. Данные несут в себе информацию о наличии или отсутствии заряженных частиц в ионосфере Земли. База данных, содержит 351 экземпляр и 34 атрибута [4]. База данных о гидроакустических сигналах содержит 208 экземпляров и 60 атрибутов [5]. И третья задача состояла в распознавании спама в электронных письмах. База данных содержала 1000 экземпляров, и 58 атрибутов [6]. Наибольший показатель эффективности в первых двух задач был получен разработанным самонастраивающимся нейрогенетическим алгоритмом. Для первой задачи он составил 94,77 %, но в то же время, один из алгоритмов в программе RapidMiner показал довольно близкий результат, который составил 93,33 %. Для второй задачи наибольший показатель эффективности 86,77 %, а наилучший из показателей эффективности полученных в программе RapidMiner 80,03 %. И, наконец, для третьей задачи эффективность разработанного метода и одного из алгоритмов в программе RapidMiner совпали, и были равны 96,33 %. Проведенные численные эксперименты демонстрируют возможность эффективного применения самонастраивающегося генетического алгоритма для структурной и параметрической оптимизации нейросетевых технологий. Библиографические ссылки 1. Brester Ch. Yu., Semenkin E. S. Development of adaptive genetic algorithms for neural network models multicriteria design // Вестник СибГАУ. 2013. № 4 (50). С. 99–103. 2. Решение задачи прогнозирования экологического состояния города нейроэволюционными алгорит-

мами / Д. И. Хритоненко и др. // Вестник СибГАУ. 2015. Т. 16, № 1. С. 137–142. 3. RapidMiner Studio [Электронный ресурс]. URL: https://rapidminer.com/ (дата обращения: 10.03.2017). 4. Ionosphere Data Set. URL: http://archive.ics.uci.edu/ ml/datasets/Ionosphere (дата обращения: 15.04.2016). 5. Connectionist Bench (Sonar, Mines vs. Rocks) Data Set. URL: https://archive.ics.uci.edu/ml/datasets/ Connectionist+Bench+(Sonar %2C+Mines+vs.+Rocks) (дата обращения: 12.04.2016). 6. Spambase Data Set. URL: https://archive.ics. uci. edu/ml/datasets/spambase (дата обращения: 20.05.2017). References 1. Brester Ch. Yu., Semenkin E. S. [Development of adaptive genetic algorithms for neural network models multicriteria design] // Vestnik SibSAU. 2013. № 4 (50). P. 99–103. 2. Reshenie zadachi prognozirovaniya ehkologicheskogo sostoyaniya goroda nejroehvolyucionnymi algoritmami. [Solving the problems of forecasting the ecological state of cities of neuroevolutionary technologies] / D. I. Khritonenko et al. // Vestnik SibSAU. 2015. Vol. 16, № 1. P. 137–142. 3. RapidMiner Studio. Available at: https://rapidminer.com/ (accessed: 10.03.2017). 4. Ionosphere Data Set. Available at: http://archive.ics. uci.edu/ml/datasets/Ionosphere (accessed: 15.04.2016). 5. Connectionist Bench (Sonar, Mines vs. Rocks) Data Set. Available at: https://archive.ics.uci.edu/ml/ datasets/ Connectionist+Bench+(Sonar %2C+Mines+vs.+Rocks) (accessed: 12.04.2016). 6. Spambase Data Set. Available at: https://archive. ics.uci.edu/ml/datasets/spambase (accessed: 20.05.2017).

238

© Полонская Я. С., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 512.642 ВЕКТОРНАЯ МОДЕЛЬ АНАЛИЗА ДАННЫХ

Г. А. Прохорович, А. В. Перанцева, В. В. Брезицкая, Е. В. Туева, М. О. Петросян Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] В настоящее время при создании и совершенствовании систем поиска информации используются различные модели анализа данных. Приведено описание классической алгебраической модели анализа данных – векторной модели. Ключевые слова: поисковые системы, векторная модель, анализ данных. VECTOR MODEL OF DATA ANALYSIS

G. A. Prohorovich, A. V. Perantseva, V. V. Brezitskaya, E. V. Tueva, M. O. Petrosyan Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] Currently, when creating and improving information retrieval systems, various models of data analysis are used. A description of the classical algebraic model of data analysis – a vector model is given. Keywords: search engines, vector model, data analysis. Многие из известных информационно-поисковых систем базируются на векторно-пространственной модели описания данных (Vector Space Model), предложенной Г. Солтоном в 1975 г. и впервые примененной в системе SMART. Данная модель является классической алгебраической. В рамках этой модели документ описывается вектором в евклидовом пространстве, в котором каждому терму, использующемуся в документе, ставится в соответствие его весовое значение, определяемое на основе статистической информации о его появлении, как в отдельном документе, так и во всем документальном массиве. Описание запроса, соответствующего необходимой пользователю тематике, также представляет собой вектор в том же евклидовом пространстве термов. Для оценки релевантности запроса и документа используется скалярное произведение соответствующих векторов запроса и документа [1]. В рамках этой модели каждому ключевому терму ti в документе dj соответствует некоторый неотрицательный вес wij. Каждому запросу q, который представляет собой также множество термов, не соединенных между собой никакими логическими операторами, также соответствует вектор весовых значений wiq. Таким образом, каждый документ и запрос могут быть представлены в виде n-мерного вектора, где n – общее количество термов в словаре модели. Графически векторная модель представлена на рисунке. В соответствии с рассматриваемой моделью, релевантность документа dj к запросу q, которые как рассматриваются как информационные векторы

  d j  ( w1 j , w2 j , , wnj ) и q  ( w1q , w2 q , , wnq ) оценива-

ется как их скалярное произведение. При этом вес отдельных термов можно вычислять разными способами [2–4].

Графическое представление векторной модели

Одним из самых распространенных является TF-IDF, согласно которому веса wij вычисляются по следующей формуле: mij N  log , (1) wij  n ni  mkj k 1

где mij – количество появлений терма ti в документе dj;

239

n

mkj  k 1

– общее число слов в данном документе;

Решетневские чтения. 2017

N – общее число документов в массиве; ni – количество документов, в которых встречается ti. Весовые значения wiq вычисляются по формуле: wiq 

1, если i -й терм присутствует в запросеq; 0, если i -й терм не присутствует в запросеq.

Релевантность для данной модели поиска представлена как скалярное произведение векторов документа и запроса, которое соответствует косинусу угла между векторами:   dj q rel  d j , q      dj  q

n

 i 1

wij  wiq

.

(2)

мационно-поисковыми системами / И. В. Ковалев [и др.] // Вестник СибГАУ. 2013. № 1 (47). С. 48–52. 2. Модели и методы оптимизации сбора и обработки информации / Н. А. Распопин [и др.] // Вестник СибГАУ. 2012. № 2 (42). С. 69–72. 3. Зеленков П. В., Прохорович Г. А. Модифицированный алгоритм HITS // Вестник СибГАУ. 2011. Вып. 2 (35). С. 17–20. 4. Processing information system for highly specialized information in corporate networks / P. V. Zelenkov, V. V. Brezitskaya, G. A. Prohorovic [и др.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 155, Number 1.

Векторно-пространственная модель представления данных обеспечивает системам, построенным на ее основе, такие возможности, как: – обработку запросов без ограничений их длины; – простоту реализации режима поиска подобных документов (каждый документ может рассматриваться как запрос); – сохранение результатов поиска с возможностью выполнения уточняющего поиска. Вместе с тем в векторно-пространственной модели не предусмотрено использование логических операций в запросах, что существенно ограничивает ее применимость.

References 1. Sistema poiska i obrabotki multilingvisticheskih tekstov, integrirovannaya s informachionno-poiskovumi sistemami / I. Kovalev [et al.] // Vestnik SibSAU. 2013. No. 1 (47). Р. 48–52. 2. Modeli i algoritmu optimizacii sbora i obrabotki informachii / N. Raspopin [et al.] // Vestnik SibSAU. 2012. No. 2 (42), Р. 69–72. 3. Zelenkov P. V., Prohorovich G. A. Modificirovannyj algoritm HITS // Vestnik SibSAU. 2011. Vol. 2 (35). Р. 17–20. 4. Processing information system for highly specialized information in corporate networks / P. V. Zelenkov, V. V. Brezitskaya, G. A. Prohorovic [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 155, Number 1.

Библиографические ссылки 1. Система поиска, анализа и обработки мультилингвистических текстов, интегрированная с инфор-

© Прохорович Г. А., Перанцева А. В., Брезицкая В. В., Туева Е. В., Петросян М. О., 2017

n

 i 1

( wij ) 2 

n

 i 1

( wiq ) 2

240

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 512.642 МОДИФИКАЦИЯ ВЕКТОРНОЙ МОДЕЛИ АНАЛИЗА ДАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧАСТОТНОГО МУЛЬТИЛИНГВИСТИЧЕСКОГО ТЕЗАУРУСА

Г. А. Прохорович, А. В. Перанцева, В. В. Брезицкая, Е. В. Туева, Е. В. Бурдина С Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] В настоящее время активно создаются и совершенствуются системы поиска информации. Для решения проблемы поиска и анализа информации предлагается модификация векторной модели анализа данных с использованием частотного мультилингвистического тезауруса. Ключевые слова: поисковые системы, частотный мультилингвистический тезаурус, векторная модель. MODIFYING A VECTOR MODEL OF DATA ANALYSIS USING THE FREQUENCY MULTILINGUISTIC THESAURUS

G. A. Prohorovich, A. V. Perantseva, V. V. Brezitskaya, E. V. Tueva, E. V. Burdina Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] Currently, information retrieval systems actively develop and improve. A modification of the vector model of data analysis with the use of the frequency multilinguistic thesaurus is proposed to solve the problem of searching and analyzing information. Keywords: search engines, frequency multilinguistic thesaurus, vector model. В настоящее время при создании и развитии технологий сбора и обработки информации основное внимание удаляется развитию существующих технологий, нацеленных на анализ баз данных поисковых сервисов сети Интернет. Однако если встает вопрос об организации подобных процедур в рамках локальных корпоративных систем, то возникает проблема в анализе информации и ее взаимосвязей на локальном уровне. Для решения этой проблемы предлагается использовать модификацию векторной модели анализа данных с применением частотного мультилингвистического тезауруса. Стандартный алгоритм векторной модели анализа данных отлично работает без использования мультилингвистического частотного словаря, однако если использовать частотный словарь, то в качестве весового коэффициента более целесообразно использовать весовой коэффициент каждого терма из частотного мультилингвистического словаря. Для этого при анализе текстов необходимо сравнивать полученный вес терма с относительной частотой данного терма в частотном словаре [1–3]. Тезаурус используется при вводе документов в автоматизированные информационно-управляющие системы, при формировании предписаний на поиск документов, при обеспечении контроля единообразия употребления слов и словосочетаний. Тезаурус является нормативным словарем ключевых слов в определенной предметной области. Отбор ключевых слов для тезауруса производится с учетом частоты их

употребления, значения информационного поиска, приемлемости терминов для ЛПР. При этом словарный состав тезауруса необходимо постоянно обновлять. Особенно актуальной становится проблема создания тезауруса по основным экономическим, производственным и технологическим процессам предприятий с использованием автоматической обработки массивов электронных документов и данных, доступных в распределенных системах поддержки принятия решений. Тезаурус современных корпоративных информационно-управляющих систем, точно так же как и систем поддержки принятия решений, должен быть эффективен с точки зрения обеспечения заданной полноты и точности информационного поиска и снижения информационного шума. В то же время, тезаурус должен формироваться за разумное время и не требовать на свое создание больших финансовых и трудовых затрат, что характерно для тезаурусов [3–5]. Частотный мультилингвистический тезаурус можно представить в виде математической модели, основанной на теории множеств. Пусть множества A1, A2, …, Am – тематические рубрики, элементами которых являются термины. Одно слово может находиться в нескольких тематических рубриках, поэтому множества Ak, k = 1, …, m могут пересекаться. Словарь является объединением тематических множеств, т. е.

241

m

D   Ak k 1

(1)

Решетневские чтения. 2017

Весовые коэффициенты обозначаются ai(k) – абсолютная частотная характеристика i-го термина в k-й тематической рубрике. В соответствии с улучшенной моделью, релевантность документа d j к запросу q, которые рассматриваются как информационные векторы   d j  ( w1 j , w2 j , , wnj ) и q  ( w1q , w2 q , , wnq ) оценивается как их скалярное произведение. При этом в стандартной формуле вместо весовой характеристики IDF предлагается использовать весовые коэффициенты ai(k) из словаря: wij   k

mij M

 ai  , k

(2)

где mij – количество появлений терма ti в документе dj; M – общее число слов в данном документе; ai(k) – абсолютная частотная характеристика терма ti в k-й тематической рубрике из мультилингвистического тезауруса, которая может принимать значения от 1 до К, где К зависит от объема тезаурусной статьи. Вычисление весовых значений wiq происходит по стандартной формуле. Релевантность представлена как скалярное произведение векторов документа и запроса:   dj q rel  d j , q      dj  q

n

wij  wiq  i 1 n

 i 1

( wij )  2

n

 i 1

. ( wiq )

(3)

2

Улучшенная векторно-пространственная модель представления данных имеет такие возможности, как: – обработку запросов без ограничений их длины; – простоту реализации режима поиска подобных документов (каждый документ может рассматриваться как запрос); – сохранение результатов поиска с возможностью выполнения уточняющего поиска; – отсутствие перебора всех документов коллекции для определения веса одного терма, что значительно увеличивает быстродействие данной модели; – независимость от размерности коллекции документов.

Библиографические ссылки 1. Система поиска, анализа и обработки мультилингвистических текстов, интегрированная с информационно-поисковыми системами / И. В. Ковалев [и др.] // Вестник СибГАУ. 2013. № 1(47). С. 48–52. 2. Построение частотных словарей на основе исходных текстов с применением лемматизации / И. В. Ковалев [и др.] // Вестник СибГАУ. 2013. № 4 (50). С. 39–41. 3. Модели и методы оптимизации сбора и обработки информации / Н. А. Распопин [и др.] // Вестник СибГАУ. 2012. № 2 (42). С. 69–72. 4. Зеленков П. В., Прохорович Г. А. Модифицированный алгоритм HITS // Вестник СибГАУ. 2011. Вып. 2 (35). С. 17–20. 5. Processing information system for highly specialized information in corporate networks / P. V. Zelenkov, V. V. Brezitskaya, G. A. Prohorovic [и др.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 155, № 1. References 1. Sistema poiska i obrabotki multilingvisticheskih tekstov, integrirovannaya s informachionno-poiskovumi sistemami / I. V. Kovalev [et al.] // Vestnik SibSAU. 2013. № 1 (47). P. 48–52. 2. Postroenie chastotnykh slovarey na osnove iskhodnykh tekstov s primeneniem lemmatizatsii / I. V. Kovalev [et al.] // Vestnik SibSAU. 2013. № 4 (50). Р. 39–41. 3. Modeli i algoritmu optimizacii sbora i obrabotki informachii / N. Raspopin [et al.] // Vestnik SibSAU. 2012. № 2(42). Р. 69–72. 4. Zelenkov P. V., Prohorovich G. A. Modificirovannyj algoritm HITS // Vestnik SibSAU. 2011. Vol. 2 (35). Р. 17–20. 5. Processing information system for highly specialized information in corporate networks / P. V. Zelenkov, V. V. Brezitskaya, G. A. Prohorovic [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 155, № 1.

242

© Прохорович Г. А., Перанцева А. В., Брезицкая В. В., Туева Е. В., Бурдина Е. В., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 62-503.57 МНОГОКОНТУРНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В УСЛОВИЯХ НЕПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

А. В. Раскин Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Приведены блок-схема и алгоритм управления для внешнего контура регулирования группой технологических процессов. Подобного рода процессы имеют место при конструировании изделий электронной техники, используемой в аэрокосмической отрасли. Ключевые слова: управление группой объектов, многоконтурное управление, непараметрическая неопределенность, дискретно-непрерывный процесс. MULTI-LOOP CONTROL SYSTEMS OF TECHNOLOGICAL PROCESSES UNDER CONDITIONS OF NON-PARAMETRIC UNCERTAINTY

A. V. Raskin Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The paper presents the resulted block diagram and control algorithm for external control of technological processes. Similar processes take place in the design of electronic products used in the aerospace industry in the design of electronic products. Keywords: control of a group of objects, multi-loop control, nonparametric uncertainty, discrete-continuous process.

Проблема управления группой технологических объектов является актуальной в случае малоизученных процессов, для которых параметрическая структура математической модели остается неизвестной, а проведение серии экспериментов на объекте с целью уточнения модели значительно затруднено. В данном случае целесообразным будет использование не широко распространённой на сегодняшний день параметрической теории, получившей развитие во многих работах [1–2], а теории непараметрических систем [3]. Последняя предполагает знание лишь качественных характеристик исследуемого процесса, тогда как информация о структуре модели остается неизвестной. Рассмотрим следующую блок схему управления (см. рисунок). На рисунке приняты обозначения: ut1 , ut2 , …, utn – входные управляемые воздействия, 1t , t2 ,..., tn – входные контролируемые, но не управляемые воздействия, xt1 , xt2 , ..., xtn – выходные воздействия, О1, …, Оn – локальные безынерционные объекты с запаздыванием, Р1, Р2, Р3 – типовые регуляторы (П,ПИ,ПИД), x1* , x2* , …, xn* – задающие воздействия для локальных типовых регуляторов, УУ – устройства управления (внешний контур), Информация – все доступные из-

мерения входных-выходных переменных локальных процессов {xij , uij , ij , i  1, s, j  1, n} , xt** – задающее воздействие для внешнего контура управления, 1t , t2 , …, tn – внешние помехи, действующие на локальные процессы. В данном случае все переменные для простоты рассмотрения представляют собой скалярные величины, тогда безынерционный объект с запаздыванием имеет вид:

xit  f (uit  , ti   xit1 ,ti  ), i  1, n  1,

(1)

где f(.) – неизвестный функционал; τ – запаздывание, которое по разным каналам связи может отличаться, но из соображений простоты в тексте мы приняли единое обозначение запаздывания τ. При этом, выходная переменная предыдущего объекта, является неуправляемой входной переменной для следующего. В данной постановке задача регулирования сводится к разработке непараметрического алгоритма управления для внешнего контура, которое будет формировать задающие воздействия для локальных регуляторов. При этом необходимо, чтобы данные задающие воздействия были согласованы между собой таким образом, чтобы результирующая относительная ошибка управления была минимальной.

243

Решетневские чтения. 2017

Схема двухконтурного управления последовательностью технологических процессов

В качестве задающего воздействия для регулятора локального безынерционного объекта Oj с запаздыванием может быть принята следующая непараметрическая оценка функции регрессии (Надарая–Ватсона [4]) по наблюдениям {x i , ui , i , i  1, s} в дискретном виде:  xtj 1  xij 1   utj  uij    u j csx    cs

s

x*j 

xtj    i 1

 x j 1  x j 1   u j  u j  t x i  t j i  u cs i 1    cs s

   

    , j  1, n ,

(2)

где    – ядерная колоколообразная функция; c s – коэффициент размытости ядра, соответствующий каждой переменной объекта; s – объем выборки наблюдений. Ядерная функция и коэффициент размытости ядра удовлетворяют некоторым условиям сходимости [3]. Таким образом, согласно предложенному алгоритму, при управлении группой технологических процессов для начала необходимо определить соответствующие задающие воздействия для выходных переменных, а уже затем применять типовые алгоритмы регулирования. Это является существенной особенностью построения управляющей системы в отличии от традиционных алгоритмов управления.

Библиографические ссылки 1. Цыпкин Я. З. Адаптация и обучение в автоматических системах. М. : Наука, 1968. 400 с. 2. Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. М. : Мир, 1975. 683 с. 3. Медведев А. В. Основы теории адаптивных систем / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. 525 с. 4. Надарая Э. А. Непараметрические оценки плотности вероятности и кривой регрессии. Тбилиси : Тбил. ун-т, 1983. 194 с. References 1. Cypkin Ja. Z. Adaptacija i obuchenie v avtomaticheskih sistemah [Adaptation and learning in automatic systems]. M. : Nauka Publ., 1968. 400 p. 2. Jejkhoff P. Osnovy identifikacii sistem upravlenija [Identity-based control systems]. M. : Mir Publ, 1975. 683 p. 3. Medvedev A. V. Osnovi teorii adaptivnih system [Fundamentals of the theory of adaptive systems]. SibSAU Publ, 2015. 525 p.] (In Russ.). 4. Nadaraja Je. A. Neparametricheskie ocenki plotnosti verojatnosti i krivoj regressii [Nonparametric estimation of probability density and the regression curve]. Tbilisi., 1983. 194 p.

244

© Раскин А. В., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 62.501 ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ МОДЕЛИ ЛИНЕЙНОГО ДИНАМИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА В УСЛОВИЯХ НЕДОСТАТКА АПРИОРНОЙ ИНФОРМАЦИИ

А. В. Раскина Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 Е-mail: [email protected] Исследуется задача определения порядка разностного уравнения модели линейного динамического объекта. Данные процессы имеют место в контурах управления аэрокосмической техники, в частности в процессе производства космических аппаратов. Ключевые слова: разностное уравнение динамического объекта, линейный динамический объект, объект с памятью, непараметрическая идентификация. ON THE PROBLEM OF DETERMINATION OF MODEL PARAMETRIC STRUCTURE OF THE LINEAR DYNAMIC OBJECT IN THE CONDITIONS OF INCOMPLETE A PRIOR INFORMATION

A. V. Raskina Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: [email protected] The article considers a problem of modeling a linear dynamic object, in particular, it explores the problem of determination of the order of the difference of the mathematical model. These processes are found in various aerospace control loops. Keywords: difference equation of dynamic object, linear dynamic object, object with memory, nonparametric identification. Введение. Большинство методов и алгоритмов определения параметрической структуры линейного динамического процесса основаны на переборных алгоритмах, к которым относится, например, метод группового учета аргументов [1] и другие [2; 3]. В данной статье предлагается новый подход, основанный на непараметрической теории идентификации [4]. В основу предлагаемого метода ложится правило выделения существенных переменных [4]. Постановка задачи идентификации. Пусть объект представляет собой одномерную динамическую систему, и описывается следующим разностным уравнением: xt  f (xt 1 , xt 2 ,...., xt k , ut ) , (1)

в случае линейной динамической системы определение структуры динамического объекта (1) сводится к определению переменных, входящих в состав модели (2). Блок схема моделирования объекта (1) представлена на рисунке. На рисунке ЭЗ – элемент запаздывания [4], htx , htu  помехи в соответствующих каналах связи, (t ) – внешняя помеха, действующая на объект. В качестве непараметрической модели объекта, можно использовать модель следующего вида [4]: xs 

где α – вектор параметров, подлежащий оцениванию на основании обучающей выборки. Таким образом,

 ,  

(3)

В модели (3) H   – ядерная колоколообразная

где f(.) неизвестный функционал; xt – выходная переменная процесса; ut – управляющее воздействие; k – «глубина» памяти динамического объекта (в терминологии А. А. Фельдбаума) [5] или порядок старшей производной в соответствующем дифференциальном уравнении. При идентификации динамической системы (1) ее параметрическую модель естественно принять в форме: (2) xs  f s  xt 1 ,  , xt  k , ut ,   ,

 u  u  k 1  xs  j  xi  j 1 s xi  H  s u i   j H   j x  s i 1 csx  cs  j 1 cs  1

k

функция, csu , c sx ,..., c sx – коэффициенты размытости ядерной функции, которые удовлетворяют условиям сходимости [5]. Существенным в оценке (3) является то, что в соответствие каждой выходной переменной xs 1 ,..., xs k запаздывающей на некоторые величины ставится свой оптимальный коэффициент размытости 1 k ядра c s* x ,..., c s* x . Алгоритм вычисления значимых переменных xs  j строится по следующей схеме.

245

Решетневские чтения. 2017

Блок-схема моделирования объекта с памятью

Сначала задаем начальное значение k. Строим модель по формуле (3) и считаем относительную ошибку моделирования W0 : 1 s  ( xi  xis )2 s i 1

W

s

1

 s  1 (m i 1

x

 xi ) 2

где mx – математическое ожидание. Далее на каждой i – ой итерации выполняем следующий набор действий: 1 k 1. Для каждого коэффициента csx ,..., csx находится 1

1

2

2

k

k

оптимальное значение: csx  c*sx , csx  c*sx ,..., csx  c*sx . 2. Находим из всех полученных значений максиj

x мальное – cmax_ s

3. Строим модель по формуле (3) исключая мно xs  j  xt  j  житель Н   , при учете, что j-номер  c* x j  s   j

x при cmax_ s .

4. Считаем относительную ошибку Wi . Данные действия будут повторяться, пока Wi  Wi 1 . Таким образом, действие данного алгоритма сводится к определению порядка старшей производной в соответствующем дифференциальном уравнении. Данный алгоритм состоит из нескольких этапов, включающих в себя определение оптимальных коэффициентов размытости, их отбор и построение итоговой модели. Библиографические ссылки 1. Бокс Д., Дженкинс Г. Анализ временных рядов, прогноз и управление. М. : Мир, 1974. Вып. 1. 406 с.

2. Ивахненко А. Г., Мюллер И. А. Самоорганизация прогнозирующих моделей. Киев : Техника, 1984. 350 с. 3. Стрижов В. В., Крымова Е. А. Методы выбора регрессионных моделей. М. : ВЦ РАН, 2010. 60 с. 4. Медведев А. В. Основы теории адаптивных систем / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. 525 с. 5. Фельдбаум А. А. Основы теории оптимальных автоматических систем. М. : Физматгиз, 1963. 552 с. 6. Надарая Э. А. Непараметрические оценки плотности вероятности и кривой регрессии. Тбилиси : Тбил. ун-т, 1983. 194 с. References 1. Boks D., Dzhenkins G. Analiz vremennyh rjadov, prognoz i upravlenie (Time series analysis, forecasting and management). M. : Mir, 1974. Vyp. 1. 406 р. 2. Ivahnenko A. G., Mjuller I. A. Samoorganizacija prognozirujushhih modelej (Self-organization of predictive models.). Kiev : Tehnika, 1984. 350 р. 3. Strizhov V. V., Krymova E. A. Metody vybora regressionnyh modelej (Methods of selection of regression models.). M. : VC RAN, 2010. 60 р. 4. Medvedev A. V. Osnovy teorii adaptivnyh system (Basic theory of adaptive systems) / SibGAU. Krasnojarsk, 2015. 525 р. 5. Fel’dbaum A. A. Osnovy teorii optimal'nyh avtomaticheskih system (Fundamentals of the theory of optimal automatic systems). M. : Fizmatgiz, 1963. 552 р. 6. Nadaraja Je. A. Neparametricheskie ocenki plotnosti verojatnosti i krivoj regressii (Nonparametric estimation of probability density and the regression curve). Tbil. un-t, 1983. 194 р.

246

© Раскина А. В., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 517.977.1 УПРАВЛЕНИЕ МАРШРУТОМ И ОЦЕНКА МНОЖЕСТВ ДОСТИЖИМОСТИ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

А. Н. Рогалев, А. А. Рогалев Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 E-mail: [email protected] Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 Описывается применение гарантированных методов [1–5], оценивающих области фазовых состояний беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для сохранения заданной траектории численной модели движения при проведении БПЛА через заданные области в горизонтальной плоскости. Традиционные методы отслеживания траектории, используемые в робототехнике, для БПЛА работают недостаточно хорошо. Основным затруднением в использовании этих методов является требование – быть в определенном месте в определенное время, которое не может надлежащим образом учитывать изменения скорости относительно Земли, вызванные неизвестными и меняющимися воздействиями ветра. Цель предлагаемых методов – контролировать нахождение летательного аппарата на требуемой траектории, что доказало свою эффективность во время летных испытаний. В основе вычисления включений траектории движения БПЛА в указанных областях лежат методы построения символьных формул решений моделей движения БПЛА, учитывающие геометрические характеристики этих областей, и оценивание всех возможных ее значений. Приводятся результаты. Ключевые слова: траектории БПЛА, гарантированные методы оценивания, ветровые возмущения. CONTROLLING THE PATH AND REACHABLE SET ESTIMATIONS OF UNMANNED AIR VEHICLE

A. N. Rogalev, A. A. Rogalev Institute of Computational Modeling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation E-mail: [email protected] Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation The report describes the application of guaranteed methods [1] – [5], estimated the regions of phase states of unmanned air vehicles (UAVs) for maintaining a given trajectory during UAVs through specified areas in the horizontal plane. The traditional tracking of trajectory methods used in robotics for UAVs does not work well enough. The main difficulty in using these methods is the requirement – to be in a certain place at a certain time, which cannot properly take into account changes in speed relative to the Earth, caused by unknown and changing impacts of the wind. The purpose of the proposed methods is to support the aircraft on the required trajectory, which proved to be effective during flight tests. The computations of the inclusions of the trajectory of the aircraft during the motion in these areas is based on the methods of constructing symbolic solution formulas that take into account the geo- metrical characteristics of these regions and the estimation of all possible values of it. The results are presented. Keywords: unmanned air vehicle trajectory, guaranteed estimation methods, wind perturbations.

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) – летательный аппарат без экипажа на борту, созданный для воздушной съёмки, наблюдения и других задач, в реальном времени за наземными объектами [6–8]. Полная модель динамики полета БПЛА и применяемый метод оценки автопилота и состояния БПЛА описывается многомерной нелинейной системой уравнений, для которой сложно разрабатывать высокоуровневые алгоритмов наведения [7; 8]. Для устранения таких сложностей были выведены нелинейные уравнения низкого порядка, которые моделируют по-

ведение системы с закрытым контуром управления и применяются для разработки алгоритмов наведения. Одна из первостепенных проблем связана с полетом БПЛА при наличии ветра. Поскольку скорости полета находятся в интервале 30–65 км/час, который типичен для БПЛА, а скорость ветра на высоте 30–200 м над уровнем Земли почти всегда превышает 18 км/час, то БПЛА должны эффективно маневрировать в воздушном потоке. В задачах, описывающих математические модели управления, часто встречается модель управления «машина Дуббинса» [7; 8],

247

Решетневские чтения. 2017

представляющая систему дифференциальных уравнений 3-го порядка. В этой модели пространственное расположение управляемого объекта задано двумя фазовыми переменными, угол направления вектора скорости – описывает третья переменная. Величина скорости рассматривается как постоянная величина. На радиус разворота наложены геометрические ограничения. dy dx d  s in ,  cos ,  u, dt dt dt Здесь x, y  координаты геометрического положения;   угол между вектором скорости самолета и осью OX ; u  управляющее воздействие, стесненное геометрическими ограничениями u  Q  R 2 , где Q  выпуклое компактное множество. Допустимые траектории в этой модели – плоские кривые ограниченной кривизны. Вводя параметризацию кривой длиной дуги, постановка этой задачи сводится к геометрическому виду. Например, найти кривую на плоскости, выходящую из первой точки с первым вектором скорости и входящую во вторую точку со вторым вектором скорости, имеющую кривизну, ограниченную сверху заданной константой, и кратчайшую среди всех таких кривых. В докладе строятся включения области достижимости управляемых систем с помощью гарантированного метода оценивания множеств решений систем обыкновенных дифференциальных уравнений на основе символьных формул для аппроксимации оператора сдвига вдоль траектории [1–5]. Эти оценки встроены в следующий алгоритм. А. Строится прямая линия или траектория Дубинса, проходящая через поле препятствий (выполняет Планировщик маршрута). Б. Метод управления маршрутом совершает переключения между режимами следования по дуге окружности и по прямой линии, что образует маневр между точками заданной траектории полета. В. Метод движения вдоль траектории полета вырабатывает директивы автопилоту низкого уровня для отслеживания положения в пространстве летательного аппарата. Г. Каждый метод, участвующий в выработке решений, использует оценки состояний, получаемые в результате фильтрации показаний бортовых датчиков, с учетом оценок областей, получаемых описанным алгоритмом. Реализация гарантированных методов оценки областей полета БПЛА, основанных на аппроксимации оператора сдвига вдоль траектории, разделено на два этапа, предиктор и корректор. На первом этапе (предиктор), происходит построение (запись) символьных формул приближенных решений как векторных функций S n (Y 0 )  S n 1 (Y 0 )   S 1 (Y 0 ),

где вектор – Y 0  вектор начальных значений, рассматриваемых как символьные величины. Затем вычисляется область значений S y этой формулы.

Библиографические ссылки 1. Рогалев А. Н. Гарантированные методы решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений на основе преобразования символьных формул // Вычислительные технологии. 2003. № 8 (5). С. 102–116. 2. Рогалев А. Н. Гарантированные оценки и построение множеств достижимости для нелинейных управляемых систем // Вестник СибГАУ. 2010. № 5 (31). С. 148–154. 3. Рогалев А. Н. Вычисление гарантированных границ множеств достижимости управляемых систем // Автометрия. 2011. Т. 47, № 3. С. 100–112. 4. Рогалев А. Н. Вопросы реализации гарантированных методов включения выживающих траекторий управляемых систем // Вестник СибГАУ. 2011. № 2 (35). С. 54–58. 5. Рогалев А. Н., Рогалев А. А. Численные оценки предельных отклонений траекторий летательных аппаратов в атмосфере // Вестник СибГАУ. 2016. Т. 16, № 1. С. 104–112. 6. Иванов М. С., Аганесов А. В., Крылов А. А. Беспилотные летательные аппараты : справ. пособие. Воронеж : ИНЦ «Научная книга», 2015. 619 с. 7. Meyer Y., Shima T., Isaiah P. On Dubins paths to intercept a moving target // Automatica. 2015. Vol. 53. P. 256–263. 8. Rysdyk R., UAV path following for constant lineof-sight observation // AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2006. Vol. 29, № 5. P. 1092–1100. References 1. Rogalev A. N. [Guaranteed methods of solving of ordinary differential equations on the basis of symbolical formulas transformation] .Vychisliteljnye technologii 2003. № 8 (5). P. 102–116. (In Russ.) 2. Rogalev A. N. [Guaranteed estimates and construction of reachable sets for nonlinear control systems]. Vestnil SibSAU. 2010. № 5 (31). P. 148–154. (In Russ.) 3. Rogalev A. N. [The calculation of the guaranteed boundaries of reachable sets of control systems]. Avtometriya. 2011. Vol. 47, № 3. P. 100–112. (In Russ.) 4. Rogalev A. N. [Questions of realization of guaranteed methods to enable the surviving trajectories of control systems]. Vestnik SibSAU. 2011. № 2 (35). P. 54–58. (In Russ.) 5. Rogalev A. N., Rogalev A. A. [Numerical estimates tolerances of aircraft trajectories in the atmosphere]. Vestnik SibSAU. 2016. Vol. 16. № 1. P. 104–112. (In Russ.) 6. Ivanov M. S., Aganesov A. V., Krylov A. A. Unmanned aerial vehicles. Reference manual. Voronezh : Scientific Center “Scientific Book”, 2015. 619 р. (In Russ.) 7. Meyer Y., Shima T., Isaiah P.. On Dubins paths to intercept a moving target // Automatica. 2015. P. 256–263. 8. Rysdyk R. UAV path following for constant lineof-sight observation // AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2006. Vol. 29, No. 5. P. 1092–1100. © Рогалев А. Н., Рогалев А. А., 2017

248

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 519.87 О МОДИФИКАЦИИ КОЛЛЕКТИВНОГО МЕТОДА ВЕЩЕСТВЕННОЙ БЕЗУСЛОВНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ НА ОСНОВЕ БИОНИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ И ЕГО ПРИМЕНЕНИИ ПРИ ОБУЧЕНИИ ИСКУССТВЕННОЙ НЕЙРОННОЙ СЕТИ*

А. В. Скороход Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Автономная медицинская диагностика с использованием нейросетевых технологий важна при анализе состояния здоровья экипажей орбитальных космических станций. В работе обосновывается новый метод обучения нейросетевых диагностических систем. Ключевые слова: диагностические системы, нейросетевые классификаторы, кооперативные бионические алгоритмы. ARTIFICIAL NEURAL NETWORK TRAINED BY MODIFIED COOPERATION OF BIOLOGY RELATED ALGORITHMS

A. V. Skorokhod Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] Autonomous medical diagnosis with neural networks is important to analyse crews of space stations health. The paper says about a new artificial neural networks learning mechanism. Keywords: diagnosis systems, artificial neural networks, Co-Operation of Biology Related Algorithms. Введение. Искусственные нейронные сети (ИНС) – универсальный математический аппарат, способный решать большой круг разнообразных задач моделирования, классификации, прогнозирования. Например, системы поддержки принятия решений (СППР), основанные на различных методах интеллектуального анализа данных, в число которых входит ИНС, могут автономно решать задачи медицинской диагностики, что полезно при анализе состояния здоровья экипажей орбитальных станций при длительных экспедициях. Настройка искусственной нейронной сети бионическими алгоритмами. При синтезе ИНС возникает сложная задача поиска оптимальной структуры и настройки весовых коэффициентов. Данную проблему можно формализовать, а поиск лучшего решения интерпретировать как поиск экстремума, т. е. задачу глобальной оптимизации. Задачу можно успешно решать нестандартными численными методами, в число которых входят алгоритмы стайного типа. Благодаря эффективности данного типа алгоритмов направление получило большую популярность. Было создано множество разнообразных алгоритмов, заимствующих поведение той или иной группы животных. Однако из-за большого разнообразия бионических алгоритмов сложно заранее определить вид _________________________

алгоритма, который необходимо применить для решения той или иной задачи оптимизации для различных реальных проблем (и даже для различных размерностей одной и той же задачи). Решением стало использование коллективного метода вещественной безусловной оптимизации на основе бионических алгоритмов (Co-Operation of Biology Related Algorithms, COBRA) [1], который генерирует пять популяций (по одной для каждого используемого алгоритма), коллективно решающих задачу оптимизации на основе конкуренции и кооперации. В «изначальном» варианте [2] алгоритма COBRA использовались классические варианты стайных алгоритмов. Для улучшения производительности метода, а так же для расширения круга решаемых задач в данной работе для реализации были выбраны новейшие модификации: биомимикрия паразитического поведения в коэволюционном роевом (стайном) алгоритме глобальной оптимизации [3], алгоритм поиска стаей волков [4], алгоритм светлячков со случайным выбором, поиском по окрестности и динамическим механизмом настройки параметров [5], новый гибридный метод глобальной оптимизации на основе алгоритмов стада криля и поиска кукушек [6], алгоритм направленной летучей мыши [7].

* Работа выполняется в рамках НИР 2.1680.2017/ПЧ проектного задания Министерства образования и науки РФ Сибирскому государственному университету науки и технологий имени М. Ф. Решетнева.

249

Решетневские чтения. 2017

В данной работе ИНС, обученная алгоритмом COBRA, решала задачу классификации. Для данного теста была взята база данных, содержащая численные показатели анализа крови, а также количество употребляемого алкоголя в день, для определения отклонений в работе печени пациента [8]. Данная база содержит 345 экземпляров. Каждый экземпляр – строка, содержащая семь численных параметров, шесть из которых являются входными и один выходной – класс «болен» либо «здоров». Разделим данную базу на тестовую и обучающую части в соотношении 6:4. Для настройки ИНС алгоритмом COBRA было выделено сто поколений. ИНС в работе с задачей классификации на базе данных болезни печени показала следующие результаты (см. таблицу). Производительность ИНС, обученной с помощью алгоритма COBRA Доля правильных ответов алгоритма, % Предполагаемый класс 0 Предполагаемый класс 1 Полнота, %

72,90323 Класс 0

Класс 1

76 12 86,36364

30 37 55,22388

Точность, % 71,69811 75,5102

Доля мажорируемого класса в тестовой выборке составила 56,77419 %. Заключение. Доля правильных ответов алгоритма превышает долю мажорируемого класса, следовательно, мы можем сделать вывод о работоспособности и предсказательной способности данного симбиоза и о возможности его применения при нейросетевом моделировании сложных систем [9]. Библиографические ссылки 1. Akhmedova S., Semenkin E. Data mining tools design with co-operation of biology related algorithms // Lecture Notes in Computer Science. 2014. Vol. 8794. Р. 499–506. 2. Akhmedova S., Semenkin E. Co-operation of biology related algorithms // 2013 IEEE Congress on Evolutionary Computation, CEC 2013. 2013. Р. 2207–2214. 3. Qin Q., Cheng S., Zhang Q., Li L., Shi Y. Biomimicry of parasitic behavior in a coevolutionary particle swarm optimization algorithm for global optimization // Applied soft computing. 2015. Vol. 32. Р. 224–240. 4. Tang R., Fong, S., Yang, X. S., Deb. S. Wolf search algorithm with ephemeral memory // Digital Information Management (ICDIM), 2012 Seventh International Conference on. IEEE, 2012. Р. 165–172. 5. Wang H., Cui, Z., Sun, H., Rahnamayan, S., Yang, X. S. Randomly attracted firefly algorithm with

neighborhood search and dynamic parameter adjustment mechanism // Soft Computing. 2016. Р. 1–15. 6. A new hybrid method based on krill herd and cuckoo search for global optimisation tasks / G. G. Wang, A. H. Gandomi, X. S. Yang et al. // International J. of Bio-Inspired Computation. 2016. Vol. 8, №. 5. Р. 286–299. 7. New directional bat algorithm for continuous optimization problems / A. Chakri, R. Khelif, M. Benouaret et al. // Expert Systems with Applications. 2017. Vol. 69. Р. 159–175. 8. UCI Machine Learning Repository. URL: http:// archive.ics.uci.edu/ml/datasets.html (дата обращения: 31.08.2017). 9. Решение задачи прогнозирования экологического состояния города нейроэволюционными алгоритмами / Д. И. Хритоненко [и др.] // Вестник СибГАУ. 2015. Т. 16, № 1. С. 137–142. References 1. Akhmedova S., Semenkin E. Data mining tools design with co-operation of biology related algorithms // Lecture Notes in Computer Science. 2014. Vol. 8794. Р. 499–506. 2. Akhmedova S., Semenkin E. Co-operation of biology related algorithms // 2013 IEEE Congress on Evolutionary Computation, CEC 2013. 2013. Р. 2207–2214. 3. Qin Q., Cheng S., Zhang Q., Li L., Shi Y. Biomimicry of parasitic behavior in a coevolutionary particle swarm optimization algorithm for global optimization // Applied soft computing. 2015. Vol. 32. Р. 224–240. 4. Tang R., Fong, S., Yang, X. S., Deb. S. Wolf search algorithm with ephemeral memory // Digital Information Management (ICDIM), 2012 Seventh International Conference on. IEEE, 2012. Р. 165–172. 5. Wang H., Cui, Z., Sun, H., Rahnamayan, S., Yang, X. S. Randomly attracted firefly algorithm with neighborhood search and dynamic parameter adjustment mechanism // Soft Computing. 2016. Р. 1–15. 6. Wang G. G., Gandomi, A. H., Yang, X. S., Alavi A. H. A new hybrid method based on krill herd and cuckoo search for global optimisation tasks // International J. of Bio-Inspired Computation. 2016. Vol. 8, №. 5. Р. 286–299. 7. Chakri A., Khelif, R., Benouaret, M., Yang X. S. New directional bat algorithm for continuous optimization problems // Expert Systems with Applications. 2017. Vol. 69. Р. 159–175. 8. UCI Machine Learning Repository. Available at: http://archive.ics.uci.edu/ml/datasets.html (accessed: 31.08.2017). 9. Pesheniye zadachi prognozirovaniya ekologicheskogo sostoyaniya goroda neyroevolyutsionnymi algoritmami / D. I. Khritonenko [et al.] // Vestnik SibSAU. 2015. Vol. 16, № 1. P. 137–142. © Скороход А. В., 2017

250

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 519.856 ПОИСК ОПТИМАЛЬНОЙ ТРАЕКТОРИИ ПРИ ПОМОЩИ САМОКОНФИГУРИРУЕМОГО ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА

Н. М. Трофимова, Л. В. Липинский, Д. В. Сорокин Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Рассматривается применение самоконфигурируемого генетического алгоритма для решения задачи поиска оптимальной траектории. Ключевые слова: генетический алгоритм, эволюционные алгоритмы, задача оптимизации, Байесовские сети доверия, поиск оптимальной траектории. SEARCHING FOR OPTIMAL TRAJECTORY WITH THE SELF-CONFIGURABLE GENETIC ALGORITHM

N. M. Trofimova, L. V. Lipinskiy, D. V. Sorokin Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The paper considers the application of a self-configuring genetic algorithm to find the optimal trajectory problem. Keywords: genetic algorithm, evolutionary algorithms, optimization problem, bayesian belief networks, the search of optimal trajectory. Задача поиска оптимальной траектории. Специалисты в различных областях при проектировании и оптимизации сложных организационно-технических систем, таких как летательные аппараты или космороботы, так или иначе, сталкиваются с задачами выбора оптимальной траектории. Такие задачи возникают при выборе траектории ветвления коммуникаций различного назначения (электрической проводки, гидро-, пневмопроводы и др.), при перемещении в пространстве роботизированных и автоматизированных систем, при проектировании электронных схем, сопряжены с тем, что на траекторию накладываются ограничения в виде препятствий в области поиска, ограничения длины траектории, (или ее минимизации), удовлетворение требованиям непрерывности С1 и С2. Также необходимо учитывать ограничения, связанные с геометрическими, технологическими и физическими свойствами объектов, расположенных в расчетной области, например, тепловые нагрузки, электромагнитная индукция и др. Задачу поиска оптимальной траектории формально можно представить в следующем виде: Пусть D – область поиска, D  R n , n  1, 2, 3 ... , S – множество допустимых кривых. Необходимо подобрать кривую: f  x   S : L  f  x    min , f  x

где L  f  x   – длина кривой [1].

Иначе говоря, в n-мерной области поиска Dесть запрещенные зоны, через которые траекторию проводить нельзя. Множество S – это множество кривых, не проходящих через препятствия. Стоит задача найти такую кривую f  x  , которая будет: 1. Соединять заданные начальную и конечную точки. 2. Принадлежать множеству S. 3. Иметь минимальную длину. Применение генетического алгоритма для решения задачи поиска оптимальной траектории. Классические подходы к решению такой задачи, например, динамическое программирование, не всегда применимы на практике в силу того, что для их применения необходимо задание ограничений и критериев поиска траектории в аналитическом виде, что не всегда возможно на практике. Также такие методы с ростом размерности задачи, теряют свою эффективность из-за экспоненциального роста объема обрабатываемых данных. При решении сложных практических задач, когда затруднительно применить классические методы, эволюционные алгоритмы могут стать решением проблемы. В частности, генетический алгоритм, в условиях, когда размерность задачи велика и на саму траекторию накладывается ряд ограничений, может показать высокую эффективность. Он не требует аналитического задания ограничений, критерии оптимальности в нем задаются алгоритмически, а размерность

251

Решетневские чтения. 2017

задачи влияет только на продолжительность вычислений. На практике, как правило, задача поиска оптимальной траектории решается инженером либо на основании рабочего опыта, либо при помощи программных средств, которые предоставляют возможность оценить показатели эффективности того или иного решения, но не предоставляют возможностей для оптимизации. Решение такой задачи при помощи генетического алгоритма предоставляет не только возможность поиска оптимального решения, но и позволяет применять такой метод, не обладая знаниями специфичными для области эволюционных алгоритмов и оптимизации в целом. Особенности реализации. Генетический алгоритм посредством операторов селекции, мутации и рекомбинации реализует цикличную процедуру поиска оптимального решения. Оценка близости решения к оптимальному производится посредством вычисления значения функции пригодности. Чаще всего функция пригодности записывается в таком виде [2]: fitness  f  x   

Также стоит отметить, что для решения задачи применяется самоконфигурирующийся генетический алгоритм. Самокнфигурация заключается в том, что его параметры настраиваются адаптивно в процессе работы при помощи байесовских сетей доверия [3]. В основе Байесовских сетей доверия лежит формула Байеса, в ходе работы алгоритма подсчитываются вероятности объясняющих гипотез и на основании этих вероятностей формируются суждения о том, какая из объясняющих гипотез стала причиной возникновения события А [4–5]. Такой алгоритм будет понятен эксперту, это является его сильной стороной. Результаты. Генетический алгоритм, настраиваемый адаптивно при помощи байесовских сетей доверия был применен для решения задачи поиска оптимальной траектории в двух- и трехмерной области поиска. В ходе испытаний были получены результаты, представленные в таблице. Результаты решения задачи оптимизации траектории

1 , 1  H  f  x 

Размерность Надежность задачи оптими- работы самозации траекто- конфигурируерии мого ГА, % N=2 0,857

где H  f  x   – стоимость прохождения по кривой f  x .

N=3

0,810

Количест- Количество во инди- поколений видов 500

1500

1300

3500

n

H  f  x    L  f  x    [ wi  I  f  x  ] , i 1

где n – количество запрещенных областей в области поиска; wi – вес i-й области; I  f  x   – функция влияния запрещенной области на кривую, значение которой зависит от длины отрезка кривой, проходящего через запрещенную область и близости этого отрезка к центру области. Решения представляются в виде числа, которое, по сути своей является бинарной строкой. В ней закодирован набор векторов в полярных координатах, который и составляет кривую траектории. Схематично можно представить решение в виде, показанном на рис. 1.

Рис. 1. Схематичное представление решения

На рис. 1 n – количество векторов в кривой, а pi вектор, представленный в виде пары чисел: длины di и угла поворота φi относительно начала координат (рис. 2).

Рис. 2. Схематичное представление вектора

Надежность работы алгоритма рассчитывалась по 100 запускам. Выводы. Применение самконфигурируемого генетического алгоритма для решения задачи поиска оптимальной траектории показывает высокие показатели надежности как на двумерной, так и на трехмерной области поиска. Это говорит о том, что такой алгоритм хорошо применим для решения такой задачи. Однако стоит отметить, что изменение способа представления решений задачи, стратегии самоконфигурации алгоритма, а также набора конфигурируемых параметров может дать более высокие показатели. Библиографические ссылки

1. Shibo Xi, Lucas Santiago Borgna, Lirong Zheng, YonghuaDua and TiandouHuc. AI-BL1.0: a program for automatic online beamline optimization using the evolutionary algorithm // J. of Synchrotron Radiation. 2017. P. 367–373. 2. Goldberg D. E. Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine LearniАng. Reading, Massachusetts : Addison–Wesley, 1989. 3. Holland J. H. Adaptation in Natural and Artificial Systems. Ann Arbor: University of Michigan Press, 1975. 4. Тулупьев А. Л., Николенко С. И., Сироткин А. В. Байесовсткие сети: логико-вероятностный подход. СПб. : Наука, 2006. 607 с. 5. Сироткин А. В. Байесовские сети доверия: дерево сочленений и его вероятностная семантика // Тр. СПИИРАН. СПб. : Наука, 2006. Вып. 3, т. 1.

252

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

References

1. Shibo Xi, Lucas Santiago Borgna, Lirong Zheng, YonghuaDua and TiandouHuc. AI-BL1.0: a program for automatic on-line beamline optimization using the evolutionary algorithm // J. of Synchrotron Radiation. 2017. P. 367–373. 2. Goldberg D. E. Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine LearniАng. Reading, Massachusetts: Addison-Wesley, 1989.

3. Holland J. H. Adaptation in Natural and Artificial Systems. Ann Arbor: University of Michigan Press, 1975. 4. Tulup'ev A. L., Nikolenko S. I., Sirotkin A. V. Baiesovstkieseti: logiko-veroyatnostnyipodkhod. SPb. : Nauka, 2006. 607 s. 5. Sirotkin A. V. Baiesovskiesetidoveriya: derevosochleneniii ego veroyatnostnayasemantika // Trudy SPIIRAN. Vol. 3, T. 1. SPb. : Nauka, 2006.

253

© Трофимова Н. М., Липинский Л. В., Сорокин Д. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 52-601 ОБ ОДНОМ ПОДХОДЕ НЕПАРАМЕТРИЧЕСКОГО РОБАСТНОГО ОЦЕНИВАНИЯ

С. С. Чернова Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected] Рассматривается задача восстановления функции по наблюдениям с выбросами. Предлагается методика робастного непараметрического оценивания. Особенность робастного оценивания заключается в исключении выбросов и их влияния на восстановление функции. Ключевые слова: непараметрические оценки функции регрессии, непараметрическая модель, процедура робастного оценивания. ABOUT AN APPROACH OF NON-PARAMETRIC ROBUST ESTIMATION

S. S. Chernova Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: [email protected] We consider the problem of restoration of function for the observations with outliers. The article proposes a technique for robust non-parametric estimation. The feature of robust estimation is to exclude outliers and their influence on recovery of function. Keywords: nonparametric estimate of the regression function, nonparametric model, the procedure of robust estimation. Введение. Рассматривается задача восстановления функции регрессии по наблюдениям с выбросами [1–3]. Предложенная методика робастного оценивания заключается в корректировке обучающей выборки, не содержащей выбросы. Непараметрическая оценка функции регрессии по наблюдениям. В качестве непараметрической оценки функции регрессии по наблюдениям примем [4; 5]: s  x  xi  Ys ( x )   yi Ф   i 1  cs 

s

 x  xi  cs

Ф i 1

 , 

(1)

где Ф(v)– ядро – финитная колоколообразная интегрируемая с квадратом функция, удовлетворяющая условиям [4; 5]: 0  Ф(v)   v  (v) ,  x  xi  1 Ф dx  1 ,  cs  cs 

lim n

(2)

1  x  xi  Ф     x  xi  , cs  cs 

где cs – параметр размытости, удовлетворяет следующим условиям:

cs  0 , lim s  s (cs ) k   , lim s  cs  0 ,

(3)

Вычислительный эксперимент. Для проведения эксперимента была выбрана функция y = sin (x)2. При формировании обучающей выборки были искусственно добавлены два выброса. В качестве критерия точности непараметрической оценки используем квадратичный критерий:

s

2

2    yi  ys ( xi )  ,

(4)

i 1

где yi – истинная выборка, полученная по приведенным выше формулам; ys(xi) – непараметрическая оценка. Элементы обучающей выборки, удовлетворяющие требованию: (5) i  2 2 , где i  ( yi  ys ( xi )), i  1, s , удаляются из исходной выборки. Обозначим на рисунках цифрой 1 – обучающую выборку, 2 – непараметрическую оценку. Приведем результаты численного исследования, иллюстрирующие эффективность алгоритма. Рассмотрим восстановление функции регрессии по наблюдениям, которая имеет несколько выбросов при объеме выборки 100. На рис. 1 приведены элементы выборки, ее аппроксимация и два выброса. Точность восстановления составляет 0,36. Используя i  2 2 , удаляем выбросы, мешающие хорошему восстановлению. На рис. 2 продемонстрирована работа алгоритма с учетом робастного оценивания. В данном случае объем выборки составляет не 100, а 98 точек, так как программа убрала два выброса. Также можно заметить, что точность восстановления стала значительно выше, не 0,36, а 0,06. Это значит, что заданная функция была восстановлена, практически, полностью.

254

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

2 1 выбросы

Рис. 1. Восстановленная функция с учетом выбросов

1

2

Рис. 2. Восстановленная функция без учета выбросов

Заключение. Основным результатом статьи является то, что с помощью предложенного приема робастного оценивания можно получить существенно лучшее качество восстановления функции по наблюдения. Стоит заметить, что точность восстановления значительно возросла после того, как мы избавились от выбросов. Сначала точность восстановления была 0,36, после применения робастного оценивая – 0,06. Также наглядно увидели на рис. 1 и 2 восстановление функции по наблюдениям без использования робастного оценивая и, соответственно, с ним. Библиографические ссылки 1. Хьюберг П. Робастность в статистике. М. : Мир, 1984. 304 с. 2. Шуленин В. П. Робастные методы математической статистики. Томск : НТЛ, 2016. 210 с. 3. Чернова С. С., Шишкина А. В. О непараметрическом оценивании взаимно неоднозначных функций по наблюдениям // Молодой ученый, 2017. № 25. С. 13–20. 4. Надарая Э. А. Непараметрическое оценивание плотности вероятностей и кривой регрессии. Тбилиси : ТГУ, 1983. 194 с.

5. Медведев А. В. Основы теории адаптивных систем / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. 526 с. References 1. H’yuberg P. Robastnost v statistike [Robustness in statistics]. M. : Mir Publ., 1984. 304 p. 2. SHulenin V. P. Robastnye metody matematicheskoj statistiki [Robust methods of mathematical statistics]. Tomsk : NTL Publ., 2016, 210 p. 3. Chernova S. S., Shishkina A. V. [On nonparametric estimation of mutually ambiguous functions from observations] // Molodoi uchenyi. 2017. № 25. P. 13–20. (In Russ.) 4. Nadaraia E. A. Neparametricheskoe otsenivanie plotnosti veroiatnostei i krivoi regressii [Nonparametric estimation of probability density and regression curve]. Tbilisi : TGU Publ., 1983. 194 p. 5. Medvedev A. V. Osnovy teorii adaptivnykh system [Fundamentals of the theory of adaptive systems] / SibGAU. Krasnoyarsk, 2015. 526 p.

255

© Чернова С. С., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 52-601 ОБ ОДНОЙ ЗАДАЧЕ НЕПАРАМЕТРИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

А. В. Шишкина Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected] Рассматривается задача управления комбинированным объектом, когда недостаток априорной информации об исследуемом объекте приводит к необходимости совмещать изучение объекта и управление им. Предлагается непараметрический алгоритм управления объектом с активным накоплением информации об исследуемом процессе и результаты численных исследований. Ключевые слова: управление объектом, априорная информация, задающее воздействие. ON ONE OBJECTIVE OF NON-PARAMETRIC CONTROL

A. V. Shishkina Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: [email protected] The problem of managing a combined object is considered when the lack of a priori information about the object under study leads to the need for combining the study of the object and its control. A nonparametric control algorithm for an object with active accumulation of information about the process under study and the results of numerical studies is proposed. Keywords: object management, a priori information that sets the impact. Введение. Рассматривается задача с безынерционным объектом в условиях непараметрической неопределенности. Случай, когда вид уравнения объекта с точностью до параметров не известен. При этом на вход объекта, кроме управляющего воздействия, воздействует неуправляемая, но контролируемая переменная. Рассматриваемые, непараметрические алгоритмы дуального управления исследовались для различных тактик определения параметров размытости на каждом такте. Дуальное управление было открыто А. А. Фельдбаумом [1]. Сущность, данного управления состоит в одновременном изучении и управлении изучаемым процессом. Следует заметить, что обучающиеся системы управления являются системами с памятью, могут не только изучать характеристики объекта, но и, накапливая информацию, вырабатывать рациональное управляющие воздействие. Постановка задачи. Введем следующие обозна-

Общая теория управления подобными объектами изложена [2]. Ниже случаи применения непараметрических алгоритмов дуального управления, будут рассмотрены две тактики, изложим их на примере численного исследования комбинированной системы.

Рис. 1. Схема непараметрической системы управления

n чения: пусть x  ( x1 ...xn )  R – выход объекта,

u  (u1 ...un )  R n – управляемая входная переменная,

  (1... n )  R n – неуправляемая входная переменная,

x*  ( x*1...x*n )  R n – задающие воздействие (рис. 1) [2]. На рис. 1 приняты обозначения: УУ – управляющие устройство; О – исследуемый объект; t , ht  – случайные стационарные помехи, действующие на объект и в канале измерения выходной переменной объекта с нулевым математическим ожиданием и ограниченной дисперсией.

Обратим внимание на то, что алгоритму управления не известно уравнения, которое описывает управляемый процесс, мы его берем в подобном виде, исключительно для имитации, возможного безынерционного объекта управления. Примем уравнение для описания процесса в виде: объекта x  f (u , ) ; неуправляемую входную переменную  t  0,5  0,3sin(0, 2t ) ; произвольно заданное уравнение объекта:  xt 1  ut 1  t 1 .

256

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

Рис. 2. Управление при активном накоплении информации

На первом такте произвольно задаем входную переменную  u[1] , получаем первую триаду  ( xi , ui , i , i  1, t ) . С первого акта прохода по предложенному ниже алгоритму, начинается активное накопление информации об управляемом объекте. Вычислительный эксперимент. Непараметрический алгоритм в обычном виде имеет вид [3].

 xt*1  xi   t 1  i    Ф  i 1  cx   c  , ut 1  t  xt*1  xi   t 1  i  Ф   Ф   i 1  cx   c  t

u Ф i

(1)

где ui – элементы обучающей выборки; Ф(v ) – колоколообразная функция, обладающая следующими свойствами: Ф(v )  0 ;

1

 Ф(v)dv  1 ; lim c

Ф(v)  (0) ,

x

здесь v – произвольный аргумент; cx , c – параметр размытости, удовлетворяющий следующим условиям сходимости [4; 5]: cx  0 ; scx   ; lim cx  0 , cx  0; аналогично, для c .

Произвольно, примем l1 , l2 = 1,2, k = 0,3.

cx ,t 1  l1 | xt*1  xt0 | cx ,t 1  l1 | xt*1  xi | , ( xi , ui , i , i  1, t )

c ,t 1  l2 | *t 1   j | , ( x j , u j ,  j , j  1, s ) , s  t . В итоге получаем выборку – ( xn , un ,  n , n  1, n) ut 1  k ( xt*1  xt 1 ). Заключение. Выше рассмотрено две тактики обучения непараметрических алгоритмов управления при наличии неуправляемой, но измеряемой входной

переменной объекта. На основании исследования можно сделать вывод, что обе тактики обучения могут быть применены при создании компьютерных систем управления дискретно-непрерывными процессами. Библиографические ссылки 1. Фельдбаум А. А. Основы теории оптимальных автоматических систем. М. : Физматгиз, 1963. 552 с. 2. Медведев А. В. Основы теории адаптивных систем. Красноярск, 2015. 526 с. 3. Медведев А. В. Адаптация в условиях непараметрической неопределенности // Адаптивные системы и их приложения. Новосибирск : Наука. СO АНССР, 1978. С. 4–34. 4. Надарая Э. А. Непараметрическое оценивание плотности вероятностей и кривой регрессии. Тбилиси : Изд-во Тбил. ун-та, 1983. 5. Васильев В. А., Добровидов А. В., Кошкин Г. М. Непараметрическое оценивание функционалов от распределений стационарных последовательностей. М. : Наука, 2004. References 1. Feldbaum A. Fundamentals of the theory of optimal automatic systems. M. : Ed. Fizmatgiz, 1963. 552 p. 2. Medvedev A. V. Fundamentals of the theory of adaptive systems. Krasnoyarsk, 2015. 3. Medvedev A. V. Adaptation under conditions of non-parametric uncertainty // Adaptive systems and their applications. Novosibirsk : Science. SO ANSSR, 1978. P. 4–34. 4. Nadaraya E. A. Nonparametric estimation of the probability density and the regression curve. Tbilisi : Izd-vo Tbil. University, 1983. 5. Vasiliev V. A., Dobrovidov A. V., Koshkin G. M. Nonparametric estimation of functionals from distributions of stationary sequences. M. : Nauka, 2004. © Шишкина А. В., 2017

257

Решетневские чтения. 2017

УДК 65.011.56 + УДК 004 ОЦЕНКА КЛЮЧЕВЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ЭКСКУРСИОННОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ В ФГБУ «ГПЗ «СТОЛБЫ»

С. С. Юшкова*, Л. В. Липинский Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected] Рассмотрена система критериев анализа бизнес-процессов организации. Проведена оценка ключевых показателей процессов с целью проведения эффективной автоматизации. Ключевые слова: автоматизация бизнес-процессов, оптимизация бизнес-процессов, критерии оценки бизнес-процессов, показатели эффективности бизнес-процессов. ASSESSING KEY PERFORMANCE INDICATORS OF THE PROCESS EXCURSION SERVICE IN THE FBI “STATE NATURAL RESERVE “STOLBY”

S. S. Yushkova*, L. V. Lipinskiy Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * Е-mail: [email protected] The article analyses system of business processes of the organization. The research evaluates business processes highlight figures for the effective automation. Keywords: automating of business processes, optimization of business processes, criteria for evaluating business processes, business process performance indicators. Оптимизация бизнес-процессов в настоящее время является одним из приоритетных направлений развития и становления организаций. Осуществляя преобразование деятельности учреждений различной специфической направленности, создаются эталонные образцы модернизации рабочих итераций, отдельные части или комбинации которых могут послужить основой усовершенствования сложных процессов в промышленной или ракетно-космической отрасли. Проводя исследование в данной области, рассмотрим решение задачи оптимизации на примере ФГБУ ГПЗ «Столбы» [1]. Планируя автоматизацию ключевых бизнеспроцессов, посредством внедрения корпоративной информационной системы, необходимо выполнить оценку реализуемых операций, основываясь на системе количественных и качественных показателей эффективности. Определение подходящих критериев оценки для процесса экскурсионного обслуживания клиентов выступит подспорьем при проведении аналогичного исследования других направлений деятельности природоохранного учреждения. Для того чтобы преступить к формированию критериев оценки, необходимо выполнить построение диаграммы потоков данных (DFD) «как есть» процесса осуществления экскурсионного обслуживания (см. рисунок) [2].

Основываясь на данных диаграммы, первостепенно следует провести экспресс-диагностику процессов по следующим показателям: сложность, процессность, контролируемость, ресурсоемкость и регулируемость (табл. 1) [3]. Согласно коэффициентному методу оценки, из пяти показателей эффективности в пределах допустимых значений оптимальности находятся только два. Процесс экскурсионного обслуживания является процессным и контролируемым [4]. Показатель сложности иерархической структуры имеет пограничное значение. Использование ресурсов в рамках рассматриваемого процесса не достаточно эффективно, так как значение данного критерия должно стремиться к минимуму [4]. В наиболее критическом состоянии находится показатель регулируемости бизнес-процесса, в виду недостаточного количества нормативных регламентов. Расширяя диапазон исследования, выделим четыре категории оценки бизнес-процесса: показатели времени, технические показатели, показатели качества и показатели стоимости. Далее определим основополагающие характеристики каждого из выделенных критериев и составим оценочную матрицу (табл. 2) [3]. Анализ значений показателей эффективности, полученных в результате расчётов, основанных на актуальных данных работы учреждения, позволяет выявить необходимость усовершенствования бизнеспроцесса, определяя приоритетные направления воз-

258

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

действия [1]. В данном случае, необходимость оптимизации первостепенно вызвана низким уровнем автоматизации и высокой степенью загруженности пер-

сонала [5]. Как следствие, происходит нежелательный рост стоимости реализации процесса и значений временных показателей.

Рис. 1. Диаграмма потоков данных «Экскурсионное обслуживание» Таблица 1 Экспресс-диагностика процесса экскурсионного обслуживания Показатель эффективности

Формула расчета коэффициента

Сложность

Число уровней бизнес-процесса / Сумма экземпляров процесса

Процессность

Число разрывов процесса / Сумма классов процесса

Контролируемость

Число собственников процесса / Сумма классов процесса

Ресурсоемкость

Количество ресурсов / Сумма результатов экземпляров процесса

Регулируемость

Используемая регламентная документация / Сумма классов процесса

Нормативное значение

Значение коэффициента

Ксл ≤ 0,66

0,625

0,5 ≤ Кпр< 1

0,67

Kкон = 1

1

Кр < 1

0,85

Кре г ≥ 1

0,33

Таблица 2 Показатели оценки процесса экскурсионного обслуживания Наименование Показатели времени (мин) Технические показатели Показатели качества Показатели стоимости (руб.)

Формула вычисления Плановое время выполнения / фактическое время выполнения План технического исполнения процесса / фактическое время Время выполнения / количество функций процесса Плановое количество простоев / фактическое количество простоев Плановое кол-во транзакций / фактическое кол-во транзакций Степень загрузки персонала Степень автоматизации Количество жалоб за месяц / общее количество клиентов Плановое количество отмены заказов / фактическое количество Суммарные затраты на оплату труда исполнителей процесса Амортизация оборудования и нематериальных активов Затраты на сотовую связь и Internet Стоимость результата процесса для клиента

259

Результат 185 / 220 5 / 40 220 / 8 1/6 5/8 0,087 0,125 24 / 750 6 / 19 650–1050 80 50 3200–5000

Решетневские чтения. 2017

Формирование системы ключевых показателей эффективности бизнес-процессов необходимо строить, опираясь на специфику рассматриваемого предприятия. Стратегия всесторонней оценки, базирующаяся на анализе совокупности количественных и качественных критериев, гарантирует осуществление эффективной оптимизации. Библиографические ссылки 1. Устав ФГБУ ГПЗ «Столбы». М., 2011. 149 с. 2. Черемных С. В., Семенов И. О., Ручкин B. C. Структурный анализ систем: IDEF-технологии. М. : Финансы и статистика, 2003. 208 с. 3. Дубинина Н. А. Показатели оценки бизнеспроцессов предприятия // Вестник Пермского университета. 2016. № 2 (29). С. 179–191. 4. Липаев В. В. Программная инженерия : учебник. М. : ТЕИС, 2006. 608 с.

5. Анфилатов В. С., Емельянов А. А., Кукушкин А. А. Системный анализ в управлении : учеб. пособие. М. : Финансы и статистика, 2002. 368 с. References 1. Charter of FBI “Natural reserve “Stolby”. M., 2011. 149 p. 2. Cheremnykh S. V., Semenov I. O., Ruchkin B. C. Structural analysis of systems. IDEF-technologies. М. : Finance and statistics, 2003. 208 p. 3. Dubinina N. A. Assessment indices for business processes at an enterprise // Vestnik Permskogo universiteta. 2016. № 2 (29). P. 179–191. 4. Lipayev V. V. Program engineering: textbook. М. : TEIS, 2006. 608 p. 5. Anfilatov V. S., Emel’ianov A. A., Kukushkin A. A. System analysis in management: textbook. М. : Finance and statistics, 2002. 368 p.

260

© Юшкова С. С., Липинский Л. В., 2017

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

УДК 519.85 ЭВОЛЮЦИОННЫЕ АЛГОРИТМЫ КАК МЕТОД РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПТИМАЛЬНОГО РАСКРОЯ ТКАНИ*

А. Е. Якушевич Научный руководитель – И. А. Панфилов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] В швейной промышленности одним из важнейших этапов является этап раскроя. Необходимо оптимальным образом расположить детали изделий на ткани. Для решения этой задачи применимы эволюционные алгоритмы. Описаны особенности их применения в поставленной задаче. Ключевые слова: задача раскроя, швейное производство, эволюционные алгоритмы, особые ограничения PROBLEM OF CUTTING MATERIAL

А. E. Yakushevich Scientific supervisor – I. А. Panfilov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] In the fabric industry one of the most important stages is the cutting of fabric. It is necessary to arrange the details of the products on the fabric in an optimal way. To solve this problem evolutionary algorithms are applicable. This article describes the features of their application in the task. Keywords: problem of fabric cutting, sewing production, evolutionary algorithms, special restrictions. Задача оптимального раскроя ткани состоит в том, что необходимо на ткани разместить лекала таким образом, чтобы было затрачено наименьшее количество ткани. Таким образом, рассматривается задача размещения геометрических фигур на плоскости с использованием наименьшей занятой площади [1]/ Для решения поставленной задачи можно воспользоваться алгоритмом дифференциальной эволюции, который работает с вещественными числами в качестве индивидов поколения. Каждый индивид будет представлять контрольную координату конкретного лекала. После чего по традиционным формулам будет происходить отбор, скрещивание и мутация [2]/ Но учитывая особенность геометрических фигур, которые необходимо разместить на ткани, возникает вопрос, как с помощью контрольной координаты построить необходимо лекало. На рис. 1 представлен пример лекала детали изделия, а именно передней части блузки. Пусть точка (х, у) – контрольная точка. Данную фигуру невозможно построить по какой-либо формуле, так как она достаточно сложна. Для этого стоит использовать определенный алгоритм. Например, из

точки (х, у) в точку (х + 5; у + 2) проложить прямую, из точки (х + 5; у + 2) проложить дугу в точку (х + 8; у – 1) и так далее [3].

Рис. 1. Лекало передней части блузки

________________________ *

Результаты были получены в рамках выполнения проекта Российского фонда фундаментальных исследований № 16-01-00767 А/

261

Решетневские чтения. 2017

Рис. 2. Расположение лекал

Данный подход обеспечит правильное расположение лекал и упростит алгоритм в целом, исключив обработку сложных функций. Также при решении задачи стоит обратить внимание на ограничения расположения лекал. Лекала не могут пересекаться и выходить за пределы ткани [3]. Данные ограничения стоит ввести на этапе генерации поколений, так варианты раскладки с пересечениями являются абсолютно не пригодными и неприемлемыми [2]. В конце каждой итерации алгоритма имеется поколение вариантов раскладки, среди которых необходимо выбрать наилучшие, а для этого необходимо рассчитать пригодность каждого индивида. Необходимо понять, как определять, какой вариант лучше. Первый вариант – лучше тот индивид, при котором затрачивается наименьшая длина отреза ткани. Но при этом может возникнуть проблема больших кусков излишек. Такая ситуация отражена на рис. 2. Как видно по рис. 2 на отрезе ткани одной и той же длины можно расположить лекала по-разному. Справа изображено расположение, при котором достаточно большой кусок ткани будет отправлен в отходы, так как снизу отреза рулон ткани продолжается, а все отрезки сверху идут в отходы. А при расположении справа неиспользованный кусок остается в рулоне, и пригоден к дальнейшему использованию.

Таким образом, разумнее определять наилучший вариант раскладки, как вариант, при котором площадь, очерченная нижним краем лекал, будет наименьшей. Библиографические ссылки 1. Якушевич А. Е. Problem of fabric cutting out. Молодежь. Общество. Современная наука, техника и инновации : эл. сборник / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2017. 2. Теория и практика эволюционного моделирования / В. В. Емельянов [и др.]. 2003. 3. Злачевская Г. М. Секреты кроя и шитья без примерок и подгонок. 2011. References 1. Yakushevich A. E. [Problem os fabric cutting out]. Molodezh’. Obshchestvo. Sovremennaya nauka, tekhnika i innovatsii [The youth. Society. Modern science, technology and innovation] / Siberian State University of Science and Technology. Krasnoyarsk, 2017. (In Russ.) 2. Emel’yanov V. V. Teoriya i praktika evolyutsionnogo modelirovaniya [Theory and practice of evolutionary modeling]. 2003. 3. Zlachevskaya G. M. Sekreti kroikii shit`ya bez primerok i podgonok [The secrets of cutting and sewing without fitting and fits]. 2011. © Якушевич А. Е., 2017

262

Секция

«ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ»

Решетневские чтения. 2017

УДК 65.011.56 ВЫБОР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ОСНОВНЫХ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ ПРЕДПРИЯТИЯ И. А. Беленя, И. С. Алексеев Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Проведение данного исследования объясняется необходимостью в автоматизации бизнес-процессов производственных предприятий на базе технологической платформы «1С: Предприятие 8.3» с целью повышения их эффективности и конкурентной способности на российском рынке. Приведен анализ развития предприятий на современном рынке и их потребность в современных информационных системах. Ключевые слова: информационные системы, 1С:Предприятие 8.3, автоматизация производства, бизнеспроцесс, HRM-системы. SELECTING AN INTELLIGENT SYSTEM TO AUTOMATE GENERAL BUSINESS PROCESSES OF THE ENTERPRISE I. A. Belenya, I. S. Alexeyev Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The research explains the need of business processes automation at manufacturing enterprises on the basis of the technological platform «1C: Enterprise 8.3» in order to improve their efficiency and competitiveness in the Russian market. The research analyses the development of enterprises in the modern market and their need of modern information systems. Keywords: information systems, 1C: Enterprise, intelligent systems, enterprise automation, business process, HRMsystems . В настоящее время информационные технологии, внедряемые с целью автоматизации, используются во всех областях деятельности человека. Глобальная задача автоматизации – повышение эффективности компании: повышение внутренней управляемости и устойчивости к внешним воздействиям. Внедрение автоматизированных систем неизбежно влечет за собой изменение бизнес-процессов, технологий учета и отчетности. Автоматизация бизнес-процессов – широкий класс задач, не ограничивающийся движением и обработкой документа, а включающий различные операции, выполняемые сотрудниками, и пошаговую автоматическую обработку данных [1]. Внедряемая система автоматизации бизнес процессов предприятия должна улучшить информационный обмен между территориально разнесенными отделами крупного предприятия, сократить время разработки и согласование документооборота. Актуальность автоматизации основных бизнеспроцессов предприятия обосновывается необходимостью учета и контроля бизнес-процессов предприятия. Внедрение современных информационных технологий позволяют существенно повысить эффективность деятельности компании за счет гибкости и повышения скорости предоставления информации о состоянии предприятия высшему менеджменту.

В основном на предприятии можно выделить несколько основных бизнес-процессов, которые нуждаются в автоматизации и реинжиниринге для повышения управляемости предприятия [2]: 1) управление персоналом; 2) управление складом; 3) планирование; 4) диспетчеризация; 5) анализ производительности; 6) управление документами. В данной статье будет рассматриваться автоматизация бизнес-процесса предприятия «управление персоналом», так как на сегодняшний момент проблемы управления персоналом актуальны не только для административно-управленческого аппарата (управляющего звена), но и для производственного персонала, особенно этот вопрос заметен в больших и средних организация со штатной численностью свыше 300 человек. Перед выбором автоматизированной информационной системы следует рассмотреть системы, уже имеющие в своем функционале решения подобных задач. Таким образом, речь пойдёт о HRM-системах. HRM-системы – это автоматизированные системы управления персоналом, предназначенные не только для решения задач стандартных кадровых операций,

264

Информационно-управляющие системы

но и обеспечивающие работу с качественными показателями персонала. Основные задачи HRM-систем: 1) автоматизация процессов, связанных с учетом персонала, а также расчеты заработной платы и отчисления в сторонние организации; 2) выявление, сохранение и ротация ценных сотрудников. Для рассмотрения возьмем следующие HRMсистемы способные решать поставленные задачи: БОСС-Кадровик; 1С:Зарплата и управление персоналом 8; Галактика ERP: Контур управления персоналом; Компас: УП; SAP ERP HCM; Oracle HRMS [3]. Выбор внедряемой системы в первую очередь обуславливается особенностями ведения бизнеспроцессов на конкретном предприятии, где происходит автоматизация. Ведущим фактором при выборе системы является масштаб организации, а именно количество пользователей системы, объём выпускаемой организационно-распорядительной документации, количество подразделений, занимающихся различными видами деятельности. При выборе автоматизированной системы необходимо помнить, что нет универсального рецепта автоматизации, каждое предприятие, по сути, уникально и представляет собой совокупность оригинальных бизнес-процессов, планов развития и конечных целей автоматизации, любой программный продукт необходимо будет дорабатывать и настраивать под определенные цели и задачи предприятия. После выбора внедряемой системы, необходимо произвести настройку и доработку программного комплекса, произвести массовое обучение персонала. Во время выбора программного продукта необходимо помнить, что все сотрудники должны работать в едином информационном пространстве во избежание утери или дублирования данных, что говорит о необходимости выбора программного комплекса способного автоматизировать все бизнес процессы предприятия. Автоматизация предприятия может проходить не единовременно, но при выборе системы для автоматизации одного бизнес-процесса необходимо учитывать расширение области автоматизации на смежные процессы [4]. На сегодняшний день большинство представителей бизнеса различного уровня используют в своей работе продукты компании «1С». Данный программный комплекс способен полностью обеспечить работу, как крупного предприятия, так и малого предпринимательства, отвечает требованиям современной экономики и законодательства. К тому же продукты «1С» предусматривают возможность активного взаимодействия с другими программными продуктами.

Для платформы «1С: Предприятие» характерно развитие новых функциональных возможностей, связанных с выходом за традиционные рамки оптимизации и автоматизации процессов на предприятии. Данная платформа гибко настраивается и подходит для автоматизации предприятий различных сфер деятельности [5]. В результате автоматизации всех основных бизнес-процессов предприятия выбранная система позволит повысить качество принимаемых управленческих решений и, соответственно, повысить эффективность работы предприятия в целом. Библиографические ссылки 1. Репин В. В. Бизнес-процессы. Моделирование, внедрение, управление. М. : Манн, Иванов и Фербер, 2013. 512 c. 2. Чукарин А. В. Бизнес-процессы и информационные технологии в управлении современной инфокоммуникационной компанией. М. : Альпина Паблишер, 2016. 512 c. 3. Барановская Т. П., Вострокнутов А. Е., Березовский В. С. Исследование HRM-систем: анализ рынка, выбор и внедрение для компаний среднего и крупного бизнеса [Электронный ресурс] // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2016. № 115. С. 707–729. URL: http://ej.kubagro.ru/2016/ 01/pdf/43.pdf (дата обращения: 10.09.2017). 4. Алексеев А. 1С: Предприятие 8.3. Руководство разработчика. Ч. 1. ООО «1С-Софт», 2015. 754 с. 5. Радченко М. Г. Архитектура и работа с данными «1С: Предприятие 8.3» : учеб. пособие. 2015. 268 с. References 1. Repin V. V. Biznes-processy. Modelirovanie, vnedrenie, upravlenie. M. : Mann, Ivanov i Ferber, 2013. 512 p. 2. Chukarin A. B. Biznes-processy I informacyonnye tehnologii v upravlenii sovremennoi infokommunikacionnoi kompaniei. M. : Alpina Publisher, 2016. 512 p. 3. Baranovska T. P., Vostroknutov A. E., Berezovsky V. S. Research HRM-systems: market analysis, selection and implementation for medium and large businesses: multidisciplinary network electronic scientific journal of the Kuban State Agrarian University. 2016. № 115. P. 707–729. 4. Alekseev A. 1C: Predprijatie 8.3. Rukovodstvo razrabotchika, ch. 2 (1C: Enterprise 8.3. Developer's Guide Part 2). OOO “1C-Soft”, 2015. 674 p. 5. Radchenko M. G. Arhitektura i rabota s dannymi “1C: Predprijatie 8.3” : ucheb. posobie (The architecture and operation of the data “1C: Enterprise 8.3” : a training manual), 2015. 268 p. © Беленя И. А., Алексеев И. С., 2017

265

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.415.2 ОЦЕНКА НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ РАБОТНИКА НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Д. В. Егорова, Н. А. Егоров, А. А. Герасимчик Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматриваются проблематика и постановка задачи автоматизации процессов оценки научной деятельности работников научно-производственных предприятий ракетно-космической отрасли. Ключевые слова: оценка научной деятельности, анализ, обработка информации, формирование отчетных документов, построение сравнительных графиков, отслеживание и прогнозирование. EVALUATING THE SCIENTIFIC ACTIVITIES OF A SCIENTIFIC PRODUCTION ENTERPRISE EMPLOYEE D. V. Egorova, N. A. Egorov, A. A. Gerasimchik Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article considers the problems of automation of the assessment processes of an employee’s scientific activity of at the scientific and industrial enterprises of the rocket and space industry. Keywords: evaluation of scientific activity, analysis, information processing, formation of accounting documents, construction of comparative charts, tracking and forecasting. Несмотря на то, что оценка и учет научной деятельности работника научно-производственного предприятия ракетно-космической отрасли является неотъемлемой частью показателя эффективности, на сегодняшний день, в большинстве случаев, предприятия хранят все сведения о результатах научных работ на бумагах, вследствие чего на обработку данных уходит много времени, поскольку информация вручную распределяется по необходимым критериям и затем регистрируется в журнале учета. По полученным сведениям, проводится оценка эффективности научной деятельности. Долгая ручная работа, неточность при заполнении документов, хранение необходимой информации в бумажном виде является неприемлемым для полноценной оценки научной деятельности работников, что значительно понижает достоверность результатов оценки. В условиях, когда научной деятельностью занимается небольшое количество работников предприятия, это не является столь важным. Однако, когда число сотрудников, занимающихся научной деятельностью, приближается к нескольким тысячам, это крайне затрудняет доступ к нужной документации, а также проведение оценки и анализа эффективности научной деятельности работника, конкретного отдела или предприятия в целом. Инструментом оценки продуктивности научной активности, опираясь на библиографические данные, являются наукометрические базы данных научных публикаций. Базовыми задачами наукометрии явля-

ются выявление новых тенденций в научном знании, отслеживание их динамики и прогнозирование. Все эти задачи решаются по отношению к отдельным авторам, авторским коллективам / научным школам, организациям и изданиям. В отдельных случаях, результаты, полученные с помощью наукометрии, позволяют решать задачи мониторинга качества и управления. Поэтому традиция оперировать индексами цитирования, как интегральным показателем научной продуктивности учёного, имеет важное значение, но не отражает объективной картины происходящего. Наиболее известны такие глобальные наукометрические системы, как Web of Science [1], Scopus [2], Google Scholar [3], Российский индекс научного цитирования [4] и др. Отечественными программными разработками в этой области являются автоматизированная информационная система анализа публикационной активности сотрудников научно–образовательной организации [5], автоматизированная система мониторинга и оценки публикационной активности преподавателя вуза [6], информационно-аналитическая система «Наука» [7] и др. Осуществив сравнительный анализ различных информационных и наукометрических систем, нами был сделан ряд выводов [8]: – зарубежные информационные системы недоступны для большинства научных организаций в виду

266

Информационно-управляющие системы

высокой стоимости за использование, а российские системы позволяют производить только ограниченный анализ научной деятельности; – отображения данных на поверхностное обобщение (считаются только суммы, проценты, цитируемость); – большинство из указанных систем либо вовсе не позволяют создавать отчетную документацию и сравнительные графики по результатам анализа научной деятельности, либо отображение графиков и отчетов максимально упрощено и не предполагает решения серьёзных задач (прогнозирование, выявление тенденций и пр.); – временная привязка данных на графиках, линейно отражающая динамику отдельных показателей (комбинированные варианты отображения не применяются); – отсутствие сервиса формирования организацией собственной формулы расчета рейтинга/индекса учёных в рамках унифицированной наукометрической платформы. – многие системы не затрагивают большинства видов публикаций, таких как учебные пособия, методические указания, статьи в региональной печати, научные отчеты и т. д., а также, только одна из приведенных систем позволяет осуществлять сбор, накопление и анализ данных по свидетельствам и патентам. Поскольку эти виды интеллектуальной деятельности составляют значительную долю всех результатов научной деятельности, их отсутствие значительно понижает достоверность результатов оценки. Это приводит к вопросу, какие же источники информации о научной деятельности учёного можно считать самыми достоверными? Это отнюдь не базы наукометрических ресурсов или научных поисковых сервисов, а данные, которые сообщает о себе каждый автор, заинтересованный в том, чтобы показать проделанную работу в полном объёме. Таким образом, требуется создать комплексную информационную систему, предназначенную для сбора, хранения и оценки научной деятельности работников научно-производственного предприятия, включающую все перечисленные виды интеллектуальной деятельности, создания системы мониторинга и оценки научной деятельности каждого работника, отдела и предприятия в целом, выявления новых тенденций в научном знании, отслеживание их динамики и прогнозирование за счет получения сводных графиков и отчетов за определенный временной период. Создание информационной системы позволит избавится от долгой ручной работы, неточности при заполнении документов, хранения необходимой информации в бумажном виде, проводить оценку эффективности научной деятельности с различной детализацией, осуществлять составление, построение и печать разнообразных отчетов и графиков за определенный временной период, выявлять новые тенденций в научном знании, отслеживать их динамику и прогнозирование, сократить время поиска необходимой информации за счет возможности поиска и фильтрации.

Библиографические ссылки 1. Web of Science [Электронный ресурс]. URL: http://webofknowledge.com/ (дата обращения: 10.09.2017). 2. Scopus [Электронный ресурс].URL: https://www. scopus.com (дата обращения: 10.09.2017). 3. Google Scholar [Электронный ресурс]. URL: https://scholar.google.ru/ (дата обращения: 10.09.2017). 4. Российский индекс научного цитирования [Электронный ресурс]. URL: https://elibrary.ru (дата обращения: 10.09.2017). 5. Пат. 256963 Российская Федерация, G06F17/00. Автоматизированная информационная система анализа публикационной активности сотрудников научнообразовательной организации / Синицын А. А., Никифоров О. Ю. 6. Ирзаев Г. Х., Мурадов М. М. Автоматизированная система мониторинга и оценки публикационной активности преподавателя кафедры вуза // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 8. С. 64–70. 7. Информационно-аналитическая система «Наука» [Электронный ресурс]. URL: http://old.systemworld.ru/ node/56 (дата обращения: 10.09.2017). 8. Егорова, Д. В., Углев В. А. Анализ публикационной активности учёного и методы Graph Mining // Робототехника и искусственный интеллект : материалы VIII Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием / Сиб. федер. ун-т. Красноярск : Центр информации, ЦНИ «Монография», 2016. С. 163–169. References 1. Web of Science. Available at: http://webofknow ledge.com/ (accessed: 10.09.2017). 2. Scopus. Available at: https://www.scopus.com/ (accessed 10.09.2017). 3. Google Scholar. Available at: https://scholar. google.ru/ (accessed: 10.09.2017). 4. Russian index of scientific citation. Available at: https://elibrary.ru/ (accessed: 10.09.2017). 5. Sinicyn A. A., Nikiforov O. Y. [Automated information system for analyzing the publication activity of employees of the scientific and educational organization]. Patent of RF, No. 256963. 6. Irzaev G. Kh., Muradov M. M. [Automated system for monitoring and evaluating the publication activity of the teacher of the department of the university]. [Modern scientific research and innovations]. 2014. № 8. P. 64–70. 7. Informational and analytical system “Science”. Available at: http://old.systemworld.ru/node/56 (accessed: 10.09.2017). 8. Egorova D. V., Uglev V. A. [Analysis of the scientist’s publication activity and methods Graph Mining]. [Proceedings of the VIII All-Russian Scientific and Technical Conference with International Participation “Robotics and Artificial Intelligence”] / Sib. feder. un-t. Krasnoyarsk: Information Center, Central Research Institute “Monograph”, 2016. P. 163–169. (In Russ.)

267

© Егорова Д. В., Егоров Н. А., Герасимчик А. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 65.011.56 РАЗРАБОТКА МЕХАНИЗМОВ ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ Н. С. Жарникова АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected] Рассмотрены проблемы формирования электронной структуры изделия на основе данных САПР и необходимость разработки механизмов формирования электронной структуры изделия под нужды аэрокосмических предприятий. Ключевые слова: САПР, управление данными об изделии, электронная структура изделия, спецификация, электронный макет изделия, автоматизация, производство. DEVELOPING MECHANISMS TO FORM THE ELECTRONIC STRUCTURE OF THE PRODUCT ON THE BASIS OF CAD DATA N. S. Zharnikova JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] The article deals with the problems of forming the electronic structure of a product on the basis of CAD data and the need to develop mechanisms for the formation of the electronic structure of the product for the needs of aerospace enterprises. Keywords: CAD, PLM, product electronic structure, specification, electronic product layout, automation, production. С каждым годом увеличивается число предприятий, внедряющих PLM-системы (Product Lifecycle Management – управление данными о продукте на протяжении его жизненного цикла). PLM-решения внедряются совместно с системами класса ERP (Enterprise Resource Planning – Управление ресурсами предприятия). Одной из главных задач PLM-системы является передача информации о структуре изделия (спецификация, Bill of Materials) в ERP. Как правило, реализуется двухсторонний обмен информацией: в ERP-систему передается информация о структуре изделия и составе материалов и покупных изделий, а назад в PLM-систему передается информация о стоимости деталей и узлов и складских запасах [1]. Эта задача становится особенно актуальной для предприятий космического приборостроения, учитывая современные тенденции к постоянному усложнению технических проектов, инженерных расчетов и увеличению количества элементов. Информация, содержащаяся в электронной структуре изделия (ЭСИ), используется различными службами предприятия, ответственными за планирование производства, закупку материалов и комплектующих, а также технологическую подготовку производства и собственно производство [2]. ЭСИ или компонентная структура создается на этапе конструирования изделия. В терминах ЕСКД –

это аналог совокупности всех конструкторских спецификаций. ЭСИ – электронный конструкторский документ, содержащий описание изделия (сборочной единицы, комплекта или комплекса), иерархические отношения между его составными частями и другие данные в зависимости от его назначения [3]. Большинство современных механических САПР моделируют изделие в виде набора файлов (деталей и сборочных единиц) как раз в виде древовидной структуры (или документальной). Документальная структура – структура сборки в САПР. Однако практика работы показывает, что применение этой структуры в качестве ЭСИ затруднено. Происходит это по следующим причинам [4–5]: 1. Структура электронного макета изделия (ЭМИ) не всегда соответствует ЭСИ в силу особенностей разных систем. ЭМИ – совокупность электронных моделей и электронных документов, определяющих состав, форму и свойства изделия или его составной части в объеме, определяемом стадией его жизненного цикла. 2. Нередка ситуация, когда разные узлы одного и того же изделия разрабатываются в разных САПР. В таких случаях ЭСИ может выступать накопителем информации.

268

Информационно-управляющие системы

3. ЭСИ должна содержать информацию, отсутствующую в ЭМИ (3D-модель, чертеж, спецификация, текстовые документы, материалы, технологические процессы, процессы согласования и пр.). 4. Структура изделия содержит не только механические компоненты, а также электронные и радиоизделия, элементы программного кода и пр. Поэтому для разных САПР, применяемых в PLM-системе предприятия, разрабатываются адаптеры, позволяющие синхронизировать данные САПР с элементами ЭСИ. 5. Этапы жизненного цикла элемента ЭМИ (3D-модели, являющейся документом) и элемента ЭСИ отличаются. Таким образом, структура ЭМИ отличается от ЭСИ. Формирование ЭСИ штатными средствами в PLM системе не всегда обеспечивает желаемый результат. Поэтому необходима разработка механизма формирования ЭСИ на основе данных САПР и адаптация его под нужды предприятия. Электронная структура изделия обеспечит: – автоматизированную передачу полной информации по составу изделия в систему ERP; – ускорение процессов подготовки производства и выпуска изделий; – снижение стоимости изделия; – полную автоматизацию ввода состава изделия; – ликвидацию ошибок ручного ввода информации по составу изделия, в частности по материалам, стандартным и покупным изделиям; – ускорение самого процесса поступления информации за счет формирования ЭСИ и поступления в ERP; – ускорение процесса доведения информации до соответствующих служб за счет исключения времени, затрачиваемого на выпуск копий спецификаций на бумаге и рассылка; – работу технических служб с документами в контексте конкретного изделия.

Библиографические ссылки 1. Connecting PLM and ERP (1). URL: http://virtualdutchman.com/2008/07/20/connecting-plmand-erp-1/. 2. Лихачев М. В. Управление структурой изделия в PLM-системах // Решетневские чтения : материалы XVIII Междунар. науч. конф. (11–14 нояб. 2014, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. С. 262– 264. 3. ГОСТ 2.053–2013. ЕСКД. Электронная структура изделия. Общие положения. М., 2013. 4. BOM for Dummies: BOM and CAD. URL: http://virtualdutchman.com/2010/03/23/bom-for-dummies-bom-and-cad/. 5. ГОСТ 2.052–2015. ЕСКД. Электронная модель изделия. Общие положения. М., 2015. References 1. Connecting PLM and ERP (1). Available at: http://virtualdutchman.com/2008/07/20/connecting-plmand-erp-1/. 2. Likhachev M. V. [Product structure management in PLM Systems] // Materialy XVIII Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii “Reshetnevskie chteniya” [Mat. XVIIIth Int. Scientific Conf. “Reshetnev readings”], Krasnoyarsk, 2014. P. 262–264. (In Russ.) 3. GOST 2.053–2013. Unified system for design documentation. Product electronic structure. General. М., 2013. 4. BOM for Dummies: BOM and CAD. Available at: http://virtualdutchman.com/2010/03/23/bom-for-dummies-bom-and-cad/.ujh. 5. GOST 2.052–2013. Unified system for design documentation. Electronic model of product. General. М., 2015.

269

© Жарникова Н. С., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 65.011.46 ПЕРСПЕКТИВЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЗНАНИЯМИ ДЛЯ ОТКРЫТЫХ ИННОВАЦИЙ В КОНТЕКСТЕ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ (IOT) Е. Д. Летунов АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected] Описаны взаимосвязи между системой управления знаниями, открытыми инновациями и потенциалом управления знаниями, а также их влияние на инновационный потенциал фирм ракетно-космической отрасли. Ключевые слова: система управления знаниями, потенциал управления знаниями, открытые инновации, инновационный потенциал, Интернет вещей, информационные технологии, коммуникационные технологии. INTERNET OF THINGS: PROSPECTS OF A KNOWLEDGE MANAGEMENT SYSTEM FOR OPEN INNOVATION E. D. Letunov JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] This article describes the relationship between a knowledge management system, open innovation and knowledge management capabilities, as well their impact on the innovative capacity of space industry companies. Keywords: knowledge management system, knowledge management capacity, open innovation, innovation potential, Internet of things, information technology, communications technology. В век стремительного развития информационных технологий становится актуальной проблема накопления и использования знаний внутри фирмы, а также увеличения инновационного потенциала для сохранения конкурентоспособности в ракетно-космической отрасли. Основной целью этой работы было исследование взаимосвязей между системой управления знаниями (СУЗ), открытыми инновациями, потенциалом управления знаниями (ПУЗ) и как они влияют на инновационный потенциал фирм. Прослеживая нынешнюю эпоху экономики знаний, на управление знаниями существенно влияет технический прогресс и совместные действия между фирмами [1]. В этом контексте, Интернет вещей (IoT) предлагает предприятиям новые возможности для совершенствования практики управления знаниями и расширения потока знаний через передовые информационные и коммуникационные технологии (ИКТ). В результате исследования было выявлено, что СУЗ сама по себе редко создает конкурентные преимущества. Несмотря на это СУЗ помогает создавать открытую и совместную экосистему, используя внутренние и внешние потоки знаний и оказывая сильное влияние на развитие внутреннего ПУЗ [2]. СУЗ помогает хранить и комбинировать знания, что также увеличивает возможность их использования. Возникающий феномен IoT, где сетевое взаимодействие позволяет отдельным лицам и организациям

собирать и обмениваться данными, предполагает, что фирмы должны инвестировать в новые активы и развивать СУЗ для создания внутреннего ПУЗ [3]. Информационные технологии, возникшие в последние несколько десятилетий, имеют очевидный и широко распространенный потенциал для изменения способа сбора и использования данных компаниями [4]. Возможно, у них также есть способность трансформировать информацию в знания, которая сама по себе является уникальным конкурентным преимуществом. Библиографические ссылки 1. Тузовский А. Ф., Ямпольский В. З. Основные принципы создания системы управления знаниями компании // Вычислительные технологии : сб. науч. тр. Т. 8. Спец. вып. Новосибирск, 2003. 26 c. 2. Черняк Л. Управление знаниями и информационные технологии // Открытые системы. 2000. № 10. 12 c. 3. Oberle D., Spyns P. The Knowledge Portal OntoWeb In Steffen Staab and Rudi Studer, Handbook on Ontologies, chapter IV // Springer, 2004. 499 p. 4. Воробьев А. Модель управления знаниями: концептуальные основы // Пробл. теории и практики управл. 2015. № 12. 81 с. 5. Беляков В. Г., Заздравных Е. А. Профессиональный опыт и образование основателей российских

270

Информационно-управляющие системы

инновационных стартапов с позиции управления знаниями // Инновации. 2017. № 3. 58 с. 6. Lehner F., Haas N. Knowledge Management Success Factors // Electronic Journal of Knowledge Management. 2010. Vol. 8. 12 p. References 1. Tuzovsky A. F., Yampolsky V. Z. Basic principles of creating knowledge management system // Computing technology: scientific works. Vol. 8. Spec. ISS. Novosibirsk, 2003. 26 p. 2. Chernyak L. Knowledge Management and Information technology // Open systems. 2000. Vol. 10. 12 p.

3. Oberle D., Spyns P. The Knowledge Portal OntoWeb In Steffen Staab and Rudi Studer, Handbook on Ontologies, chapter IV // Springer, 2004. 499 p. 4. Vorobyev A. Knowledge management Model: Conceptual framework // Problems of control theory and practice. 2015. Vol. 12. 81 p. 5. Belyakov V. G., Zazdravnykh E. A. Professional experience and education of founders of Russian innovative start-ups from the perspective of knowledge management // Innovations. 2017. Vol. 3. 58 p. 6. Lehner F., Haas N. Knowledge Management Success Factors // Electronic Journal of Knowledge Management. 2010. Vol. 8. 12 p.

271

© Летунов Е. Д., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ АВИАЦИОННЫХ СПЛАВОВ В. С. Монастырная, Д. В. Тихоненко Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрены основные причины необходимости использования компьютерных моделей в авиационностроительной деятельности, а также рассмотрена важность компьютерного моделирования в данной отрасли. Ключевые слова: компьютерная модель, авиационный сплав, развитие технологий, создание и тестирование. COMPUTER MODELING FOR AVIATION ALLOY COMPOSITION V. S. Monastyrnaya, D. V. Tihonenko Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article considers main reasons to use computer models for aviation construction activities, and also the importance of computer modeling in this industry is studied. Keywords: computer model, aviation alloy, technology development, creation and testing. В наши дни технологии компьютерного моделирования имеют очень широкий спектр применения, начиная от создания игр, до проектирования военной или космической техники. Виртуальная модель позволяет изучить свойства текущего или разрабатываемого объекта, изучить его поведение при различных внешних воздействиях, а также провести первоначальные проверки создаваемого объекта, без создания реального прототипа, что позволит сэкономить большую часть средств на разработку. Создание среды для разработки компьютерных моделей в той или иной области является трудоёмким процессом для команды опытных программистов. Нужно не только разработать систему, в которой можно будет создать виртуальный прототип объекта, но и добавить различные внешние факторы, которые могут на него влиять, причём с большой доверительной вероятностью, чтобы данная модель была адекватной и чтобы при создании реального прототипа данные проверки были идентичными или близкими по значениям. В Соединенных Штатах Америки, в марте 2016 года, была запущена программа LIFT, в рамках которой университет штата Огайо, при поддержке компании GE Aviation, занялись разработкой программного комплекса, в котором будут создаваться виртуальные модели авиационных деталей и их тестирование в различных условиях работы. Особое внимание планируется уделить сплавам из титановых и алюминиево-литейных материалов, для сокращения расходов производства будущих изделий [1]. Создание виртуальной модели будущих авиационных деталей, частей самолётов и самих самолётов

позволит сократить расходы в несколько раз, а также избежать траты редких и уникальных материалов, таких как титан. Создание нового материала в виртуальной среде позволит изучить поведение объекта при работе, при сварке, при его нагреве или резком охлаждении. Причём разрабатываемый программный комплекс позволит сократить время создания за счёт того, что виртуальная модель, при наличии достаточно большой вычислительной мощности, может изучаться в разы быстрее, чем реальная модель, над которой проводятся эксперименты. Также виртуальное моделирование позволит избежать ряда ошибок при определении параметров и ошибок расчётов, связанных с человеческим фактором. В наше время разработка модели, позволяющей изучить работу будущего сплава, является важной задачей, поскольку современные тенденции создания авиационных деталей уже отходят от использования односоставных материалов и чаще всего переходят к использованию композитных материалов. Но без программного комплекса изучение поведения нового материала могут затянуться и обойтись в большую сумму [2]. В данный момент существуют программы, позволяющие смоделировать процесс создания соединительных деталей авиационных конструкций. Система позволяет создать крепежную деталь, выбрать её характеристики, задать характеристики соединяемых материалов и изучить, как объект будет работать при тех или иных эксплуатационных действиях и условиях [3]. При разработке сплава и объекта стоит учитывать литейные технологии, которые можно также усовер-

272

Информационно-управляющие системы

шенствовать с помощью компьютерного моделирования. Разработка нового сплава должна учитывать и работу с литьём деталей, поскольку, упуская факт создания детали и влияния тех или иных факторов, при создании детали, можно получить в корне неточную и недостоверную модель. Создание программного комплекса, учитывающего поведение сплава, металла, руды и криницы при выплавке металла, воздействии высоких температур и обработке в различных условиях, является ещё одной важной задачей компьютерного моделирования, при разработке новых объектов авиации и авиационного строения [4]. Но самое главное, что стоит учитывать при разработке программного комплекса: математические методы, которые должны использоваться при создании компьютерной модели и факторов, влияющих на неё. Необходимо провести множество расчётов, проверить их верность, а потом добавить в программу, для того чтобы тестирование созданной модели было как можно более точным и верным [5]. Актуальность использования компьютерных моделей в авиационно-строительной деятельности высока, поскольку тестирование виртуальной модели проще, дешевле и безопаснее тестирования реального образца. Но создание программного комплекса, позволяющего проводить соответствующие проверки, является сложной задачей, требующей качественной подготовки и выполнения. Большинство компаний мира поняли важность компьютерного моделирования и перешли к нему, что стоит сделать и в нашей стране. Необходимо ввести образовательные курс, в рамках которых будут подготавливаться соответствующие специалисты, для того чтобы не пришлось, для создания необходимых материалов или деталей, их нанимать. Библиографические ссылки 1. Electronic textbook N+1 «Компьютерное моделирование поможет составлять авиационные сплавы» [Электронный ресурс]. URL: https://nplus1.ru/news/ 2016/03/11/alloys (дата обращения: 01.06.2017). 2. Electronic textbook CeberLeninka «Компьютерное моделирование механического поведения композитной лопатки спрямляющего аппарата авиационного двигателя» [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kompyuternoemodelirovanie-mehanicheskogo-povedeniya-kompozitnoylopatki-spryamlyayuschego-apparata-aviatsionnogodvigatelya (дата обращения: 01.06.2017).

3. Electronic textbook CADMASTER «Компьютерное моделирование процесса создания заклепочных соединений элементов авиационных конструкций с применением программы Simufact» [Электронный ресурс]. URL: https://www.cadmaster.ru/magazin/ articles/cm_85_08.html (дата обращения: 01.06.2017). 4. Electronic textbook «Руда и металлы» «Совершенствование технологии литья крупногабаритных деталей авиационных двигателей из сплава ВТ20Л с использованием методов компьютерного моделирования» [Электронный ресурс]. URL: http://www. rudmet.ru/journal/1419/article/24376/ (дата обращения: 01.06.2017). 5. Electronic textbook dslib.net «Математическое моделирование, численные методы и комплексных программ» [Электронный ресурс]. URL: http://www. dslib.net/mat-modelirovanie--p-60.html (дата обращения: 01.06.2017). References 1. Electronic textbook N+1 «Komp'yuternoe modelirovanie pomozhet sostavlyat' aviatsionnye splavy» [Elektronnyy resurs]. Available at: https://nplus1.ru/news/ 2016/03/11/alloys (accessed: 01.06.2017). 2. Electronic textbook CeberLeninka «Komp'yuternoe modelirovanie mekhanicheskogo povedeniya kompozitnoy lopatki spryamlyayushchego apparata aviatsionnogo dvigatelya» [Elektronnyy resurs]. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/kompyuternoe-modelirovanie-mehanicheskogo-povedeniya-kompozitnoy-lopatkispryamlyayuschego-apparata-aviatsionnogo-dvigatelya (accessed: 01.06.2017). 3. Electronic textbook CADMASTER “Komp’yuternoe modelirovanie protsessa sozdaniya zaklepochnykh soedineniy elementov aviatsionnykh konstruktsiy s primeneniem programmy Simufact” [Elektronnyy resurs]. Available at: https://www.cadmaster.ru/magazin/articles/ cm_85_08.html (accessed: 01.06.2017). 4. Electronic textbook “Ruda i metally” “Sovershenstvovanie tekhnologii lit’ya krupnogabaritnykh detaley aviatsionnykh dvigateley iz splava VT20L s ispol’zovaniem metodov komp’yuternogo modelirovaniya” [Elektronnyy resurs]. Available at: http://www.rudmet.ru/journal/1419/article/24376/ (accessed: 01.06.2017). 5. Electronic textbook dslib.net “Matematicheskoe modelirovanie, chislennye metody i kompleksnykh programm” [Elektronnyy resurs]. Available at: http:// www.dslib.net/mat-modelirovanie--p-60.html (accessed: 01.06.2017). © Монастырная В. С., Тихоненко Д. В., 2017

273

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.03 НОВЫЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ ТЕКСТУР ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ РАДУЖНОЙ ОБОЛОЧКИ Н. А. Полубелов, Д. В. Тихоненко Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Рассматриваются новые способы проверки личности через радужную оболочку с помощью компьютерного зрения и использование разработок в этой области для идентификации в системах безопасности. Ключевые слова: компьютерное зрение, системы безопасности, теория распознавания образов, биометрическая идентификация. A NEW TEXTURE ANALYSIS APPROACH FOR IRIS RECOGNITION N. A. Polubelov, D. V. Tiсhonenko Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The article reviews new approaches to verifying a person through the IRIS using computer vision and use of development in this area for identification in complex security systems. Keywords: computer vision, security systems, the theory of pattern recognition, biometric identification. Компьютерное зрение является одной из наиболее важных областей исследований, которая обеспечивает эффективные решения многих проблем [1]. Одним из таких решений является распознавание образов [2], которое в основном используется для автоматического распознавания различных объектов в изображении. Отрасль безопасности проявила особый интерес к компьютерному зрению, особенно в его использовании в системах идентификации с помощью особых свойств радужной оболочки, таких как форма, размер и т. д. Современные научные исследования в сфере безопасности используют эти различия радужной оболочки для контроля доступа к особым местам, что является одной из главных целей в области безопасности. Возрастающая потребность в области безопасности привела к разработке новых и эффективных систем аутентификации. Старые подходы к идентификации, такие как ключ или пароль, сегодня могут не являться адекватными для современных индустриальных и научных комплексов (в том числе и для аэрокосмической отрасли), так как их можно забыть, украсть, сломать и т. д. Для того, чтобы избавиться от этих отрицательных качеств современная наука интересуется автоматическими системами идентификации, которые основаны на технологии биометрии. Биометрическая идентификация подразделяется на два основных класса: физиологические характеристики, такие как отпечатки пальцев, радужная оболочка и поведенческие характеристики, такие как голос [3]. Использование систем биометрической идентификация аэрокосмической отраслью в России присутствует уже сегодня на одном из ведущих предприятий аэрокосмической отрас-

ли – ульяновском приборостроительном заводе ОАО «Утес». Это позволило автоматизировать контроль безопасности среди тысяч сотрудников предприятия, которые ежедневно пользуются новым способом идентификации. Руководство ОАО «Утес» крайне положительно отзывается о результатах использования, конкретизируя, что только биометрическая система поможет навести порядок с посещаемостью сотрудников и предотвратить появление посторонних лиц на предприятии или в местах ограниченного доступа [4]. Среди всех систем биометрического распознавания система распознавания радужной оболочки (IRS) является наиболее эффективной и надежной системой для проверки личности [5]. Это связано с устойчивостью к изменению радужной оболочки и её уникальностью для каждого человека, даже между братьями или близнецами. IRS – это технология высокоточной проверки и оптимальный биометрический подход для идентификации личности с помощью радужной оболочки. IRS изучен и массово используется в области безопасности. Многие страны используют IRS для улучшения своей безопасности, например, в аэропортах и правительственных зданиях. Хотя теория идентификации радужной оболочки и была разработана ранее, самые важные работы, вдохновлённые трудами Джона Даугмана (одного из основателей теории распознавания образов), были опубликованы лишь недавно. Новый подход анализа радужной оболочки для IRS вдохновлен методом LBP. Оператор локальных бинарных шаблонов (LBP) был предложен в 1996 году [6]. Этот метод использует окно анализа с структу-

274

Информационно-управляющие системы

рой пикселей 3×3. Окрестность центрального пикселя порождается значением центрального пикселя. Каждый сосед закодирован на 1, если его значение выше или равно центральному значению пикселя и закодировано на 0 иначе. Двоичный код получается из окна анализа и преобразуется в десятичное число. Изучая ранее известную систему распознавания радужки, мы можем заметить, что основным этапом распознавания является извлечение признаков. Именно на этом основывается «Бинарный шаблон на основе соседства» (NBP) – новый метод для извлечения локальных признаков из текстуры. NBP извлекает двоичный паттерн, дополняя каждого соседа центрального пикселя следующим соседом (начиная с верхнего левого соседа и идя по часовой стрелке). Бинарное значение одного соседа равно 1, если его серое значение с изображения больше, чем следующий сосед, 0 в противном случае. После этого полученный двоичный код преобразуется в десятичное число и рассматривается как значение центрального пикселя. Наконец, центральный пиксель в исходном изображении будет иметь полученное десятичное значение в изображении NBP. Однако, существует проблема, что небольшое вращение одного и того же окна анализа генерирует другой код NBP. Чтобы решить проблему вращения метода NBP, был предложен процесс кодирования. Этот процесс кодирования начинается относительно более высокого соседа из окна анализа. Таким образом, даже если шаблон вращается, процесс кодирования дает тот же код. Чтобы описать полученное изображение NBP, было предложено использовать архитектуру разложения. Изображение NBP разлагается на несколько блоков. Вычисляется среднее из каждого блока. После этого изменяются значения параметров изображения. Один блок кодируется 1, если его среднее значение больше, чем среднее его правое соседнее значение, 0 в противном случае. Бинарная матрица средств вариации извлекается и используется в качестве матрицы радужной оболочки. Для шага сопоставления используется коэффициент подобия пересечения матриц исходного изображения и полученного в ходе алгоритма изображения NBP. Таким образом, была рассмотрена новая система IRS. Эта система использует новый метод извлечения NBP. Метод NBP определяет зависимость между соседями пикселей. Каждый сосед каждого пикселя дополняется следующим соседом и после кодируется. После этого изображение NBP разбивается на несколько блоков. Вычисляется среднее из каждого блока. Затем все полученные средние кодируются. Приведенная двоичная матрица используется как дескриптор функции радужной оболочки. Можно суммировать, что предложенный метод NBP интересен, поскольку он получает информацию о зависимости между соседями пикселей, которую нельзя получить из других методов распознавания радужной облучки. Извлечение этой особой информации методом NBP позволит улучшить современные биометрические

системы безопасности, использование которых в аэрокосмической отрасли поможет перейти на качественно новый уровень безопасности; так как ценные активы, технологии, оборудование, базы данных любого завода аэрокосмической отрасли нуждаются в надежной защите от посягательства, и такой защитой должна стать самая совершенная технология биометрической идентификации, которой является сканирование радужной оболочки IRS на базе алгоритмов NBP. Библиографические ссылки 1. Информационный портал «Лекториум». Введение в компьютерное зрение [Электронный ресурс]. URL: https://www.lektorium.tv/course/22847 (дата обращения: 19.06.2017). 2. Электронная библиотека «Sernam». Теория распознавания образов [Электронный ресурс]. URL: http://sernam.ru/book_vap.php (дата обращения: 19.06.2017). 3. Информационный портал «Techportal». Биометрическая идентификация и аутентификация [Электронный ресурс]. URL: http://www.techportal.ru/ glossary/biometricheskaya_identifikaciya.html (дата обращения: 19.06.2017). 4. Информационный портал «Сонда». Биометрический контроль на Ульяновском приборостроительном заводе [Электронный ресурс]. URL: http://sonda.ru/press/news/18_04_2013.html?curPos=3 (дата обращения: 19.06.2017). 5. Информационный портал «Bre.ru». Биометрические системы безопасности [Электронный ресурс]. URL: http://www.bre.ru/security/12571.html (дата обращения: 19.06.2017). 6. Информационный портал «habrahabr». Применение локальных бинарных шаблонов к решению задачи распознавания лиц [Электронный ресурс]. URL: https://habrahabr.ru/post/193658/ (дата обращения: 19.06.2017). References 1. Electronic portal “Lectorium”. Available at: https:// www.lektorium.tv/course/22847 (accessed: 19.06.2017). 2. Electronic library “Sernam”. Available at: http:// sernam.ru/book_vap.php (accessed: 19.06.2017). 3. Electronic portal “Techportal”. Available at: http:// www.techportal.ru/glossary/biometricheskaya_identifikac iya.html (accessed: 19.06.2017). 4. Electronic portal “Sonda”. Available at: http:// sonda.ru/press/news/18_04_2013.html?curPos=3 (accessed: 19.06.2017). 5. Electronic portal “Bre.ru”. Available at: http:// www.bre.ru/security/12571.html (accessed: 19.06.2017). 6. Electronic portal “habrahabr”. Available at: https://habrahabr.ru/post/193658/ (accessed: 19.06.2017).

275

© Полубелов Н. А., Тихоненко Д. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.93 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ОХРАННОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА Д. Н. Рудич1, А. Н. Бочаров2 1

АО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660123, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 29 2 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 1 E-mail: [email protected] На сегодняшний день системы видеонаблюдения являются одним из средств безопасности объектов машиностроительного комплекса. Рассмотрены основные аспекты для выбора современное оборудования видеонаблюдения. Из множества систем была выбрана система «Bosch» с использованием IP-технологий, которая отвечает всем требованиям, поставленным на объекте. Ключевые слова: видеонаблюдение, производство, видеокамера, выбор оборудования, Ip-технология, внедрение. DEVELOPING CLOSED CIRCUIT TELEVISION (CCTV) FOR MANUFACTURE D. N. Rudich1 , A. N. Bocharov2 1

АО “Krasnoyarsky Maсhine – building plant” 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660123, Russian Federation 2 Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 1 E-mail: [email protected] Currently, Close Circuit Television System (CCTV) is one of the security facilities of the machine-building complex items. This article describes the main aspects of the up-to-date CCTV equipment choice. “Bosch” system in connection with IP-technologies is chosen among a variety of other systems as one that possesses the required qualification of the item. Keywords: closed circuit television, manufacture, camcorder, choice of equipment, ip-technology, accommodation, introduction. Современные технологии с каждым годом плотнее внедряются в наш быт, упрощая решение повседневных задач. Невозможно представить современное предприятие машиностроительного комплекса без системы видео наблюдения. Одна и та же видеосистема может быть оформлена в различных вариантах. Повышение надежности, увеличение функционала, соответственно, увеличивается стоимость. По функциональным особенностям и уровню технической реализации выделяют следующие варианты систем видеонаблюдения: – аналоговые; – комбинированные; – гибридные; – беспроводные; – IР-видеонаблюдение [1]. При проектировании системы видеонаблюдения на объекте следует обратить внимание на правильный выбор CCTV-оборудования. Несомненно, одним из самых сложных и в то же время ключевых моментов проектирования подобных систем является грамотный выбор источников видеосигнала – именно от них зависит общая эффективность системы [2].

В самом начале, необходимо учесть особенности окружающей среды. Камеры бывают для внутреннего или наружного использования. Если камеры для использования в помещении и при расположении вне зоны досягаемости объектов наблюдения, то, затраты будут меньшими. Если же планируется установить камеру на улице, для нее потребуется кожух защищающий ее от погодно-климатических факторов и механических повреждений. Следующее, что нужно знать, требуется ли цветное изображение. Необходимо задаться вопросом, каковы условия освещенности в предполагаемой зоне видеонаблюдения. Для большинства задач видеонаблюдения и распознавания вполне достаточно чёрнобелых камер, обладают большей светочувствительностью и разрешающей способностью, способны работать в инфракрасном диапазоне. Но иногда необходимо более информативное цветное изображение, например, если требуется получить информацию о цвете проехавшего автомобиля или более подробно описать внешний вид злоумышленника. Теперь необходимо определиться с размером матрицы и разрешающей способностью видеокамеры.

276

Информационно-управляющие системы

Различают два типа матриц – CCD (ПЗС) и CMOS. Оба вида матриц, как ПЗС, так и CMOS, активно применяются в видеонаблюдении, но лучше выбирать камеры, произведенные по более современному стандарту CCD. Помимо видов матриц их также различают по размерам. Выделяют три типоразмера матрицы в видеокамере. Это 1/2, 1/3 и 1/4. Чем больше у матрицы типоразмер, тем более высокие характеристики получаемого. Таким образом, самые лучшие видеокамеры содержат матрицу CCD 1/2. Такие камеры будут самыми дорогими. На деле же, с учетом развития технологий, матриц формата CCD 1/3 будет вполне хватать для большинства задач видеонаблюдения Разрешение во многом помогает определению мелких, но порой значительных по важности, фрагментов изображения. Но не всегда нужно выбирать камеры с самым высоким разрешением. Сверхвысокое разрешение 580-700 ТВЛ незаменимо в задачах распознавания и на важных участках наблюдения, но такие камеры стоят дороже, чем более простые аналоги с разрешением 480-520 ТВЛ. Не менее важным является и выбор объектива для камер. Часто объективу при проектировании системы видеонаблюдения не уделяется достаточно внимания, хотя от объектива во многом зависит качество изображения. Как правило, в уличных условиях очень сложно обеспечить постоянный уровень освещенности, следовательно, следует выбирать объективы с автоматическим управлением диафрагмой. Более дешевые объективы с фиксированной диафрагмой или

ручным управлением, больше подходят для работы внутри помещений. Использование варифокального объектива позволяет сократить вероятность ошибки при выборе объектива с фиксированным фокусным расстоянием, что позволит более точно настроить качество изображения. В статье затронуты общие аспекты, которые необходимо учесть при проектировании и построении системы видеонаблюдения. Есть еще немало деталей, знание и учет которых поможет при проектировании системы видеонаблюдения. На объектах с развитой IP-инфраструктурой целесообразно использовать решения на базе IPвидеокамер. IP-камеры интегрируются в существующую сеть и позволяют без дополнительных расходов на инфраструктуру создать систему видеонаблюдения. Преимуществами IP-видеонаблюдения являются: 1. Высокое качество изображения; 2. Высокая функциональность; 3. Гибкость системы; 4. Масштабируемость системы и широкие возможности; 5. Емкость системы [3]. Из множества систем видео регистрации мы выбрали систему «Bosch» с использованием IPтехнологий, данная система способна решать задачи разного уровня сложности, подстраиваясь под нужды конкретного предприятия и гарантируя неизменно высокое качество.

Структурная схема подключения оборудования

277

Решетневские чтения. 2017

Система охранного телевидения объекта состоит из 2-х функциональных частей: подсистема внутреннего наблюдения в производственном корпусе и подсистема цифровой видео регистрации. Подсистема внутреннего видеонаблюдения построена на базе стационарных видеокамер Bosch NBN-832V-IP. Подсистема видео регистрации построена на базе Bosch DLA-AIOXL1 IР-массив для хранения видео архива. Рассмотрим структурную схему подключений на рисунки. Видеопотоки от каждой из видеокамер, по медным кабелям, типа «витая пара» поступают на сетевой коммутатор Cisco Catalyst WS-3750G-24. Сетевой коммутатор соединяется по топологии «звезда», оптоволоконными кабелями с центральным коммутационным узлом. К сетевому коммутатору Cisco Catalyst 4500 центрального коммутационного узла подключен дисковый подключен дисковый RAIDмассивов для хранения видео архива. Также к сетевому коммутатору Cisco Catalyst 4500 центрального коммутационного узла по медным кабелям, типа «витая пара» подключена рабочая станция для работы оператора [4]. Данное оборудование отвечает всём критериям для установки в производственном корпусе (качество и детализация картинки, углы обзора, время без отказной работы, размер видео архива, возможность увеличение зон слежения, детектор движения, просмотра полноэкранных изображений и видеоархива на рабочей станции). Внедрение данной системы будет способствовать контролю и быстрого реагирование на различные рода события происходящих в охраняемых зонах, также в их акваториях, что будет способствовать сохранности дорогостоящего оборудования и складируемых материалов. Поможет соблюдению технологических процессов, соблюдение правил охраны труда, что в следствии повлечет рост эффективности рабочего труда [5]. Данная система охранного телевидения будет реализована в производственном цеху АО «Красмаш» в ближайшем времени.

Библиографический ссылки 1. Видеокамеры это [Электронный ресурс]. URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/840104 (дата обращения: 09.05.2017). 2. Дамьяновски В. CCTV Библия охранного телевидения. Изд-во ИСС, 2013. 323 с. 3. Что такое видеонаблюдение [Электронный ресурс]. URL: http://sd-company.su/article/cctv/term (дата обращения: 20.05.2017). 4. Robert Bosch, Даташит DLA-AIOXL1 [Электронный ресурс]. URL: http://resource.boschsecurity.com/ documents/Data_sheet_ruRU_1574165259.pdf (дата обращения: 12.06.2017). 5. Инженерно-техническая укрупнённость и оснащение техническими средствами охраны объектов, квартир и МХИГ, принимаемых под централизованную охрану подразделениями вневедомственной охраны : методические рекомендации Р78.36.032-2013 / А. И. Кротов, В. В. Полонников, В. Н. Белоус и др. 44 с. References 1. Videokamery eto. Available at: http://dic. academic.ru/dic.nsf/ruwiki/840104 (in Russ.) (accessed: 09.05.2017). 2. Damyanovski V. CCTV Bibliya okhrannogo televideniya, year of issue 2002. 323 p. (accessed: 20.05.2017). (In Russ.) 3. Сhto takoe videonablyudenie. Available at: http:// sd-company.su/article/cctv/term (accessed: 12.06.2017). (In Russ.) 4. Robert Bosch, Datasheet DLA-AIOXL1. Available at: http://resource.boschsecurity.com/documents/Data_ sheet_ruRU_1574165259.pdf (accessed: 10.01.2013). 5. Inzhenerno-tekhnicheskaya ukrupnennost’ i osnashchenie tekhnicheskimi sredstvami okhrany ob”ektov, kvartir i MKHIG, prinimaemykh pod tsentralizovannuyu okhranu podrazdeleniyami vneve-domstvennoy okhrany : metodicheskie rekomendatsii R78.36.032-2013 / A. I. Krotov, V. V. Polonnikov, V. N. Belous et al. 44 p.

278

© Рудич Д. Н., Бочаров А. Н., 2017

Информационно-управляющие системы

УДК 658.5.012.7 АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ПРЕДПРИЯТИЕМ АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ Ю. С. Сахалтуева1, В. С. Тынченко2, И. С. Филимонов3 1, 3

АО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. Красноярский рабочий, 29 2 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Проведен анализ средств и методов управления производством. Рассмотрены различные методы, основанные на анализе данных. Сделан вывод о том, какие методы следует применять в ракетно-космической отрасли. Ключевые слова: ракетно-космическая отрасль, управление предприятием, ERP, OLAP, Data Mining, нейронные сети, принятие решений. ANALYSING METHODS AND MEANS OF MANUFACTURING ENTERPRISE MANAGEMENT IN THE AEROSPACE INDUSTRY Y. S. Sakhaltueva1, V. S. Tynchenko2, I. S. Philimonov3 1, 3

АО “Krasnoyarsky Maсhine – building plant” 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 2 Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This article analyzes the means and methods of production management. The article reviews various methods based on data analysis. The research studies what methods should be used in the rocket and space industry. Keywords: enterprise management, ERP, OLAP, Data Mining, neural networks, rocket and space industry. Промышленное производство направлено на реализацию широкого спектра продуктов по высоким стандартам качества. Для управления таким предприятием требуется построение правильного процесса управления производством, для улучшения которого, нужно использовать интеллектуальный анализ данных [1]. На предприятиях различной направленности от пищевой направления, до ракетно-космической отрасли, процессы изготовления обычно организуются как производственные цеха или цепочки производства. Обычно, на таких предприятиях необходимые данные производственного процесса хранятся либо на самой сборочной машине, либо внутри локальной базы данных. Вследствие этого, поиск и подготовка данных о процессе и качестве, особенно в производстве цехов, занимает большое количество времени, что делает интеллектуальный анализ данных невозможным. Чтобы обеспечить мониторинг процессов на основе методов интеллектуального анализа данных в производстве мастерских, требуется методология для извлечения, преобразования и хранения данных. Для реализации данных подходов применяются различные методы и средства [2]. Виртуальный процесс передачи данных. Виртуальный процесс передачи данных основан на подходе

виртуальной связи и динамической огибающей характеристике. Чтобы сократить время реакции, персонал информируется о текущих характеристиках, разрешенных отклонениях и аномалиях, которые напоминают вредоносные влияния на качество конечного товара. Подход виртуальной связи и динамическая огибающая характеристика позволяют провести аналитику и визуализацию даже при большом размахе производства. Данный метод находит свое применение на предприятиях, на которых процесс изготовления состоит из большой цепочки. Например, машиностроение, ракетостроение, изготовление металлических изделий. Достоинства: – широкий спектр применения; – понятность полученной информации. Недостатки: – хранение информации децентрализованным способом; – стоимость. Байесовская сетевая модель. Моделирование байесовских сетей – это графическое представление и метод вывода, используемый для вычисления условных и предельные вероятности случайного события.

279

Решетневские чтения. 2017 Выбор системы управления предприятием Метод Виртуальный процесс передачи данных Байесовская сетевая модель Хранилище знаний Многоцелевая система поддержки принятия решений

Сложный технологический процесс

Большая структура предприятия

Цепочка производства

Мониторинг в реальном режиме времени

–

–

+

+

+

+

+

+

+

–

+

–

–

+

–

+

Такой подход может объединять разнородные типы данных в общую структуру. Благодаря преимуществам байесовских сетей этот подход был принят для интеграции между инфраструктурой данных, поддержкой ресурсов и интеграцией с ERP [3]. Последние разработки в области ERP систем основываются на байесовской сетевой модели, которая включает в себя переменные хранилища данных, OLAP и интеллектуальный анализ данных. Данный метод следует применять на предприятиях, имеющих большую организационную структуру и большое количество персонала. Такими предприятиями являются, различны заводы, фабрики, концерны, из различных сфер деятельности [4]. Достоинства: – быстрый анализ больших массивов информации; – широкий профиль применения. Недостатки: – стоимость; – сложность интеграции. Хранилище знаний. Хранилище данных отвечает за предоставление информации, необходимой для поддержки принятия управленческих решений. Хранилище знаний может управлять не только данными и информацией, но и знаниями о предприятии. Данный подход применяется в системе ERP. Хотя ERP система является мощной, серьезной, но здесь проблемой является использование предыдущего опыта и знаний для поддержки принятия управленческих решений. Большинство современных версий ERP-систем не могут обеспечить удовлетворительные решения. Хранилище данных может извлекать, очищать, интегрировать и хранить огромное количество данных. Данный метод подходит для предприятий, с большим количеством персонала, производящих высокотехнологичные системы. Например, ракетостроение, спутникостроение [5]. Достоинства: – гибкое управления знаниями; – доступ ко всем имеющимся знаниям. Недостатки: – сложность реализации; – узкая область применения. Многоцелевая система поддержки принятия решений. Основная идея предлагаемого подхода – применение набора нейронных сетей, обученных «найти отказ». В режиме реального времени информация о режимах состояния объекта управления пода-

ется на входы всех нейронных сетей и обрабатывается одновременно. Таким образом, в режиме работы модуль нейронной сети, созданный в соответствии с предлагаемым методом, может идентифицировать несколько типов одновременно возникающих сбоев. Данные средства применяются на производствах, на которых нужно отслеживать работу системы в реальном времени, например, газонефтяная отрасль [6]. Достоинства: – многоцелевое применение; – высокая скорость обработки данных. Недостатки: – высокая вероятность ошибки; – зависимость от человеческого фактора. Проанализировав вышесказанное, можно составить систему, позволяющую сопоставить описанные методы с различными характеристиками производства. Системы выбора представлены в таблице. Систему управления предприятием следует выбирать, исходя из решаемых задач, в случае, если предприятию требуется постоянный контроль производства, то следует выбирать систему, которая будет контролировать производство в реальном режиме времени, такие как, многоцелевая система поддержки принятия решений и виртуальная система передачи данных. Если предприятие имеет большую структуру и большое количество персонала, то нужно применять ERP системы, которые можно интегрировать с другими методами, такими как, байесовская сетевая модель. Для предприятий, которые имеют большое количество персонала и производят сложные технические средства, целесообразно применять ERP системы с хранилищем знаний. Каждый из описанных методов, находит применение в различных видах производства. Но каждый из них целесообразно применять только на крупных предприятиях. Ракетно-космическая область представляет собой сложную, многоуровневую систему производства. Каждый из перечисленных методов можно применить в данной области. Рассмотрев некоторые методы, упрощающие процесс управления производством, сделан вывод о том, что, на производстве лучше всего ERP систему, так как данный продукт охватывает разные направления деятельности и имеет возможность интеграции

280

Информационно-управляющие системы

с различными технологиями, такими как: OLAP, Data Mining, хранилище знаний и многими др. Библиографические ссылки 1. Вахитов А. Р. Использование KPI, технологий OLAP и Data Mining при обработке данных // Известия Томского политехнического университета. 2009. № 5. 115 с. 2. Северцев Н. А., Мухин А. В., Гущин Ю. Г. Применение информационной технологии для развития производства // Надежность и качество : труды Междунар. симпозиума. 2008. Вып. 1. 97 с. 3. Методы принятия управленческих решений [Электронный ресурс] URL: http://www.up-pro.ru/ encyclopedia/metody-upravlencheskih-reshenij.html (дата обращения: 14.09.2016). 4. Интеграция OLAP и Data Mining [Электронный ресурс] URL: http://cdforex.com.ru/nr2/index-integraciya_olap_i_data_mining.html (дата обращения: 14.09.2016). 5. Мизюн В. А. Интеллектуальные методы управления предприятием. М., 2008. 288 с. 6. Звягин Л. С. Системы поддержки принятия управленческих решений на основе байесовских интеллектуальных технологий. М. : Молодой ученый, 2011. № 12. 154 c.

References 1. Vahitov A. R. Ispol’zovanie KPI, tehnologii OLAP i Data Mining pri obrabotke dannih [Using KPI, OLAPtechnologies and Data Mining technology in data processing] // News of Tomsk polytechnic university. 2009. 115 p. 2. Severtsev N. A., Muhin A. V., Guschin U. G. Priminenie informatcionnoy tehnologii dlya razvitiya proizvodstva [The use of information technology for the development of production] // International symposium “Reliability and quality”. 2008. Vol. 1. 97 р. 3. Methods of management decision-making. Available at: http://www.up-pro.ru/encyclopedia/metodyupravlencheskih-reshenij.html (accessed: 14.09.2016). 4. Integration OLAP and Data Mining technologies. Available at: http://cdforex.com.ru/nr2/index-integraciya_ olap_i_data_mining.html (accessed: 14.09.2016). 5. Miz’un V. A. Intellektual’nye metody upravleniya predpriyatiem [Intellectual methods of company management]. M., 2008. 288 p. 6. Zvyagin L. S. Sistemy podderzhki prinyatiya upravlencheskih resheniy na osnove bayesovskih intellektual’nih tehnologiy [Support systems for making decisions of management based on bayes technologies]. M., 2011. 154 p. © Сахалтуева Ю. С., Тынченко В. С., Филимонов И. С., 2017

281

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.02 ОБРАБОТКА СПУТНИКОВЫХ СНИМКОВ С ПОМОЩЬЮ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ С ЦЕЛЬЮ ВЫЯВЛЕНИЯ ПРИРОДНЫХ КАТАКЛИЗМОВ С. Б. Сергиенко, Д. В. Тихоненко Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Вовремя выявлять катаклизмы – это очень важная задача. Для этого используют снимки со спутников. Для наиболее точного анализа этих снимков их следует обрабатывать с помошью нейронных сетей. Ключевые слова: нейронные сети, глубинные остаточные сети, выявление катаклизмов, Microsoft. PROCESSING SATELLITE IMAGES WITH NEUTRON NETWORKS FOR THE DETECTION OF NATURAL CATACLISM S. B. Sergienko, D. V. Tikhonenko Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] Currently detecting cataclysms is a very important task. To do this, the research proposes to use images from satellites. For the most accurate analysis of these images, they should be processed with the aid of neural networks. Keywords: neural networks, deep residual networks, detection of cataclysms, Microsoft. Предупреждение чрезвычайных ситуаций и оказание своевременных процедур по устранению их – необычайно важная задача. Чрезвычайные ситуации могут быть различных масштабов и могут быть вызваны различными причинами. Природные катаклизмы, такие как пожары, ураганы или торнадо – наиболее глобальные события, способные нанести колоссальный ущерб и повлечь за собой много жертв. Каждый год от разнообразных пожаров, ураганов и прочих стихийных бедствий страдают тысячи людей. Многие из них лишаются крова, своих родных и близких людей и даже собственных жизней. Разрушительная сила всех этих невзгод зачастую кроется в их внезапности. Люди просто не успевают вовремя среагировать и предпринять необходимые действия для того, чтобы спасти своё имущество, жизни и здоровье. Но если жителей населённых пунктов заранее предупредить об опасности, то количество жертв и пагубных последствий можно сократить, либо избежать их вообще. Но бывает так, что замечают смертельную опасность в самый последний момент, так как очаг бедствия возник вдалеке от глаза человека. Поэтому раннее выявление чрезвычайных ситуаций является необычайно актуальной задачей. Для выявления происшествий применяют различные методики. Но наиболее эффективной методикой считается снятие изображений поверхности земного шара со спутника, так как с орбиты Земли можно увидеть очаг бедствия раньше, чем это можно сделать с её поверхности. Снимок используется для получения информа-

ции о катаклизмах. Но проблема в том, что сам по себе снимок не более чем просто изображение. И если пытаться получить нужную информацию, разглядывая это изображение, то с большой долей вероятности можно многое упустить из виду. Более того, это займёт большой объём времени, что недопустимо в решаемой нами задаче. Поэтому снимок необходимо обрабатывать с помощью программных средств. Существует множество алгоритмов обработки фотоизображений для их анализа. Но самым прогрессивным методом на данный момент является применение нейронных сетей с использованием глубинного обучения. Человек издавна создавал и реализовывал различные алгоритмы для решения прикладных задач. С появлением ЭВМ у человека появилась возможность реализовывать алгоритмы для выполнения очень сложных задач. Со временем человек начал пытаться создать алгоритм, который был бы схож по принципу действия с функционированием человеческого мозга. Так зародилось такое научное направление как искусственные нейронные сети. Изучение искусственных нейронных сетей берёт начало ещё с середины прошлого века. Искусственная нейронная сеть представляет собой аналог естественной нейронной сети. Это набор процессоров (нейронов), которые получают на вход определённое количество сигналов и обрабатывая их с помощью неких математических алгоритмов, выдают конечный сигнал (результат). В сфере распознавания образов на изображениях ней-

282

Информационно-управляющие системы

ронные сети применяются очень широко. Наиболее прогрессивным направлением в сфере нейронных сетей является «глубинное обучение». Применение данного инструмента для распознавания образов на изображениях является очень популярным в настоящее время и даёт оправданные результаты. Глубинное обучение основано на использовании некоторого количества слоёв нелинейных фильтров (преобразований). Строиться система, состоящая из данных слоёв, в которой каждый из них представляет собой набор математических операций. Получая входные данные, сеть прогоняет их через все слои, выявляя необходимые признаки. Эти признаки запоминаются для их дальнейшего применения для аналогичных входных данных. Чем больше слоёв, тем сеть глубже, тем легче сеть обучается [2]. На данный момент компании Microsoft предоставила новую модель нейронных сетей с использованием глубинного обучения – «глубинные остаточные сети». Данная технология берёт за основу принцип действия рекуррентных нейронных сетей. Это значит что элементы сети (нейроны) получают сигналы на вход не только от предыдущего слоя, но и от самих себя на предыдущем проходе. При таком подходе очень важен порядок подачи входной информации в нейронную сеть для обеспечения её грамотного функционирования (обучения, в частности). Технология глубинных остаточных сетей так же наследует особенности «сетей с долгой краткосрочной памятью», поэтому каждый нейрон имеет три фильтра – входной, выходной и забывающий. Входной фильтр отвечает за то, сколько информации, поступившей в нейрон, будет храниться в нём. Выходной фильтр отвечает за то, сколько информации перейдёт к следующему нейрону. Забывающий фильтр служит для освобождения памяти нейрона от некоторого количества информации. Наличие этих фильтров позволяет решить проблему «исчезающего градиента», заключающуюся в довольно быстрой потере информации, полученной в процессе обучения с течением времени. Если до недавнего времени глубинные нейронные сети состояли из 5–7 уровней, то отличительной особенностью глубинных остаточных сетей является их масштабность. Компании Microsoft удалось создать сеть, состоящую из 152 уровней. Такая сеть может производить анализ снимков со спутников на совершенно новом уровне [1]. Задача распознавания чрезвычайных ситуаций с использованием спутниковых снимков земной поверхности в общих чертах заключается в разбиении снимка на участки и выявления на каждом из них условий, соответствующих наличию катаклизма на обрабатываемом участке. Для разных катаклизмов должны проходить проверку разные признаки. Например, для выявления очагов пожаров признаками для проверки являются наличие шлейфа от дыма, изменение яркости на снимке и другие признаки. При выявлении очагов пожаров также проводят их классификацию, оценивают поражённую площадь, ущерб, нанесённый пожаром, вычисляется направле-

ние движения пожара и распространение отходов горения [3]. При решении данной задачи с использованием глубинных остаточных сетей для каждого участка снимка сеть проверяет наличие признаков. Каждый признак представляется в сети в виде вектора. Начиная с первого уровня сети до последнего, признаки усложняются, наращивая уровень абстрактности. Проверка наличия признаков проходит как на основе заложенных условий их наличия, так и на основе данных полученных в ходе обучения при анализе предыдущих снимков. Так как количество уровней в данной сети очень высоко, на последних уровнях мы получаем признаки очень высокого уровня абстракции, и как следствие – очень точный уровень анализа, что немаловажно при решении данной задачи. Чем больше уровней включает в себя нейронная сеть, тем более эффективно она функционирует и тем большее количество аппаратных ресурсов необходимо для этого. Описанная разработка Microsoft очень требовательна к аппаратным ресурсам. Так же чем больше слоёв используется в многоуровневой нейронной сети, тем сложнее эти уровни связать между собой. Описанная сеть ресурсоёмка ввиду её масштабности, а её разработка была крайне сложна. Добавление очередного слоя представляется очень трудной задачей, а для того чтобы создать нейронную сеть нового поколения, в которой будут в десятки или в сотни больше нейронов, чем в представленной разработке, потребуется создание кардинально новых алгоритмов. При этом необходимо учитывать ограничение в аппаратных ресурсов. В теории, возможно создать огромную нейронную сеть, способную решать любые задачи по нахождению решений, но для этого необходимы энергетические и аппаратные ресурсы, недоступные на данный момент человечеству. Также необходимо помнить что время, отведённое на функционирование нейронной сети для решения поставленной задачи не должно превышать время, за которое полученное решение станет неактуальным. Подобного рода проблему можно наблюдать в сфере прогнозирования погоды. Существуют системы, способные предсказывать погодные условия на определённой местности с очень высокой точностью на определённый временной промежуток. Но к тому времени как эта система выдаст результат, этот временной промежуток проходит и полученный прогноз становится неактуальным. Проблемы ресурсоёмкости и актуальности полученного результата являются одними из самых значимых при реализации подобных систем. Однако применение нейронных сетей для решения различных задач, таких как выявление катаклизмов со спутниковых снимков и других, оправданно своей эффективностью. Имеющиеся у человека аппаратные средства позволяют решать задачу выявления чрезвычайных ситуаций, избегая вышеописанных проблем и с высоким уровнем эффективности. Поэтому ведение исследований в области нейронных сетей является очень перспективным и актуальным.

283

Решетневские чтения. 2017

Библиографические ссылки

References

1. Распознавание образов и новое поколение нейронных сетей Microsoft [Электронный ресурс]. URL: https://news.microsoft.com/ru-ru/microsoft-deep-residualnetwork/#sm.000015sqf1o2zoda9svrvynvwrikm#FcOV ewxsRlqIPEA0.97 (дата обращения: 17.06.2017). 2. Разнообразие нейронных сетей. Часть вторая. Продвинутые конфигурации [Электронный ресурс]. URL: https://tproger.ru/translations/neural-network-zoo-2/ (дата обращения: 17.06.2017). 3. Обнаружение пожаров по тепловым снимкам [Электронный ресурс]. URL: http://www.geogr.msu.ru/ cafedra/karta/materials/heat_img/files/2/pozhary.htm (дата обращения: 17.06.2017).

1. Image recognition and a new generation of Microsoft neural networks. Available at: https://news.microsoft.com/ru-ru/microsoft-deep-residualnetwork/#sm.000015sqf1o2zoda9svrvynvwrikm#FcOVewxsRlqIPEA0.97 (accessed: 17.06.2017). 2. Variety of neural networks. Part two. Advanced Configurations. Available at: https://tproger.ru/translations /neural-network-zoo-2/ (accessed: 17.06.2017). 3. Detections of fires from thermal images. Available at: http://www.geogr.msu.ru/cafedra/karta/materials/ heat_img/files/2/pozhary.htm (accessed: 17.06.2017).

284

© Сергиенко С. Б., Тихоненко Д. В., 2017

Информационно-управляющие системы

УДК 004.4 СОЗДАНИЕ CRM-СИСТЕМЫ ДЛЯ АО «НПП «РАДИОСВЯЗЬ» В. С. Ушаков Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается действующая модель обработки данных на АО «НПП «РАДИОСВЯЗЬ», находим процессы, которые можно автоматизировать, строим модель как должно быть и показываем положительные стороны нашей работы. Ключевые слова: CRM-система, Web-интеграция, предприятие, построение сравнительных графиков, информализация. CREATING CRM SYSTEM FOR JSC NPP "RADIOSVYAZ’ V. S. Ushakov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] We consider the current data processing model at JSC “NPP “RADIOSVYAZ’”, we find processes that can be automated and build the model as it should be, and show the positive aspects of our work. Keywords: CRM-system, Web-integration, enterprise, construction of comparative graphs, information. В настоящее время невозможно представить любое крупное предприятие без использования различного рода информационных технологий. Сейчас уже привычное многим ведение бумажной документации, становится все более не целесообразно. В связи с этим сейчас предприятия начинают производить крупную информатизацю, что положительно сказывается на работе предприятия. Наибольшую популярностью сейчас пользуются современные CRM-системы. Системы данного типа были разработаны за рубежом в 1990-е годы, а чуть позже уже начали использоваться и на российском рынке и достаточно быстро стали очень популярны. Сегодня CRM – востребованный способ автоматизировать работу компании любого масштаба. Эти системы быстро завоевывают признание и у предпринимателей, и у компаний средней руки, и у масштабных холдингов с разветвленной филиальной сетью. Современные CRM стали настоящей находкой для руководителей, стремящихся не просто упростить работу, но также сократить расходы и повысить уровень обслуживания клиентов, за счет чего обогнать конкурентов. Как и у любых технологий, у CRM есть свои плюсы и минусы, которые важно учитывать при выборе программы [1]. К плюсам CRM-системы можно отнести такие факторы как: множество инструментов управления компанией в одной программе; Все данные – в одном месте; Эффективная оптимизация работы персонала; Экономия средств; Простота внедрения и т. д. Основные недочеты в работе CRM, как правило, связаны не с самими программами, а с неправильным

подходом к их внедрению и использованию. Например: Переобучение персонала; Остановка работы, если CRM выходит из строя Существуют различные критерии, которыми руководствуются компании при выборе CRM-системы. Основным критерием является тип CRM- системы, который определяет, подходит ли данная система к специфике организации. Важнейшим критерием выбора CRM-систем является возможность интеграции системы с текущими учетными данными предприятий. Практически все CRM-системы для крупных и средних компаний подлежат доработке под требования конкретной организации. Также актуальным и важным критерием выбора CRM-системы является возможность интеграции с телекоммуникациями (телефония, SMS, факс) и web-приложениями [2]. В своей работе я также буду учитывать эти факторы для выбора подходящей системы, а также возможности доработки модулей в системе. Но на большинстве производствах их системы замкнуты и воспользоваться ими можно только с внутренней (локальной) сети. В моем случае планируется сделать интернет-интеграцию, чтобы процесс работы можно было отслеживать в любое время и с любого устройства, так же это сделает нашу систему кроссплатформенной. Но в этом случае нельзя забывать и про защищенность данных и как минимум мы сделаем авторизацию пользователя, с различными правами доступа, права будут зависеть от должности. Для понимания Web-интеграция – это объединение разнородных веб-приложений и систем в единую среду на базе веб. Иными словами, web-интеграция

285

Решетневские чтения. 2017

представляет собой синхронизированное функционирование сайта, склада, бухгалтерии и других специализированных программ. Речь идет о бизнес-взаимодействии корпоративных ресурсов или интернетмагазинов с локальными информационными системами и любыми торгово-учетными решениями, при котором изменения в одном звене общей системы влияют на другие.[3] Что дает Web-интеграция в итоге: – Единая база клиентов; – Подробная аналитика; – Полный контроль над каждым отделом (цехом); – Автоматизация большей части задач; – Напоминания о задачах [4]. До внедрения системы, информация о работе собирается у каждого отдела (цеха) на «НПП «РАДИОСВЯЗИ» отдельно. Она разрознена и не представляет из себя единой информационной базы. Каждое действие каждого менеджера, касающееся отношения с клиентом, продаж и даже документооборота, совершающееся в рамках автоматизированной системы, приводит к консолидации большого объёма информации в одном месте, к которому имеет доступ любой сотрудник (в рамках своих прав), что, в конечном итоге, положительно сказывается на работе предприятия в целом. Совокупность действий автоматизированной системы направлено на достижение определенной цели [5]. Для выполнения данной работы нам необходимо провести анализ работы отделов (цехов), выявить работы, которые можно автоматизировать в целях сокращение человеческих ресурсов и времени. Построить развернутую схему взаимодействия того, как оно есть сейчас на «НПП «РАДИОСВЯЗИ», и продумать модель, которая бы удовлетворяла наши потребности. В последующем, необходимо рассмотреть существующие на рынке системы, подобрать наиболее подходящую для наших целей, рассмотреть варианты интеграции, провести тестирование системы и приступить к её внедрению. В итоге создание такой системы позволит сократить временные затраты на обработку данных, время нахождения нужных документов, площади занимаемые документами и позволит более мобильно отслеживать работу каждого отдела (цеха).

2. Харитонов В. И. Применение CRM-систем при принятии управленческих решений в организации Электронный ресурс] // Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва. Саранск, 2016. URL: http://sisupr.mrsu.ru/2016-1/PDF/Kharitonov_2016-1.pdf (дата обращения: 12.09.2017). 3. Что такое интернет-интеграция (Web Integration) [Электронный ресурс] / URL: http://lpgenerator.ru/ blog/2015/05/08/chto-takoe-internet-integraciya-web-integration/ (дата обращения: 12.09.2017). 4. Интеграция CRM-системы с вашим сайтом и бизнесом [Электронный ресурс]. URL: https:// texterra.ru/services/prochee/integratsiya-crm-sistemy-s-vashim-saytom-i-biznesom.html (дата обращения: 12.09.2017). 5. Кораблёв О. В., Золотухина Е. Б. Методология внедрения crm-системы на предприятии [Электронный ресурс] // Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». М., 2013. URL: https://www.science-education.ru/pdf/2013/4/85.pdf (дата обращения: 12.09.2017). References 1. CRM: advantages and disadvantages [Electronic resource] / URL: https://www.prostoy.ru/2154.html (accessed: 12.09.2017). 2. Kharitonov V. I. application of crm systems at the adoption of managerial decisions in the organization [Electronic resource] // Mordovian State University N. P. Ogaryova. Saransk, 2016. URL: http://sisupr.mrsu.ru/ 2016-1/PDF/Kharitonov_2016-1.pdf (accessed: 12.09.2017). 3. What is Internet Integration (Web Integration) [Electronic resource] / URL: http://lpgenerator.ru/blog/ 2015/05/08/chto-takoe-internet-integraciya-web-integration/ (accessed: 12/09/2017). 4. Integration of CRM-system with your site and business [Electronic resource] / URL: https://texterra.ru/ services/prochee/integratsiya-crm-sistemy-s-vashimsaytom-i-biznesom.html (accessed: 12.09.2017). 5. Korablev O. V., Zolotukhina E. B. methodology of introducing crm system at enterprise [Electronic resource] // National Research Nuclear University “MEPhI”, M., 2013. URL: https://www.science-education.ru/pdf/2013/ 4/85.pdf (accessed: 12.09.2017).

Библиографические ссылки 1. CRM: преимущества и недостатки [Электронный ресурс]. URL: https://www.prostoy.ru/2154.html (дата обращения: 12.09.2017).

286

© Ушаков В. С., 2017

Информационно-управляющие системы

УДК 527.8 ОРГАНИЗАЦИЯ И СТРУКТУРА РАДИОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ БЛИЖНЕЙ НАВИГАЦИИ НА ОСНОВЕ ПСЕВДОСПУТНИКОВ* Ю. Л. Фатеев, В. Н. Ратушняк, А. Б. Гладышев, М. А. Голубятников Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected] Рассматриваются особенности организации, структура и вопросы разработки системы ближней навигации на основе псевдоспутников. Приведен вариант построения базовых станций и приемной аппаратуры потребителей, применяемых в наземной системе ближней навигации на основе псевдоспуников. Ключевые слова: радионавигационная система ближней навигации, псевдоспутник, геометрический фактор, погрешности измерения координат, пространственная ориентация. THE ORGANIZATION AND STRUCTURE OF RADIO SYSTEM SHORT-RANGE NAVIGATION BASED ON PSEUDO-SATELLITES Y. L. Fateev, V. N. Ratushniak, A. B. Gladyshev, M. A. Golubyatnikov Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: [email protected] The article considers features of the organization, structure and questions of development of the system of near navigation on the basis of pseudosatellites. The research demonstrates the effect of adaptive correction frequency characteristics of the receiving channels on the quality of noise suppression. The paper presents a variant of construction of base stations and receiving equipment of consumers used in a ground-based near-navigation system based on pseudo-satellites. Keywords: adaptive compensators, adaptive corrector of frequency characteristics, noise immunity of GNSS receiver, a noise suppression device. Основной задачей радионавигационных систем (РНС) является формирование искусственного навигационного поля в заданной области пространства. Эту задачу выполняют базовые станции псевдоспутников (ПС), которые имеют точную геодезическую привязку к местности и излучают навигационные сигналы, известной структуры. Радионавигационные сигналы ПС имеют структуру, аналогичную структуре сигналов ГЛОНАСС. Применение подобных сигналов позволяет потребителю для получения навигационной информации использовать существующий стандартный ГНСС-приемник с небольшой программной модификацией. Конфигурация расположения макетов псевдоспутников, их количество в РНС зависит от рельефа местности и области, где будет осуществляться навигация подвижных объектов. Для осуществления навигационно-временных определений потребителей в зоне навигации необходимо решить задачу создания и распространения однозначной системной шкалы времени РНС. Основные преимущества разрабатываемых систем ближней навигации на основе ПС можно сформулировать в следующем:

– возможность конфигурировать оптимальное навигационное поле; группировки ПС и минимизировать геометрический фактор; – формирование сигналов ПС повышенной мощности, что повышает помехоустойчивость системы; – автономность; – меньший бюджет погрешностей измерения координатно-временных определений по сравнению с ГНСС. Несмотря на все достоинства систем навигации на основе ПС, существует ряд нерешенных проблем [1]: 1. Повышенный уровень сигнала ПС требует расширение динамического диапазона навигационного приемника; 2. Многолучевое распространение навигационного сигнала (переотражение сигнала) ПС – приводит к погрешностям при кодовых и фазовых измерениях навигационных параметров; 3. Не просто реализовать автономную высокоточную синхронизацию шкал времени ПС РНС; 4. При выборе используемых навигационных сигналов необходимо обеспечить электромагнитную совместимость сигналов ПС и сигналов ГНСС.

______________________ *

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (Проект № 16-19-10089).

287

Решетневские чтения. 2017

В настоящее время в Сибирском федеральном университете сотрудниками лаборатории радионавигации осуществляется поиск путей для разрешения этих проблем и разрабатывается проект программноаппаратного комплекса на платформе аппаратуры фирмы National Instruments под управлением программного обеспечения LabVIEW для исследования и моделирования системы ближней навигации на основе псевдоспутников. Данный программно-аппаратный комплекс позволяет формировать, анализировать и испытывать на приемной аппаратуре собственные радионавигационные сигналы заданной структуры и с необходимыми параметрами. Для эффективного исследования создания РНС на основе псевдоспутников использовалась компьютерная модель, которая позволяет: – проводить вычисления зоны навигации для всевозможных конфигураций расположения ПС, при заданных уровнях мощности каждого ПС с учетом затухания сигналов в тропосфере; – формировать заданную область навигации, привязанную к топографическим картам при использовании различных форм диаграмм направленности передающих антенн базовых станций; – вычислять значения геометрического фактора для реализуемых конфигураций расположения ПС. Для решения задачи навигационного обеспечения потребителей, по аналогии с ГНСС ГЛОНАСС, шкалы времени ПС должны быть синхронизированы, а сигналы всех ПС – когерентны. Поэтому особенностью формирования высокостабильного когерентного навигационного сигнала ПС является синхронизация всех функциональных узлов векторного генератора высокостабильным опорным сигналом от ГНССприемника, частотой 10 МГц. С целью уменьшения погрешности, связанной с многолучевым распространением навигационных сигналов, в условиях сложного рельефа местности целесообразно в качестве передающих антенн использовать направленные антенны с диаграммой направленности специальной формы для создания требуемого навигационного поля. Таким образом, появляется возможность повысить потенциальную точность измерения координат, точность определения пространственного положения потребителей навигационной информации, а также показатели помехоустойчивости потребителей разрабатываемой системы ближней навигации. Исходя из границ динамического диапазона НАП и геометрической зоны навигации объектов, а также возможностей формирования требуемых диаграмм направленностей передатчиков ПС (например, в местности со сложным рельефом Земли) требуется сконфигурировать расположение ПС в РНС ближней навигации таким образом, чтобы зону навигации охватывали все ПС и их результирующая диаграмма направленности перекрывала зону навигации с требуемым уровнем мощности навигационных сигналов от –170 дБВт до – 140 дБВт [2]. Следовательно, при конфигурировании искусственного навигационного поля РРТС на основе «псевдоспутников» распределе-

ние энергетического потенциала радиолиний в зоне навигации потребителей определяется исходя из уменьшения погрешностей измерения радионавигационных параметров сигналов, а также исключения перегрузки приемных трактов потребителей мощными полезными сигналами. В интересах уменьшения систематической погрешности в приемной аппаратуре потребителей предпочтительно использовать для всех приемных антенн радионавигационных сигналов ГНСС и ПС единый радиотракт [3]. Это не требует прецизионной настройки трактов навигационной аппаратуры потребителей (НАП), а, кроме того, обеспечивается уменьшение различных задержек, рассинхронизации обработки сигналов и аппаратурных затрат. Алгоритмы обработки навигационных сигналов в едином тракте с точки зрения обеспечения идентичности фазовых характеристик трактов, уменьшения трудоемкости регулировок НАП при ее производстве, а также уменьшения аппаратурных затрат, представляются перспективными. На сегодняшний день оптимальным решением при выборе частоты навигационных сигналов псевдоспутников с кодовым разделением является использование неиспользуемой в СРНС GPS частоты L2 или другого фиксированного частотного диапазона ПС (Fпс), которые в итоге при обработке преобразуются на частоту L2 GPS для обеспечения свободы выбора частотного диапазона Fпс. Таким образом, предложенный вариант разработки РНС предоставляет широкие возможности для исследования и моделирования систем ближней навигации на основе псевдоспутников. Данные исследования позволяют оценить на этапах проектирования правильность выбора параметров навигационного сигнала, оптимальность геометрического расположения ПС, эффективность разрабатываемых алгоритмов обработки в приемнике сигналов ПС. Специальное программное обеспечение позволит автоматизировать процесс измерения точностных характеристик навигационных параметров, исследовать помехоустойчивость разрабатываемой системы ближней навигации. Библиографические ссылки 1. Проект «Псевдоспутник» [Электронный ресурс]. URL: http: //www.vedapro.ru/files/GPS2.pps (дата обращения: 01.12.2016). 2. Hardware-Software Complex for Studying the Characteristics of GNSS Receiver / D. D. Dmitriev, A. B. Gladishev, V. N. Tyapkin, Yu. L. Fateev // 2016 International Siberian Conference on Control and Communications, SIBCON 2016. – National Research University “Higher School of Economics”. M., May 12–14, 2016. Proceedings 7491665.I.S. 3. Использование псевдоспутников ГЛОНАСС/GPS в системах посадки воздушных судов / В. А. Борсоев, Р. Г. Галеев, А. В. Гребенников, А. С. Кондратьев // Научный вестник МГТУ ГА. 2011. № 164. С. 17–23.

288

Информационно-управляющие системы

References 1. The project “Рseudosatellites” [Electronic resource]. Available at: http: //www.vedapro.ru/files/ GPS2.pps (accessed: 01.12.2016). 2. Apparatno-programmnyj kompleks dlya izucheniya harakteristik priemnika GNSS. [Hardware-Software Complex for Studying the Characteristics of GNSS Receiver] / D. D. Dmitriev, A. B. Gladishev, V. N. Tyapkin, Yu. L. Fateev // 2016 Mezhdunarodnaya Sibirskaya konferenciya po upravleniyu i svyazi, SIBCON 2016. – Nacional’nyj issledovatel’skij universitet “Vysshaya

shkola ehkonomiki”. Moskva. Maj 12–14, 2016. 7491665.I.S. 3. Ispol’zovanie psevdosputnikov GLONASS/GPS v sistemah posadki vozdushnyh sudov. [The use of pseudosatellites GLONASS/GPS systems aircraft landing] / V. A. Borsoi, R. G. Galeev, A. V. Grebennikov, A. S. Kondratiev // Nauchnyj vestnik MGTU GA. 2011. № 164. Р. 17–23.

289

© Фатеев Ю. Л., Ратушняк В. Н., Гладышев А. Б., Голубятников М. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.04 СТРАТЕГИИ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО ДОКУМЕНТООБОРОТА В ОРГАНИЗАЦИИ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ И. С. Филимонов, Ю. С. Сахалтуева АО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. Красноярский рабочий, 29 E-mail: [email protected] Раскрываются вопросы внедрения систем электронного документооборота через призму стратегического менеджмента. Применение инструментов стратегического менеджмента: внешний и внутренний анализ, стратегическое планирование, реализация стратегии – призвано структурировать и оптимизировать теоретическую и практическую деятельность организации по внедрению СЭД. Ключевые слова: система электронного документооборота (СЭД), методология внедрения, этапы стратегического управления внедрением СЭД, матрица стратегий. STRATEGIES FOR THE IMPLEMENTATION OF THE ELECTRONIC DOCUMENT MANAGEMENT SYSTEM IN THE ORGANIZATION OF THE ROCKET AND SPACE INDUSTRY I. S. Filimonov, Y. S. Sakhaltueva АО “Krasnoyarsky Maсhine – building plant” 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article is devoted to issues of implementing electronic document management systems through the prism of strategic management. The use of tools of strategic management, external and internal analysis, strategic planning, implementation strategy – is to structure and optimize the theoretical and practical activity of the organization on the implementation of an EDMS. Keywords: electronic document management system (EDMS), the methodology of implementation, stages of strategic management of the implementation of the EDMS Проблема автоматизации документооборота в настоящее время является достаточно острой, о чем свидетельствуют многочисленные публикации по этой теме, а также наличие большого количества различных программных средств, предназначенных для ее решения. Тема внедрения систем электронного документооборота затрагивает практически все сферы бизнеса и государственный сектор, столь стремительное развитие обуславливается не только насущными потребностями организаций, но и подключением административного ресурса. В то же время нужно отметить, что методология внедрения систем электронного документооборота является слабо структурированной. Этот факт и большой интерес к системам электронного документооборота говорят о том, что приведенные в настоящей статье исследования являются актуальными. Система электронного документооборота (СЭД) – организационно-техническая система, обеспечивающая процесс создания, управления доступом и распространения электронных документов в компьютерных сетях, а также обеспечивающая контроль над потоками документов в организации [6]. А методология внедрения информационной бизнес-системы (ИБС) – это совокупность принципов, методов орга-

низации и построения теоретической и практической деятельности по внедрению бизнес-системы, которая гарантирует успех внедрения в оптимальных условиях. Методология внедрения ИБС зависит от стратегии внедрения и особенностей внедряемой ИБС [7]. Процесс внедрения СЭД, рассмотренный через призму стратегического менеджмента, можно разбить на шесть этапов. Этапы взаимосвязаны между собой, выполняются непоследовательно, но циклично (рис. 1). Конкретизируем действия на каждом из этапов применительно к стратегии внедрения СЭД. На первом этапе проводится внешний и внутренний анализ, дающий реальную оценку ресурсов и возможностей организации, являющийся отправной точкой выбора/разработки стратегии. В данном исследовании не приводится алгоритм проведения анализа, так как он подробно представлен в теории стратегического менеджмента. Ниже представлены лишь те аспекты, которые необходимо рассмотреть более детально. При проведении внутреннего анализа особое внимание следует уделить организационной и технологической сторонам деятельности организации [2]. Структура современной организации состоит из множества взаимосвязанных подсистем, которые

290

Информационно-управляющие системы

в совокупности предъявляют многочисленные требования к системе электронного документооборота. Поэтому анализ необходимо начинать с организационной структуры предприятия. Важность анализа обусловлена тем, что для предприятия требуется выявить параметры, которые будут отслеживать все стадии жизненного цикла документа, формировать маршрут его движения с ведением протоколов действий пользователя и определять права доступа к документу. Также обязательным элементом организационного анализа является внутренний аудит информационной системы организации в целом, анализа совместимости параметров СЭД с приложениями, оборудованием и программным обеспечением, используемым в архитектуре информационной системы предприятия [4]. Внешний анализ заключается в обзоре рынка СЭД. На сегодняшний день разработчиками предлагается не один, а множество типов СЭД, каждый из которых подходит той или иной организации. Стоит сказать, что из-за быстрого развития рынка однозначной классификации СЭД не существует [1]. Существует еще один, но немаловажный этап стратегии внедрения – коррекция. Коррекция служит для устранения обнаруженного несоответствия, его причины или другой нежелательной ситуации. Она может осуществляться в любой момент времени. Поэтому, реализуя какой-либо этап стратегии внедрения

СЭД, нужно сопоставлять результаты с установленным ранее планом и при необходимости проводить коррекцию для достижения поставленной цели. Наиболее широкие возможности для проведения коррекции дает модульное внедрение СЭД. Оно заключается в том, что при осуществлении любого этапа стратегии, мы выявляем все новые требования к СЭД, поэтому действия требуют корректировки, т. е. должно осуществляться доработка функционала системы, происходить подключение новых, замена или удаление ненужных функций (модулей). Поэтому при проведении такой коррекции, СЭД всегда будет подстраиваться под требования организации [5]. Данный способ коррекции при применении модульного внедрения дает положительные результаты на протяжении всего жизненного цикла организации: от ее зарождения и до полного упадка. Если, например, организация имеет малое количество документов и информации (малый бизнес, недавно созданная организация), то ей необходимо для начала иметь СЭД только с базовым функционалом, а далее, по мере роста объемов информации, расширения организации, смены деятельности, и т. д. должно происходить нарастание/удаление функций (модулей) [3]. Таким образом, схема модульного внедрения на этапе коррекции, на наш взгляд, будет иметь следующий вид (рис. 2).

Рис. 1. Алгоритм стратегического управления внедрения СЭД

291

Решетневские чтения. 2017

Рис. 2. Схема модульного внедрения СЭД

В заключение следует отметить, что для успешного внедрения системы электронного документооборота на предприятии ракетно-космической отрасли требуется обоснованная стратегия внедрения, а для этого необходимо чтобы: – внутренний и внешний анализ были полноценными и учитывали все нюансы организации; – выбор стратегии основывался на сопоставлении наиболее значимых параметров: «зрелость» организации и степень взаимодействия руководителей и подчиненных; – при необходимости осуществлялась коррекция выполняемых действий с помощью активного использования модульного внедрения. Библиографические ссылки 1. Бобылева М. П. Выбор программного продукта для автоматизации документооборота // Делопроизводство. 2014. № 2. С.27–33. 2. Демидов М. Российские компании оценили западную методику внедрения СЭД [Электронный ресурс] // ECM. URL: http://ecm-journal.ru/post/Rossijjskiekompanii-ocenili-zapadnujumetodiku-vnedrenija-SEhD.aspx (дата обращения: 01.12.2016). 3. Зарубежные и отечественные СЭД [Электронный ресурс] // Intellect. URL: http://www.i-cs.ru/ (дата обращения: 01.12.2016). 4. Карминский А. М., Черников Б. В. Информационные системы в экономике. М. : Финансы и статистика, 2015. 336 с. 5. Петров М. В каких случаях осуществлять внедрение лучше самим, а когда доверить это сторонней компании [Электронный ресурс] // Аналитика СЭД. URL: http://www.docflow.ru/analitics/detail.php? ID=151 90&phrase_id=182264 (дата обращения: 01.12.2016).

6. СЭД [Электронный ресурс]. URL: http://www. itpedia.ru/index.php/СЭД (дата обращения: 01.12.2016). 7. Шарабаев А. В. Анализ ведущих методологий внедрения информационных бизнес-систем // Информационные бизнес системы : материалы конф. АИБС. 2012. References 1. Bobyleva M. P. Chois of software for workflow automation 2014. № 2. P. 27–33. 2. Demidov М. V. Russian companies evaluated the west method of implementation software for workflow automation [Electronic resource]. Available at: http:// ecm-journal.ru/post/Rossijjskie-kompanii-ocenili-zapadnujumetodiku-vnedrenija-SEhD.aspx (accessed: 01.12.2016). 3. Foreign and domestic software for workflow automation [Electronic resource]. // Intellect. Available at: http://www.i-cs.ru/ (accessed: 01.12.2016). 4. Karminsky А. М., Chernikov B. V. Information systems in the economy. М. : Finance and statistics, 2015. 336 p. 5. Petrov М. V. Software implementation in-house or more [Electronic resource]. Available at: http://www. docflow.ru/analitics/detail.php?ID=15190&phrase_id=18 2264 (accessed: 01.12.2016). 6. Software for workflow automation [Electronic resource]. Available at: http://www.itpedia.ru/ index. php/СЭД (accessed: 01.12.2016). 7. Sharabaev А. V. Analysis of leading methodologies for implementing information business systems : Material of conference AIBS. 2012.

292

© Филимонов И. С., Сахалтуева Ю. С., 2017

Информационно-управляющие системы

УДК 65.011.56 ПРОЕКТ ВНЕДРЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА БАЗЕ АО «КРАСМАШ» Ф. П. Шумаков Научный руководитель – Г. П. Беляков Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрена специфика документооборота на АО «Красмаш», проанализированы существующие недостатки устаревшей системы создания и хранения документов на бумажных носителях. Предлагаются пути решения данных проблем путем создания системы электронного документооборота. Ключевые слова: информационная система, документооборот, технология. THE CONCEPT OF IT IMPLEMENTATION IN THE FRAMEWORK OF KRASNOYARS MACHINE BUILDING PLANT F. P. Shumakov Scientific Supervisor G. P. Belyakov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article considers a specific character of document flow at Krasnoyarsk machine building plant. The drawbacks of development and storage of hard copies are highlighted in the research. The ways of solving the problem through the system of e-document flow are proposed. Keywords: information system, document circulation, technology. Развитие экономики Российской Федерации сильно зависит от разного рода наукоемких предприятий. Одним из таких предприятий является АО «Красмаш». В настоящее время на машиностроительном предприятии АО «Красмаш» ведётся смешанный документооборот: ряд документов создаются и обрабатываются в электронном виде, в то время как другая часть – может создаваться в бумажном виде, а затем переводиться в электронный вид. В данном исследовании нами будут рассмотрены пути решений проблемы ведения документооборота на машиностроительном предприятии АО «Красмаш», а именно предлагаемая информационная система электронного документооборота Windchill, внедрение которой на предприятие значительно упростит задачи системного администрирования, снизит затраты на установку и сопровождение самой системы и, как следствие, требования к квалификации обслуживающего персонала. Объектом исследования в данном случае будет процесс и особенности учёта производственных показателей предприятия АО «Красмаш» [1]. Открытое акционерное общество «Красноярский машиностроительный завод», сокращенное название АО «Красмаш» расположено по адресу: 660123, Россия, Красноярский край, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», д. 29. Общество образовано путем преобразования федерального государственного

унитарного предприятия «Красноярский машиностроительный завод» и является его правопреемником. Датой основания АО «Красноярский машиностроительный завод» принято считать 13 июля 1932 г. Основной целью деятельности АО «Красмаш» является получение прибыли. Для достижения этой цели, предприятие осуществляет следующие виды деятельности:  производство спецтехники (серийной и опытной продукции, обеспечение НИОКР по основной тематике);  производство работ по гарантийному надзору за эксплуатацией серийной спецтехники в соответствии с директивными документами и т. п. [2]. На сегодняшний день формой представления результатов интеллектуальной деятельности является бумажный документ, который в таком виде разрабатывается, контролируется, а также согласовывается и утверждается. Зачастую, даже при использовании компьютерных систем, конечный результат интеллектуальной деятельности формируется в виде бумажного документа, а на следующих стадиях снова происходит его преобразование в электронный вид. Количество циклов преобразования и трудоёмкость достаточно велики. Поэтому переход от бумажного документооборота к электронному позволяет многократно ускорить поставку документов нужным лицам, обеспечить параллелизм обсуждения, контроля и утвер-

293

Решетневские чтения. 2017

ждения результатов работы, а также существенно сократить длительность процессов. Говоря о системе Windchill, необходимо сразу сказать, что она является первой интернет-ориентированной архитектурой, интегрирующей набор различных приложений в единую сетевую Интернетструктуру, а также обеспечивающей управление данными и документацией в процессе их разработки и дальнейшего использования. Сосредотачиваясь на информационной поддержке всех фаз жизненного цикла продукции – от концепции и проектноконструкторских этапов до изготовления, обслуживания и утилизации, повышение качества продукции и уменьшение времени продукции на рынок за счёт уникального интернет-ориентированного подхода, обеспечивающего полную информационную интеграцию разработчиков, а также поставщиков, субподрядчиков и заказчиков. Система Windchill состоит из трёх компонентов, объединяющих такие программные продукты, как: 1) Windchill Federation Platform; 2) Windchill Lifecycle Application; 3) Windchill information Modeler. Одним из достоинств системы Windchill является то, что она охватывает все данные различных проектных программ. PDM (Product data management) технология позволяет решить две проблемы, которые возникают при разработке и реализации этапов жизненного цикла наукоёмкой промышленной продукции: управление данными и управление информационными процессами. Также, к достоинствам системы Windchill можно отнести то, что основным ИПИ принципом в данном случае будет являться – переход на безбумажный обмен данными (Paperless data interchange) с использованием цифровой подписи. Эффективная совместная работа сберегает время, затрачиваемое на разработку изделий [3]. Наряду с этим, важным шагом переходного периода является также процедура полного сканирования и ввода в электронные базы данных всех, ранее выпущенных, и выпускаемых в настоящее время чертежей. Таким образом, после внедрения на предприятие АО «Красмаш» информационной системы электронного документооборота Windchill, данная система позволит осуществлять управление созданием, сохранением и обслуживанием всей производственной информации на предприятии. Отдельные функции системы позволят ассоциировать в одном документе несколько разнотипных файлов и даже внешних файлов, подключающихся как Internet-ссылки.

В рассматриваемой системе также, существует поддержка поисковых функций Verity Search'97, что обеспечивает быстрый поиск, идентификацию и доступ к внутренним и внешним производственным данным. Для обслуживания данных, изменяющихся во времени в зависимости от состояния документа, в Windchill Foundation используется модуль управления жизненным циклом документа, который позволяет точно идентифицировать текущее состояние данных и учитывать условия для изменения этого состояния. Также важным плюсом внедрения системы Windchill на предприятие АО «Красмаш», станет то, что Система Windchill позволит обеспечить выполнение системных административных задач, таких, как: – гибкий контроль над допуском пользователей к ресурсам Windchill; – предопределение специфических параметров для пользователей Windchill, таких как язык, преимущественные права доступа к данным и т. д.; – привязка к пользователям и группам пользователей в Windchill заранее определенных для каждого конкретного предприятии, подразделения и участка. Библиографические ссылки 1. Анализ существующей системы документооборота производственных показателей АО «Красмаш». 2. Официальный сайт АО «Красмаш» [Электронный ресурс]. URL: http://www.krasm.com/about/kmz. aspx (дата обращения: 14.10.2017). 3. Описание продукта PTC Windchill [Электронный ресурс]. URL: http://pro-technologies.ru/product/ windchill/ (дата обращения: 23.04.2017). References 1. Analiz sushhestvujushhej sistemy dokumentooborota proizvodstvennyh pokazatelej AO «Krasmash». (Analysis of the document flow system of the manufacturing indicators of JSC Krasmash.). 2. Oficialэnyj sajt AO “Krasmash” (JSC Krasmash Official Site) [Electronic resource]. Available at: http://www.krasm.com/about/kmz.aspx (accessed: 14.10.2017). 3. Opisanie produkta PTC Windchill (PTC Windchill product description) [Electronic resource]. Available at: http://pro-technologies.ru/product/windchill/ (accessed: 23.04.2017).

294

© Шумаков Ф. П., 2017

Информационно-управляющие системы

УДК 681.51 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МЕТОДЫ УСПЕШНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СОВРЕМЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ С. Е. Юленков*, С. В. Котельникова, А. П. Сябренко Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected], [email protected] Рассматриваются методы и информационные технологии для успешной деятельности современного предприятия. Ключевые слова: предприятие, информационная система, программное обеспечение, операционная система, СУБД, электронно-вычислительная техника, Интернет. INFORMATION TECHNOLOGY AND METHODS OF SUCCESSFUL ACTIVITY OF MODERN ENTERPRISE S. E. Yulenkov*, S. V. Kotelnikova, A. P. Syabrenko Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected], [email protected] The article deals with methods and information technology for successful operation of a modern enterprise. Keywords: company, information system, software, operating system, database, computer technology, Internet. Для любого современного предприятия автоматизация деятельности является довольно актуальной темой. Основной целью автоматизации является разработка и внедрение единой информационной среды, обеспечивающей оптимизацию учета и управления предприятием и охватывающей все ключевые моменты его функционирования в выбранной рыночной нише, являясь своего рода «виртуальным мозгом» предприятия. Для успешного внедрения IT-технологий необходимо достижение следующих целей: сокращение времени на выполнение необходимого объема работ; исключение повторяющихся процедур или участков бизнес-процесса; автоматизация средств отчетности, контроля и анализа; соответствие действующим нормативным актам; учет и контроль требуемых ресурсов, а также повышение эффективности деятельности предприятия. Обычно готовую систему для компании купить нельзя, ее необходимо выстроить и адаптировать из стандартных, так называемых «коробочных» компонентов. Предприятию необходимо пройти 3 этапа создания информационной системы: 1) предпроектный; 2) проектный; 3) послепроектный. На предпроектном этапе необходимо произвести обследование предприятия. На проектном этапе происходит разработка проекта, а также подбор технических и программных средств для его реализации.

На послепроектном этапе происходит внедрение и эксплуатация созданного проекта. Информационное обследование предприятия позволяет дать подробное описание структуры предприятия в целом, а также функции его подразделений. Описание структуры и функций будет служить отправной точкой при определении перечня необходимого прикладного программного обеспечения (ПО), которое понадобится для создания комплексной системы автоматизации, также описание определяет выбор архитектуры системы. Уровень прикладного ПО и архитектура системы определяют уровень базового ПО, т. е. СУБД, различных операционных систем (ОС) и аппаратной платформы. Для успешного функционирования информационно-управляющей системы необходимо подобрать ОС сервера и рабочих станций, подобрать ПО, удовлетворяющее потребностям и запросам предприятия, выбрать способ подключения компьютеров к Интернету, подобрать основные компоненты локальной сети (выбор топологии, кабеля, управляющего сервера) и подобрать антивирусное ПО. Важным требованием, которое предъявляется к современным ОС, является эффективное управление ресурсами и обеспечение дружественного интерфейса для пользователей и прикладного программного обеспечения. Современная ОС на сегодняшний день должна поддерживать мультипрограммную обработку, виртуальную память, свопинг, многооконный графический

295

Решетневские чтения. 2017

интерфейс пользователя и выполнять различные необходимые функции и услуги. Также к современным ОС предъявляются следующие эксплуатационные требования: 1) расширяемость; 2) переносимость; 3) совместимость; 4) надежность и отказоустойчивость; 5) безопасность; 6) производительность. Для серверных ОС характерны следующие признаки: 1) поддержка мощных аппаратных платформ, в том числе мультипроцессорных; 2) широкий набор сетевых служб; 3) поддержка большого числа одновременно выполняемых процессов и сетевых соединений; 4) наличие развитых средств защиты и средств централизованного администрирования сети. Клиентские ОС являются более простыми и должны обеспечивать удобный пользовательский интерфейс и определенный набор возможностей, который позволяет получать доступ к разнообразным сетевым ресурсам. При выборе прикладного программного обеспечения предприятия необходимо учитывать следующий ряд факторов: 1) деловую репутацию фирмыразработчика; 2) соответствие функциональных возможностей ПО требуемому уровню автоматизации предприятия; 3) стоимость ПО; 4) опыт внедрения данного ПО на других предприятиях; 5) наличие технической поддержки со стороны разработчика; 6) соответствие ПО аппаратной инфраструктуре предприятия; 7) затраты на модернизацию аппаратных средств; 8) затраты на обучение технического персонала и пользователей информационно-управляющей системы; 9) экономическую эффективность от внедрения информационно-управляющей системы. С использованием различных средств электронновычислительной техники (ЭВТ) решаются задачи обеспечения деятельности предприятия и его служб, а также задачи обслуживания клиентов предприятия. В решении задач управления предприятием и его ресурсов можно использовать различные автоматизированные системы – 1С:Бухгалтерия, Пользователь ИИС, информационно-правовое обеспечение Гарант, различные ERP-системы и т. д. Работа с физическими и юридическими лицами может обеспечиваться при использовании различных информационных систем, таких, как Quick Sales Free, Projects и т. д. Также в решении определенного ряда задач используют разнообразное ПО общего применения. Системное ПО необходимо для обеспечения условий при выполнении определенного ряда управленческих, организационных и производственных задач. Если задачи решаются на предприятии без использования или с незначительным использованием вычислительной техники, то они могут быть более эффективно решены с использованием различных средств ЭВТ, сюда можно отнести задачи обеспечения периодического технического сопровождения разрабатываемых программных средств.

На данный момент можно выделить следующие распространенные методы подключения к Интернету: 1) обыкновенное модемное соединение или коммутируемый доступ – (Dial-Up); 2) модемное соединение через ассиметричную цифровую абонентскую линию – (ADSL); 3) широкополосный доступ по выделенной линии – (Ethernet); 4) доступ при помощи технологии Mobile WiMAX; 5) доступ при помощи технологии Wi-Fi; 6) мобильный GPRS/3G доступ; 7) спутниковое подключение к сети. Перечисленные ранее методы будут различаться между собой принципами функционирования, скоростью отправки данных, надежностью, трудностью настройки оборудования и стоимостью. Любой ПК, тем более который подключен к Интернету, может быть заражен вирусами. Источниками распространения вирусов являются веб-сайты, различное ПО, флеш-накопители и пр. Таким образом, если компьютер будет подключен к ЛВС предприятия, то это нанесет большую угрозу, так как заражения от вирусов бывают разными. Самое наихудшее, что могут принести вирусы – уничтожение всей информации на жестком диске ПК. Чтобы этого избежать, необходимо на каждую рабочую станцию, в том числе и на сервер произвести установку антивирусного ПО. На сегодняшний день известными антивирусными программами можно считать Антивирус Касперского, Dr. Web и ESET NOD32. Не стоит ориентироваться на бесплатные антивирусные программы, так как антивирусные базы там достаточно малы и нет своевременного обновления этих баз, следовательно, эффективность при поиске вирусов оставляет желать лучшего. Также у бесплатных антивирусных программ нет технической поддержки, которая бывает порой необходима пользователям при различных проблемных ситуациях. Также не всегда стоит полагаться на брандмауэры, так как они не обеспечивают должной защиты ПК от внешних угроз. Также необходимо позаботиться программными продуктами для резервного копирования информации. Можно использовать Cobian Backup 10.0.3.759, SyncBackup 2.1 RC1, File Backup Watcher Free Edition 2.8.18 и т. д. Защиту от аварий электропитания необходимо осуществлять с использованием источников бесперебойного питания, подключенных к сети через адаптеры [1–5]. Таким образом, в статье рассмотрены методы успешного функционирования любого современного предприятия на сегодняшний день, и какие, собственно, информационные технологии для этого необходимы. Библиографические ссылки 1. Максимов Н., Попов И. Компьютерные сети : учеб. пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования. М. : Форум : ИнфраМ., 2011. 336 с. 2. Олифер В., Олифер Н. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. СПб. : Питер, 2009. 672 с.

296

Информационно-управляющие системы

3. Петров В. Информационные системы. СПб. : Питер, 2009. 688 с. 4. Комер Д. Принципы функционирования Интернета. СПб. : Питер, 2002. 384 с. 5. Симонович С. Интернет. Лаборатория мастера. Базовый курс. СПб. : Питер, 2008. 640 с. References 1. Maksimov N., Popov I. Komp'yuternye seti: Uchebnoe posobie dlya studentov uchrezhdeniy srednego professional'nogo obrazovaniya. [Computer networks: Textbook for students of institutions of secondary vocational education]. M. : Forum : Infra-M Publ., 2011, 336 p.

2. Olifer V., Olifer N. Komp'yuternye seti. Printsipy, tekhnologii, protokoly. [Computer networks. Principles, technologies, protocols]. SPb. : Peter Publ., 2009. 672 p. 3. Petrov V. Informatsionnye sistemy. [Information Systems.]. SPb. : Peter Publ., 2009. 688 p. 4. Comer D. Printsipy funktsionirovaniya Interneta. [Principles of the functioning of the Internet]. SPb. : Peter Publ., 2002. 384 p. 5. Simonovich S. Internet. Laboratoriya mastera. Bazovyy kurs. [The Internet. Laboratory of the master. Basic course]. SPb. : Peter Publ., 2008. 640 p.

297

© Юленков С. Е., Котельникова С. В., Сябренко А. П., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 669.713.7 РАЗРАБОТКА ВИРТУАЛЬНОЙ ЭКСКУРСИИ ДЛЯ МУЗЕЯ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО КОЛЛЕДЖА СИБГУ ИМ. М. Ф. РЕШЕТНЕВА С. Е. Юленков*, С. В. Котельникова, А. Н. Жуковская Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected], [email protected] Рассматриваются понятие и способы разработки виртуальных экскурсий, описывается разработка виртуальной экскурсии для музея Аэрокосмического колледжа СибГУ им. М. Ф. Решетнева. Ключевые слова: учреждение, виртуальная экскурсия, музей, панорама, интерфейс, информационная система, программный продукт. DEVELOPING VIRTUAL TOURS FOR THE MUSEUM OF AEROSPACE COLLEGE OF SIBSU NAMED AFTER M. F. RESHETNEV S. E. Yulenkov*, S. V. Kotelnikova, A. N. Zhukovskaya Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected], [email protected] The article deals with conception and ways to develop virtual tours, it describes the development of virtual tours at the museum of Aerospace college of SibSU named after M. F. Reshetnev. Keywords: institution, virtual tour, museum, panorama, interface, information system, software. В настоящее время у различного рода учреждений имеются виртуальные экскурсии по их залам, чтобы привлечь таким способом новых посетителей. Чаще всего подобные проекты можно увидеть, если зайти на веб-сайт учреждения. Виртуальной экскурсией принято считать способ реалистичного отображения трехмерного многоэлементного пространства на экране. Подобного рода решения создают полную полноту присутствия посетителей в зале учреждения, а также позволяют совершать увлекательные виртуальные прогулки, тем самым не выходя из дома, благодаря использованию современных интернет-технологий. Такого рода путешествия создаются из панорамных снимков, сделанных специалистами на объекте. Панорамной фотографией принято считать статичное изображение, которое может позволить рассмотреть большой угол обзора и демонстрирует вид местности из одной определенной точки. Собственно, на основе этих фотографий и создаются виртуальные путешествия. Виртуальные путешествия являются динамическим представлением панорамных фотографий с одного места. Эти экскурсии позволяют познакомить пользователей с условиями посещений объектов, приближенными к реальным условиям. Для информационной системы музея «Боевой и трудовой славы» Аэрокосмического колледжа (АК) СибГУ им. М. Ф. Решетнева и был разработан подобного рода тур, чтобы привлечь будущих посетителей музея колледжа посетить данное учреждение, а также проект будет полезен людям с ограниченными воз-

можностями, которые не в состоянии посетить сам музей и для иногородних жителей, которые не проживают в г. Красноярске. Музей АК СибГУ им. М. Ф. Решетнева занимается следующими видами деятельности: 1) формированием и хранением коллекций; 2) проведением сбора документации и реставрацией архивных документов; 3) проведением научно-исследовательских работ; 4) проведением поисковых работ; 5) проведением обзорных и тематических экскурсий по предварительной записи; 6) принимает участие в различных конкурсах и мероприятиях. Можно выделить следующие основные этапы создания виртуальных экскурсий: 1) составление ряда требований к виртуальному путешествию, реализация которых позволяет решить поставленные задачи перед разработкой; 2) посещение объекта для предварительного просмотра объектов съемки; 3) сроки изготовления виртуальной экскурсии; 4) утверждение даты и времени для проведения фотосъемки; 5) выполнение профессиональной съемки помещения; 6) реализация виртуального путешествия – (сшивка из отдельных изображений панорам, для этого имеется различное программное обеспечение; фотокоррекция отснятых изображений; авторинг виртуального путешествия, т. е. необходимо сформировать связи между панорамами и построить интуитивно понятную систему навигации; встраивание различного рода спецэффектов; сборка виртуальной экскурсии, т. е. в этом случае есть возможность защитить тур от несанкционированного использования или модификации).

298

Информационно-управляющие системы

Интерфейс виртуальной экскурсии музея АК СибГУ им. М. Ф. Решетнева

Выделяют следующие основные требования для создания виртуальных путешествий: 1) создание кнопок и панели управления; 2) необходимость организации управления движением панорамы, т. е. включение и отключение вращения, увеличение и уменьшение изображений в панораме и т. п.; 3) необходимость создания переключения между панорамами; 4) включение и отключение полноэкранного режима; 5) включение и отключение звукового сопровождения, если оно имеется в туре; 6) создание переходов между турами – (горячая точка – hotspot); 7) открытие и закрытие всплывающего окна. На вышеперечисленной основе и разрабатывось виртуальное путешествие для музея АК СибГУ им. М. Ф. Решетнева для его нынешних и будущих посетителей. Для фотосъемки панорам использовалась модель зеркальной камеры марки Nikon D7000. Выделяют следующие особенности данной модели: 1) имеется совместимость со старыми мануальными (нечипованными) объективами AI-S; 2) имеется наличие нескольких слотов для карт памяти; 3) имеется возможность сохранения 14-bit RAW-файла; 4) имеется защита от пыли и влажности; 5) имеется стопроцентное покрытие кадра в видоискателе, который является чистым; 6) имеется наличие сверхкороткой выдержки, которая будет равна 1/8000с; 7) часть корпуса выполнена из пластика; 8) отсутствие возможности поддержки быстрых карточек – CF; 9) буфер кадров составляет порядка 9-10 снимков в режиме RAW; 10) скорость серийной съемки является фиксированной и не имеется возможность расширения с помощью бустера; 11) имеется наличие автоматических режимов использования; 12) отсутствие возможности сохранения не сжатого RAW-файла. Съемка панорамы производилась в формате HDR (High Dynamic Range Imaging). HDR по праву можно считать технологией, которая работает с различными изображениями или с видео, диапазон яркости которых может превысить возможности стандартных технологий. Термин HDR часто употребляют в отношении получения, хранения и обработки растровых изображений. Технология на сегодняшний день имеет множество практических применений у разработчиков. Сюда можно отнести получение изображений и видеоматериалов на основе натуральных высококон-

трастных сцен, хранение и обработку HDR-контента, создание LDR-изображений на основе HDRизображений и достижения различных художественных эффектов, которые используют HDRизображения. Для графического интерфейса, корректировки изображений и обработки панорамных фотографий использовался программный продукт Adobe Photoshop, для объединения фотографий – PTGui, для компоновки панорамных фотографий виртуальной экскурсии музея АК СибГУ им. М. Ф. Решетнева было решено использовать Pano2vr [1–5]. Интерфейс разработанного виртуального тура по залам музея АК СибГУ им. М. Ф. Решетнева представлен на следующем рисунке (см. рисунок): Таким образом, поставленные цели и задачи при реализации проекта, были успешно реализованы в полном объеме. Проект имеет практическую значимость и полностью готов к внедрению на базе АК СибГУ им. М. Ф. Решетнева. Виртуальная экскурсия интегрирована с информационной системой музея АК СибГУ им. М. Ф. Решетнева для посетителей проекта. Реализованный проект может также быть интересен и полезен сотрудникам, преподавателям и студентам АК СибГУ им. М. Ф. Решетнева, а также представителям самого университета. Библиографические ссылки 1. Виртуальный тур [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Виртуальный_тур (дата обращения: 01.09.2017). 2. Теория создания и фотосъемка панорам [Электронный ресурс]. URL: https://1panorama.ru/kaksozdat-3d-panoramu-teoriya-i-fotosemka-2p (дата обращения: 05.09.2017). 3. Программы для создания виртуальных туров [Электронный ресурс]. URL: http://compress.ru/ article.aspx?id=15669 (дата обращения: 10.09.2017). 4. Бег по кругу: создание интерактивных панорам и виртуальных туров [Электронный ресурс]. URL: http://www.3dnews.ru/646669 (дата обращения: 15.09.2017). 5. Что такое виртуальный тур и как его сделать, программы для создания 3D-тура [Электронный ресурс]. URL: http://www.3dnews.ru/646669 (дата обращения: 18.09.2017).

299

Решетневские чтения. 2017

References 1. Virtual’nyy tur [Virtual tour] Available at: https://ru.wikipedia.org/wiki/Виртуальный_тур (accessed: 01.09.2017). (In Russ.) 2. Teoriya sozdaniya i fotos”emka panoram [Theory of creation and photographing panoramas] Available at: https://1panorama.ru/kak-sozdat-3d-panoramu-teoriya-ifotosemka-2p (accessed: 05.09.2017). (In Russ.) 3. Programmy dlya sozdaniya virtual’nykh turov [Programs for creating virtual tours] Available at: http://compress.ru/article.aspx?id=15669 (accessed: 10.09.2017). (In Russ.)

4. Beg po krugu: sozdanie interaktivnykh panoram i virtual’nykh turov [Running in a circle: creating interactive panoramas and virtual tours] Available at: http://compress.ru/article.aspx?id=15669 (accessed: 15.09.2017). (In Russ.) 5. Chto takoe virtual’nyy tur i kak ego sdelat', programmy dlya sozdaniya 3D-tura [What is a virtual tour and how to do it, programs to create a 3D tour] Available at: http://www.3dnews.ru/646669 (accessed: 18.09.2017). (In Russ.)

300

© Юленков С. Е., Котельникова С. В., Жуковская А. Н., 2017

Секция

«ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.4’2 СБОР СТАТИСТИЧЕСКИХ ДАННЫХ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СРЕДЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ Ж. С. Абенова1, М. Н. Петров2 1

АО «Национальная компания «Қазақстан Ғарыш Сапары», г. Астана, Казахстан Республика Казахстан, 01000, г. Астана, просп. Туран, 89 2 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected], [email protected] Рассматривается необходимость сбора статистических данных ИСИВ для последующего анализа функционирования системы управления ИСИВ (СУ ИСИВ). Сбор и анализ данных позволит находить проблемы в интерфейсе системы, повышать уровень безопасности СУ ИСИВ. Ключевые слова: сбор данных, система управления, веб-портал. COLLECTING STATISTICAL DATA OF THE INTEGRATED ENVIRONMENT OF INFORMATION COOPERATION Zh. S. Abenova1, M. N. Petrov2 1

JSC “National Company “Kazakhstan Gharysh Sapary” 89, Turan Аv., Astana, 010000, Kazakhstan E-mail: [email protected] 2 Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected], [email protected] The article shows the need to collect statistical data for the IEIC for the subsequent analysis of the functioning of the management system of the IEIC (MS IEIC). The collection and analysis of data allow to find problems in the interface of the system, improve the security level of MS IEIC. Keywords: data collection, management system, web-portal. Крупные предприятия и организации с их сложной структурой при управлении проектами представляют собой сложное взаимодействие, как с внутренними, так и с внешними связями. В данной ситуации, информационные технологии играют значительную роль в развитии современных предприятий, так как обладают большими возможностями автоматизировать или усовершенствовать множество выполняемых процессов при управлении проектами. Также следует отметить, что информационные технологии входят в перечень критических технологий и в приоритетные направления развития науки, технологий и техники в РФ, что способствует совершенствованию и постоянному появлению новых технологических решений, в том числе на создание современных веб-ресурсов [1]. Поэтому на современном этапе применение интегрированной среды информационного взаимодействия (ИСИВ) в космической отрасли является важнейшим элементом роста эффективности управления производством, как одно из наиболее перспективных направлений в интернет-технологии. ИСИВ позволяет решать вопросы информационной поддержки при управлении проектами различной сложности и направления, предоставлять качественную и своевременную информацию от потребителя и производителя 24 часа в сутки не зависимо от географического положения субъекта [2].

Однако применение подобных технологических систем требует системную работу по их продвижению, поддержки и наполнению. Система управления ИСИВ (СУ ИСИВ) не является исключением, и требует постоянный контроль и оценку результатов выполняемой работы с целью принятия своевременных управленческих решений для корректировки и дальнейшего развития ИСИВ. Для этого необходимо собирать достаточно большое количество статистических данных и проводить анализ процесса взаимодействия пользователей ИСИВ в течение определенного промежутка времени [3]. В СУ ИСИВ пользователи в целях безопасности разделены на группы пользователей в соответствии с определенными правами доступа и дополнительными возможностями. На рисунке показана схема разделения групп пользователей прототипа ИСИВ. СУ ИСИВ состоит из клиентской и административной частей. Отображение информации, доступ к персональным данным в клиентской части происходит за счет шаблона и модулей, которые выводятся в специально заранее отведенных позициях шаблона. Шаблон – это совокупность файлов, используемых CMS для отображения информации и формирования внешнего вида вебпортала. Отображение информации в заранее подготовленных позициях происходит за счет шаблона [4].

302

Программные средства и информационные технологии

Схема разделения групп пользователей прототипа СУ ИСИВ

Математическая модель шаблона ИСИВ можно описать тремя наборами правил, определяющую форму отображения информации следующим образом: Template = {Code, Content, Function} где Code состоит из HTML, CSS, Javascript; Content состоит из статей, информационных и служебных файлов СУ ИСИВ, комментарий и т. д.; Function формирует отображение информации и внешний вид шаблона. Административная часть – это панель управления веб-порталом, которая выполняет следующие действия: добавление, редактирование и удаление контента, анализ действий посетителей, модерация сообщений, обеспечение безопасности веб-портала и т. д. Статистические данные будут обрабатываться в административной панели. К ним относятся данные по посещению страниц, данные по посетителям, данные по показателям отказов системы, отслеживание каналов перехода и скорости загрузки веб-ресурса и т. д. Сбор и анализ полученных данных в СУ ИСИВ позволит формировать и своевременно корректировать развитие веб-ресурса ИСИВ [5]. С помощью анализа статистических данных СУ ИСИВ можно оценивать большое число параметров. К ним относятся: – выбор оптимальной схемы графического оформления и верстки сайта; – определение пользовательских предпочтений. Это позволит найти «пробелы» в дизайне или интерфейсе, делать выводы о предпочтениях пользователей системы управления ИСИВ на предприятиях, и повысить уровень безопасного функционирования системы. Библиографические ссылки 1. Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в РФ и перечня критических технологий РФ [Электронный ресурс]: указ Президента РФ от 07.07.2011 № 899. URL: http://elementy.ru/Library9/u899.htm (дата обращения: 05.09.2017). 2. Петров М. Н., Абенова Ж. С., Набиев Н. К. Исследование экспериментального прототипа системы интегрированной среды информационного взаимодействия // Вестник СибГАУ. 2017. Т. 18, № 1. С. 78–87.

3. Меньков А. В., Острейковский В. А. Теоретические основы автоматизированного управления. М. : Оникс, 2005. 640 с. 4. Петров М. Н., Абенова Ж. С., Набиев Н. К. Прототипирование интегрированной среды информационного взаимодействия в космической отрасли // Решетневские чтения : материалы XX Междунар. науч.-практ. конф. (09–12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Ч. 2. С. 228–231. 5. Краснянский М. Н., Карпушкин С. В., Остроух А. В. Проектирование информационных систем управления документооборотом научно-образовательных учреждений : монография. Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2015. 216 с. References 1. Ob utverzhdeniy prioritetnykh napravleniy razvitiya nauki, tekhnologiy i tekhniki v RF i perechnya kriticheskikh tekhnologiy RF [Electronic resource]: Ukaz Prezidenta RF ot 07.07.2011 № 899. URL: http:// elementy.ru/Library9/u899.htm (accessed: 05.09.2017). 2. Petrov M. N., Abenova Zh. S., Nabiyev N. K. [Research of experimental prototype system of an integrated environment of information cooperation]. Vestnik SibSAU. 2017, Vol. 18, no. 1. P. 78–87. (In Russ.) 3. Menkov A. V., Ostreykovskiy V. A. Teoreticheskiye osnovy avtomatizirovannogo upravleniya [Theoretical foundations of automated management]. M. : Oniks Publ., 2005, 640 p. 4. Petrov M. N., Abenova Zh. S., Nabiyev N. K. Prototyping an integrated environment of information cooperation // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. Р. 2. Р. 228–231. 5. Krasnyanskiy M. N., Karpushkin S. V., Ostroukh A. V. Proyektirovaniye informatsionnykh sistem upravleniya dokumentooborotom nauchno-obrazovatel’nykh uchrezhdeniy: monografiya. [Designing information management systems for document circulation of scientific and educational institutions: monograph]. Tambov : FGBOU VPO “TGTU” Publ., 2015. P. 216.

303

© Абенова Ж. С., Петров М. Н., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.67 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ДЛЯ СОПРОВОЖДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ Е. В. Антонова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Описывается метод круглоцилиндрической поверхности скольжения для количественной оценки устойчивости горных массивов при проектировании открытых горных работ, выделены особенности и сложности расчетов, приведено решение автоматизаций расчетов с использованием разработанного программного продукта. Ключевые слова: открытые горные работы, управление состоянием массива, метод круглоцилиндрической поверхности скольжения. DEVELOPING THE SYSTEM TO SUPPORT THE PROCESSES OF OPEN CAST MINING DESIGN E. V. Antonova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper describes a method of circular cylindrical sliding surface for quantitative assessment of stability of rock massif in open cast mining design, it highlights features and complexity of calculations and presents automation of calculations using the developed software product. Keywords: open cast mining, solid-state management, method of circular cylindrical sliding surface. В основе процесса добычи полезных ископаемых лежит предварительное проектирование горных работ, которое представляет собой разработку комплексной проектной документации, включающей архитектурные, функционально-технологические, конструктивные и инженерно-технические решения для объекта проектирования. Особенностью разработки месторождений открытым способом является вовлечение в эксплуатацию месторождений со сложными инженерно-геологическими условиями. Именно поэтому в данном случае выбор параметров бортов карьеров и ярусов отвалов имеет определяющее значение [1]. При проектировании открытых горных работ разработка разделов по выбору системы вскрытия и отработки карьера является одним из основных вопросов. Это обуславливает необходимость решения задач, связанных с управлением состоянием отрабатываемых массивов горных пород, в том числе с использованием методов количественной оценки устойчивости уступов, бортов карьеров и ярусов отвалов с учетом их динамики [2]. Основным условием устойчивости горных пород является превышение сил сопротивления сдвигу над сдвигающими силами, действующими по поверхности скольжения, которая ограничивает призму возможного обрушения [3]. Данное условие выражается следующей формулой:

 C  li   f i  Ni  Di    Ti ,

где С – сцепление; fi – коэффициент внутреннего трения массива пород; li – длина площадки с постоянными характеристиками C и fi; Ni – нормальная составляющая веса столба пород, опирающегося на площадку длиной li; Di – результирующая сила, учитывающая комплексное влияние гидростатического и гидродинамического давления на площадку; ∑Ti – сумма сдвигающих сил. Для решения задачи количественной оценки устойчивости горных массивов был использован метод круглоцилиндрической поверхности скольжения [4–5]. В таком случае смещение массива рассматривается как вращение «жесткого клина» вокруг оси, являющейся осью кругового цилиндра и параллельной откосу (рис. 1). При определении параметров массива таким способом следуют следующему алгоритму: 1. Задают необходимый коэффициент запаса устойчивости ηр. 2. Для известной высоты откоса и прочностных характеристик породы в образце вычисляют расчетные прочностные характеристики породы. 3. Находят положение поверхности скольжения и рассчитывают фактический коэффициент запаса устойчивости ηф. При этом ηф должен удовлетворять условию предельного равновесия. 4. Если ηф не удовлетворяет условию предельного равновесия, то изменяют один из искомых параметров и вновь проводят расчеты.

304

Программные средства и информационные технологии

Рис. 1. Схема к расчету коэффициента запаса устойчивости методом круглоцилиндрической поверхности скольжения

Рис. 2. Расчёт коэффициента устойчивости борта карьера

Разнообразие методов расчёта и условий разработки приводит к высокой сложности выполнения соответствующих расчётов и построения чертежей, что обуславливает необходимость разработки и внедрения специализированного программного обеспечения, позволяющего автоматизировать процесс расчёта основных характеристик горных массивов. Созданный в результате программный продукт позволяет строить паспорт прочности горной породы, рассчитывать коэффициент запаса устойчивости яруса отвала либо борота карьера (рис. 2), учитывать дополнительные нагрузки, возникающие под влиянием оборудования, визуализировать полученные результаты в виде схемы к расчетам, а также формировать отчеты по результатам работы программы.

Результаты расчетов, получаемые в результате работы программы, находятся в пределах допустимой погрешности и в полной мере соответствуют результатам, получаемым при использовании графоаналитического метода. Библиографические ссылки 1. Фисенко Л. Г. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. М. : Недра, 1965. 378 с. 2. Косолапов А. И. Управление состоянием массива : практикум. Красноярск : ГАЦЗиМ, 1998. 96 с. 3. Григорьев А. А., Горбунова Е. В., Девяткина А. Н. Оценка устойчивости бортов карьеров и отвалов : метод. указания. Владивосток : ДВГ-ТУ, 2009. 37 c.

305

Решетневские чтения. 2017

4. Гребенкин С. С., Петренко Ю. А., Самойлов В. Л. Управление состоянием массива горных пород : учеб. пособ. для студ. Донецк : ВИК, 2010. 191 с. 5. Баклашов И. В. Геомеханика : учебник для вузов. В 2 т. Т. 1. Основы геомеханики. М. : Изд-во Моск. гос. горного ун-та, 2004. 208 с. References 1. Fisenko L. G. Ustojchivost’ bortov kar’erov i otvalov. M. : Nedra, 1965. 378 p. 2. Kosolapov A. I. Upravlenie sostojaniem massiva : Praktikum. Krasnojarsk : GACZiM, 1998. 96 p.

3. Grigor’ev A. A., Gorbunova E. V., Devyatkina A. N. Otsenka ustoychivosti bortov kar’erov i otvalov : metod. ukazaniya. Vladivostok : DVG-TU, 2009. 37 p. 4. Grebenkin S. S., Petrenko Yu. A., Samoylov V. L. Upravlenie sostoyaniem massiva gornykh porod : ucheb. posob. dlya stud. Donetsk : VIK, 2010. 191 p. 5. Baklashov I. V. Geomekhanika: Uchebnik dlya vuzov. In 2 p. Osnovy geomekhaniki. M. : Izd-vo Mosk. gos. gornogo un-ta, 2004. P. 1. 208 p.

306

© Антонова Е. В., 2017

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.65 УЧЕБНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ П. А. Безрук, Е. П. Моргунов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается идея создания учебной системы управления базами данных, которая предназначена для изучения архитектуры и механизмов функционирования таких систем студентами. Ключевые слова: разработка СУБД, базы данных, SQL. AN EDUCATIONAL DATABASE MANAGEMENT SYSTEM P. A. Bezruk, E. P. Morgunov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper considers an idea of creation of an educational database management system which is intended to help students in studying architecture and the principles of functioning such systems. Keywords: developing DBMS, databases, SQL. В современном информационном обществе возрастает спрос на специалистов, которые могут разрабатывать и улучшать системы управления базами данных (СУБД). Чтобы принимать участие в разработке современной СУБД, специалист должен хорошо понимать принципы проектирования и функционирования таких систем, т. е. знать такие системы «изнутри». Однако начать изучение этих принципов сразу на примере промышленных СУБД студентам очень сложно, поскольку объем исходных кодов таких систем зачастую составляет сотни тысяч строк. Поэтому представляется целесообразным начинать подготовку специалистов по разработке СУБД с изучения некой упрощенной системы. Учебная СУБД не предполагает ее использования в решении реальных производственных задач, она не является альтернативой «большим» системам, таким, как, например, PostgreSQL [1]. Ее предназначение – помочь студентам в изучении основных принципов проектирования СУБД, процессов функционирования, алгоритмов, используемых для организации хранения и управления данными, сервисов, предоставляемых операционными системами для поддержки СУБД. Масштаб предлагаемой системы должен быть таким, чтобы за один учебный год студент мог познакомиться со всеми ее исходными кодами и проектной документацией. В состав учебной СУБД должны входить следующие компоненты: ядро системы, транслятор языка SQL, интерфейс взаимодействия, дополнительные утилиты [2–4]. Ядро должно отвечать за управление данными во внешней памяти, журнализацию и другие сервисы. Планируется реализовать транслятор языка SQL с частичной поддержкой стандарта 2008 г. [5].

Интерфейс взаимодействия необходим для того, чтобы пользователь при помощи языка SQL мог работать с СУБД. Это может происходить через командную строку операционной системы или с помощью специальной утилиты. Архитектура системы должна разрабатываться с учетом возможного расширения. Это важно потому, что студенты, изучающие данную систему, должны иметь возможность реализовывать новые модули и функции в рамках расширяемой архитектуры. Зачастую базы данных проектируются с использованием графических редакторов, в которых SQLкоманды по созданию таблиц, процедур и запросов скрываются от пользователя. В результате могут иметь место неоптимальные SQL-запросы, выполняющиеся слишком долго. Таким образом, понимание того, как устроена и как работает СУБД, поможет студентам не только подготовиться к возможному участию в разработке такой системы, но и позволит им более грамотно строить SQL-запросы при работе с «большими» СУБД, создавать необходимые индексы, добиваться максимально возможной скорости выполнения запросов и обеспечивать сохранность информации. Библиографические ссылки 1. PostgreSQL : документация [Электронный ресурс]. URL: https://postgrespro.ru/docs/postgresql (дата обращения: 10.9.2017). 2. Грофф Дж., Вайнберг П., Оппель Э. SQL. Полное руководство. 3-е изд. М. : Вильямс, 2015. 960 c. 3. Гарсиа-Молина Г., Ульман Дж., Уидом Дж. Системы баз данных. Полный курс. М. : Вильямс, 2003. 1088 с.

307

Решетневские чтения. 2017

4. Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных. 8-е изд. М. : Вильямс, 2005. 1328 с. 5. Стандарты языка SQL [Электронный ресурс]. URL: http://www.intuit.ru/studies/courses/4/4/lecture/94 (дата обращения: 12.9.2017). References 1. PostgreSQL : Dokumentatsiya. Available at: https:// postgrespro.ru/docs/postgresql (accessed: 10.9.2017).

2. Groff Dzh., Vajnberg P., Oppel’ Je. SQL. Polnoe rukovodstvo. 3-e izd. M. : Vil’jams, 2015. 960 p. 3. Garsia-Molina G., Ul’man Dzh., Uidom Dzh. Sistemy baz dannyh. Polnyj kurs. M. : Vil’jams, 2003. 1088 p. 4. Dejt, K. Dzh. Vvedenie v sistemy baz dannyh. 8-e izd. M. : Vil’jams, 2005. 1328 p. 5. Standarty yazyka SQL. Availiable at: http:// www. intuit.ru/studies/courses/4/4/lecture/94 (accessed: 12. 09.2017). © Безрук П. А., Моргунов Е. П., 2017

308

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.91 РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО-СПРАВОЧНОЙ СИСТЕМЫ ПО ПОДБОРУ НОУТБУКОВ П. А. Бурлева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается проблема выбора подходящего ноутбука. Для решения проблемы предложена разработка системы, позволяющей осуществлять подбор несколькими способами, где один из способов основан на фильтрации по параметрам, а другой на анализе ответов пользователя на ключевые вопросы. Реализация логики системы предполагает использование хранимых процедур и базы знаний на основе логической модели. Ключевые слова: ноутбуки, система для выбора ноутбука, база знаний. DEVELOPING THE INFORMATION INQUIRY SYSTEM FOR LAPTOPS SELECTION P. A. Burleva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The problem of choosing the right laptop is considered. To solve the problem, the research proposes to develop a system that helps to select laptop by several methods. One of the methods is based on filtering by parameters, and the other is based on an analysis of the user’s answers to key questions. The implementation of the logic of the system involves using of the stored procedures and knowledge base. Keywords: laptops, system for laptops selection, knowledge base. В современном мире ноутбуки для многих стали неотъемлемой частью жизни. Большинство используют их только для выхода в Интернет и просмотра фильмов. В то же время другие только для работы, при этом некоторые работают исключительно с офисными программами. Части пользователей он нужен только для игр. Также имеются люди, использующие ноутбук для создания программ. Они применяются даже в космосе. На одном из сайтов, повествующих об использовании ноутбуков в космосе сказано следующее: «Причиной использования ноутбуков в космосе стала не только их природная мобильность. Дело в том, что подобные устройства легко модернизировать или же вовсе заменить» [1]. Из вышеперечисленного следует, что пользователями ноутбуков являются совершенно разные люди, с разным уровнем владения данной техникой и разными требованиями к ней. Но всех вышеперечисленных людей объединяет потребность в ноутбуке. С течением времени появляются новые модели ноутбуков, и обычным пользователям становится все сложнее понять, какая модель им необходима. Однако понимание необходимых характеристик очень важно. Так как для большинства современных типовых программ входящих, в стандартный набор, не требуется большой мощности. В связи с этим при правильном выборе можно сэкономить денежные средства. При подборе ноутбука для работы в космосе одним

из наиболее важных факторов является надежность, а другие характеристики отходят на второй план. Из вышесказанного следует, что проблема выбора ноутбука является актуальной. Вследствие вышесказанного было принято решение о разработке информационно-справочной системы по подбору ноутбуков с использованием двух подходов. Первый подход предлагает осуществлять подбор на основе применения различных фильтров, по таким характеристикам как:  тип процессора;  оперативная память;  тип видеокарты;  объем жесткого диска;  производитель;  время автономной работы;  диагональ дисплея;  вес. Такая реализация позволит опытным пользователям быстро выбрать подходящий ноутбук, исходя из их потребностей. Второй подход предназначен для неопытных пользователей. Функционирование, которого основано на анализе ответов на ряд ключевых вопросов. Полученные ответы позволят оценить, какие характеристики ноутбука необходимы для данного пользователя системы. После чего будет предоставлен список рекомендуемых ноутбуков. Формирование рекомен-

309

Решетневские чтения. 2017

даций предполагается использование данных портала notebookcheck.net [2], содержащего в себе классификацию видеокарт и процессоров, а также результатов их тестирования. Непосредственная реализация информационносправочной системы осуществляется с использованием языка PHP версии 7.1.9 [3]. В качестве системы управления базой данных была выбрана MySQL версии 5.7.19 [4]. Вышеперечисленные программные средства позволят добиться быстродействия и надежности программного продукта. Интерфейс системы построен с применением стиля Material design [5]. Ядро системы анализа вопросов построено с использованием хранимых процедур и базы знаний основанной на логической модели правил. В заключение нужно отметить, что данная система позволит неопытным пользователям сэкономить денежные средства. Ведь порой люди переплачивают за функционал, которым они в дальнейшем не пользуются. Также данный портал упростит и ускорит выбор ноутбука опытным пользователям. Библиографические ссылки 1. Сведения о ноутбуках в космосе [Электронный ресурс]. URL: https://xakep.ru/2010/08/31/53107/ (дата обращения: 04.04.2017).

2. Notebook / Laptop Reviews and News – NotebookCheck.net [Электронный ресурс]. URL: https:// www. notebookcheck.net/ (дата обращения: 04.04.2017). 3. PHP: Hypertext Preprocessor [Электронный ресурс]. URL: http://php.net/ (дата обращения: 04.04.2017). 4. MySQL [Электронный ресурс]. URL: https:// www.mysql.com/ (дата обращения: 04.04.2017). 5. Material Design [Электронный ресурс]. URL: https://Material.io (дата обращения: 10.09.2017). References 1. Svedeniya o noutbukakh v kosmose [Information about laptops in the space]. Available at: https:// xakep.ru/2010/08/31/53107/ (accessed: 04.04.2017). 2. Notebook / Laptop Reviews and News – NotebookCheck.net. Available at: https://www.notebookcheck.net/ (accessed: 04.04.2017). 3. PHP: Hypertext Preprocessor. Available at: http://php.net/ (accessed: 04.04.2017). 4. MySQL. Available at: https://www.mysql.com/ (accessed: 04.04.2017). 5. Material Design. Available at: https://Material.io (accessed: 10.09.2017).

310

© Бурлева П. А., 2017

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.62 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ А. С. Быканова*, В. В. Соболев Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected] Рассмотрены концепции разработки систем поддержки принятия решений на основе информации, хранимой в базах данных. Ключевые слова: система поддержки принятия решения, данные, база данных, хранилище данных, OLTP, OLAP. DEVELOPING DECISION SUPPORT SYSTEM BASED ON DATA A. S. Bykanova*, V. V. Sobolev Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * Е-mail: [email protected] The work explains concepts of developing the decision support systems based on information stored in databases. Keywords: decision support system, data, database, data warehouse, OLTP, OLAP. Система поддержки принятия решений (СППР) представляет собой многоуровневую информационную систему, помогающую пользователю найти решение поставленной задачи, используя предоставленную им информацию. Взаимодействие между системой и пользователем осуществляется через интерфейс, а решение формируется посредством анализа большого объема данных по предметной области, к которой относится задача. Стоит отметить, что чем больше этих данных содержится в СППР, тем более точное решение может получить пользователь. Существуют различные виды СППР в зависимости от методов анализа и обработки информации, необходимой для принятия решения. Широкое применение имеют СППР на основе данных, использующие для хранения и анализа информации базы данных (БД). Они позволяют хранить большие объемы данных в упорядоченном виде, благодаря чему упрощается процесс сбора, анализа и обработки необходимой информации. Для разработки СППР на основе данных чаще всего используются две основные концепции: хранилище данных (data warehouse) и системы оперативной обработки транзакций OLTP (online transaction processing) [2]. Выбор концепции напрямую зависит от предметной области, для которой разрабатывается СППР. OLTP-системы обеспечивают ввод, хранение и обработку актуальных повторяющихся данных в режиме реального времени. Но они имеют ограниченный набор аналитических, плохо структурированы и не подходят для выполнения сложных операций [1]. Хранилища данных содержат в себе огромный набор фиксированных данных, собранных для поддержки принятия решения в определенной предмет-

ной области. При этом данные хранилища не обновляются, а только дополняются или удаляются. Анализ данных в хранилищах гораздо проще, чем в OLTPсистемах, так как информация упорядочена и ей можно оперировать посредством сложных запросов. Время обработки запросов может быть длительным при обращении к очень большому количеству записей, но вероятность получения качественно более точного ответа гораздо выше. Реализация хранилищ данных – достаточно трудоемкий процесс, поэтому для узкой предметной области или небольших групп пользователей (филиал или отдел предприятия) создаются витрины данных (data mart). Они гораздо проще в построении, но не исключены проблемы с их интеграцией в общую базу данных СППР [2]. На основе хранилищ данных была разработана концепция интерактивной аналитической обработки OLAP (online analytical processing). OLAP-системы представляют собой многомерные базы данных (гиперкуб), где для описания значений данных в ячейках используется термин summary (сводка), для обозначения исходных данных, на основе которых они вычисляются, – термин measure (количество), а для обозначения параметров запросов – термин dimension (измерение). В процессе обработки данных производится их одновременный (многомерный) анализ, при этом сами данные обновляются в зависимости от требований к их актуальности [1]. Системы поддержки принятия решения на основе данных достаточно удобны для сбора, хранения и обработки больших массивов данных за счет их упорядоченности и использования различных сложных запросов, позволяющих оперировать с ними. Но далеко не всегда они просты в реализации и их примени-

311

Решетневские чтения. 2017

мость отличается в зависимости от выбранной предметной области: необходимо предусмотреть вид данных, необходимость их обновления и наилучшую модель их хранения. Библиографические ссылки 1. Тартынский В. А. Реализация хранилищ данных в системах поддержки принятия решений // Молодой ученый. 2009, № 9. С. 31–34. 2. Chaudhuri S., Dayal U., Ganti V. Database Technology for Decision Support Systems // IEEE Computer. 2001. C. 48–55.

References 1. Tartynsky V. A. Realizacija hranilishh dannyh v sistemah podderzhki prinjatija reshenij // Molodoj uchenyj. 2009, No 9. С. 31–34. 2. Chaudhuri S., Dayal U., Ganti V. Database Technology for Decision Support Systems // IEEE Computer. 2001. P. 48–55.

312

© Быканова А. С., Соболев В. В., 2017

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.78 КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ РАСПОЗНАВАНИЯ ДОРОЖНЫХ ЗНАКОВ ПО ВИДЕОПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ С. С. Бычков Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Обосновывается важность автоматического распознавания дорожных знаков на видеопоследовательности. Проводится сравнительный анализ существующих методов решения задач локализации и распознавания дорожных знаков. Ключевые слова: детектор, распознавание, дорожные знаки, видеопоследовательность. CLASSIFICATION OF TRAFFIC SIGN RECOGNITION METHODS IN A VIDEO S. S. Bychkov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The work explains the importance of automatic traffic sign recognition process. It compares several existed methods of solving the problem of traffic sign detection and recognition. Keyword: detector, recognition, traffic sign, video. На текущий день, множество автомобилей оснащены различными средствами видеорегистрации, такими как установленный видеорегистратор, мобильный телефон или же встроенный в автомобиль комплекс сенсоров и фиксаторов. Информация о дорожных знаках с данных устройств может быть использована во множестве сфер, начиная от создания систем активной безопасности автомобиля в процессе движения, автоматического создания актуальной карты дорожных знаков и заканчивая реализацией автономной системы движения автомобиля. Поэтому решение задачи распознавания дорожных знаков по видеопоследовательности до сих пор представляет научный интерес. Процесс распознавания дорожных знаков разделяется на два основных этапа, и первым из них является локализация. На этапе локализации дорожных знаков используются методы, основанные на особенностях цвета и формы дорожных знаков. Данные детекторы определяют и сегментируют области входного кадра видеопоследовательности, цвета которых входят в заранее заданный диапазон. Основной проблемой подобных методов является вариативность результатов поиска искомых областей кадра к наличию различных помех, вызванных изменением освещенности, воздействия погодных условий и т. д. Для решения данной проблемы исследователи используют различных цветовые пространства, такие как [1–3]: – RGB – используется нормализованный фиксированный диапазон красного цвета; – HSI – используется для получения информации с кадра, с меньшим воздействием погодных условий и изменением освещенности;

– CIELAB – используется с применением фильтра Габора, что позволяет получить инвариантные результаты относительно интенсивности цвета. Для решения задачи локализации дорожных знаков на входном кадре с помощью детекторов геометрических признаков, используют такие методы, как: – преобразование Хафа [4]; – построение карты расстояний [5]; – построение гистограммы направленных градиентов [6]. Основным недостатком по сравнению с методами, основанными на особенностях цвета, является высокая вычислительная сложность алгоритмов. Также для локализации дорожных знаков используются максимально стабильные области экстремума, при которых исходное изображение обрабатывается пороговой функцией с изменяющимся значением порога [7]. В результате получается новая последовательность изображений, размер которой соответствует количеству различных значений порога. Данный метод является устойчивым к изменению контраста и световых условий. Работа представленных детекторов может быть скомбинирована для увеличения точности локализации и сегментирования дорожных знаков. После получения локализованного дорожного знака требуется его классифицировать. Для решения данной задачи используются методы, разделяющиеся на две категории: – шаблонные методы; – классификаторы на основе нейронных сетей. Шаблонные методы выполняют попиксельно сравнение между сегментированной областью и зара-

313

Решетневские чтения. 2017

нее созданным шаблоном. Данная техника достаточно проста и дает высокие показатели точности и быстродействия при классификации на предварительно выровненных изображениях. Но для изображений, снятых под определенным углом потребуется создать шаблоны под различными углами наклона и поворота, либо же в процессе сравнения поворачивать и масштабировать сравниваемый шаблон в соответствии с различными ориентирами (направление прямых линий и т. п.). Такие методы называются деформируемыми моделями [8]. Классификаторы основываются на технологиях машинного обучения, что позволяет при должном обучении получать приемлемые результаты классификации вне зависимости от каких-либо внешних помех. Основными алгоритмам в этой категории являются: – метод опорных векторов; – нейронные сети; – регрессионные деревья решений; Основным недостатком данных методов является требование правильно выбирать модель обучения, после чего проводить длительное обучение классификатора. Подводя итоги, можно сделать предположение, что наиболее эффективным будет использование в качестве локализаторов цветовой детектор вместе с одним из геометрических детекторов, предварительно выбрать цветовое пространство HIS. Для классификатора лучше всего подойдет классификатор на основе нейронных сетей, так как вычислительные мощности на распознавание малы, что приемлемо для устройств, не обладающих высокими техническими характеристиками.

References 1. Road-sign detection and recognition based on support vector machines / S. Maldonado-Bascon [et al.] // IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2007. Vol. 8. P. 264–278. 2. Khan J. F., Bhuiyan S. M. A., Adhami R. R. Image segmentation and shape analysis for road-sign detection. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2011. Vol. 12. P. 83–96. 3. De la Escalera A., Moreno L. E., Salichs M. A., Armingol J. M. Road traffic sign detection and classification. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 1997. Vol. 44. P. 848–859. 4. Garcia-Garrido M. A., Sotelo M. A., MartinGorostiza E. Fast traffic sign detection and recognition under changing lighting conditions. In Proceedings of ITSC, 2006. P. 811–816. 5. Road-sign detection and recognition based on support vector machines / S. Maldonado-Bascon [et al.] // IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2007. Vol. 8. P. 264–278. 6. Overett G., Petersson L. Large scale sign detection using HOG feature variants. In Proceedings of 2011 IEEE intelligent vehicles symposium, 2011. P. 326–331. 7. Greenhalgh J., Mirmehdi M. Real-time detection and recognition of road traffic signs. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2012. Vol. 13. P. 1498–1506. 8. De la Escalera A., Armingol J. M., Pastor J. M., Rodriguez F. J. Visual sign information extraction and identification by deformable models for intelligent vehicles. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2004. Vol. 5. P. 57–68. © Бычков С. С., 2017

314

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.91 ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УПРАВЛЕНИЯ МАЛЫМ ПРЕДПРИЯТИЕМ А. С. Васильева*, О. А. Власова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Рассматриваются вопросы, связанные с автоматизацией управления предприятием. Отражена классификация управленческих систем. Обосновано решение о создании индивидуального программного обеспечения по управлению фирмой. Ключевые слова: управление организацией, программы управления предприятием, виды систем управления бизнесом. INFORMATION MANAGEMENT SOFTWARE FOR SMALL BUSINESS A. S. Vasil’eva*, O. A. Vlasova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The article discusses issues related to the automation of enterprise management. The research reflects the classification of management systems. It justifies the decision to create individual software to manage a firm. Keywords: organization management, a program of enterprise management, types of business management systems. Управление развитием производственно-торговой фирмы в традиционном понимании имеет дело преимущественно с материальными активами. Как замечено в работе [1], в последние годы управленческая практика, особенно практика развития коммерческих фирм, столкнулась с необходимостью управления не только материальными, но и нематериальными активами. К последним, в первую очередь, относятся человеческие ресурсы. Управление организацией осуществляется над разными сферами ее деятельности, но в любой компании есть то, что объединяет ее с другими. Все что-то продают, будь то товары или услуги, и поэтому работают с клиентами. Все ведут ту или иную документацию. В работе [2] подчеркнута необходимость в использовании современных методов управления фирмой. Другими словами, управление современной организацией должно оснащаться специализированными информационными системами. С их помощью намного удобнее и продуктивнее вести документооборот, отслеживать работу с поставщиками и клиентами, контролировать запасы материалов и т. д. Программы управления фирмой помогают достичь более высоких результатов работы компании. Главное предназначение современных систем управления компанией – обеспечить информационную связь между всеми отделами предприятия. Используя программы управления предприятием, можно создать общую информационную базу данных предприятия. База данных может содержать всю информацию, необходимую для работы (сведения

о клиентах, услугах и продукции, деятельности служб и подразделений предприятия и т. п.). Практика доказывает, что программы управления нужны любым организациям независимо от их рода деятельности, размеров бизнеса, количества сотрудников и количества заказов. Рынок информационных систем для бизнеса предлагает сегодня разнообразный выбор решений, помогающих предприятию организовать управленческий учет, обеспечить оперативное управление производством и сбытом, осуществлять эффективное взаимодействие с заказчиками и поставщиками. В зависимости от функциональных возможностей принято выделять три вида систем управления бизнесом [3]:  оперативные;  аналитические;  комбинированные или коллаборационные. Оперативные системы управления компанией позволяют регистрировать основную информацию о клиентах и продуктах, обеспечивая доступ к введенной информации. Информационная система оперативного уровня поддерживает специалистовисполнителей, обрабатывая данные о сделках и событиях (счета, накладные, зарплата, кредиты, поток сырья и материалов). Это основной поставщик информации для остальных типов информационных систем в организации, так как содержит и оперативную, и архивную информацию. К оперативным системам управления предприятием относятся такие системы, как ERP (Enterprise Resource Planning System – система планирования ресурсов предприя-

315

Решетневские чтения. 2017

тия), CRM (Customer Relationship Management System – система управления взаимоотношениями с клиентами), WMS (Warehouse Management System – система управления складом), HRM (Human Resource Management – система управления трудовыми ресурсами). Аналитические системы управления компанией предназначены для поддержки принятия решений на стратегическом уровне управления предприятием. Главное отличие таких систем от систем оперативного управления состоит в том, что последние обеспечивают управление предприятием в «режиме функционирования», т. е. выполнения вполне определенной производственной программы, в то время как аналитические системы стратегического уровня помогают руководству предприятия вырабатывать решения в «режиме развития» [4]. Аналитические системы позволяют выстраивать разветвленную иерархию отчетов, в которых данные могут быть представлены в различных разрезах. Такие отчеты дают возможность анализировать сильные и слабые стороны компании и могут использоваться при оптимизации ее маркетинговой политики. К аналитическим системам управления компанией относятся, в первую очередь, OLAP-системы (OnLine Analytical Processing) и программные продукты класса Data Mining («добыча данных»). Комбинированные или коллаборационные системы управления фирмой объединяют функции аналитических и оперативных систем управления бизнеспроектами. Типовое программное обеспечение, которое представлено в настоящий момент на рынке информационных систем управления предприятием, согласно перечню поставленных перед ним задач, должно обеспечивать потребности как можно большего количества потребителей, обеспечивая наиболее востребованный функционал [5]. Однако зачастую возникает потребность сузить или расширить спектр выполняемых программой задач, чтобы она начала соответствовать индивидуальным потребностям конкретной компании или фирмы. В частности это необходимо бизнесу, полная автоматизация задач для которого гарантирует не только удобство работы с программным обеспечением, но и повышение производительности труда, то есть существенное увеличение прибыли. Также, переходя к комплексной системе оперативного управления компанией, руководители ИТотделов зачастую сталкиваются с проблемой высокой стоимости проектов внедрения информационных систем подобного назначения и с большими затратами на ее последующее сопровождение. Эта проблема становится главной у небольших фирм, особенно на начальных этапах развития бизнеса.

Таким образом, перспективным направлением является разработка индивидуального программного обеспечения для управления небольшой фирмой, например занимающейся изготовлением и продажей строительных материалов. Библиографические ссылки 1. Аванесова М. Е. Управление развитием производственно-торговой фирмой : дис. … канд. экон. наук. М. : РАГС, 2007. 147 с. 2. Федоренко К. П. Управление конкурентоспособностью фирмы на российском рынке электронных компонентов : дис. … канд. экон. наук. М. : ВАВТ, 2011. 184 с. 3. Системы управления бизнесом : статьи [Электронный ресурс]. URL: http://old.i-direktor.ru/cgi-bin/ go.pl?i=27 (дата обращения: 12.09.2017). 4. Системы стратегического управления для бизнеса [Электронный ресурс]. URL: https://iteam.ru/ publications/it/section_92/article_3005 (дата обращения: 13.09.2017). 5. Разработка индивидуального программного обеспечения [Электронный ресурс]. URL: http://ru. intechcore.com/razrabotka-individualnogo-programmnogo-obespechenija/ (дата обращения: 12.09.2017). References 1. Avanesova М. E. Upravlenie razvitiem proizvodstvenno-torgovoy firmoy [Managing the development production and trade firm. Cand. of Ec. Sci. diss]. M. : RAGS, 2007, 147 p. 2. Fedorenko K. P. Upravlenie konkurentosposobnost’yu firmy na rossiyskom rynke elektronnykh komponentov [Management of competitiveness of firms on the Russian market of electronic components. Cand. of Ec. Sci. diss]. M. : VAVT, 2011, 184 p. 3. Sistemy upravlenija biznesom : stat’i [Article. System business management]. Available at: http://old. i-direktor.ru/cgi-bin/go.pl?i=27 (accessed: 12.09.2017). (In Russ.) 4. Sistemy strategicheskogo upravleniya dlya biznesa [The strategic management system for business]. Available at: https://iteam.ru/publications/it/section_92/ article_3005 (accessed: 13.09.2017). 5. Razrabotka individual’nogo programmnogo obespecheniya [Development of individual software]. Available at: http://ru.intechcore.com/razrabotkaindividualnogo-programmnogo-obespechenija/ (accessed: 12.09.2017). (In Russ.)

316

© Васильева А. С., Власова О. А., 2017

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.91 ЗАЩИТА И БЕЗОПАСНОСТЬ БАЗЫ ДАННЫХ О. А. Власова*, А. С. Васильева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected] Ни для кого не станет новостью, что современным миром правит информация. Поэтому для любой компании наиболее значимым и ценным активом является база данных. А значит, её защита – одна из самых сложных задач, стоящих перед подразделениями, отвечающими за обеспечение информационной безопасности. Ключевые слова: база данных, защита базы данных. THE PROTECTION AND SECURITY OF THE DATABASE O. A. Vlasova*, A. S. Vasil’eva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * Е-mail: [email protected] It is common knowledge that modern world is ruled by information. Therefore, for any company the most important and valuable asset is the database. An enterprise protection is one of the most difficult tasks of the units responsible for information security. Keywords: database, protection database. В настоящее время практически ни одна организация не обходится без использования баз данных в своей деятельности. Поскольку в базах данных может храниться очень деликатная или конфиденциальная информация, касающаяся финансовой документации и клиентской информации, актуален вопрос ее защиты и безопасности. Под «защитой БД» понимается способ предотвращения несанкционированного доступа к информации, хранимой в таблицах [1]. Долгое время защита баз данных ассоциировалась с защитой локальной сети предприятия от внешних атак хакеров, борьбой с вирусами и т. п. Однако, одним из наиболее слабых мест при обеспечении безопасности данных является большое количество лиц, получающих к ним доступ на самых различных уровнях, т. е. угрозы возникают не только извне, но и изнутри, со стороны легальных пользователей. Наиболее типичным примером является скачивание базы данных системным администратором перед увольнением, или воровство базы сотрудником, имеющим к ней доступ в связи с должностными обязанностями. Таким образом, возникает проблема защиты конфиденциальной информации от атак злоумышленников. Так каким же образом защитить информацию? К основным средствам защиты информации относят следующие: – парольная защита; – установление прав доступа к объектам БД; – защита полей и записей таблиц БД; – шифрование данных и программ. Парольная защита представляет простой и эффективный способ защиты БД от несанкционированного

доступа. Пароли устанавливаются конечными пользователями или администраторами БД и хранятся в определенных системных файлах СУБД в зашифрованном виде. В целях контроля использования основных ресурсов СУБД во многих системах имеются средства установления прав доступа к объектам БД. Права доступа определяют возможные действия над объектами. Владелец объекта, а также администратор БД имеют все права. Остальные пользователи к разным объектам могут иметь различные уровни доступа. К данным, имеющимся в таблице, могут применяться меры защиты по отношению к отдельным полям и отдельным записям. В реляционных СУБД отдельные записи специально не защищаются. Применительно к защите данных в полях таблиц можно выделить такие уровни прав доступа, как полный запрет доступа, только чтение, разрешение всех операций (просмотр, ввод новых значений, удаление и изменение). Более мощным средством защиты данных от просмотра является их шифрование. Шифрование – это преобразование читаемого текста в нечитаемый с помощью стойкого криптоалгоритма [3]. Для дешифрования информации пользователи, имеющие санкционированный доступ к зашифрованным данным, имеют ключ и алгоритм расшифрования. Главным объектом атаки являются, как правило, административные полномочия. Их можно получить, узнав в хешированном или символьном виде пароль администратора системы.

317

Решетневские чтения. 2017 Методы противодействия типовым угрозам Угроза Хищение информации из БД неуполномоченным пользователем

Противодействие Шифрование базы данных и ролевое управление доступом

Хищение информации из БД со стороны легального пользователя (превышение полномочий) Хищение или использование чужой учетной записи (из-за отсутствия защиты учетной записи) Использование известных паролей, установленных по умолчанию. Хищение пароля. Подбор пароля. Перехват пароля во время передачи по сети Хищение или копирование ключевого контейнера или его резервной копии

Ролевое аудит

Перехват закрытого ключа (в момент его использования с помощью специального ПО) Дублирование смарт-карты

Перехват передаваемых по сети данных

управление,

подробный

Метод Установка системы управления доступом по цифровым сертификатам, шифрование критических сегментов базы Аутентификация и дополнительный мониторинг действий пользователя

Аутентификация сертификату

по

цифровому

Использование механизма SSL-аутентификации

Аутентификация сертификату

по

цифровому

Отказ от использования паролей, переход на SSL-аутентификацию с использованием сертификатов

Закрытый ключ хранится как не экспортируемый в защищенной памяти интеллектуальной смарткарты Аппаратная реализация криптографических операций в смарт-карте

Использование смарт-карт технологий для безопасного хранения закрытых ключей

Доступ к защищенной памяти смарт-карты, в которой хранятся закрытые ключи, защищен PINкодом. Экспорт закрытых ключей из смарт-карты исключен Шифрование сетевого трафика

Типовые угрозы и технические методы противодействия им с помощью технологий, основанных на применении встроенных в Oracle, приведены в таблице [2]. Итак, для минимизации риска потерь необходима реализация комплекса нормативных, организационных и технических защитных мер, в первую очередь: введение ролевого управления доступом, организация доступа пользователей по предъявлению цифрового сертификата, а в ближайшей перспективе – промышленное решение по выборочному шифрованию и применение алгоритмов ГОСТ для шифрования выбранных сегментов базы. Для полного решения проблемы защиты данных администратор безопасности должен иметь возможность проводить мониторинг действий пользователей, в том числе с правами администратора. Поскольку штатная система аудита не имеет достаточных средств защиты, необходима независимая система, защищающая корпоративную сеть не только снаружи, но и изнутри [4]. В будущем должны также появиться типовые методики комплексного решения задачи защиты баз данных для предприятий разного масштаба – от мелких до территориально распределенных. Библиографические ссылки

Использование смарт-карт технологий для аппаратного выполнения криптографических операций (SSL) в процессоре смарт-карты без «выхода» закрытых ключей наружу Закрытые ключи, сгенерированные смарт-картой или импортированные в нее, хранятся в закрытой памяти смарт-карты и не могут быть из нее извлечены Использование SSL-протокола для шифрования передаваемых по сети данных с помощью встроенных в Oracle алгоритмов симметричного шифрования

2. Увайсова З. М., Билалова И. М. Защита и безопасность баз данных // Студенческий научный форум : материалы VII Междунар. студ. электронной науч. конф. [Электронный ресурс]. URL: http://www. scienceforum.ru/ (дата обращения: 14.09.2017). 3. Лихоносов А. Г. Безопасность баз данных : интернет-курс по дисциплине [Электронный ресурс]. URL: http://www.e-biblio.ru/ (дата обращения: 12.09.2017). 4. Смирнов С. Н. Безопасность систем баз данных. М. : Гелиос АРВ, 2007. С. 352–353. References 1. Sabanov A. The security of the database. What, from whom, and how to protect. Connect, 2006, No. 4. (In Russ.) 2. Uvaisov Z. M., Bilalov M. I. Protection and database security. // Proceedings of the VII International student electronic scientific conference “Student scientific forum”. Available at: http://www.scienceforum.ru/ (accessed: 14.09.2017). (In Russ.). 3. Lihonosov A. G. Database Security : online course on discipline. Available at: http://www.ebiblio.ru/ (accessed: 12.09.2017). (In Russ.) 4. Smirnov S. N. The security of database systems. M. : Gelios ARV, 2007. P. 352-353. (In Russ.)

1. Сабанов А. Безопасность баз данных. Что, от кого и как надо защищать. Connect, 2006. № 4.

318

© Власова О. А., Васильева А. С., 2017

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.42 ЯЗЫК СЦЕНАРИЕВ ИСПЫТАНИЙ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА Р. В. Вогоровский Красноярский научный центр СО РАН Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 E-mail: [email protected] Рассматривается грамматика языка описания сценариев испытаний бортовой аппаратуры космического аппарата. Язык построен на основе формальной модели процесса проведения испытаний. Ключевые слова: космический аппарат, бортовая аппаратура, сценарий испытаний, контекстно-свободная грамматика, язык сценариев. SCENARIO LANGUAGE FOR TESTING THE SPACECRAFT ONBOARD EQUIPMENT R. V. Vogorovskiy Krasnoyarsk Science Centre SB RAS Institute of Computational Modelling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation E-mail: [email protected] The grammar of the scenario language to test the spacecraft onboard equipment is observed in this article. Scenario language is based on the formal model of the test execution process. Keywords: spacecraft, onboard equipment, test scenario, context-free grammar, scenario language. Высокая надежность и качество функционирования бортовой аппаратуры космических аппаратов обеспечивается за счет проведения испытаний бортовых систем при различных вариантах использования и режимах функционирования. Испытания проводятся с использованием специальных аппаратнопрограммных комплексов [1], включающих Контрольно-проверочную аппаратуру и программное обеспечение для управления работой комплекса. В данной работе рассматривается разработанная формальная модель процесса проведения испытаний и основанный на ней язык описания сценариев, которые позволяют планировать и выполнять различные варианты испытаний на контрольно-проверочной аппаратуре. Процесс проведения испытаний можно представить как выполнение заранее определённой последовательности испытательных операций с целью анализа функционирования бортовой аппаратуры и верификации ее характеристик. Выделяются два вида испытательных операций: операции управления оборудованием и измерительные операции. Операции управления подразумевают выдачу какого-либо управляющего воздействия на контрольно-проверочную аппаратуру или объект контроля с целью изменения его состояния. Под измерением понимается совокупность операций по нахождению и получению значений измеряемых величин в соотношении с их единицами измерения [2]. Применительно к настоящему исследованию измерения направлены на опре-

деление и контроль качественных или количественных характеристик бортовой аппаратуры КА. Формализованную модель процесса проведения испытаний будем называть сценарием. Сценарий испытаний строится на основе базовых элементов, которые в данной работе называются действиями. Действие представляет собой формальное представление операции измерения, либо управления. Испытания охватывают различные подсистемы и режимы функционирования объекта контроля, выполняя строго определенные последовательности действий. При этом некоторые последовательности действий могут повторно использоваться при различных вариантах испытаний. Объединенную совокупность действий с описанием порядка их выполнения, направленную на решение определенной задачи в сценарии испытаний назовем заданием. Для реализации задач составления и исполнения сценариев испытаний средствами программноаппаратного комплекса проведения испытаний, разработан XML-подобный язык представления сценариев, который можно описать с помощью контекстносвободной грамматики [3]: G = (N, T, P, S), где N – множество нетерминальных символов; T – множество терминальных символов; P – конечное множество правил (продукций), порождающих конструкции языка; S – начальный символ грамматики.

319

Решетневские чтения. 2017

Сценарий

Рис. 1. Диаграмма нетерминала «Сценарий»

Задание

Идентификатор

Конечный  этап

Начальный  этап

Название

Множество  действий

Цикл

Рис. 2. Диаграммы нетерминала «Задание»

Множество  действий

Действие

Действие

Начальный  этап

Идентификатор

Имя

Конечный  этап

Условия  запуска

Настройки

Условия  остановки

Мониторинг

Рис. 3. Диаграмма нетерминала «Действие»

Грамматику представим в виде набора синтаксических диаграмм, описывающих правила порождения конструкция языка из множества нетерминалов. Начальным символом грамматики языка представления сценариев является нетерминал «Сценарий», который представляется как последовательность заданий в окружении тэгов (рис. 1). Каждое задание имеет свой уникальный идентификатор и название, а также нетерминальные символы, представляющие задание в соответствии с формальной моделью сценария испытаний (рис. 2). Множество действий задания представляется как последовательность конструкций, описывающих каждое отдельное действие в соответствии с формальной моделью сценария испытаний (рис. 3). Предложенное формальное описание процесса проведения испытаний и язык представления сценариев используется для реализации технологии комплексной поддержки проведения испытаний бортовой аппаратуры космического аппарата [4]. Разработано программное обеспечение для редактирования и исполнения сценариев испытаний, описанных на представленном языке [5]. Библиографические ссылки 1. Цапенко М. П. Измерительные информационные системы: структура и алгоритмы, схемотехниче-

ское проектирование : учеб. пособие для вузов. М. : Энергоатомиздат, 1985. 438 с. 2. ГОСТ 16504–81. Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения. М., 1982. 24 с. 3. Кук Д., Бейз Г., Компьютерная математика. М. : Наука, 1990. 384 с. 4. Nozhenkova L. F., Isaeva O. S., Vogorovskiy R. V. Automation of Spacecraft Onboard Equipment Testing. International Conference on Advanced Material Science and Environmental Engineering (ISSN 2352-5401), 2016. С. 215–217. DOI: 10.2991/amsee-16.2016.57. 5. Вогоровский Р. В. Графическая среда построения сценариев испытаний бортовой аппаратуры космического аппарата // Решетневские чтения : материалы XIX Междунар. науч.-практ. конф. (10–14 ноября 2015, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. Ч. 2. С. 211–213. References 1. Tsapenko M. P. Izmeritel’nye informatsionnye sistemy: struktura i algoritmy, skhemotekhnicheskoe proektirovanie [Measuring information systems: structure and algorithms, circuit design]. M., Energoatomizdat Publ., 1985. 438 p.

320

Программные средства и информационные технологии

2. GOST 16504–81. The state system of testing products. Product test and quality inspection. General terms and definitions. M., 1982. 24 p. 3. Kuk D., Beyz G., Komp’yuternaya matematika [Computer Mathematics]. M. : Nauka Publ., 1990. 384 p. 4. Nozhenkova L. F., Isaeva O. S., Vogorovskiy R. V. Automation of Spacecraft Onboard Equipment Testing. International Conference on Advanced Material Science

and Environmental Engineering (ISSN 2352-5401), 2016. Pр. 215–217. DOI: 10.2991/amsee-16.2016.57. 5. Vogorovskiy R. V. [Graphic environment for building scripts of testing spacecraft onboard systems]. Мaterialy XIX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XIX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2015. Pp. 211–213. (In Russ.) © Вогоровский Р. В., 2017

321

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.932 РАСЧЕТ РАССТОЯНИЯ ДО ОБЪЕКТА И КАРТ ДИСПАРАТНОСТИ НА ОСНОВЕ РАЗНОСИСТЕМНЫХ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ А. Н. Волкович Объединенный институт проблем информатики НАН Беларуси Республика Беларусь, 220012, г. Минск, ул. Сурганова, 6 Е-mail: [email protected] Рассматриваются проблемы увеличения производительности и качества построения карт диспаратности в задачах восстановления трехмерных моделей. Описывается оригинальный многокритериальный подход к процедуре построения карты диспаратности и расчета расстояния до объектов на основе разносистемных данных в задачах стереодальнометрии и дистанционного зондирования Земли. Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли, 3D-реконструкция, стереодальнометрия, компьютерное зрение. CALCULATING DISTANCE AND DISPARITY MAPS BASED ON MULTI-BASED INITIAL DATA A. N. Volkovich The United Institute Of Informatics Problems of National Academy of Sciences of Belsrus 6, Surganov Str., Minsk, 220012, Republic of Belarus Е-mail: [email protected] The research investigates a problem of increasing the productivity and quality of disparity maps computation for the automatic construction of 3D-models. The author proposes an original iterative approach to the procedure for disparity map computation and calculating the distance to objects on the basis of heterogeneous data in stereo-range metering and remote sensing. Keywords: remote sensing, 3D-reconstruction, stereoscopic range finding, computer vision. Восстановление трехмерных объектов и поверхностей на основе цифровых оптических систем является актуальной задачей в области компьютерного зрения в задачах дистанционного зондирования земли [1; 3]. На современном этапе разработаны несколько подходов к бесконтактному восстановлению формы объекта с помощью оптических систем, которые условно можно разделить на два типа: пассивный и активный. Активные оптические методы восстановления форм используют специальное структурированное искусственное освещение объекта. Пассивные оптические методы, в свою очередь, используют естественное внешнее освещение и основаны на сопоставлении данных, полученных с двух или нескольких ракурсов наблюдения объекта под разными углами. В идеальной ситуации значения функции меры сходства должен представлять собой точечный выброс для искомого пикселя при возврате нулевого значения для всех остальных пикселей строки. Нельзя не отметить, что при работе с реальными графическими данными такая комбинация возвращаемых функцией сходства значений невозможна, но при обработке исходных данных обладающих достаточным количеством информации, на графике функции сохраняется достаточно явный экстремум, позволяющий выполнить идентификацию [2; 5].

В мировой практике при работе с изображениями в задачах стереовосстановления обычно используется только информация о яркости как критерии сравнения точек изображений. Недостатком данного подхода является множественность интерпретации цветов для точек с одинаковым значением яркости. При переходе к работе с тремя компонентами изображения можно представить в виде «облака» точек в трехмерном пространстве с осями, соответствующими цветовым каналам изображения. Численные эксперименты показали значительное улучшение адекватности восстановления модифицированным алгоритмом, который позволяет более четко определить границы объектов со сходными визуальными характеристиками, визуально сливающихся с фоном, а также объектов с мелкими деталями. Несмотря на увеличение диапазона сравниваемых значений за счет использования цветовой информации, сохраняется проблема обработки участков изображений, расположенных не в фокусе, объектов с большими однородными областями, а также бесконечно удаленных объектов [3]. Анализируя механизм оценки малотекстурированных областей, используемых в «живых» системах, в частности зрения человека, было определено, что помимо непосредственного анализа бинокулярных изображений человек обладает рядом вспомогатель-

322

Программные средства и информационные технологии

ных средств, позволяющих уточнить объемные характеристики окружающего пространства, среди которых: аккомодация, конвергенция, саккадические движения, ассоциативное восприятие, воображение. Производя обработку заранее полученных изображений, следует отметить невозможность реализации механизма аккомодации. Учитывая уровень развития программно-аппаратных систем искусственного интеллекта и компьютерного зрения, можно говорить о том, что, производя обработку ранее полученных изображений, возможно реализовать метод, близкий к механизму саккадических движений. Данный механизм предлагается к реализации путем определения взаиморасположения точки в малотекстурированной области относительно информативных участков. С целью вычислительного упрощения алгоритма и избежания формирования ложных конфигураций областей автором предлагается проведение «привязки» точки к информативным областям только по нескольким направлениям (в программной реализации количество направлений может определяться в зависимости от конфигурации системы). Таким образом, формируется группа дескрипторов, включающих в себя значения пиксельного расстояния в некотором направлении от точки до точки со значением оператора градиента, превышающим некоторый определенный на этапе конфигурации порог. В свою очередь, на втором изображении производится поиск точки с аналогичными дескрипторами. Однако отметим, что само значение диспаратности несет лишь данные о смещении точек на различных ракурсах и не имеет метрической интерпретации, которая необходима в задачах «реального мира» [4; 5]. Обобщенно принцип определения положения точек в пространстве на основании данных о диспаратности многократно описан в литературе [1]. К сожалению, упомянутые методы мало применимы при цифровом восстановлении, ввиду того, что происходит смешение различных систем размерности: значение диспаратости в пиксельном расстоянии, фокусное расстояние (которое часто подвижно) и стереобаза в метрических единицах. В связи с этим необходимо модифицировать существующие методы для реализации возможности расчета дистанции до точки используя значение диспаратности для определения углов визирования на объект на левом и правом изображении и выполнения триангуляции. В ходе работ исследована возможность использования цветовой информации изображений при поиске соответствий между пикселами изображений в задаче построения карты диспаратности. Проведен вычислительный эксперимент на реальных изображениях, который показал значительное улучшение результатов построения карт диспаратности по сравнению с методами, основанными на использовании только интенсивностей пикселов изображений и предложен оригинальный подход к обработке малотекстурированных областей. Кроме того, автором предложен подход к решению задачи расчета дистанции до объекта на основе данных получаемых от цифровых стереосистем имеющих разнородные исходные данные.

Реализованный в виде программной библиотеки метод, находит свое применение в системах топогеодезической разведки и автоматизированного построения трехмерных карт местности, разрабатываемых в Объединенном институте проблем информатики НАН Беларуси в рамках программы Союзного государства «Мониторинг-СГ». Библиографические ссылки 1. Borodach A., Tuzikov A. Automatic determination of matching points on two images // Proceedings of the 9th International Conference “Pattern Recognition and Information Processing”. (22–24 May, g. Minsk), 2007. T. 1. C. 49–53. 2. Шапиро Л. Компьютерное зрение / М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. 752 с. 3. Волкович А. Н. Использование цветовых характеристик при построении карт диспаратности // Материалы международного конгресса РОПИ-2011. Н. Новгород : ННГУ, 2011. 64. С. 112–117. 4. Волкович А. Н., Жук Д. В., Тузиков А. В. Методы построения трехмерных моделей местности и их реализация для параллельных систем // Обработка информации и управление в чрезвычайных и экстремальных ситуациях : докл. V Междунар. конф. (24–26 октября, г. Минск), 2015. С. 100–104. 5. Система автоматической реконструкции трехмерных сцен по нескольким изображениям / В. В. Ляховский [и др.] // Материалы V Белорус. космич. конгресса (25–27 октяб. 2011). Минск : ОИПИ НАН Беларуси, 2011. Т. 2. С. 129–133. References 1. Borodach A., Tuzikov A. Automatic determination of matching points on two images // Proceedings of the 9th International Conference “Pattern Recognition and Information Processing”. (22–24 May, g. Minsk) 2007. Vol. 1. P. 49–53. 2. Shapiro L. Kompyuternoe zrenie [Computer vision]. M. : BINOM. Laboratoriya znaniy, 2006. 752 p. 3. Volkovich A. N. [The use of color characteristics in the construction of disparity maps] // Materialyi mezhdunarodnogo kongressa ROPI-2011. [Thesis of International Science Conference ROPI-2011]. N. Novgorod : NNGU, 2011. 64. P. 112–117. 4. Volkovich A. N., Zhuk D. V., Tuzikov A. V. [Methods for constructing 3D terrain models and their implementation for parallel systems] // Dokladyi V mezhdunarodnoy konferentsii “Obrabotka informatsii i upravlenie v chrezvyichaynyih i ekstremalnyih situatsiyah”, [Reports of 5-th International Conference on Information Processing in Emergency Situations] (24–26 october, g. Minsk), 2015. P. 100–104. 5. [System of automatic three-dimensional reconstructing on stereo images]. / V. V. Lyahovskiy [et al.] // Materialyi V Belorusskogo kosmicheskogo kongressa [Thesis of the V Byelorussian Space Congress]. (25–27 october 2011). Minsk : UIIP, 2011. Vol. 2. P. 129–133.

323

© Волкович А. Н, 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.4’236 ПОДБОР ФРЕЙМВОРКОВ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПОРТАЛА ПЕЙНТБОЛЬНОГО КЛУБА А. Г. Гузенкова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрены проблемы реализации адаптивного интерфейса web-сайта. Проведено сравнение фреймворков для верстки web-сайта, рассмотрены их особенности. Ключевые слова: фреймворк, web-сайт. SELECTING FRAMEWORKS TO IMPLEMENT PORTAL PAINTBALL CLUB A. G. Guzenkova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article deals with problems of the implementation of adaptive web interface. The article compares frameworks to compose a web site, their features are considered. Keywords: framework, web-site. В современном мире человек уже не представляет свою жизнь без различных гаджетов: смартфонов, ноутбуков, планшетов. Электронные устройства служат нам не только как источники развлечения, но и как средства для работы и учебы, а также для связи с внешним миром через Интернет и другие каналы связи. Чаще всего всю необходимую информацию мы получаем именно из Интернета. Пробки в городе, курсы валют, расписание транспорта и афиша кино, книги, справочники и многое другое – все это можно найти на просторах Интернета. Большинство организаций имеют собственные web-сайты, там обычно размещена информация о деятельности организации и контактная информация. Однако важно не только наполнить свой web-сайт необходимой информацией, но и правильно его оформить, так чтобы вся важна информация была легко доступна и привлекала внимание, а внешний вид портала в целом создавал приятное впечатление. Все эти задачи ложатся на плечи программиста и написание портала с нуля занимает массу времени. Но технологии не стоят на месте и на сегодняшний день существует такое понятие как фреймворк. Фреймво́рк (англицизм неологизм от англ. framework буквально – каркас, структура) – программная платформа, определяющая структуру программной системы; программное обеспечение, облегчающее разработку и объединение разных компонентов большого программного проекта [2]. Другими словами, фреймворк – это рабочая среда, которая помогает разработчику быстро и качественно создавать программный продукт, не отвлекаясь на мелочи, то есть собрать каркас. По сути фреймворк представляет

собой набор библиотек, необходимый для разработки web-сайтов и web-сервисов, мобильных или десктопных приложений. Важная особенность, о которой нельзя забывать, что фреймворк привязан к определенному языку программирования или технологии, поэтому при его выборе следует учитывать особенности разрабатываемого программного продукта. Портал пейнтбольного клуба должен иметь простой и понятный интерфейс, фотогалерею, всплывающие подсказки и навигационные панели, а также возможность самостоятельной регистрации пользователей на пейнтбольные игры. Адаптивные интерфейс необходим, для того чтобы просматривать web-сайт было удобно не только с компьютера, но и с планшета и смартфона. CSS-фреймворки созданы для упрощения работы верстальщика, исключения ошибок при создании проекта. На сегодняшний день существует много различных фреймворком предназначенных для верстки web-сайтов, например [1]: – Bootstrap – популярный фреймворк, помогающий быстро и качественно верстать макеты сайтов. Включает в себя шаблоны для создания слоев, кнопок, форм, блоков навигации и других элементов webстраниц [3]. Включает в себя JavaScript-расширения; – основные инструменты bootstrap – шаблоны, media, формы, навигация, алерты, типографика и конечно же, сетки. Bootstrap совместим со всеми основными современными браузерами, но в старых версиях браузеров могут быть проблемы. Поддерживает адаптивность. Использует языки Less и Sass; – Foundation – распространенный CSS-фреймворк. Наряду с другими основными элементами включает в себя несколько HTML шаблонов, формы, сетки.

324

Программные средства и информационные технологии

Foundation использует очень простые настройки шрифтов. Их легко настраивать, используя некоторые основные переменные Sass. Данный фреймворк имеет большой набор компонентов на JavaScript. Очень серьезный по своим возможностям и составу фреймворк. Использует Sass. Совместимость кода со всеми основными браузерами [4]. Skeleton – это фреймворк, основанный на CSS и JavaScript. Он позволяет верстать сайты таким образом, чтобы они одинаково удобно и красиво выглядели как на мониторе 17 дюймов, так и на дисплее смартфонов и планшетах [5]. Дополнительно фреймворк предоставляет базовые стили для типичных HTML компонентов, например, кнопок, списков, таблиц и форм. Для разработки портала пейнтбольного клуба выбран Bootstrap фреймворк. Он больше других подойдет для реализации всех необходимых задач. Большие библиотеки шаблонов, форм, media и блоков навигации подойдут для создания простого и понятного интерфейса для посетителей сайта, а также создание фотогалереи и меню. А поддержка адаптивности и совместимость со всеми основными браузерами важнейший пункт для современного портала. Библиографические ссылки 1. Виды фреймворков и их особенности : статья [Электронный ресурс]. URL: https://geekbrains.ru/ posts/5_css_frameworks/ (дата обращения: 20.06.2017).

2. Определение фреймворк : статья [Электронный ресурс]. URL: https://dolinacoda.ru/ (дата обращения: 10.06.2017). 3. Установка и работа с Bootstrap : статья [Электронный ресурс]. URL: http://getbootstrap.ru/ (дата обращения: 17.07.2017). 4. Установка и работа с Foundation : статья [Электронный ресурс]. URL: http://foundation.zurb.com / (дата обращения: 02.07.2017). 5. Установка и работа с Skeleton : статья [Электронный ресурс]. URL: http://getskeleton.com/ (дата обращения: 15.06.2017). References 1. Vidy freimvorkovi i ih osobennosti [The types of frameworks and their features]. Available at: https://geekbrains.ru/posts/5_css_frameworks/ (accessed: 10.06.2017). (In Russ.) 2. Opredelenie freimvork [The definition of framework]. Available at: https://dolinacoda.ru/ (accessed: 20.06.2017). (In Russ.) 3. Ustanovka i rabota s Bootstrap [The installation and operation of bootstrap]. Available at: URL: http:// getbootstrap.ru (accessed: 17.07.2017). (In Russ.) 4. Ustanovka i rabota s Foundation [The installation and operation of Foundation]. Available at: http:// foundation.zurb.com / (accessed: 02.07.2017). (In Russ.) 5. Ustanovka i rabota s Skeleton [The installation and operation of Skeleton]. Available at: http:// getskeleton.com/ (accessed: 15.06.2017). (In Russ.)   © Гузенкова А. Г., 2017

325

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.896 ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ: СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ РЕАЛИЗАЦИИ С. А. Елистратов, Ю. Б. Козлова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] В современном мире интеллектуальные системы являются наиболее перспективным направлением в области информационных технологий. Они востребованы там, где невозможно или нецелесообразно присутствие человека (например, исследование космоса, обработка больших объемов информации). Однако данная область до сих пор недостаточно проработана. Ключевые слова: нейронная сеть, алгоритм, библиотека, интеллектуальные системы, распознавание образов. INTELLECTUAL SYSTEMS OF PERSON RECOGNITION: MODERN CONDITION AND PROBLEMS OF IMPLEMENTATION S. A. Elistratov, Y. B. Kozlova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] In the modern world, intelligent systems are the most promising area in the field of information technology. They are in demand where it is impossible or inappropriate for the a person presence (for example, exploring the cosmos, processing large amounts of information). However, this area has not been sufficiently developed yet. Keywords: neural network, algorithm, library, intelligent systems, pattern recognition. Современная жизнь становиться все более автоматизированной, ускоряя темпы экономики и жизни общества в целом. Однако некоторые области до сих пор полностью не проработаны, не достигнуты желаемые результаты, способные повлиять на жизнь человечества. Одним из таких направлений является разработка системы распознавания образов. Такие системы имеют большую востребованность в космических разработках и в органах по управлению безопасностью жизнедеятельности населения, в частности, в местах массового скопления людей, с целью предотвращения терроризма, а также распознавания личностей, совершивших преступления (аэропорты, вокзалы, банки, супермаркеты и торговые центры, культурно-развлекательные и спортивные объекты). Также важно контролировать порядок на улицах города. В настоящее время одной из проблем развития интеллектуальных систем распознавания лиц является отсутствие доступного технического оснащения. Камеры, передающие очень качественное изображение, необходимое для обработки системой, имеют высокую стоимость. Соответственно, очень малая часть субъектов мировой экономики может себе позволить такие расходы. Часто они являются нецелесообразными. К тому же, сама система распознавания лиц является довольно затратной. К проблеме низкокачественного оборудования съемки также добавляются факторы освещенности,

погодных условий, температурного режима. Также существует несколько способов скрыть внешность от камер – головные уборы, очки, макияж, парик, борода, усы и т. д. Способы преодоления данных факторов на сегодняшний день не найдено. Также важной проблемой является отсутствие ресурсов у компаний-разработчиков. Для разработки интеллектуальных систем высокого уровня требуются крупные инвестиции, вложить которые готов не каждый, так как не известен результат разработки. На сегодняшний день так и не разработан оптимальный алгоритм распознавания, существует несколько ведущих библиотек, которым удается распознавать образы на картинке, искать идентичные лица в сети. Однако цель поиска местонахождения объекта или его идентификации не достигнута. Ведущие мировые компании области информационных технологий, такие как Google, Microsoft, Facebook Apple, Intel cоздали отделы по разработке библиотек распознавания образов. Пока результаты их работы ограничиваются простыми приложениями с распознаванием пород животных, людей, однако, их ожидания в ближайшей перспективе являются довольно высокими. В сентябре 2017 г. стало известно, что ученые Индии и Великобритании научили нейронную сеть распознавать преступников с предметами маскировки [4]. Компания FaceBook, разработала алгоритм под названием DeepFace, которая позволит визуально

326

Программные средства и информационные технологии

анализировать, сравнивать и идентифицировать человеческие лица с невероятно высокой точностью (до 97,25 %). DeepFace будет использовать технику 3D-моделирования для сканирования объекта, но сам алгоритм строится на основе процесса «фронтализации», то есть изменения угла изображения таким образом, чтобы лицо человека смотрело прямо вперед. Затем полученные данные переводятся в числовое значение и обрабатываются для последующего сравнения. На данный момент, DeepFace проходит этапы тестирования, для которого FaceBook уже идентифицировали порядка 4 млн фотографий своих пользователей [2]. Компанией Google была разработана открытая программная библиотека для машинного обучения под названием «TensorFlow». Она позволяет решать задачи построения и тренировки нейронной сети с целью автоматического нахождения и классификации образов, достигая качества человеческого восприятия. В то время как эталонная реализация работает на единичных устройствах, TensorFlow может работать на многих параллельных процессорах, как CPU, так и GPU, опираясь на архитектуру CUDA для поддержки вычислений общего назначения на графических процессорах). Уникальность библиотеки состоит в следующих характеристиках: – основная библиотека подходит для широкого семейства техник машинного обучения, а не только для глубинного обучения; – линейная алгебра и другие внутренности хорошо видны снаружи; – в дополнение к основной функциональности машинного обучения, TensorFlow также включает собственную систему логирования, собственный интерактивный визуализатор логов и даже мощную архитектуру по доставке данных; – модель исполнения TensorFlow отличается от scikit-learn языка Python и от большинства инструментов в R. Вычисления TensorFlow выражаются как графы потоков данных с сохранением состояния (stateful). Библиотека алгоритмов от Google инструктирует нейронные сети воспринимать информацию и рассуждать подобно человеку, так что новые приложения изначально обладают такими «человеческими» качествами. Само название TensorFlow происходит от названия операций, которые эти нейросети осуществляют над многомерными массивами данных. Эти многомерные массивы именуются «тензорами», как одноимённые математические объекты, линейно преобразующие элементы одного линейного пространства в элементы другого. Задача TensorFlow – учить нейросети обнаруживать и распознавать паттерны и корреляции в массивах данных [5]. OpenCV – библиотека алгоритмов компьютерного зрения, обработки изображений и численных алго-

ритмов общего назначения с открытым кодом. Реализована на C/C++, также разрабатывается для Python, Java, Ruby, Matlab, Lua и других языков. Может свободно использоваться в академических и коммерческих целях – распространяется в условиях лицензии BSD [3]. OpenCV предоставляет различные классификаторы, которые можно использовать для распознавания лиц, глаз, автомобилей, и многих других объектов. Эти классификаторы, однако, достаточно просты, они не обучены с использованием технологий машинного обучения, поэтому, при распознавании лиц точность составит примерно в 80 % [1]. Технологии распознавания объектов достигли высоких результатов, однако недостаточных для реализации крупных задач, таких как исследования космоса и планет, где невозможно присутствие человека. В связи с этим требуется постоянное совершенствование алгоритмов распознавания объектов и обучения нейронных сетей. Библиографические ссылки 1. Веб-камера, Node.js и OpenCV: делаем систему распознавания лиц [Электронный ресурс]. URL: https:// habrahabr.ru/company/ruvds/blog/335770/ (дата обращения: 14.09.2017). 2. Программа Deepface – определяет лица почти как живой человек [Электронный ресурс]. URL: http:// www.sciencedebate2008.com/deepface-defines-a-personas-a-living-person/ (дата обращения: 14.09.2017). 3. Распознаем лица на фото с помощью Python и OpenCV [Электронный ресурс]. URL: https://habrahabr. ru/post/301096/ (дата обращения: 14.09.2017). 4. Распознавание образов [Электронный ресурс]. URL: http://ai-news.ru/raspoznavanie obrazov.html (дата обращения: 14.09.2017). 5. TensorFlow [Электронный ресурс]. URL: https:// www.tensorflow.org/ (дата обращения: 14.09.2017). References 1. Webcam, Node.js and OpenCV: we make a face recognition system. Available at: https://habrahabr.ru/ company/ruvds/blog/335770/ (accessed: 14.09.2017). 2. The Deepface program – defines persons almost like a living person. Available at: http://www.sciencedebate2008.com/deepface-defines-a-person-as-a-livingperson/ (accessed: 14.09.2017). 3. Recognize the faces in the photo using Python and OpenCV. Available at: https://habrahabr.ru/post/301096/ (accessed: 14.09.2017). 4. Pattern Recognition. Available at: http://ai-news.ru/ raspoznavanie obrazov.html (accessed: 14.09.2017). 5. TensorFlow. Available at: https://www.tensorflow. org/ (accessed: 14.09.2017).

327

© Елистратов С. А., Козлова Ю. Б., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.932.2 ВЛИЯНИЕ ГЛУБИНЫ СЦЕНЫ НА ОБНАРУЖЕНИЕ ДЫМА ПО ВИДЕОПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ В. В. Жорова*, А. Н. Хомяков Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected] Предложен алгоритм поиска областей задымления на последовательности видеокадров. Рассмотрено влияние глубины сцены на набор применяемых признаков, характерных для дыма. Произведены экспериментальные исследования реализованного в системе визуального обнаружения дыма алгоритма с применением различных параметров используемых методов. Ключевые слова: детектирование дыма, видеопоследовательность, глубина сцены. INFLUENCE OF THE SCENE DEPTH ON VIDEO-BASED SMOKE DETECTION V. V. Zhorova*, A. N. Khomyakov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * Е-mail: [email protected] The paper describes the algorithm based on the block-matching algorithm and the influence of depth of the scene on the set of characteristics used for smoke. The algorithm can detect smoke in the video sequences. We test the system of visual-based smoke detection using various parameters of the algorithm. Keywords: smoke detection, video sequences, scene depth. Пожары являются одной из наиболее серьезных проблем, связанных с безопасностью окружающей среды и жизнедеятельности человека. Важный элемент системы пожарной безопасности – раннее обнаружение очагов пожаров. Определить очаг пожара на ранних стадиях его появления позволяют системы детектирования дыма на видеопоследовательности. С помощью систем визуального детектирования дыма возможно обнаружение дыма на открытой местности, в то время как датчики пожарной сигнализации позволяют предотвратить пожар только в закрытых помещениях. Процесс обнаружения дыма по видеопоследовательностям включает определенную последовательность действий: поиск движения на последовательности кадров, выделение пространственных и временных признаков, свойственных дыму, формулировку вывода о наличии дыма. При обнаружении дыма следует различать сцены ближнего и дальнего плана, так как от глубины сцены зависят набор применяемых признаков, характерных для дыма, и значения параметров используемых методов оценки движения. Кроме того, эффективность детектирования дыма зависит от метеорологических условий на момент съемки [1]. К признакам дыма, которые необходимо учитывать при визуальном обнаружении задымленности, можно отнести: серый цвет, прозрачность, движение, турбулентность, шарообразную форму клубов дыма, красный цвет у места возгорания (при появлении

пламени), эффект мерцания [2–3]. На изображениях дальнего плана присутствует воздушная перспектива, что затрудняет распознавание дыма по перечисленным признакам. Атмосферная перспектива – это способ, с помощью которого создается иллюзия глубины пространства кадра. Согласно закону воздушной перспективы, все удаленные объекты воспринимаются размыто, неопределенно [4]. В связи с этим трудно выделить границы областей дыма, и, как следствие, определить фрактальную природу найденной области и выявить эффект мерцания. Кроме того, дымка имеет цветовые и яркостные характеристики близкие к характеристикам дыма. Поэтому наиболее существенным признаком дыма является его движение. Обнаружение движения происходит методом сопоставления блоков. Для поиска соответствия блоков применяется трехшаговый поиск, так как он прост, надежен и обладает высокой производительностью. Первый этап трехшагового поиска состоит в рассмотрении восьми блоков, находящихся на расстоянии, равном параметру поиска от текущего блока. Второй этап заключается в смещении центра поиска к блоку, которому соответствует минимальное искажение, и уменьшения параметра поиска в два раза. В качестве функции схожести вычисляют среднее абсолютное отклонение (Mean Absolute Difference, MAD): N N 1 C  Rij , 2 i 0 j 0 ij N где N – размер блока; Cij, Rij – сравниваемые пикселы.

328

MAD 

 

Программные средства и информационные технологии Результаты тестирования обнаружения дыма Дальний дым

Block = 16 SearchParameter = 3 NumberFrame = 3

Исходная видеопоследовательность Дальний дым Ближний дым

Результат обнаружения дыма Block = 16 Block = 25 SearchParameter = 4 SearchParameter = 6 NumberFrame = 2 NumberFrame = 1

Этапы продолжаются до тех пор, пока параметр поиска не меньше единицы [5]. Размер блока и параметр поиска зависят от удаленности объекта съемки. Дым, находящийся на сцене с дальним планом, является малой областью движения. По этой причине значения размера блоков и параметра поиска устанавливают небольшими. Также для более эффективной работы алгоритма для сравнения могут выбираться не только соседние кадры, но и кадры, идущие через один или два. Были проведены экспериментальные исследования алгоритма обнаружения дыма с применением различных параметров. Эксперименты проводились на 15 видеопоследовательностях, содержащих задымление, и на 15 видеопоследовательностях, на которых нет дыма. Видеоролики имеют различные разрешения, такие как 320×240, 352×288, 480×360, и количество кадров в секунду, лежащее в пределах от 24 до 30. Все видеоролики имеют различную глубины сцены и сняты со статичной камеры на открытых пространствах. Эксперименты проводились при различных значениях размера блоков (Block) и параметра поиска (SearchParameter) в методе сопоставления блоков, также варьировался номер кадра (NumberFrame) относительно текущего, который следует учитывать для расчета движения. В таблице изображены исходные кадры видео, кадры, прошедшие обработку, и значения используемых параметров алгоритма. Экспериментальные исследования показали, что требуется адаптивная подстройка параметров под каждую видеопоследовательность. Так как параметры зависят от удаленности объекта съемки и скорости распространения дыма. Так, для сцен с большой глубиной следует пропускать два или три кадра. Для сцен с малой глубиной, как правило, следует искать движение без пропуска кадров видеопоследовательности. Также, для сцен с большой глубиной, рекомендуется использовать значение размера блока 16 пикселов, параметр поиска 3–6 пикселов. Для сцен с ма-

Ближний дым

Block = 20 SearchParameter = 6 NumberFrame = 1

лой глубиной значения параметров алгоритма могут быть больше. Библиографические ссылки 1. Пятаева А. В., Фаворская М. Н. Модель фона при детектировании дыма по видеопоследовательностям на открытых пространствах // Информационноуправляющие системы. 2016, № 4 (83). С. 44–50. 2. Toreyin B. U. Computer vision based method for real-time fire and flame detection // Pattern Recognition Letters, 2006. Vol. 27, № 1. P. 49–58. 3. Балханов В. К. Основы фрактальной геометрии и фрактального исчисления. Улан-Удэ : Изд-во Бурят. гос. ун-та, 2013. 223 с. 4. Смит Р. К. Перспектива. М. : Кристина – новый век, 2002. 44 с. 5. Pandian S. I. A. A Study on Block Matching Algorithms for Motion Estimation // International J. on Computer Science and Engineering, 2011. Vol. 3, № 1. P. 34–44. References 1. Pyataeva A. V., Favorskaya M. N. [Background Model for Video-Based Smoke Detection in Outdoor Scenes]. Informatsionno-upravlyayushchie sistemy. 2016, no. 4 (83). Р. 44–50. (In Russ.). 2. Toreyin B. U. Computer vision based method for real-time fire and flame detection. Pattern Recognition Letters, 2006, Vol. 27, no. 1. Р. 49–58. 3. Balkhanov V. K. Osnovy fraktal’noy geometrii i fraktal’nogo ischisleniya [Bases of fractal geometry and fractal calculation]. Ulan-Ude : Buryat State University Publ., 2013. 223 p. 4. Ray Campbell Smith. Perspective. M. : Сhristina – new century, 2002. 44 p. 5. Pandian S. I. A. A Study on Block Matching Algorithms for Motion Estimation // International J. on Computer Science and Engineering, 2011. Vol. 3, № 1. Р. 34–44.

329

© Жорова В. В., Хомяков А. Н., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.4`244 ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ КРОССПЛАТФОРМЕННЫХ МОБИЛЬНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ

А. Н. Жуковская, А. С. Заушицина Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected], [email protected] Рассмотрены популярные на сегодняшний день фреймворки, их особенности, преимущества и недостатки. Ключевые слова: фреймворк, мобильные приложения, кроссплатформенная разработка, PhoneGap, Xamarin, Unity. FEATURES OF DEVELOPING CROSSPLATFORM MOBILE APPLICATIONS

A. N. Zhukovskaya, A. S. Zaushitsina Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected], [email protected] This article considers popular frameworks and their features, advantages and disadvantages. Keywords: framework, mobile apps, cross-platform development, PhoneGap, Xamarin, Unity. Благодаря стремительному распространению мобильного Интернета и разработке IT- приложений, установленных на новых, интуитивно понятных пользовательских устройствах, мобильное приложение становится хорошим тоном, визиткой, коммерческим инструментом и дополнительным источником дохода. Поэтому разработка нового поколения мобильных приложений, использующих web-ресурсы и современные IT-технологии, становится популярной и потенциально выгодной. При разработке мобильного приложения по отображению информации о работе станков (такты, время работы, остановки и т. п.) на заводе для сотрудников отдела автоматизации возникла потребность в создании этого приложения для различных операционных систем (ОС) за максимально короткие сроки. Для этого необходимо использовать инструменты для кроссплатформенных мобильных приложений. На сегодняшний день самыми популярными и современными решениями для кроссплатформенной разработки мобильных приложений являются: PhoneGap, Xamarin, Unity [1]. Данные фреймворки на сегодняшний день занимают 80 % рынка кроссплатформенной разработки для мобильных устройств [2]. Фреймворк PhoneGap позволяет создавать мобильные приложения используя стандартные вебтехнологии (HTML5, JavaScript и CSS3) [3]. В результате это привело к быстрому росту популярности фреймворка, с его помощью можно обойтись без разработки на таких языках программирования как: Java для Android, Objective-C для iOS и C#. Основные преимущества PhoneGap: – простое API, позволяющее быстро начать разработку;

– возможность использования любых существующих JavaScript библиотек (JQuery, Prototype, Sencha Touch). У данного фреймворка есть и недостатки, такие как: – визуализация пользовательского интерфейс с помощью встроенного браузера. Это создает трудности в получении обратной связи по сравнению с нативным приложением; – необходимость написания своих плагинов, так как существующие плагины в большинстве случаев оказываются устаревшими. Следующий рассматриваемый фреймворк для кроссплатформенной разработки – Xamarin. Xamarin позволяет создавать одну единственную логику приложения с применением C# и .NET [4]. Функционально платформа Xamarin представляет ряд субплатформ. Эти субплатформы играют большую роль – через них приложения могут направлять запросы к прикладным интерфейсам на устройствах. Также в Xamarin определяется визуальный интерфейс, привязывается логика на C#, и все это работает на Android, iOS и Windows Phone. Преимущества Xamarin: 1) развивающееся сообщество; 2) TestCloud, использующийся разработчиками, используется для тестирования приложений автоматически; 3) многократное использование уже написанного кода; 4) динамическая верстка для iOS; 5) возможность дополнения произвольными свойствами стандартных контролов за счет Custom Renderers.

330

Программные средства и информационные технологии

Недостатки Xamarin: – сложность реализации некоторых интерфейсных паттернов на monodroid и monotouch, так как решения по умолчанию для той или иной функции опираются на непродуманные до конца возможности платформы, которые могут попросту не работать в Xamarin; – возникновение проблем со стороны платформы mono, monotouch и monodroid, так как приложение должно удовлетворять особенным требованиям стабильности; – невозможность расположения Android страниц как части уже существующего Activity/Fragment; – нет возможности реализации некоторых контролов (RadioButton, CheckBox, Hyperlink). Последний рассматриваемый инструмент – Unity. Мультиплатформенный инструмент для разработки 2D- и 3D-приложений и игр Unity, также один из лучших инструментов для демонстрации 3D-контента [5]. Созданные с помощью Unity приложения работают под операционными системами Windows, OS X, Linux, Android, Apple iOS, Windows Phone, BlackBerry, а также на игровых приставках Wii, PlayStation 3 и Xbox 360. Преимущества: 1) наличие бесплатных плагинов; 2) возможность создания собственных шейдеров и изменения пути, которым Unity осуществляет визуализацию. Недостатки: 1) сложность в использовании для начинающих разработчиков, так как на сегодняшний день существует мало сопровождающей документации; 2) отсутствие оптимизации компиляторов для ARM процессоров на некоторых мобильных устройствах. Для приложения по отображению информации о работе станков на заводе был выбран фреймворк Xamarin, так как он поддерживает все необходимые ОС, использует достаточно простой в освоении язык C# и поддерживает TestCloud для тестирования приложений на реальных устройствах в различных ОС.

Таким образом, следует отметить, что нет идеального решения, каждый фреймворк имеет свои плюсы и минусы. Но благодаря Xamarin было выполнено главное требование, возникающее из потребности работников завода использовать различные мобильные устройства – разработка приложения в максимально короткие сроки с возможностью его работы на различных мобильных операционных системах (Android, iOS и Windows Phone). Библиографические ссылки

1. Кроссплатформенное мобильное приложение. [Электронный ресурс]. URL: http://wiki.soloten.com/ (дата обращения: 11.09.2017). 2. Обзор кросс-платформенных решений для разработки мобильных приложений. [Электронный ресурс]. URL: https://m.habrahabr.ru/post/319348/ (дата обращения: 10.09.2017). 3. Джесс Р., Рональд К. PhoneGap. M. : Книга по требованию, 2013. 104 c. 4. Подробно о Xamarin. [Электронный ресурс]. URL: http://habrahabr.ru/post/188130/ (дата обращения: 11.09.2017). 5. Джозеф Х. Unity в действии. Мультиплатформенная разработка на C#. М. : Питер, 2016. 336 с. References

1. Cross-platform mobile application. Available at: http://wiki.soloten.com/ (accessed: 11.09.2017). 2. Overview of cross-platform solutions for the development of mobile applications. Available at: https:// m.habrahabr.ru/post/319348/ (accessed: 10.09.2017). 3. Jess R., Ronald K. PhoneGap [PhoneGap]. M. : The book on Demand Publ., 2013. 104 p. 4. Details about Xamarin. Available at: http:// habrahabr.ru/post/188130/ (accessed: 11.09.2017). 5. Joseph H. Unity v deystvii. Mul’tiplatformennaya razrabotka na C# [Unity in action. Multiplatform development on C #]. M. : Peter Publ., 2016. 336 p. © Жуковская А. Н., Заушицина А. С., 2017

331

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.683, 519.685 ФУНКЦИОНАЛЬНО-ОБЪЕКТНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

В. О. Каледин, А. Е. Гилёва Новокузнецкий институт (филиал) ФБОУ ВО «Кемеровский государственный университет» Российская Федерация, 654041, г. Новокузнецк, ул. Циолковского, 23 E-mail: [email protected] Рассматривается функционально-объектный подход реализации вычислительных алгоритмов, применимых при проектировании сложных промышленных изделий. Показаны преимущества предложенного способа при разработке компьютерной программы. Ключевые слова: вычислительный алгоритм, объектная декомпозиция, функциональная зависимость, визуальное программирование. FUNCTIONAL-OBJECT PROGRAMMING MATHEMATICAL MODELING ALGORITHMS

V. O. Kaledin, A. E. Gileva The Novokuznetsk branch of the Kemerovo State University 23, Tsiolkovsky Str., Novokuznetsk, 654041, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper discusses a functional-object approach to the implementation of the computational algorithms used in the design of complex industrial products. The research shows the advantages of the proposed method for constructing a software code. Keywords: computing algorithm, object decomposition, functional dependency, visual programming. Предварительным этапом создания сложных конструкций, применяемых в авиа- и ракетостроении, строительстве и многих других промышленных областях является тщательный анализ параметров происходящих в них физических процессов. Для этой цели широко применяются методы математического моделирования. Одним из этапов математического моделирования является выбор и обоснование методов решения поставленной задачи. Чаще всего используются численные методы, применимые к широкому кругу математических постановок. Программная реализация численных методов считается трудоёмкой задачей, требующей усилий больших коллективов. Этим вызвано распространение дорогостоящих универсальных программных комплексов. Однако применение подобных комплексов влечет за собой ряд проблем: высокие квалификационные требования к пользователю, трудоемкость использования универсальных программ, закрытость программного кода, что ограничивает круг решаемых частных задач. Таким образом, разработка универсального программного комплекса для решения широкого класса задач, основанного на математически строго обоснованном подходе, актуальна на сегодняшний день [1]. Для программирования сложных алгоритмов в виде масштабируемых программных комплексов предлагается функционально-объектное программирование – способ программной реализации, в котором алгоритм представляется графически в виде функ-

циональных зависимостей программных объектов. Функционально-объектный подход даёт наглядное представление об используемом математическом аппарате [2–4]. Такой подход позволяет отслеживать промежуточные данные на каждом этапе расчета, что повышает доверие к полученным результатам. В основу разрабатываемых вычислительных программ положена концепция объектной декомпозиции решаемой задачи [5]. При этом выделяются функциональные объекты, отвечающие за вычисление и хранение некоторых сущностей, и устанавливаются функциональные зависимости между этими сущностями. Весь алгоритм расчета представляется как последовательность элементарных шагов. Разбиение алгоритма, состоящего из большого количества взаимосвязанных шагов, направлено на снижение сложности вычислительной программы и трудностей в ее отладке и тестировании. Элементарным шагом алгоритма является вычисления значений функциональных объектов, одни из которых могут являться аргументами других. Каждый функциональный объект должен быть наделен определенной функциональностью, которая определяется классом объекта. Класс реализуется в виде программного кода на языке C++. Для вычисления объект может использовать данные других объектов, это обеспечивается установкой на графической схеме зависимости вида «аргумент-функция». Построенная функциональная схема определяет, в какой последовательности будут выполняться операции алгоритма.

332

Программные средства и информационные технологии

Представленный подход программирования вычислительных алгоритмов ускоряет процесс перехода от математической модели к программному коду, снижает время на отладку программы, значительно расширяет круг решаемых задач.

5. Применение объектной декомпозиции математических моделей при разработке программного комплекса / В. О. Каледин [и др.] // В мире научных открытий. 2013, № 10 (46) С. 121–141. References

Библиографические ссылки

1. Каледин В. О., Глечиков Д. И., Локтионов В. Д. Открытая архитектура программ для математического моделирования в механике конструкций // Вестник Моск. энергетич. ин-та, 2008, № 4. С. 14–20. 2. Развитие пакета программ математического моделирования сопряженных задач механики неоднородных конструкций / Т. В. Бурнышева [и др.] // Вестник Кемеров. гос. ун-та. 2010, № 1. С. 3–8. 3. Программная система для алгоритмизации численного решения задач механики сплошной среды / В. О. Каледин [и др.] // Известия Алтай. гос. ун-та. 2014, № 1-1 (81). С. 161–164. 4. Среда визуального формирования исходной модели для конечноэлементных расчетов / А. Б. Миткевич [и др.] // Информационные технологии и программирование. М. : Моск. гос. индустриальный ун-т, 2004. Вып. 1 (10). Ч. 2. С. 27–30.

1. Kaledin V. O., Glechikov D. I., Loktionov V. D. [Bulletin of the moscow Power Engineering institute]. Vestnik Mosk. energeticheskogo institute. 2008, No. 4. P. 14–20. 2. [Bulletin of the Kemerovo state University] / T. V. Burnysheva [et al.]. Vestnik Kemerov. gos. un-ta. 2010, no. 1. P. 3–8. 3. [Software system for algorithmization numerical solution of problems of continuum mechanics] / V. O. Kaledin [et al.]. Izvestiya Altay. gos. un-ta. 2014, No. 1-1 (81). P. 161–164. (In Rus.) 4. [Information technology and programming] / A. B. Mitkevich [et al.]. Informatsionnye tekhnologii i programmirovanie, 2004, No. 1. Part 2. P. 27–30. 5. [Application object decomposition of mathematical models in the development software] / V. O. Kaledin [et al.]. V mire nauchnykh otkrytiy. 2013, No. 10 (46). P. 121–141. (In Russ.)  © Каледин В. О., Гилева А. Е., 2017

333

Решетневские чтения. 2017

УДК 004 ОСОБЕННОСТИ, СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ И НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ БАЗ ДАННЫХ

Д. К. Комков Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрены особенности, сферы применения и птенциальные направления развития распределенных баз данных. Ключевые слова: системы обработки информации, базы данных, распределенные базы данных, системы управления базами данных. FEATURES, SPHERES OF USING AND DIRECTIONS OF DEVELOPMENT OF DISTRIBUTED DATABASES

D. K. Komkov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article deals with the features, spheres of using and directions of development of distributed databases. Keywords: system of information processing, databases, distributed databases, information management systems. С течением времени, количество информации, которое хранит и обрабатывает человечество, все возрастает и возрастает. Ярким примером может послужить всемирная сеть Интернет. Всего за десять лет, количество информации. Современная жизнь немыслима без эффективного управления. Важной категорией являются системы обработки информации, от которых во многом зависит эффективность работы любого предприятия или организации. Такие системы особенно необходимы в организациях, постоянно работающих с большими объемами данных или различными типами документации. СУБД (системы управления базами данных) (англ. Information Management System) – совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных [1]. Самым перспективным и имеющим наибольшее прикладное значение направлением развития баз данных являются распределенные системы баз данных. Распределенная база данных (DDB – distributed database) – это совокупность логически взаимосвязанных баз данных, распределенных в компьютерной сети. Распределенная система управления базой данных определяется как программная система, которая позволяет управлять распределенной базой данных таким образом, чтобы ее распределенность была прозрачна для пользователей [2]. Их отличительной особенностью является распределение данных среди множества распределенных серверов, позволяя пользователю получать доступ к данным, расположенным на любом узле также, как и расположенным на своем.

Свое применение подобные базы данных находят, в первую очередь, в больших, масштабных проектах. Подобному распространению способствуют несколько основных факторов: – надежность системы – благодаря распределению данных по многим серверам и системам дублирования данных распределенные системы позволяют обеспечивать доступ к необходимым данным практически в любой момент времени, сохраняя при этом оптимальную скорость отклика; – скорость – использование множества серверов также позволяет оперировать значительно большими объемами данных, чем позволяют обычные системы, не теряя при этом скорости. Благодаря таким особенностям, распределенные системы баз данных находят применение во многих областях, включая На данный момент, наиболее распространена следующая классификация распределенных систем баз данных: 1) распределённые базы данных; 2) мультибазы данных с глобальной схемой. Система мультибаз данных – это распределённая система, которая служит внешним интерфейсом для доступа ко множеству локальных СУБД или структурируется, как глобальный уровень над локальными СУБД; 3) федеративные базы данных. В отличие от мультибаз не располагают глобальной схемой, к которой обращаются все приложения. Вместо этого поддерживается локальная схема импорта-экспорта данных. На каждом узле поддерживается частичная глобальная схема, описывающая информацию тех удалённых

334

Программные средства и информационные технологии

источников, данные с которых необходимы для функционирования. 4) мультибазы с общим языком доступа – распределённые среды управления с технологией «клиентсервер»; 5) интероперабельные системы – это системы, в которых сами приложения, выполняемые в среде той или иной СУБД, ответственны за интерфейсы между различными средами приложения, независимо от того, являются они однородными или неоднородными. Системы ориентированы главным образом на обмен данными. Дальнейшее развитие этих систем является объектно-ориентированные БД. Основной причиной применения систем баз данных, является стремление собрать все обрабатываемые данные в единое целое и обеспечить к ним контролируемый доступ [3]. По своему принципу работу, большинство РБД созданы на основе реляционных баз данных, это способствует их широкому распространению в официальных структурах, таких как банки, большие предприятия, имеющие собственные склады и производства и прочие, имеющие четкую систему взаимодействий, образования. Этим объясняется их отсутствие в управлении большим количеством неструктированных объемов данных. В таких сферах наибольшее распространение получили так называемые NoSQL системы. NoSQL системы – термин, обозначающий ряд подходов, направленных на реализацию хранилищ баз данных, имеющих существенные отличия от моделей, используемых в традиционных реляционных СУБД с доступом к данным средствами языка SQL [4]. Для того, чтобы понять, в чем же главные отличия распределенных баз данных и NoSQL систем, сравним их по нескольким основным признакам: – структура и тип хранящихся данных: SQL/реляционные базы данных требуют наличия однозначно определённой структуры хранения данных, а NoSQL базы данных таких ограничений не ставят; – запросы: вне зависимости от лицензии, РСУБД реализуют SQL-стандарты, поэтому из них можно получать данные при помощи языка SQL. Каждая NoSQL база данных реализует свой способ работы с данными; – масштабируемость: оба решения легко растягиваются вертикально (например, путём увеличения системных ресурсов). Тем не менее, из-за своей современности, решения NoSQL обычно предоставляют более простые способы горизонтального масштабирования (например, создания кластера из нескольких машин); – надёжность: когда речь заходит о надёжности, SQL базы данных однозначно впереди; – поддержка: РСУБД имеют очень долгую историю. Они очень популярны, и поэтому получить поддержку, платную или нет, очень легко. Поэтому, при

необходимости, решить проблемы с ними гораздо проще, чем с NoSQL, особенно если проблема сложна по своей природе (например, при работе с MongoDB); – хранение и доступ к сложным структурам данных: по своей природе реляционные базы данных предполагают работу с сложными ситуациями, поэтому и здесь они превосходят NoSQL-решения [5]. Проанализировав всю имеющуюся информацию, был сделан вывод относительно возможностей развития РБД. Подобные системы ограничены, в первую очередь жесткими требованиями к структуре, что в значительной мере ограничивает их распространение. С другой стороны, сама идея изменения требований к структуре противоречит основополагающим принципам РБД. Таким образом, следует рассматривать РБД как достигшую значительных успехов в развитии систему, но проводить исследования уже в других направлениях, в том числе и в направлении интеграции существующих систем управления данными. Библиографические ссылки

1. Системы управления базами данных [Электронный ресурс]. URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ ruwiki/8509 (дата обращения: 01.09.2017). 2. Распределенные и параллельные системы баз данных [Электронный ресурс]. URL: http://citforum.ru/ database/classics/distr_and_paral_sdb/ (дата обращения: 01.09.2017). 3. Распределенные базы данных [Электронный ресурс]. URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/596785 (дата обращения: 01.09.2017). 4. Базы данных SQL, NoSQL и различия в моделях баз данных [Электронный ресурс]. URL: http:// devacademy.ru/posts/sql-nosql/ (дата обращения: 01.09.2017). 5. SQL и NoSQL [Электронный ресурс]. URL: https://tproger.ru/translations/sql-nosql-database-models/ (дата обращения 01.09.2017). References

1. Information Management Systems. Available at: http:// dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/8509 (accessed: 01.09.2017). 2. Distributed and paralled databases. Available at: http://citforum.ru/database/classics/distr_and_paral_sdb/ (accessed: 01.09.2017). 3. Distributed databases. Available at: http://dic. academic.ru/dic.nsf/ruwiki/ (accessed: 01.09.2017). 4. SQL Databases, NoSQL and differences in databases models. Available at: http://devacademy.ru/posts/ sql-nosql/ (accessed: 01.09.2017). 5. SQL и NoSQL. Available at: https://tproger.ru/ translations/sql-nosql-database-models/ (accessed: 01.09.2017).

335

© Комков Д. К., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.91 ОДИН ИЗ СПОСОБОВ ОРГАНИЗАЦИИ ДИНАМИЧЕСКОГО ОБНОВЛЕНИЯ КОНТЕНТА ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ХОСТИНГ-ПРОВАЙДЕРОВ

П. В. Кузминский Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Описан один из методов организации динамического обновления контента информационной системы по подбору хостинг-провайдеров, основанный на технологии парсинга данных. Ключевые слова: динамическое обновление контента, информационная система. A METHOD OF ORGANIZING A DYNAMIC UPDATE OF THE CONTENT FOR THE INFORMATION SYSTEM OF HOSTING PROVIDERS

P. V. Kuzminskii Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article describes one of the methods for organizing a dynamic update of the content of the information system on the selection of hosting providers based on data parsing technology. Keywords: dynamic content update, information system. Актуальность создания информационной системы по подбору хостинг-провайдеров обусловлена тем, что администраторы, перед тем как создать собственный web-сайт в Интернете, испытывают проблемы в поиске выгодной и удовлетворяющей всем их запросам площадки для размещения web-сайта. При выборе площадки они ищут разные обзоры и отзывы об интересующих их хостингах. Вследствие чего, администраторы нуждаются в быстром и безопасном доступе к актуальной информации. В связи с чем, создание системы, которая максимально упростит процесс выбора хостинг-провайдера, с учетом оптимальной цены на услуги и требуемого функционала является актуальным. Подобные информационные системы, содержащие справочную информацию обязаны своевременно обновляться, а именно содержать актуальные на сегодняшний день данные. Так, например, хостингпровайдеры могут изменять свои тарифные линейки, менять цены на них, либо изменять предоставляемые мощности в определенных тарифах. Следовательно, информация на сайте провайдера изменилась, а на сайте по подбору провайдера информация обновится только тогда, когда это сделает редактор. И на этот момент пользователь видит неверную на данный момент информацию. Эту проблему поможет решить динамическое обновление в реальном времени. Иными словами, если изменится информация на сайте хостера, изменится и информация на сайте по подбору хостера. Таким образом, это позволит избежать наличия неверной информации на сайте. Подобное можно сде-

лать используя парсинг [1]. Парсинг – последовательный синтаксический анализ информации, размещённой на интернет-страницах. Парсинг является эффективным решением для автоматизации сбора и изменения информации [2]. По сравнению с человеком, компьютерная программа-парсер: 1) быстро обойдёт тысячи веб-страниц; 2) аккуратно отделит техническую информацию от «человеческой»; 3) безошибочно отберёт нужное и отбросит лишнее; 4) эффективно упакует конечные данные в необходимом виде. В системе по подбору хостинг-провайдера парсинг можно реализовать используя язык программирования PHP и технологии JSON и WebSocket [3–5]. Предполагаемая структура системы парсинга представлена на рисунке. Система обновления контента получает требование от информационной системы по подбору хостинг-провайдеров об обновлении информации о хостере. В качестве требования выступают команды либо от пользователя, либо от самой информационной системы в назначенное время. Следующим шагом, система обновления проверяет условие, если сайт способен отдать данные в JSON формате, то система получает их. Если такой возможности нет, то система отправит запрос на получение данных в формате HTML-кода. После успешного получения данных система сортирует и очищает их от лишнего «мусора» и записывает их базу данных. Конечным результатом будет являться вывод текстовой информации пользователю системы.

336

Программные средства и информационные технологии

Структура работы системы обновления контента

При реализации такого решения информация будет поступать с сайта необходимого хостера в систему автоматически. Этот скрипт будет мониторить нужный сайт и брать оттуда информацию, как только она изменится. Для уменьшения нагрузки на сервер, возможна иная настройка скрипта, а именно парсинг информации через определенные промежутки времени. Таким образом, данное решение позволить минимизировать вовлечение человека в работу системы, а также сократить время нахождения неактуальной информации в системе по подбору хостингпровайдеров. Библиографические списки

1. Парсинг. Что это и где используется [Электронный ресурс]. URL: https://www.ipipe.ru/info/parsing. html (дата обращения: 30.06.2017). 2. Учебник по парсингу сайтов [Электронный ресурс]. URL: http://theory.phphtml.net/books/advanced/ php/parsing/ (дата обращения: 30.06.2017). 3. Фленов М. PHP глазами хакера : 2-е изд., доп. и перераб. СПб. : БХВ-Петербург, 2010. 336 с.

4. Smith B. Beginning JSON IEEE. 2015. Т. 25. С. 353. 5. WebSockets – полноценный асинхронный веб [Электронный ресурс]. URL: https://habrahabr.ru/ post/79038/ (дата обращения: 30.06.2017). References

1. Parsing. Chto eto i gde ispol’zuetsya. Available at: https://www.ipipe.ru/info/parsing.html (accessed: 30.06.2017). 2. Uchebnik po parsingu saytov. Available at: http:// theory.phphtml.net/books/advanced/php/parsing/ (accessed: 30.06.2017). 3. Flenov M. PHP glazami khakera: 2-e izd., dop. i pererab. SPb. : BHV-Petersburg Publ., 2010, 336 p. 4. Smith B. Beginning JSON IEEE. 2015. Vol. 25. P. 353. 5. WebSockets – polnotsennyy asinkhronnyy veb. Available at: https://habrahabr.ru/post/79038/ (accessed: 30.06.2017).

337

© Кузминский П. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.414.38 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОВТОРНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ БОРТОВОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

В. А. Ларионова*, А. Б. Дьяченко, А. А. Колташев АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 * E-mail: [email protected] Рассмотрено текущее состояние и направление развития средств автоматизации повторного тестирования бортового программного обеспечения космических аппаратов связи, навигации и геодезии в аспекте его долговременного сопровождения. Ключевые слова: бортовое программное обеспечение, сопровождение программного обеспечения, повторное тестирование, автоматизация. ONBOARD SPACECRAFT SOFTWARE RE-TESTING AUTOMATION

V. A. Larionova*, A. B. D’yachenko, A. A. Koltashev JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation * E-mail: [email protected] The article considers current status and development trend of onboard software re-testing automation tools of communication, navigation and geodesy spacecraft in the context of long-term software maintenance. Keywords: onboard software, software maintenance, re-testing, automation. Развитие современных систем космической связи и навигации требует широкомасштабного создания спутниковых группировок долговременного функционирования. В свою очередь долговременность функционирования спутников на требуемом уровне качества, оперативность их создания, восстановления и восполнения во многом обеспечивается качеством бортового программного обеспечения КА (БПО), технологией его создания и сопровождения, возможностями инструментальных средств разработки и сопровождения [1]. Процесс сопровождения необходим вследствие подверженности программных продуктов изменениям на протяжении их жизненного цикла [2]. Одним из составляющих эффективной технологии разработки компонент БПО является повторное тестирование [3], которое выполняется в рамках сопровождения БПО [4]. При проведении любого тестирования участвуют три составляющих – объект тестирования, средства тестирования и тесты. Повторное тестирование – это тестирование, проводимое после изменения любой из этих составляющих. Основной целью проведения повторного тестирования является обнаружение регрессии, т. е. выявление отклонений от требуемого поведения в месте, не связанном с изменениями. В случае АО «ИСС» составляющими повторного тестирования будут являться БПО, средства системного тестирования на основе программной модели КА – наземный отладочный комплекс (НОК) и циклограммы тестов. Полное повторное тестирование БПО прово-

дится путем последовательного ручного запуска всех циклограмм тестов и анализа их результатов специалистом. БПО КА связи, навигации и геодезии образуется совокупностью ПО систем КА, поэтому проведение анализа требует привлечения специалистов всех систем и занимает достаточно много времени (~2–3 недели). Учитывая длительность полного повторного тестирования, в настоящее время при проведении изменений в БПО проводится тестирование только измененной части, а полное повторное тестирование БПО проводится только в ключевых точках – завершение этапов, подготовка к выдаче прошивки и т. д. Следствием такого подхода является более позднее обнаружение регрессий, что в большинстве случаев существенно увеличивает время, необходимое на разбор выявленной ситуации. Многократно проводимые исследования показали, что чем раньше обнаруживаются те или иные несоответствия или ошибки, тем больше вероятность их правильного исправления и ниже его стоимость [5]. Дополнительная автоматизация повторного тестирования БПО позволит проводить полное повторное тестирование после каждого изменения, и, следовательно, раньше обнаруживать регрессии, что позволит упростить поиск причины регрессии и ее устранение. При создании системы автоматизированного повторного тестирования БПО, которая будет предназначена для проведения тестирования, сбора и анализа результатов, их хранения и представления к ним доступа, необходимо реализовать следующие уровни автоматизации:

338

Программные средства и информационные технологии

0. Без автоматизации – выдача управляющих воздействий, оценка реакции и заключение о результате, как отдельного теста, так и всего тестирования производится специалистом, т. е. тестирование проходит полностью в ручном режиме. 1. Автоматизация выдачи управляющих воздействий – выдача управляющих воздействий производится системой согласно заранее заданной последовательности (циклограмме), а оценка реакции и заключение о результате, как отдельного теста, так и всего тестирования производится оператором. 2. Автоматизация выдачи управляющих воздействий и оценки реакции – выдача управляющих воздействий и оценка реакции производится системой согласно заранее заданной последовательности (циклограмме), а заключение о результате, как отдельного теста, так и всего тестирования производится оператором. 3. Полная автоматизация – выдача управляющих воздействий, оценка реакции и заключение о результате производится системой. В настоящее время в АО «ИСС» при тестировании БПО с использованием существующих средств автоматизации достигается 2 уровень автоматизации. Система автоматизированного повторного тестирования БПО должна позволить достичь 3 уровня автоматизации. Для достижения этого уровня в системе должны быть реализованы следующие требования: 1. Язык описания тестовых последовательностей должен содержать следующие возможности:  выдача управляющих воздействий;  оценка реакции на выданные управляющие воздействия;  выдача заключения о результате теста. 2. Поддержка иерархии тестов, со следующими уровнями:  тест – отдельная последовательность действий (циклограмма);  пакет тестов – состоит из одного и более тестов, предназначенных для выполнения в определенном режиме НОК – особенность НОКа и этапов разработки БПО в АО «ИСС»;  тест ПО системы – состоит из одного и более пакетов тестов – особенность разработки БПО в АО «ИСС», как набора ПО систем;  тест БПО – состоит из всех тестов – для управления версиями тестов. 3. Запуск тестов – как в рамках одного сеанса НОК, так и в нескольких сеансах НОК, в том числе в разных режимах НОК. 4. Сбор результатов выполнения тестов и оформление отчета. Внедрение такой системы дополнительно потребует: 1. Создание архива тестов, который будет хранить все версии тестов. 2. Создание архива результатов тестирования, который будет хранить все версии результатов тестов.

3. Доработка тестов – анализ реакции на выданные управляющие воздействия, выдача результатов тестов в систему автоматизированного проведения повторного тестирования БПО. 4. Доработка организационных процедур – запуск повторного тестирования БПО после изменения версии любой из составляющих – версии БПО, версии НОК или версии теста БПО. Внедрение системы автоматизированного повторного тестирования БПО позволит ускорить выявление регрессионных ошибок и редко проявляющихся ошибок (за счет большого количества прогонов тестов) и сократить стоимость работ по разработке и сопровождению БПО. Библиографические ссылки

1. Антамошкин А. Н., Колташев А. А. Технологические аспекты создания бортового программного обеспечения спутников связи // Вестник СибГАУ. 2006, № 3. С. 93–95. 2. Колташев А. А. Эффективная технология управления циклом жизни бортового программного обеспечения спутников связи и навигации // Авиакосмическое приборостроение. 2006, № 12. С. 20–25. 3. ГОСТ Р ИСО/МЭК 14764–2002. Информационная технология. Сопровождение программных средств. М. : Изд-во стандартов, 2002. 28 с. 4. Обеспечение бортовое программное. Управление проектированием, изготовлением и сопровождением : СТП 154-123–2014. Железногорск : АО «ИСС», 2014. 72 с. 5. Иванова Г. С. Технология программирования. М. : КноРус, 2011. 336 с. References

1. Antamoshkin A. N., Koltashev A. A. [Onboard software creation technology features of communication satellites]. Vestnik SibSAU. 2006, no. 3. P. 93–95. (In Russ.) 2. Koltashev A. A. [The effective control technology of the on-board software life cycle of the communication and navigation satellites]. Aviakosmicheskoe priborostroenie. 2006, No. 12. P. 20–25. (In Russ.) 3. GOST R ISO/ MJeK 14764–2002. Informacionnaya tehnologiya. Soprovozhdenie programmnyh sredstv [Information technology. Software maintenance]. M. : Standart Publ., 2002. 28 p. 4. Obespechenie bortovoe programmnoe. Upravlenie proektirovaniem, izgotovleniem i soprovozhdeniem [Onboard software. Design, production and maintenance management], in STP 154-123–2014, Zheleznogorsk : JSC “ISS”, 2014. 72 p. 5. Ivanova G. S. Tehnologiya programmirovaniya [Programming technology]. M. : KnoRus, 2011. 336 p.

339

© Ларионова В. А., Дьяченко А. Б., Колташев А. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.457 ПРОГРАММНО-АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЦЕПИ ГРАНИЧНОГО СКАНИРОВАНИЯ ИНТЕРФЕЙСА JTAG

А. Ю. Логинов, Д. Г. Придачкин*, А. Л. Шустов Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е. И. Забабахина Российская Федерация, 456770, г. Снежинск, ул. Васильева, 13, а/я 245 * E-mail: [email protected] Рассмотрена реализация программно-аппаратного обеспечения для диагностики и внутрисхемного программирования бортовых вычислительных устройств. Ключевые слова: BSDL, JTAG, граничное сканирование. SOFTWARE AND HARDWARE FOR JTAG BOUNDARY SCAN

A. Yu. Loginov, D. G. Pridachkin*, A. L. Shustov Russian Federal Nuclear Centre – All-Russia Research Institute of Technical Physics named after academician E. I. Zababakhin P/b 245, 13, Vasilyeva Str., Snezhinsk, 456770, Russian Federation. * E-mail: [email protected] The research focuses on realization of the hardware and software for diagnostic and in-system programming of onboard computing devices. Keywords: BSDL, JTAG, boundary scan. Применение в составе бортовых вычислительных устройств микросхем, содержащих интерфейс JTAG с цепью граничного сканирования (ГС), позволяет унифицировать программно-аппаратное обеспечение для диагностики качества сборки печатных плат и внутрисхемного программирования [1]. Целью работы являлась разработка программных и аппаратных средств для проверки бортовых вычислительных устройств и внутрисхемного программирования встраиваемого программного обеспечения. В результате проведенной работы была разработана программа JTAG_FT2232D, предназначенная для работы с JTAG адаптером на базе микросхемы FT2232H(D) и позволяющая считывать и программировать ПЗУ, ОЗУ макетов бортовых ЭВМ через JTAG интерфейс. Внешний вид окна JTAG_FT2232D представлен на рис. 1. Описание цепи ГС загружаются в JTAG_FT2232D в виде BSDL-файла [2]. JTAG_FT2232D позволяет создавать алгоритмы чтения/записи для различных микросхем в соответствие с их включением в конкретном вычислительном устройстве. Указанные алгоритмы позволяют производить внутрисхемное тестирование кластера памяти методом ГС. В результате тестирования выявляются неисправности, возникшие при монтаже или в процессе отладки макета. На рис. 2 изображено окно редактирования алгоритма тестирования микросхем памяти.

Отработка программы проводилась на макетах бортовых вычислительных устройств: на основе однокристальной ЭВМ 5890ВЕ1Т, на основе процессора 5890ВМ1Т с системным контроллером EPF10K100ARI240-3N, на основе разрядномодульной секции 1825ВС4У с блоком микропрограммного управления EPF10K70RC240-3N. Подтверждена работоспособность программы с цепями ГС микросхемы однокристальной ЭВМ 5890ВЕ1Т и микросхем FPGA семейства Flex10K фирмы Altera. Практически проверены следующие функциональные возможности тестирования кластера памяти методом ГС: запись и чтение ПЗУ (1636РР2У, 1638РР1У), запись, чтение и определение объема ОЗУ (1645РУ3У, 1645РУ4У, 1658РУ1У, 1620РУ6У). Для работы с программой JTAG_FT2232D под операционной системой Windows XP или Windows 7 необходимо следующее программное обеспечение: драйвер FTDIChip CDM Drivers, пакет .NET Framework 3.0, библиотеки FTCJTAG.dll 3.1.7.1 и FTD2XX.dll 2.0.0.1 [3]. Аппаратной составляющей служит JTAG адаптер на основе FT2232H Mini Module [4]. Разработанное программное обеспечение обеспечивает диагностику и внутрисхемное программирование вычислительных устройств с интерфейсом JTAG и получено свидетельство о государственной регистрации [5].

340

Программные средства и информационные технологии

Рис. 1. Окно программы JTAG_FT2232D

Рис. 2. Окно редактирования алгоритма доступа к памяти

341

Решетневские чтения. 2017

Библиографические ссылки

References

1. Галатенко В. А., Костюхин К. А., Шмырев Н. В. Развитие спецификаций JTAG для отладки аппаратного и программного обеспечения // Программные продукты и системы. 2010, № 4. C. 3–8. 2. Городецкий А. Введение в технологии JTAG и DFT. Тестирование в технологиях граничного сканирования и тестопригодное проектирование. Saarbrucken : Palmarium Academic Publ., 2012. 298 c. 3. Application Note AN_110. Programmers Guide for High Speed FTCJTAG.DLL [Электронный ресурс]. URL: http://www.ftdichip.com/Support/FTDocuments.htm (дата обращения:15.03.2011). 4. USB Hi-Speed FT2232H Evaluation Module Datasheet [Электронный ресурс]. URL: http://www. ftdichip.com/Products/Modules/DevelopmentModules. htm# FT2232H_Mini (дата обращения: 15.03.2011). 5. Программа для работы с интерфейсом граничного сканирования (JTAG_FT2232D): Свид. о гос. рег. прогр. для ЭВМ № 2016660549. РФЯЦ-ВНИИТФ / А. Ю. Логинов, Д. Г. Придачкин, А. Л. Шустов ; заявл. 18.07.2016 ; Рег. 16.09.2016.

1. Galatenko V. A., Kostyuhin K. A., Shmyrev N. V. [JTAG specification development for hardware and software debugging]. Programmnye produkty i sistemy [Program Products and Systems]. 2010, No. 4. Pp. 3–8. (In Russ.) 2. Gorodetskiy A. Vvedeniye v tehnologii JTAG i DFT. Testirovanie v tehnologiyah granitchnogo skanirovaniya i testoprigodnoe proektirovanie [JTAG and DFT technologies introduction. Boundary scan and design for test technologies testing]. Saarbrucken., Palmarium Academic Publ., 2012. 298 p. 3. Application Note AN_110. Programmers Guide for High Speed FTCJTAG.DLL. Available at: http:// www. ftdichip.com/Support/FTDocuments.htm (accessed: 15.03.2011). 4. USB Hi-Speed FT2232H Evaluation Module Datasheet. Available at: http://www.ftdichip.com/Products/ Modules/DevelopmentModules.htm#FT2232H_Mini (accessed: 15.03.2011). 5. Loginov A. Yu., Pridachkin D. G., Shustov A. L. Programma dlya raboty s interfeysom granichnogo skanirovaniya (JTAG_FT2232D) [Boundary scan interface program (JTAG_FT2232D)]. Certificate RF no. 2016660549, 2016. © Логинов А. Ю., Придачкин Д. Г., Шустов А. Л., 2017

342

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.45 ОРГАНИЗАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ БОРТОВОГО ВЫЧИСЛИТЕЛЯ

А. Ю. Логинов, Д. Г. Придачкин*, А. Л. Шустов Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е. И. Забабахина Российская Федерация, 456770, г. Снежинск, ул. Васильева, 13, а/я 245 * E-mail: [email protected] Рассмотрен способ организации системного программного обеспечения в бортовом вычислителе. Программное обеспечение разделено на функциональные элементы и разнесено в адресном пространстве. Ключевые слова: бортовой вычислитель, системное программное обеспечение. ORGANIZATION OF THE ONBOARD COMPUTER DISTRIBUTED SOFTWARE

A. Yu. Loginov, D. G. Pridachkin*, A. L. Shustov Russian Federal Nuclear Centre – All-Russia Research Institute of Technical Physics named after academician E. I. Zababakhin P/b 245, 13, Vasilyeva Str., Snezhinsk, 456770, Russian Federation. * E-mail: [email protected] The research considers method to organize system software for onboard computer. The software is divided into functional elements and is separated within address space. Keywords: onboard computer, system software. Бортовые вычислители (БВ) применяются в различных образцах аэрокосмической техники. Отличные друг от друга алгоритмы работы вычислителя, приводят к необходимости разработки отдельного вычислителя на каждое изделие. Предложенный вариант исполнения позволяет применять один вариант БВ в составе ряда объектов за счет принципа построения [1]. БВ состоит из двух основных частей: блока вычислительного и модуля памяти. Программный код делится на два основных элемента: системное ПО и прикладное ПО. Системное ПО располагается в блоке вычислительном. Прикладное ПО располагается во внешнем модуле памяти и программируется пользователем БВ. Основными функциями системного ПО являются: – инициализация микропроцессора и периферии; – проведение тестирования оборудования; – копирования прикладного ПО в рабочую область оперативного запоминающего устройства (ОЗУ); – обработка прерываний; – реализация обмена устройства вычислительного с устройством сопряжения [2]; – обеспечения функционирования интерфейса по ГОСТ 52070–2003; – обеспечение приема и выдачи разовых команд. Основными функциями прикладного ПО [3] являются: – расчет математических алгоритмов; – обмен данными с периферийным оборудованием; – обработка прерываний. Адресное пространство БВ разделено между ОЗУ, внутренним постоянным запоминающим устройством (ПЗУ) и внешним ПЗУ (таблица).

Схема расположения ПО показана на рисунке. Системное ПО [4] устройства вычислительного представляет собой два отдельных проекта: проект обработчика исключений и проект загрузчика «elfloader». Основными векторами исключений являются вектор исключения аппаратного сброса 0xBFC0_0000 и вектор исключения общего характера 0xBFC0_0380. Обработчик исключений обеспечивает только основную обработку исключений – сохранение и возврат контекста. Основной обработчик прерываний располагается в прикладном ПО пользователя, куда передается управление после сохранения контекста [5]. Проект загрузчик «elfloader» располагается по адресу 1FC0_1000 после обработчика исключений. Elfloader обращается к внешней памяти и загружает прикладное ПО в ОЗУ. В результате компиляции и компоновки прикладное ПО представляет собой файл формата elf, который располагается во внешнем ПЗУ. Elf файл состоит из нескольких секций. Секции Elf-файла собраны по адресам ОЗУ или внутренней памяти процессора, но сам elf-файл проекта располагается во внешней памяти. Далее происходит передача управления прикладному ПО. В составе системного ПО реализована библиотека системных функций, таких как, инициализация и настройка параметров работы протоколов обмена, работа с периферийными устройствами, работа с таймерами и обработка прерываний. Стек прикладного ПО располагается в конце используемой области ОЗУ.

343

Решетневские чтения. 2017 Карта памяти БВ Диапазон адресов 1FFF_FFFF 1С00_0000 07FF_FFFF 0000_0000

Реальный диапазон 1FFF_FFFF 1FE0_0000 1FDF_FFFF 1FC0_0000 001F_FFFF 0000_0000

Тип

Наименование

Flash / ОПППЗУ

Внешнее ПЗУ

Объем области, Мбайт

Объем данных, Мбайт 2

64 Flash

Внутреннее ПЗУ

SRAM

ОЗУ

Внутреннее ПЗУ

2 128

2

Внешнее ПЗУ

0xBFC0_0000

0xBFE0_1000

Обработчик исключений

0x8000_1500 Прикладное ПО

0xBFC0_1000 Загрузчик «elfloader»

ие ан в ро пи ко

ОЗУ 0x8000_1500 Прикладное ПО

Схема расположения ПО в памяти БВ

Примененный принцип распределения функций ПО на пользовательские и системные задачи позволяет разработчику пользовательского ПО значительно ускорить процесс реализации алгоритмов функционирования, за счет исключения необходимости разработки аппаратнозависимой части ПО, которая реализуется системным ПО. Библиографические ссылки 1. Верба В. С., Поливанов С. С. Особенности проектирования программного обеспечения бортовых вычислительных комплексов с учетом требований функционирования в реальном масштабе времени // Радиотехника. 2010, № 8 (154). С. 10–13. 2. Программно-аппаратная реализация синхронного последовательного интерфейса межмодульного обмена бортового вычислителя / А. Ю. Логинов [и др.] // Ракетно-космическая техника : тезисы VIII Всерос. молодеж. науч.-практич. конф. 2017. С. 65. 3. Система навигации и автоматического управления БПЛА с бортовым вычислителем на базе микропроцессора 1892ВМ8Я / А. Ю. Логинов [и др.] // Научные чтения по авиации, посвященные памяти Н. Е. Жуковского. 2017, № 5. С. 367–372. 4. Эйкхофф Й. Бортовые компьютеры, программное обеспечение и полетные операции. М. : Техносфера, 2014. 336 с. 5. Повышение устойчивости функционирования бортовых вычислительных систем по результатам космических экспериментов / А. Г. Басыров [и др.] //

Известия вузов. Приборостроение. 2009. Т. 52, № 4. С. 70–74. References 1. Verba V. S., Polivanov S. S. [Onboard computing complex software design with real time functioning demands]. Radiotekhnika. 2010, no. 8 (154). P. 10–13. (In Russ.) 2. [Software and hardware synchronous serial interface realization for onboard computer module interchange] / A. Yu. Loginov [et al.] // Raketnokosmicheskaya tekhika : tezisy VIII Vseros. molodezh. nauch.-praktich. konf. [Rocket Space Technic : VIII All-Russ. Youth Scientific Practice Conf.]. 2017. P. 65. (In Russ.) 3. [UAV navigation and automatic control system with onboard computer based on microprocessor 1892VM8YA] / A. Yu. Loginov [et al.] // Nauchnye chteniya po aviatsii, posvyashennye pamyati N. E. Zhukovskogo [Aviation Scientific Readings dedicated in memory of N. E. Zhukovskogo]. 2017, no. 5. P. 367–372. (In Russ.) 4. Eykhoff Y. Bortovye komp’yutery, programmnoe obespechenie i poletnye operatsii [Onboard computers, software and flight operations]. M. : Tekhnosfera Publ., 2014. 336 p. 5. Basyrov A. G. [Onboard computing systems stability enhancement after space experiments results]. Izvestiya vuzov. Priborostroenie. 2009. Vol. 52, no. 4. P. 70–74. © Логинов А. Ю., Придачкин Д. Г., Шустов А. Л., 2017

344

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.652 УПРАВЛЕНИЕ ФИНАНСОВО-ЛИЦЕВЫМИ СЧЕТАМИ В РАСПРЕДЕЛЕННЫХ БАЗАХ ДАННЫХ

Н. А. Лосоногов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрены алгоритмы занесения данных в распределенную базу данных на примере управления финансово-лицевыми счетами. Ключевые слова: финансово-лицевой счет, распределенные базы данных, управление данными. MANAGEMENT OF FINANCIAL-PERSONAL ACCOUNTS IN DISTRIBUTED DATABASE

N. A. Losonogov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This article describes algorithms to enter data into a distributed database on the example of managing financial and personal accounts. Keywords: personal account, distributed databases, data management. В настоящее время происходит рост объемов информации, производимой различными устройствами, в том числе беспилотными летательными аппаратами и космическими спутниками. Для ее систематизации требуются новые системы хранения и алгоритмы обработки данных. Для того чтобы хранить такие данные требуется большая производительность [4]. Одним из фундаментальных аспектов является хранение и использование данных, для того чтобы осуществить процесс хранения используются различные технологии и алгоритмы, такие как системы управления базами данных (СУБД). Рассмотрим один из примеров использования баз данных – распределенные базы данных. Под распределенной базой данных (Distributed DataBase – DDB) обычно подразумевают базу данных (БД), включающую фрагменты из нескольких баз данных, которые располагаются на различных узлах сети компьютеров, и, возможно управляются различными СУБД. Распределенная база данных выглядит с точки зрения пользователей и прикладных программ как обычная локальная база данных. В этом смысле слово «распределенная» отражает способ организации базы данных, но не внешнюю ее характеристику [2]. Основная задача систем управления распределенными базами данных состоит в обеспечении средства интеграции локальных баз данных, располагающихся в некоторых узлах вычислительной сети, с тем, чтобы пользователь, работающий в любом узле сети, имел доступ ко всем этим базам данных как к единой базе данных.

Рассмотрим одну из наиболее популярных документно-ориентированных БД – MongoDB. Данные в MongoDB хранятся в JSON или BSON форматах, работа с такой моделью проще кодируется и управляется, а внутренняя группировка релевантных данных обеспечивает дополнительный выигрыш в быстродействии. MongoDB, по мнению разработчиков, должна заполнить разрыв между простейшими NoSQL-СУБД, хранящими данные в виде «ключзначение» (простыми и легко масштабируемыми, но обладающими минимальными функциональными возможностями, такими как Memcached, например) и большими реляционными СУБД (со структурными схемами и мощными запросами) [1]. Реляционная база данных (РБД), например, PostgreSQL представляет собой множество взаимосвязанных таблиц, каждая из которых содержит информацию об объектах определенного вида [5]. Каждая строка таблицы содержит данные об одном объекте (например, автомобиле, компьютере, клиенте), а столбцы таблицы содержат различные характеристики этих объектов – атрибуты [3]. Рассмотрим связку документно-ориентированной и реляционной баз данных на примере управления данными финансово-лицевых счетов (ФЛС). Для использования и хранения больших объемов данных целесообразно использовать документно-ориентированную базу данных, так как поиск в ней на основе больших текстовых данных происходит быстрее, чем в реляционной базе данных. К примеру, транзакции по финансово-лицевому счету будет выгоднее хранить в документно-ориентированной базе данных,

345

Решетневские чтения. 2017

а финансово-лицевые счета хранить в реляционной базе данных, также как и данные о выполненных услугах по дому, данные о ФЛС, паспорт о доме, а так же о собственнике. Для того чтобы связать документно-ориентированную и реляционную базы данных требуется написать специальный механизм, который бы смог манипулировать ФЛС и делать на основе них выборки из обеих баз данных, что приведет к увеличению производительности проекта. Подходить к проектированию такой распределенной базы данных требуется очень внимательно, отдельное внимание требуется уделить возможности дальнейшего масштабирования проекта, что может быть проблематично при использовании связки документно-ориентированной БД и РБД. Библиографические ссылки

1. MongoDB : cтатья [Электронный ресурс]. URL: https://metanit.com/nosql/mongodb/2.12.php (дата обращения: 25.08.2017). 2. Распределенные базы данных : cтатья [Электронный ресурс]. URL: http://citforum.ru/database/ classics/distr_and_paral_sdb/ (дата обращения: 20.08.2017). 3. Реляционные базы данных : cтатья [Электронный ресурс]. URL: http://sernam.ru/book_cbd.php?id=2 (дата обращения: 17.08.2017).

4. Космические данные и их обработка : cтатья [Электронный ресурс]. URL: http://www.cnews.ru/ articles/kosmicheskie_dannye_nuzhdayutsya_v_novyh (дата обращения: 25.08.2017). 5. PostgreSQL : cтатья [Электронный ресурс]. URL: https://www.postgresql.org/ (дата обращения: 25.08.2017). References

1. MongoDB Statya [Article about mongoDB]. Available at: https://metanit.com/nosql/mongodb/ 2.12.php (accessed: 25.08.2017). (In Russ.) 2. Raspredelenniye bazi dannih [About distributed data base]. Available at: http://citforum.ru/database/ classics/distr_and_paral_sdb (accessed: 20.08.2017). (In Russ.) 3. Relyacionnie bazi dannih [Relational databases]. Available at: http://sernam.ru/book_cbd.php?id=2 (accessed: 25.08.2017). (In Russ.) 4. Kosmicheskiye danniye [Space data]. Available at: http://www.cnews.ru/articles/kosmicheskie_dannye_ nuzhdayutsya_v_novyh (accessed: 25.08.2017). (In Russ.) [PostgreSQL]. Available at: 5. PostgreSQL https://www. postgresql.org/ (accessed: 25.08.2017). (In Russ.)  

346

© Лосоногов Н. А., 2017

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.91 РАЗРАБОТКА ЭМУЛЯЦИОННОЙ СРЕДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ

Д. Ю. Манылов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается проблема текущего процесса обучения. Для решения проблемы предложена разработка среды, эмулирующей систему для решения задач. Описывается струтура среды и выполняемые ею функции. Ключевые слова: эмуляционная среда, процесс обучения, архитектура. DEVELOPING THE TASK-SOLVING EMULATION ENVIRONMENT TO IMPROVE EDUCATIONAL PROCESS

D. Y. Manylov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The problem of the current learning process is considered. To solve the problem, the research proposes to develop an environment that emulates the system for task-solving. The structure of the environment and the functions it performs are described. Keywords: emulation environment, learning process, architecture. На сегодняшний день любое обучение, каким-либо образом связанное с информационными технологиями, непосредственно связано с использованием персональных компьютеров. Для улучшения процесса обучения может использоваться различный инструментарий, включающий в себя как работу с системными компонентами, так и работу с графикой и звуком. В последнее время широкое распространение получило дистанционное обучение, позволяющее переносить лекционные занятия в удобный для обучающегося формат, для чего используется учебный материал в виде текстовых, видео или аудио файлов. Это позволяет создавать свой, гибкий график обучения. К сожалению, при работе с программным обеспечением не учитывается уровень так называемой «компьютерной грамотности» обучающегося. И в то время как различные видео- или аудио-редакторы, программы для работы с текстами и изображениями могут содержать в себе документацию по работе, либо сопровождать пользователя своевременными подсказками, то более комплексные инструментарии, такие как среды программирования или операционные системы не предоставляют необходимой помощи, вследствие чего обучение с их помощью может быть затруднено, а практические навыки могут быть не получены. Как пример можно привести университетские дисциплины по работе с сетями и безопасности сети, где большая часть обучения проводилась в изучении теоретического материала и устном закреплении знаний, а практическая часть лишь на уровне

ознакомления с работой программ. Это серьезное допущение, так как в дальнейшем отсутствие практических навыков может сказаться на эффективности работы, ведь зачастую умение нажать нужную последовательность кнопок важнее, чем знать структуру работы сети. Для решения данной проблемы была разработана эмуляционная среда [1] на языке C# [2]. Программное обеспечение состоит из двух модулей: один для преподавателя, другой – для обучающегося. Для организации работы эмуляционной среды и обеспечения взаимодействия между преподавателем и обучающимся была использована клиент-серверная архитектура [3]. Схема работы среды отображена на рисунке. Как видно из рисунка, модуль для преподавателя работает непосредственно с серверной частью программного обеспечения, позволяя создавать и редактировать шаблоны эмуляции, собирать и анализировать результаты работы обучающегося, проводить консультации по процессу обучения. Второй модуль позволяет обучающемуся оперативно выбирать нужную для выполнения задачу и получать необходимые консультации от преподавателя. В ходе решения задачи эмуляционная среда настраивает систему соответствующим для создания критической ситуации образом, возвращая всё в исходное состоянии после выполнения обучающимся поставленной задачи [4]. Для каждого из модуля спроектирован свой интерфейс в соответствии с современными стандартами разработки [5].

347

Решетневские чтения. 2017

Схема работы среды

В заключение можно сказать, что разработанная эмуляционная среда позволит многократно улучшить эффективность обучения студентов по многим дисциплинам высшего учебного заведения. Внедрение такой среды в текущий процесс обучения приведет к итоговому выпуску наиболее квалифицированных специалистов в своей области, готовых к применению полученных знаний при работе по своей специальности. Библиографические ссылки

1. Hennesy J. L., Patterson D. A. Computer Architecture: A Quantitative Approach, 4th Edition // Morgan Kaufmann, 2006. P. 244–250. 2. Лахатин А. С#. Языки программирования. Екатеринбург : ДИАЛОГ-МИФИ, 2008. 274 с. 3. Fowler M. Patterns of Enterprise Application Architecture // Addison-Wesley Professional, 2002. P. 130–145. 4. Smith J., Nair R. Virtual Machines: Versatile Platforms for Systems and Processes // Morgan Kaufmann, 2005. P. 454–464.

5. Проектирование графического интерфейса пользователя [Электронный ресурс]. URL: https:// habrahabr.ru/post/208966/ (дата обращения: 05.09.2017). References

1. Hennesy J. L., Patterson D. A. Computer Architecture: A Quantitative Approach, 4th Edition. Morgan Kaufmann, 2006. Р. 244–250. 2. Lakhatin A. C#. Yazyki programmirovaniya [C#. Programming languages]. Ekaterinburg : DIALOG-MIFI Publ., 2008. Р. 274. 3. Fowler M. Patterns of Enterprise Application Architecture. Addison-Wesley Professional, 2002. Р. 130– 145. 4. Smith J., Nair R. Virtual Machines: Versatile Platforms for Systems and Processes. Morgan Kaufmann, 2005. Р. 454–464. 5. Proektirovanie graficheskogo interfeysa pol’zovatelya [Designing a graphical user interface]. Available at: https://habrahabr.ru/post/208966/ (accessed: 05.09.2017). © Манылов Д. Ю., 2017

348

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.91 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБОТКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ КОММЕРЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Ю. В. Маховикова1*, В. А. Авиш1, 2, П. А. Мельников1 1

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 2 АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 * E-mail: [email protected]

Проводится расчет и сравнение экономической эффективности до и после разработки и внедрения автоматизированной информационной системы на примере коммерческого предприятия ОАО «Медтехника» г. Красноярска. Ключевые слова: информационно-коммуникационные технологии, автоматизированная информационная система, экономическая эффективность. COST EFFICIENCY OF DEVELOPMENT OF THE AUTOMATED INFORMATION SYSTEM FOR COMMERCIAL ENTERPRISES

Yu. V. Mahovikova1*, V. A. Avish1, 2, P. A. Melnikov1 1

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 2 JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation * E-mail: [email protected] The article demonstrates the calculation and comparison of cost efficiency before development and deployment of the automated information system on the example of commercial enterprise OAO «Medtekhnika» in Krasnoyarsk. Keywords: information-communication technologies, the automated information system, cost efficiency. В современном обществе для развития бизнеса наиважнейшим направлением является использование информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). Для простых граждан и представителей организаций электронные услуги, или электронноинформационные услуги удовлетворяют информационную потребность пользователей и являются ДОСтаточно удобными для использования в любой момент [4]. Профессионально созданные web-сайты обеспечивают простоту нахождения в информационно-аналитической системе (ИАС), что является преимуществом. Разработанная автоматизированная информационная система (АИС) в сети Internet для компании является средством сокращения расходов, увеличения прибыли и привлечения новых клиентов. В попытках сэкономить на затратах по созданию качественного web-ресурса многие организации несут достаточно весомые финансовые убытки. Эффективное и безболезненное внедрение АИС возможно, если разработчик или команда разработчиков не просто продавали свой продукт для внедрения, но и продолжали его курировать. Так как программисту, знающему свой код, гораздо проще в нем ориентироваться, что приводит к явной эконо-

мии времени и в итоге увеличению прибыли компании. Цель исследования: разработка АИС, внедрение, выявление слабых мест и их устранение, сокращение расходов. Для выполнения поставленной цели, требуется решить следующие задачи: – проанализировать расходы на разработку вебсайта с учетом программного обеспечения; – сравнить расходы до/после внедрения веб-сайта. Объектом анализа является компания, продающая изделия медицинского назначения для больниц и частных лиц ОАО «Медтехника». В проекте предполагается сократить количество операторов, формирующих заказы, во избежание ошибок в заполнении заявки или иного человеческого фактора (табл. 1–3). Индекс рентабельности АИС составляет 3,123 %. Соответственно, на один рубль затраченных средств приходится 3,123 руб. дохода. Следует отметить то, что автоматизированная система является очень удобным и эффективным инструментом автоматизации способный в будущем отвечать за автоматизацию не только клиентов, но и других возможных слабых мест компании.

349

Решетневские чтения. 2017 Таблица 1 Расходы на разработку веб-сайта Наименование

Затраты, руб. 49912

Заработная плата 1 чел. Страховые взносы

14973,6

Накладные расходы

14973,6

Расходы на электроэнергию

577,92

Амортизационные отчисления

524,6

Итого

60409,72 Таблица 2 Расходы до внедрения веб-сайта Наименование

Затраты, руб.

Заработная плата Страховые взносы Накладные расходы Расходы на электроэнергию Амортизационные отчисления Итого

98256,6 29476,98 29476,98 650,16 655,73 158525,45 Таблица 3 Расходы после внедрения веб-сайта

Наименование Заработная плата

Затраты, руб. 65504,4

Страховые взносы

19651,32

Накладные расходы

19651,32

Расходы на электроэнергию Амортизационные отчисления Итого

433,44 557,38 105797,86

Библиографические ссылки

References

1. Веб-сайт [Электронный ресурс]. URL: http:// oltinzamin.weebly.com/blog/instrukciya-raschetov-poterjelektroenergii-v-transformatore (дата обращения: 10.01.2017). 2. Веб-сайт [Электронный ресурс]. URL: http:// www.businesspravo.ru/Docum/DocumShow_DocumID_ 98267.html (дата обращения: 10.01.2017). 3. Веб-сайт [Электронный ресурс]. URL: http:// www.gazeta-unp.ru/articles/51550-tarify-strahovyh-vznosov-v-2017-godu-qqq-16-m11 (дата обращения: 10.01.2017). 4. Автоматизированная информационная система предоставления услуг в сфере образования / А. Н. Немцов [и др.]. 2012. 5. Исаев Г. Н. Проектирование информационных систем : учеб. пособие. М. : Омега-Л, 2013. 432 с. 6. Клочкова Е., Кузнецов В., Платонова Т. Экономика предприятия : учеб. пособие. М. : Юрайт, 2014. 448 с.

1. Website Available at: http://oltinzamin.weebly. com/blog/instrukciya-raschetov-poterj-elektroenergii-vtransformatore (accessed: 10.01.2017). 2. Website Available at: http://www.businesspravo.ru/Docum/DocumShow_DocumID_98267.html (accessed: 10.01.2017). 3. Website Available at: http://www.gazeta-unp.ru/ articles/51550-tarify-strahovyh-vznosov-v-2017-goduqqq-16-m11 (accessed: 10.01.2017). 4. Avtomatizirovannaja informacionnaja sistema predostavlenija uslug v sfere obrazovanija [Tekst] (Automated information system to provide service in the education sphere) / A. N. Nemcov [et al.]. 2012. 5. Isaev G. N. Proektirovanie informacionnyh system : ucheb. posobie. M. : Omega-L, 2013. 432 p. 6. Klochkova E., Kuznecov V., Platonova T. Jekonomika predprijatija (An enterprise economics) : ucheb. posobie. M. : Jurajt, 2014. 448 p. © Маховикова Ю. В., Авиш В. А., Мельников П. А., 2017

350

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.6 МЕЖСИСТЕМНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РАЗНОРОДНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ*

Р. В. Морозов, Д. В. Жучков Красноярский научный центр СО РАН Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 E-mail: [email protected] Описывается проблема организации межсистемного взаимодействия разнородных информационных систем. Выявлены различные факторы, влияющие на процесс межсистемной интеграции. Рассмотрены современные технологии межсистемного взаимодействия. Предлагается простой и эффективный подход к организации межсистемной интеграции, который имеет ряд преимуществ. Рассмотренный подход может использоваться для организации взаимодействия автоматизированных систем обработки данных спутникового мониторинга. Ключевые слова: межсистемное взаимодействие, обмен данными, информационные системы. INTERSYSTEM INTERACTION OF THE HETEROGENEOUS INFORMATION SYSTEMS

R. V. Morozov, D. V. Zhuchkov Krasnoyarsk Science Centre SB RAS Institute of Computational Modelling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper describes a problem of organizing the intersystem interaction of heterogeneous information systems. It observes various factors influencing the process of intersystem integration. Modern technologies for intersystem integration are considered. The research proposes a simple and effective approach to arrange intersystem integration, it has several advantages. Keywords: intersystem interaction, data exchange, information systems. Введение. Уровень информатизации космической отрасли в России, как и всеобщий уровень информатизации в стране, продолжает неуклонно расти. Современная тенденция к общей интеграции приводит к необходимости взаимодействия между разнородными информационными системами. Различные программные системы создаются независимо друг от друга, и зачастую системы, разработанные для внутренних нужд, не имеют средств обмена информацией с другими системами того же предприятия. Еще более острой является проблема межсистемного взаимодействия в случае различной организационной и ведомственной принадлежности систем. Проблеме межсистемного взаимодействия зачастую уделяется меньше внимания, чем вопросам проектирования и создания информационных систем, несмотря на то, что интегрировать различные системы между собой сложнее, чем их создать. В данной работе представлен подход к организации межсистемного обмена данными между гетерогенными информационными системами. Предложенный подход может использоваться для организации взаимодействия автоматизи-

рованных систем обработки данных спутникового мониторинга. Описание проблемы. При решении задачи межсистемного взаимодействия необходимо учитывать ряд факторов, влияющих на процесс интеграции. К таким факторам относится изменчивость интегрируемых систем. Как правило, развитие деятельности предприятий, изменение законодательства, нормативно-правовых актов влечет за собой изменение бизнеспроцессов, структур данных, а также пользовательских интерфейсов. Для таких систем задача интеграции с другими системами зачастую становится серьезной проблемой. В ходе развития информатизации складываются условия внутрикорпоративной дезинтеграции. Причин много: необходимость решения более сложных задач, образование логической, географической и организационной распределённости системы. В крупных проектах почти всегда приходится использовать платформы и инструменты от разных производителей, что ведет к необходимости поддержки нескольких платформ и систем.

* Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта 16-47-243020.

351

Решетневские чтения. 2017

Часто на крупных предприятиях используются морально устаревшие системы и технологии, устаревшее аппаратно-техническое обеспечение, при этом от них не отказываются, поскольку они дают хорошие показатели по функциональности, надежности и производительности [1]. Проблема организации межсистемного взаимодействия не ограничена рамками одного предприятия, все чаще встает задача интеграции с партнерами, подрядчиками и государственными структурами. При этом проблема интеграции усугубляется необходимостью налаживать обмен информацией между гетерогенными системами. Под гетерогенными информационными системами понимаются системы, созданные для работы на различных платформах, с использованием различных средств разработки и направленные на решение разнородных задач. Еще один критический фактор состоит в том, что процесс интеграции не должен нарушать непрерывный цикл работы интегрируемых систем. Подход к организации взаимодействия. Для реализации предлагаемого подхода необходимо наличие транспортного протокола доступного обеим интегрируемым системами, а также использование стандартного формата данных, обеспечивающего понимание семантики полученной информации. Практическая реализация предлагаемого подхода возможна на различных платформах. Как пример реализации мы будем рассматривать межсистемное взаимодействие через сеть Интернет. При этом в качестве транспортного протокола используется общепринятый протокол HTTP и его защищенная модификация HTTPS. Язык XML будем использовать для кодирования информационных сообщений [2; 3]. В качестве шлюза доступа к данным предлагается использовать веб-сервисы, которые предоставляют доступ к данным на уровне программного взаимодействия [4]. Данное решение обусловлено высокой степенью развития технологий и инструментов работы с веб-сервисами – с их помощью веб-сервисы создаются автоматически на базе уже функционирующих систем. Кроме того, архитектура построения сервис-ориентированных приложений SOA (Service Oriented Architecture) зарекомендовала себя как наиболее удачная при современных тенденциях построения модульного программного обеспечения [5]. Анализ информационных систем позволяет выделить основные подсистемы и компоненты типовой корпоративной информационной системы: база данных системы, модуль работы с базой данных, подсистема, реализующая бизнес-логику, подсистема работы с пользовательским графическим интерфейсом. Для осуществления межсистемного обмена необходимо реализовать подсистему обмена данными с внешними информационными системами и дополнить этим функционалом корпоративную систему. Кроме подсистемы обмена данными необходим механизм взаимодействия с корпоративной системой. Для этого предлагается в рабочей базе данных создать служебный раздел, выполняющий роль шлюза для обмена сообщениями между корпоративной системой и подсистемой обмена данными. Предлагаемое решение обладает рядом преимуществ. Во-первых, нет необходимости глубоко дора-

батывать корпоративную информационную систему. Подсистема обмена данными реализуется в виде отдельного программного комплекса и функционирует на сервере приложений и/или базы данных. В свою очередь обмен заданиями информационного обмена и результатами их выполнения осуществляется через рабочую базу данных. Во-вторых, использование базы данных в качестве шлюза для обмена сообщениями позволяет выполнять задания информационного обмена асинхронно. В таком режиме работы пользователям корпоративной системы не приходится ждать завершения процесса информационного взаимодействия с внешней системой. При медленном интернетсоединении и большом объеме данных процесс может занять несколько минут. Пользователи могут работать, пока задания информационного обмена выполняются в фоновом режиме. В-третьих, при модификации подсистемы обмена данными внесенные изменения вступают в силу без обновления корпоративной системы. Например, при добавлении новой информационной системы для взаимодействия либо при изменении структуры или содержания информационных пакетов. Опыт эксплуатации созданного программного обеспечения показал, что реализованный подход без внесения существенных доработок в корпоративное программное обеспечение может быть применен при решении задач интеграции с гетерогенными информационными системами в любой сфере. Основным условием для успешной интеграции является наличие базы данных в составе автоматизированной системы. Библиографические ссылки

1. Edwards B. If It Ain’t Broke, Don’t Fix It: Ancient Computers in Use Today. PCWorld [Электронныйресурс]. URL: www.pcworld.com/article/249951/if_it_ aint_broke_dont_fix_it_ancient_computers_in_use_today. html (дата обращения: 10.05.2017). 2. Harold E., Means S. XML in a Nutshell // O’Reilly Media. 2004. 714 p. 3. Connolly D., Khare R., Rifkin A. The Evolution of Web Documents [Электронный ресурс]. URL: http:// www.xml.com/pub/a/w3j/s3.connolly.html (дата обращения: 13.04.2017). 4. Ньюкомер Э. Веб-сервисы. XML, WSDL, SOAP и UDDI. Для профессионалов. М. : Изд. дом «Питер». 2003. 256 с. 5. Heather K., Vince B., Robert S. The IBM advantage for SOA reference architecture. [Электронныйресурс]. URL: www.ibm.com/developerworks/library/wssoa-ref-arch/ws-soa-ref-arch-pdf.pdf (дата обращения: 09.06.2017). References

1. Edwards B. If It Ain’t Broke, Don’t Fix It: Ancient Computers in Use Today. PCWorld Available at: www.pcworld.com/article/249951/if_it_aint_broke_dont_ fix_it_ancient_computers _in_use_today.html (accessed: 10.05.2017).

352

Программные средства и информационные технологии

2. Harold E., Means S. XML in a Nutshell // O’Reilly Media. 2004. 714 p. 3. Connolly D., Khare R., Rifkin A. The Evolution of Web Documents. Available at: http://www.xml.com/pub/ a/w3j/s3.connolly.html (accessed: 13.04.2017). 4. N’yukomer E. Veb-servisy. XML, WSDL, SOAP и UDDI. Dlya professionalov. М. : Izd. dom “Piter”. 2003. 256 с.

5. Heather K., Vince B., Robert S. The IBM advantage for SOA reference architecture. Available at: http:// www.ibm.com/developerworks/library/ws-soa-refarch/ws- soa-ref-arch-pdf.pdf (accessed: 09.06.2017).

353

© Морозов Р. В., Жучков Д. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 339.543.42 СОВРЕМЕННЫЙ ИНСТРУМЕНТ ТАМОЖЕННОГО КОНТРОЛЯ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ К. М. Наумочкина*, И. В. Полухин Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Проводится обзор современной технологии таможенного контроля при перемещении леса и лесоматериалов, отражена сущность и значимость применения таможенными органами информационной системы по учету древесины и сделок с ней. Ключевые слова: современная технология, таможенный контроль, единая государственная автоматизированная система учета древесины и сделок с ней, таможенные органы, лесоматериалы, лес, декларация на товары. A MODERN TOOL FOR TIMBER CUSTOMS CONTROL K. M. Naumochkina*, I. V. Polukhin Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] This article reviews the modern technology of customs control of the transportation of timber and timber products that reflect the essence and significance of the use of information system of accounting of wood and transactions with it by the customs. Keywords: modern technology, customs, the unified state automated system of accounting of wood and transactions with it, the customs authorities, timber, forest, declaration of goods. В настоящее время способы взаимодействия участников ВЭД и таможенных органов совершенствуются, в первую очередь, это касается применения каналов онлайновых коммуникаций между хозяйствующими субъектами и регулирующими органами. Сейчас эффективно внедряется информационная система «Единая государственная автоматизированная система учета древесины и сделок с ней». Данная инфраструктура создана с целью уведомления таможенных органов об объемах древесины, передаваемой от одних хозяйствующих субъектов к другим 5. При перемещение леса и лесоматериалов, таможенные органы часто, выявляют недостоверное заявление сведений о наименовании товара в соответствии с Единой товарной номенклатурой внешнеэкономической деятельности ЕАЭС; незаконное перемещение леса и лесоматериалов через таможенную границу ЕАЭС и т. д. 4. Вышесказанные правонарушения, проявляются в первую очередь, при проведении таможенного досмотра и таможенного осмотра, в большинстве случаев оказывается, что характеристики леса и лесоматериалов, не соответствуют сведениям, заявленным в декларации на товары. Примером может послужить, случай произошедший 21 февраля 2017 г. Один из лесоэкспортеров Хабаровска, осуществлял вывоз необработанных лесоматериалов в Китайскую Народную Республику. По таможенной декларации, представленной в отдел таможенного оформления Хабаров-

ской таможни, в Поднебесную отправился пиловочник дуба монгольского общим объемом более 104,5 м3. Однако в ходе визуального таможенного осмотра вагонов с лесом должностным лицом Хабаровского таможенного поста были выявлены признаки возможного недостоверного заявления сведений о его объемах 6. В итоге проведенный таможенный досмотр со всеми измерениями и подсчетами показал, что фактический объем лесоматериалов действительно превышает заявленный более чем на 7,3 м3. Стоимость утаенных товаров составила 1316,72 долл. США 6. Предназначение системы ЕГАИС по учету древесины и сделок с ней, заключается в создании базы данных правоотношений и составляемых в процессе их осуществления документов, которые позволяют определить то, насколько законны сделки с древесиной 5. Лесным Кодексом Российской Федерации ч. 1 ст. 50.5 установлено, что юридические лица, индивидуальные предприниматели, совершившие сделки с древесиной, в том числе в целях ввоза в Российскую Федерацию, вывоза из Российской Федерации, представляют оператору единой государственной автоматизированной информационной системы учета древесины и сделок с ней декларацию о сделках с древесиной в форме электронного документа, подписанного электронной подписью 1. Так же, Постановлением правительства Российской Федерации от 6 января

354

Программные средства и информационные технологии

2015 года № 11 «Об утверждении правил представления декларации о сделках с древесиной», регламентируется порядок, правила, и формы в соответствии с которыми юридические лица предоставляют декларацию о сделках с древесиной 2. Стоит отметить, что Постановлением Правительства Российской Федерации от 3 ноября 2014 г. № 1148 «О направлении запросов о предоставлении информации, содержащейся в единой государственной автоматизированной информационной системе учета древесины и сделок с ней», утверждена форма запроса о предоставлении информации содержащихся в ЕГАИС, данная форма направляется оператору Россельхознадзора 3. Рассмотрим более подробно специфику работы таможенных органов в системе ЕГАИС по учету древесины и сделок с ней. Таможенная декларация на лес или лесоматериалы, поступает в таможенный орган, который обладает компетенцией, на совершение таможенных операций в отношении леса и лесоматериалов. В настоящее время в Сибирском федеральном округе, правом на совершение таможенных операций в отношении декларируемых леса и лесоматериалов наделены 25 таможенных постов, в том числе 2 центра электронного декларирования в Новосибирске и Иркутске 4. Таможенный орган рамках ЕГАИС лес осуществляет запрос в базу данных федеральной налоговой службы, а именно: индивидуальный идентификационный номер поставщика, который содержит в себе название данной фирмы (существует ли она), а так же вид деятельности в соответствии с общероссийским классификатором видов экономической деятельности. Если таможенным органом, выявлен факт недостоверности указанных сведений, он направляет уточняющий запрос в Департамент лесного хозяйства, если данный государственный орган подтверждает наличие недостоверности сведений, то таможенный орган возбуждает дело об административном правонарушении, уголовное дело или передает дело по подведомственности, когда речь идет о фальсификации документов представленных в таможенный орган. В том случае, когда все сведения являются достоверными, должностное лицо таможенного органа проверяет наличие внутренней сделки с декларируемым товаров. При подтверждении факта наличия внутренней сделки, должностное лицо таможенного органа принимает решение о выпуске декларации на товары. В итоге можно сделать вывод, что развитие и внедрение современных технологий таможенного контроля при перемещении леса и лесоматериалов положительно влияют на деятельность таможенных органов, во-первых, за счет использования различных баз данных снижается время проверки достоверности документов представленных для таможенного декларирования, во-вторых, использование современных технологий таможенного контроля повышают эффективность выявления фактов незаконного перемещения леса и лесоматериалов.

Библиографические ссылки

1. Лесной кодекс Российской Федерации от 04.12.2006 № 200-ФЗ. 2. Постановление Правительства РФ от 06.01.2015 № 11 «Об утверждении Правил представления декларации о сделках с древесиной». 3. Постановление Правительства РФ от 03.11.2014 № 1148 «О направлении запросов о предоставлении информации, содержащейся в единой государственной автоматизированной информационной системе учета древесины и сделок с ней». 4. Денисов С. А. Проблемы таможенного контроля над экспортом леса и лесоматериалов в регионе деятельности Сибирского таможенного управления Электронный ресурс. URL: http://uecs.ru/marketing/i tem/2307-2013-08-29-07-00-53 (дата обращения: 22.02.2017). 5. Единая государственная автоматизированная система (ЕГАИС) «Учет древесины и сделок с ней». Интернет-портал ЕГАИС Электронный ресурс. URL: http://fb.ru/article/259640/edinaya-gosudarstvennaya-avtomatizirovannaya-sistema-egais-uchet-drevesinyi-i-sdelok-s-ney-internet-portal-egais#image1354785 (дата обращения: 20.02.2017). 6. Более 7 кубометров дуба монгольского чуть не прошли «лесом» Электронный ресурс. URL: http://www.tks.ru/crime/2017/02/21/02 (дата обращения: 23.02.2017). References

1. The forest code of the Russian Federation of 04.12.2006 № 200-FZ. Available at: http://www.consultant. ru/document/cons_doc_LAW_64299/ (accessed: 22.02.2017). 2. The decree of the RF Government dated 06.01.2015 № 11 «On approval of Rules of submission of the Declaration on transactions with timber». Available at: http:// www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_173793/ (accessed: 22.02.2017). 3. The decree of the RF Government dated 03.11.2014 № 1148 «About the direction of requests for information contained in the unified state automated information system of accounting of wood and transactions with it». Available at: http://www.consultant.ru/document/cons_ doc_LAW_170770/ (accessed: 22.02.2017). 4. Denisov S. A. Problems of customs control over exports of timber and timber products in the region of the Siberian customs Department. Available at: http://uecs. ru/marketing/item/2307-2013-08-29-07-00-53 (accessed: 22.02.2017). 5. The unified state automated system (EGAIS) “Accounting of wood and transactions with it”. The Internet portal USAIS. Available at: http://fb.ru/article/ 259640/edinaya-gosudarstvennaya-avtomatizirovannayasistema-egais-uchet-drevesinyi-i-sdelok-s-ney-internetportal-egais#image1354785 (accessed: 20.02.2017). 6. More than 7 cubic meters of Mongolian oak almost passed the forest. Available at: http://www.tks.ru/crime/ 2017/02/21/02 (accessed: 23.02.2017). © Наумочкина К. М., Полухин И. В., 2017

355

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.85 ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ И ПРИМЕНЕНИЯ СВЕРТОЧНЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ

Нишчхал Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Акцентируется внимание на использовании искусственного интеллекта в области компьютерного зрения. Ключевые слова: сверточная нейронная сеть, СНС, эволюционная оптимизация, компьютерное зрение, машинное обучение. ORGANIZATIONAL FEATURE AND APPLICATION OF CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORKS

Nishchhal Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article focuses on the use of artificial intelligence in the field of computer vision. Keywords: convolutional neural network, CNN, evolutionary optimization, computer vision, machine learning. В настоящее время искусственный интеллект доминирует в мире информационных технологий. Большой интерес у исследователей вызывают возможности искусственных нейронных сетей, которые активно применяются для решения широкого круга научно-технических задач, таких как аппроксимация функционалов, прогнозирование, классификация, распознавание изображений и звука и пр. Одним из активно развивающихся направлений искусственного интеллекта является создание и развитие систем компьютерного зрения, которые находят применение во многих сферах, например, на производстве, в системах охраны и наблюдения, при организации взаимодействия человека с вычислительными системами, в автоматизированных системах сбора и обработки информации. Для эффективного решения задач распознавания образов разработана специальная архитектура искусственной нейронной сети – сверточная нейронная сеть (СНС). СНС имитирует организацию системы нейронов зрительной коры головного мозга и, наряду с распознаванием образов, успешно справляется с анализом речи и ременных рядов [1]. СНС обладает рядом преимуществ перед обычным персептроном – нейронной сетью с послойной организацией. За счет использования слоев свертки и пулинга (иначе подвыборки, субдискретизации) СНС позволяет строить сложные иерархии признаков и на их основе проводить идентификацию объектов, обеспечивает инвариантность к масштабу изображения, а концепция разделяемых весовых коэффициентов позволяет значительно сократить время вычислений. СНС неплохо

обучается как с использованием алгоритма обратного распространения ошибки и его модификаций, так и с помощью ряда методов обучения без учителя. Сверточная нейросетевая модель имеет архитектуру, которая определяется большим количеством настраиваемых параметров: это количество слоев, размерность ядра свёртки и количество ядер для каждого из слоёв, шаг сдвига ядра при обработке слоя, необходимость слоев субдискретизации, степень уменьшения ими размерности, функция по уменьшению размерности (выбор максимума, среднего и т. п.), передаточная функция нейронов, наличие и параметры выходной полносвязной нейросети на выходе свёрточной [2]. Значения данных параметров обычно подбираются исследователями эмпирически, поскольку процесс синтеза структуры СНС практически не формализован. Поэтому выбор конфигурации нейросети, эффективной для решения новой задачи, представляет собой серьезную проблему для прикладного специалиста, что существенно ограничивает практическое применение данного подхода. Использование эволюционных алгоритмов для решения сложных многопараметрических оптимизационных задач выбора эффективной структуры нейросети и ее обучения даст возможность максимально автоматизировать процесс проектирования СНС, а решение оптимизационной задачи формирования конфигурации нейросети в многокритериальной постановке позволит сократить вычислительную сложность модели при сохранении приемлемой точности.

356

Программные средства и информационные технологии

Библиографические ссылки

References

1. LeCun Y., Bengio Y. Convolutional Networks for Images, Speech, and Time-Series // The Handbook of Brain Theory and Neural Networks. MIT Press, 1995. P. 255–258. 2. Федотов Д. В., Попов Е. А., Охорзин В. А. Оптимизация структуры сверточной нейронной сети с помощью самоконфигурируемого эволюционного алгоритма в одной задаче идентификации // Вестник СибГАУ. 2015. Т. 16, № 4. C. 857–863.

1. LeCun Y., Bengio Y. Convolutional Networks for Images, Speech, and Time-Series // The Handbook of Brain Theory and Neural Networks. MIT Press, 1995. P. 255–258. 2. Fedotov D. V., Popov E. A., Okhorzin V. A. Optimisation of convolutional neural network structurewith self-configuring evolutionary algorithm in one identification problem // Vestnik SibGAU. 2015. Vol. 16, no. 4. P. 857–863. © Нишчхал, 2017

357

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.45:629.78.054 ПАКЕТНЫЙ ОТЛАДЧИК КАК БАЗИСНОЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ СРЕДСТВО АВТОНОМНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ

Д. А. Панюшкин*, М. Ю. Сахнов, Н. Н. Шумаков, С. А. Краус АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 * E-mail: [email protected] Отладка и тестирование бортового программного обеспечения спутников связи и навигации рассматривается на основе применяемого пакетного отладчика из состава используемых кросс-систем программирования. Ключевые слова: бортовое программное обеспечение, кросс-система программирования, отладчик, язык пакетной отладки, сценарное тестирование. PACKAGE DEBUGGER AS A BASIC UNIT TESTING TOOL

D. A. Panyushkin*, M. Y. Sakhnov, N. N. Shumakov, S. A. Kraus JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation * E-mail: [email protected] The research considers on-board software debugging and testing of communication and navigation satellites with the use of a cross-programming system package debugger as a basic tool. Keywords: on-board software, cross-programming system, debugger, package debugging language, scripted debugging. Сложные эксплуатационные условия функционирования космических аппаратов диктуют требование высокой надежности бортового вычислительного комплекса, что подразумевает не только отказоустойчивость аппаратной части (стойкость к факторам космического пространства, использование кода Хемминга, дублирование систем и т. д.), но и высокое качество бортового программного обеспечения (БПО), которое может быть достигнуто лишь путем всестороннего исчерпывающего тестирования [1]. Инструментальные средства для него на этапе разработки и автономного тестирования (АТ) БПО [2] предоставляются разработчикам применяемой в Акционерном обществе «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» (АО «ИСС») средой разработки – кросс-системой программирования на языке Модула-2 (КСП М2). На данный момент в АО «ИСС» для вычислительных платформ с разными бортовыми компьютерами разработана серия кросс-систем программирования на языке Модула-2 (КСП CAMV, КСП M2-MIPS, КСП M2-1750 – широко использовались при создании спутников ГЛОНАСС, Экспресс и Гео-ИК2; КСП M2SPARC, КСП M2-PPC – предназначены для новых спутников) [3]. Каждая кросс-система программирования представляет собой интегрированную среду, которая состоит из ряда программных компонент, снабженных настраиваемой интегрирующей оболочкой, позволяющей в рамках единого интерфейса проводить работы на этапе разработки и автономного тестирования БПО.

Достигнуть необходимого уровня отработки программ позволяет применяемый в составе КСП отладчик, обеспечивающий и диалоговый, и пакетный режимы работы. Отладчик из КСП М2 выгодно отличается от отладчиков иных сред разработки наличием пакетного режима отладки, позволяющего проводить автономное тестирование компонент БПО одновременно с документированием результатов тестирования и возможностью использования моделей бортовой вычислительной среды и бортовой вычислительной машины, что значительно упрощает автономное тестирование. В диалоговом режиме работы отладчик предоставляет простые в использовании, но мощные средства для непосредственного анализа работы бортовой программы. Он позволяет наблюдать за состоянием компоненты БПО прямо во время исполнения, отслеживать текущие значения переменных, изменять их и работать не только в терминах Модула-2, но и в терминах ассемблера целевого бортового компьютера. По своим возможностям и интерфейсу он аналогичен отладчикам других сред программирования и служит для поиска и локализации ошибок в исходном коде. Пакетный режим работы отладчика является уникальным решением, необходимость которого продиктована требованиями, предъявляемыми к БПО. Он позволяет вести сценарное тестирование, обеспечивая повторяемость и полноту такого тестирования. В качестве инструмента для написания сценария (пакета) отладки выступает специализированный язык

358

Программные средства и информационные технологии

пакетной отладки, не зависящий от целевой платформы. Стандартизация интерфейсов библиотек операционной системы (ОС) и программного обеспечения бортового комплекса управления (ПО БКУ) и использование моделей указанных библиотек, позволяет минимизировать изменение пакетов отладки компонент при переходе к новой целевой платформе [4], сокращая время разработки компонент. Пакет отладки представляет собой набор вариантов исполнения тестируемой бортовой программы, где для каждого варианта можно выбрать тестируемую процедуру, подготовить набор данных для ее запуска и определить специфические условия ее исполнения (например, состояние кэш-памяти или уровень привилегий). Каждый вариант тестирования компоненты БПО описывается на высокоуровневом языке пакетной отладки в виде программы для отладчика. Язык пакетной отладки позволяет:  сформировать среду для отлаживаемой компоненты;  моделировать операционную среду и внешние устройства;  управлять выполнением пакета;  управлять выполнением отлаживаемой компоненты;  выдавать и изменять информацию о компоненте;  формировать протокол отладки и изменять его структуру. Наращивание комплекта тестов и документирование их результатов позволяет обеспечить повторное тестирование бортовых программ при их доработке (когда вновь полученные результаты тестов сравниваются с эталонными, определёнными ранее) и облегчает перенос на другие вычислительные платформы. Следует отметить, что язык пакетной отладки модернизируется в соответствии с запросами разработчиков: в него добавлены новые средства для минимизации отличий протоколов тестирования при изменении самой бортовой программы или средств её разработки, определения условий выполнения компонент БПО и улучшения читаемости протоколов отладки. Накопленный комплект тестовых сценариев на языке пакетной отладки в дальнейшем используется еще в двух подсистемах системы тестирования КСП М2: системе оценки полноты тестирования и средствах проверки тестирования по входным данным. Данные системы позволяют получить численную оценку охвата разработанного комплекта тестов бортовой программы, основываясь на ряде формализованных критериев [5]. Представленный подход, в основе которого лежит технология пакетного тестирования компонент БПО с использованием платформенно-независимого языка тестирования и автоматической проверкой достижения критериев автономного тестирования, гарантиру-

ет высокий уровень отработки компонент и минимизирует субъективный фактор. Библиографические ссылки

1. Колташев А. А. Основные принципы системного тестирования и подтверждения бортового программного обеспечения спутников // Вестник СибГАУ. 2010, № 1. С. 4–7. 2. Автономное тестирование как этап верификации бортового программного обеспечения спутников / Д. А. Панюшкин [и др.] // Решетневские чтения : материалы XX Междунар. науч. конф. (09–12 ноября 2016, г. Красноярск): в 2 ч. Красноярск : СибГАУ, 2016. Ч. 2. С. 225–227. 3. Колташев А. А., Кочура С. Г. Технология создания и сопровождения бортового программного обеспечения спутников связи, навигации и геодезии: современное состояние // Журнал «Наукоемкие технологии». М. : Радиотехника, 2014, № 9. С. 39–42. 4. Колташев А. А. Технология переноса бортового программного обеспечения // Открытые системы. 2004, № 4. С. 13–20. 5. Средства измерения бортового программного обеспечения / А. В. Еремин [и др.] // Вестник СибГАУ. 2008, № 1 (18). С. 52–56. References

1. Koltashev A. A. Osnovnye printsipy sistemnogo testirovaniya i podtverzhdeniya bortovogo programmnogo obespecheniya sputnikov [Мain principles of communication and navigation satellites onboard software system testing and validation]. Vestnik SibGAU, 2010. No. 1. Р. 4–7. (In Russ.) 2. [Unit testing as on-board satellite software verification stage] / D. A. Panyushkin [et al.]. Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. Vol. 2. P. 225–227. (In Russ.) 3. Koltashev A. A., Kochura S. G. Tekhnologiya sozdaniya i soprovozhdeniya bortovogo programmnogo obespecheniya sputnikov svyazi, navigatsii i geodezii: sovremennoe sostoyanie [The technology of development and maintenance of on-board software of communications satellites, navigation and geodesy: current status]. Naukoemkie tekhnologii. M., 2014. No. 9. P. 39–42. (In Russ.) 4. Koltashev A. A. Tehnologiya perenosa bortovogo programmnogo obespecheniya [Porting technology of the on-board software]. Otkritie sistemi, 2004. No. 4. P. 13–20. (In Russ.) 5. Sredstva izmereniya bortovogo programmnogo obespecheniya [Measurement tools for the on-board software] / A. V. Eremin [et al.] // Vestnik SibSAU, 2008. No. 1(18). P. 52–56. (In Russ.)

359

© Панюшкин Д. А., Сахнов М. Ю. Шумаков Н. Н., Краус С. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.71 ОСОБЕННОСТИ НАСТРОЙКИ СЕТЕВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ИНТЕРНЕТ-ПРОВАЙДЕРА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ ETTH

Е. А. Попова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрены основные особенности настройки сетевого оборудования для обеспечения доступа пользователей к сети Интернет и актуальность создания программного комплекса для настройки сетевого оборудования, реализующего технологию ETTH. Ключевые слова: интернет-провайдер, технологии построения сетей, сетевое оборудование, предоставление услуг. FEATURES OF NETWORK CONFIGURATION USING ETTH TECHNOLOGY

E. A. Popova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This article describes features of network configuration of accessibility for users to the global network and significance of developing software to set a network devices using ETTH technology. Keywords: ISP, networking technologies, network configuration, provision of services. Интернет и телевидение уже много лет являются неотъемлемой частью нашей жизни. Трудно представить какой-либо дом, в котором отсутствовал бы телевизор или персональный компьютер с доступом к сети Интернет. Но при этом качество предоставления услуг не всегда приемлемо для пользователя. Около 30-ти лет назад в США появилось спутниковое телевидение и с тех пор оно уверенно прогрессирует на рынке [4]. Во многих городах России спутниковые антенны стали привычным и обыденным зрелищем. Однако в настоящее время услуги связи с использованием спутников, в том числе доступ к сети Интернет, считаются дорогими и применяются чаще всего в малонаселенных и отдаленных регионах, где нет иной телекоммуникационной инфраструктуры, либо для поддержки критически важных каналов связи и передачи данных в корпоративном сегменте. В основном интернет-провайдеры для подключения своих услуг используют три технологии подключения: ADSL, ETTH и GPON, принцип работы которых был описан в [2]. Для подключения услуг по каждой из технологий инженерам интернет-провайдера требуется выполнить специальную настройку оборудования. Особенность настройки заключается в различии самого сетевого оборудования, которое используется интернетпровайдером [1; 5]. Для каждой технологии существует огромное количество моделей сетевого оборудования от таких производителей, как Cisco, Huawei, D-link, Eltex и др. В зависимости от технологии передачи данных и производителя меняется и настройка оборудования. Например, для того чтобы добавить услугу предоставления телевидения абоненту на мо-

делях оборудования, реализующих различные технологии доступа, необходимо выполнить команды, абсолютно отличающиеся друг от друга (Листинг 1) [3]. При этом настройка оборудования даже в пределах одной технологии передачи данных неоднозначна, потому что она будет зависеть от услуги, которую необходимо добавить, и от фирмы-производителя оборудования (Листинг 2). Таким образом, команды могут отличаться синтаксисом, порядком действий или, даже, языком, используемым для их написания, в зависимости от используемой технологии и модели оборудования. Такие различия в коде делают невозможной разработку универсального драйвера, способного производить настройку услуг на всех типах оборудования. Поэтому разработанная в отделе интернет-провайдера система автоматического выполнения нарядов для оборудования, использующего технологию GPON, не подходит для выполнения той же работы на оборудовании другого типа, из чего можно сделать вывод о необходимости автоматизации процесса выполнения нарядов специально для оборудования, используемого интернет-провайдером, реализующего технологию ETTH. Алгоритм реализации разрабатываемой системы состоит в разработке скриптов под каждую модель сетевого оборудования, используемую интернет-провайдером, что предполагает масштабность данной работы. При этом применение индивидуального подхода к каждой модели оборудования повлечет сложность в реализации программного комплекса, что потребует квалификации программиста и понимания технологии работы сетевого оборудования, его взаимодействия с клиентским оборудованием в соответствии с настройками ядра сети.

360

Программные средства и информационные технологии Листинг 1 Фрагменты кода с командами для разных видов оборудования // Вариант добавления услуги «ТВ» для GPON-оборудования slot 10 pon enable add ont ELTX08022A0E ont_sn ELTX08022A0E sh config set description 6353600033 set assigned_channel 0 set ont_id 33 set profile_services 15 set profile_management 1 set profile_multicast 2 do commit do confirm sh state sh config sh connections default top

// Вариант добавления услуги «ТВ» для ADSL-оборудования … service-port vlan 16 adsl 0/15/15 vpi 1 vci 35 rx-cttr 10 tx-cttr 10 – service-port vlan 4000 adsl 0/15/15 vpi 1 vci 36 rx-cttr 10 tx-cttr 10 …

Листинг 2 Фрагменты кода с командами для ETTH-оборудования // Добавление услуги «ТВ» для ETTHоборудования – Eltex MES-2124 CONF T interface FastEthernet НОМЕР ПОРТА description STB no switchport trunk native vlan no switchport trunk multicast-tv vlan switchport trunk allowed vlan remove all loopback-detection enable switchport mode access switchport access vlan 16 switchport protected-port port security mode max-addresses bridge multicast unregistered filtering port security discard port security max 5 service-acl input MAC TCP/UDP_ports no lldp transmit no lldp receive switchport forbidden default-vlan switchport access multicast-tv vlan 15 pppoe intermediate-agent exit write y

// Добавление услуги «ТВ» для ETTHоборудования – QTech QSW-2900 ENA CONF T INT E НОМЕР ПОРТА switchport default vlan 16 no switchport hybrid vlan 1 switchport hybrid untagged vlan 15-16 src_dlf_forward no dlf-forward l2-multicast no dlf-forward l3-multicast no igmp-snooping drop report shutdown-control broadcast 25 shutdown-control multicast 25 no port-car discard-bpdu igmp-snooping drop query igmp-snooping multicast vlan 15 no spanning-tree dhcp-snooping max-clients 10 no lldp cross-vlan multicast untag

Библиографические ссылки

1. Основы сетей передачи данных : статья [Электронный ресурс]. URL: http://www.intuit.ru (дата обращения: 10.06.2017). 2. Попова Е. А. О задаче настройки сетевого оборудования интернет-провайдера : статья [Электронный ресурс]. URL: https://apak.sibsau.ru/page/ materials (дата обращения: 20.06.2017). 3. Применение Expect в администрировании системы Linux: Ч. 1. Функциональные возможности Expect : статья [Электронный ресурс]. URL: http:// ibm.ru/ (дата обращения: 17.07.2017).

4. Рынок спутниковой связи и вещания : статья [Электронный ресурс]. URL: http://json.tv (дата обращения: 15.06.2017). 5. Сетевое оборудование. Виды. Основные понятия. Типы кабелей : статья [Электронный ресурс]. URL: https://sites.google.com/site/informrogozhko/ (дата обращения: 02.07.2017). References

1. Osnovy setey peredachi dannykh [Fundamentals of data networks]. Available at: http://www.intuit.ru (accessed: 10.06.2017). (In Russ.)

361

Решетневские чтения. 2017

2. Popova E. A. O zadache nastroyki setevogo oborudovaniya internet-provaydera [About the problem of network configuration of the ISP]. Available at: https:// apak.sibsau.ru/page/materials (accessed: 20.06.2017). (In Russ.) 3. Primenenie Expect v administrirovanii sistemy Linux: Part 1. Funktsional’nye vozmozhnosti Expect [Use Expect in the system administration on Linux Part 1. Functionality Expect]. Available at: http://ibm.ru/ (accessed: 17.07.2017). (In Russ.)

4. Rynok sputnikovoy svyazi i veshchaniya [The market of satellite communication and broadcasting]. Available at: http://json.tv (accessed: 15.06.2017). (In Russ.) 5. Setevoe oborudovanie. Vidy. Osnovnye ponjatija. Tipy kabelej [Network equipment. Types. Basic concepts. Types of cables]. Available at: https://sites.google.com/ site/informrogozhko/ (accessed: 02.07.2017). (In Russ.)  

362

© Попова Е. А., 2017

Программные средства и информационные технологии

УДК 681.5 О НЕОБХОДИМОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ

И. М. Прохоров*, О. В. Михайлова Новокузнецкий институт (филиал) ФБОУ ВО «Кемеровский государственный университет» Российская Федерация, 654041, г. Новокузнецк, ул. Циолковского, 23 * E-mail: [email protected] Рассмотрены предпосылки использования систем поддержки жизненного цикла производственных систем для обеспечения их долгосрочного эффективного функционирования. Ключевые слова: жизненный цикл производственной системы, информационные технологии. ABOUT THE NECESSITY OF NEW INFORMATIONAL TECHNOLOGIES TO IMPROVE EFFICIENCY OF AUTOMATED PRODUCTION SYSTEM LIFECYCLE PROCESSES

I. M. Prokhorov*, O. V. Mikhaylova The Novokuznetsk branch of the Kemerovo State University 23, Tsiolkovsky Str., Novokuznetsk, 654041, Russian Federation * E-mail: [email protected] This paper presents prerequisites of using production systems of lifecycle support systems to ensure their long-term effective functioning. Keyword: production system lifecycle, information technology. Автоматизированная система управления является хоть и важной, но лишь одной частью всего предприятия. С точки зрения инженеров АСУТП редко рассматриваются общие проблемы жизненного цикла предприятия, мало связанные с автоматизацией. Такое положение обусловлено тем, что организацииразработчики систем обычно не являются впоследствии эксплуатирующим и обслуживающим персоналом данных систем. Производственным предприятиям зачастую выгоднее осуществлять взаимодействие со сторонней организацией-разработчиком системы управления, чем содержать в штате сотрудников для осуществления редких изменений. Нередко возникают такие изменения объекта автоматизации, которые затрагивают все процессы и объекты предприятия. Большинство изменений объекта (такие как изменение технологии, оборудования, расширение предприятия, выход из строя или демонтаж агрегатов и технологических линий, введение новых режимов, интеграция объекта с другими системами) обуславливают изменение системы управления, организационной структуры, проектной и технической документации. Зачастую трудно предусмотреть развитие жизненного цикла объекта в долгосрочной перспективе. Но необходимо закладывать ресурсы для дальнейшего безболезненного роста как самого объекта, так и его систем управления, без необходимости затраты лишних ресурсов заказчика и переделывания одной и той же работы исполнителями. В настоящее время для этих целей в проект закладывается резерв по каналам,

но на практике при расширении или другом изменении объекта этих мер в большинстве случаев бывает недостаточно. Развитие предприятия может проводиться с наименьшими затратами при применении гибких систем управления и систем поддержки жизненного цикла предприятия. Под гибкостью в данном случае понимается возможность изменения управляющей системы за минимальное время с приложением минимальных усилий и с минимальными затратами ресурсов, обеспечивающее максимальное качество изменившегося объекта. Гибкость может осуществляться за счет наличия исходного кода на все компоненты системы, наличия технической документации, содержащих необходимую и избыточную информацию, оперативности ознакомления персонала обслуживающих организаций с вышеуказанными данными, наличия необходимого оборудования и компонентов. Наилучшим вариантом эффективного процесса поддержания актуального соответствия объекта состоянию системы управления (а также соответствующей технической документации) является наличие обслуживающей организации в составе организационной структуры предприятия. Использование внешней обслуживающей организации усугубляет хранение, передачу и использование накопленного опыта, скорость и стоимость изменений. Ещё одним фактором, снижающим эффективность долгосрочной поддержки предприятия является изменившаяся культура труда: если ранее сотрудник мог годами работать на одном и том же месте, теперь, особенно для моло-

363

Решетневские чтения. 2017

дых специалистов, этот период составляет около 3-х лет. Существуют информационные технологии поддержки жизненных циклов изделий (такие как CAD\CAM, CALS и другие) и системы информационной поддержки производств (ERP, MES). Но в настоящее время систем подобного класса, поддерживающих изменение систем управления технологическими процессами совместно с изменением жизненного цикла объекта нет. Таким образом, для обеспечения эффективной поддержки процессов жизненного цикла производственных систем необходимо применение средств внешнего хранения и контроля – системы поддержки жизненного цикла. При достаточной проработке организационно-эргономических и психологических аспектов информационная система подобного класса может стать системообразующей для долговременного качественного функционирования объекта. Библиографические ссылки

1. Советов Б. Я., Яковлев С. А. Моделирование систем. М. : Высш. шк., 2001. 343 с. 2. Соммервилл И. Инженерия программного обеспечения. М. : Вильямс, 2002. 624 c. 3. Киреева Г. И. Основы информационных технологий : учеб. пособие. М. : ДМК Пресс, 2010. 272 с. 4. Нестеров А. Л. Проектирование АСУТП : метод. пособие. СПб. : ДЕАН, 2006. 522 с. 5. Прохоров И. М. О сложностях разработки больших проектов АСУТП в условиях современной России // VII Всерос. науч.-практ. конф. студентов,

аспирантов и молодых ученых по естественнонаучному, экономическому, юридическому, социогуманитарному и педагогическому направлениям : сб. ст. (5 апреля 2017, г. Новокузнецк) : в 4 т. / под общ. ред. Ф. И. Иванова, Е. А. Вячкиной ; Новокузнецк : НФИ КемГУ, 2017. Т. 1. C. 251–253. References

1. Sovetov B. Y., Yakovlev S. A. Modelirovanie system [System modeling]. M. : Vish. shk. Publ., 2001, 343 p. 2. Sommerville I. Software Engineering. M. : Williams Publ., 2002. 624 p. 3. Kireeva G. I. Osnovy informatsionnykh tekhnologiy [Informational technology basics]. M. : DMK Press Publ., 2010. 272 p. 4. Nesterov A. L. Proektirovanie ASUTP : metod. posobie [Control systems design]. SPb. : DEAN Publ., 2006. 522 p. 5. Prokhorov I. M. [About the complexities of developing large-scale control systems projects in the conditions of modern Russia]. VII Vserossiyskaya nauchnoprakticheskaya konferentsiya studentov, aspirantov i molodykh uchenykh po estestvenno-nauchnomu, ekonomicheskomu, yuridicheskomu, sotsiogumanitarnomu i pedagogicheskomu napravleniyam [VII All-Russian scientific-practical conference of students, graduate students and young scientists on the natural-scientific, economic, legal, socio-humanitarian and pedagogical directions]. Novokuznetsk, 2017. P. 251–253. (In Russ.)

364

© Прохоров И. М., Михайлова О. В., 2017

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.932.2 КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ОБНАРУЖЕНИЯ АНОМАЛЬНОГО ПОВЕДЕНИЯ НА ВИДЕОПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЯХ

А. С. Пятаев Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Приведена классификация методов аномального обнаружения людей по видеопоследовательностям. Ключевые слова: аномальное поведение, видеонаблюдение. CLASSIFYING VIDEO BASED ANOMALOUS EVENT DETECTION

A. S. Pyataev Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] Various methods to detect abnormal behavior of people in complex and crowded scenes are considered. Keywords: abnormal behavior, video surveillance. В настоящее время массовое развертывание камер видеонаблюдения увеличило потребность в инструментах, выполняющих автоматический анализ потоков данных видеонаблюдения. Актуальной задачей является обнаружение аномальных событий на основе видеоданных в сложных и переполненных сценах, в частности на территориях аэропортов. Под аномальными событиями понимаются события, которые происходят редко. Примеры аномальных событий показаны на рисунке. Такие события могут касаться как группы лиц, например, при паническом беге толпы, или при возникновении драки, так и отдельных людей (падение, движение на коленях, движение задом наперед и пр.). Существующие методы обнаружения аномального поведения по видеоданным можно условно разделить на две группы: траекторные методы (trajectory-based methods) и необъектные центрические методы (non-object centric methods). Траекторные методы основаны на анализе отдельных движущихся объектов в сцене [1; 2]. Визуальное отслеживание выполняется для вычисления траекторий целей и изучается модель, описывающая типичные действия. Идентификация аномального события происходит, если полученные шаблоны целей существенно расходятся с моделью. Траекторные методы обычно опираются на две фазы. На первом этапе для оценки движения объектов и людей в сцене используются алгоритмы визуального отслеживания. Затем для построения статистических моделей, описывающих типичные действия, используются функции, представляющие траектории целей. На втором этапе действия, соответствующие траекториям, значительно отклоняющимся от изученной модели, идентифицируются как аномальные [3; 4]. В работе [5] траектории объектов моделируются с использованием функций плотности вероятности.

Ху и др. [6] разработали алгоритм отслеживания перемещений нескольких объектов для сбора траекторий, которые затем используются для изучения статистических распределений. Для обнаружения аномалий рассматриваются как пространственная, так и временная информация. Маркрис и Эллис [7] предложили использовать байесовский подход для обнаружения аномальных траекторий на основе семантики описываемой сцены. Цзян и др. [8] представили динамическую иерархическую кластерную структуру для группировки траекторий с использованием скрытых марковских моделей для представления каждой группы траекторий. В целом методы, основанные на анализе траекторий, гарантируют удовлетворительную производительность, когда объекты переднего плана легко обнаруживаются и отслеживаются, например, в помещении или если на сцене присутствуют несколько объектов. Такие методы не подходят для анализа сложных сцен. В случае плотной толпы, когда происходит перекрытие одних объектов другими, точность алгоритмов визуального отслеживания значительно ухудшается, поэтому в последнее время набирают популярность необъектные центрические методы [9]. Эти методы решают задачу обнаружения аномалий, с помощью анализа пространственно-временных шаблонов и сравнения признаков, полученных вручную на базе шаблонов внешности и траекторий движения. Обычно такие признаки строятся на основе гистограмм направленных градиентов (Histogram of Oriented Gradients - HOG), трехмерного пространственно-временного градиента и гистограмм оптического потока (Histogram Of Optical Flow - HOF). Однако использование определяемых пользователем признаков, является существенным ограничением этих подходов, а улучшенная производительность может быть получена путем анализа специфических дескрипторов сцены.

365

Решетневские чтения. 2017

а

б

в

г

Примеры аномальных событий: панический бег (а); драка (б); велосипедист на пешеходной дорожке (в); автомобиль на пешеходной дорожке (г)

Таким образом, аномалиями на видеоизображениях считаются события, происходящие редко. Например, драка людей, падение человека или панический бег. Для детектирования аномального поведения возможно использование двух категорий методов: траекторные методы и необъектные центрические методы. References

1. Fu Z., Hu W., Tan T. Similarity based vehicle trajectory clustering and anomaly detection. IEEE International Conference on Image Processing (ICIP). 2005. Vol. 2. P. 602–605. 2. Piciarelli C., Micheloni C., Foresti G. Trajectorybased anomalous event detection. Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. 2008. No. 18(11). P. 1544–1554. 3. Morris B., Trivedi M. Learning, modeling, and classification of vehicle track patterns from live video. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. 2008. No. 9(3). P. 425–437.

4. Piciarelli C., Foresti G. L. On-line trajectory clustering for anomalous events detection. Pattern Recognition Letters. 2006. Vol. 27 (15). P. 1835–1842. 5. Johnson N., Hogg D. Learning the distribution of object trajectories for event recognition. The British Machine Vision Conference. 1996. Vol. 14 (8). P. 609–615. 6. A system for learning statistical motion patterns / W. Hu [et al.] // Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 2006. No. 28 (9). Pp. 1450–1464. 7. Makris D., Ellis T. Learning semantic scene models from observing activity in visual surveillance. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. 2005. No. 35 (3), Part B: Cybernetics. Pp. 397–408. 8. Jiang F., Wu Y., Katsaggelos A. K. A dynamic hierarchical clustering method for trajectory-based unusual video event detection. Transactions on Image Processing. 2009. No. 18 (4). Pp. 907–913. 9. Saligrama V., Chen Z. Video anomaly detection based on local statistical aggregate. Computer Vision and Pattern Recognition. 2012. P. 2112–2119. © Пятаев А. С., 2017

366

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.932.2 КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ АНАЛИЗА ДИНАМИЧЕСКИХ ТЕКСТУР

А. В. Пятаева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается классификация методов анализа динамических текстур по видеоизображениям. Ключевые слова: текстурный анализ, динамические текстуры, видеонаблюдение. CLASSIFYING WVIDEO BASED DYNAMIC TEXTURES DETECTION

A. V. Pyataeva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] Nowadays dynamic textures recognition is particularly important in different computer vision community tasks in a variety of fields such as urban scenes and forest scenes. Classifying various video based dynamic textures recognition is considered. Keywords: dynamic textures, video surveillance, texture. Обнаружение динамических текстур в настоящее время находит широкое применение в системах видеонаблюдения как на городских территориях, так и при наблюдении за природными объектами. Целями поиска динамических текстур на видеоизображениях могут являться экологический мониторинг, обеспечение безопасности, контроль. К динамическим текстурам относят следующие объекты дым и пламя, воду, группу птиц, листья, облака, толпу людей и другие. Примеры таких изображений из базы Dyntex [1] приведены на рис. 1. Динамическая текстура может рассматриваться как расширение статической текстуры, дополнительно содержащей элементы движения. Динамические текстуры очень широкий, но слабо изученный тип текстур, который используется во многих задачах компьютерного зрения. Динамические текстуры могут иметь стохастическую и регулярную составляющую [2]. К характеристикам динамических текстур можно отнести следующие [3]: большое разнообразие форм, пространственные и временные закономерности, большой объем исходных данных, малое количество предопределенных структур. Вероятностными особенностями динамических текстур являются размер, ориентация в пространстве, формы и расположение составных частей объекта на видеоизображении. Подходы к анализу текстуры можно разделить на статические, геометрические, структурные, спек-

тральные, модельные и комбинированные (рис. 2) [4; 5]. Статистические признаки связаны со статистическими вычислениями второго порядка. Определение статистических признаков, может быть выполнено вычислением матрицы смежности Харалика [6] (контрастность, энтропия и др. признаки); на основе ковариационных матриц рассчитываются эвристические признаки Тамуры [7] (зернистость, контраст, направленность и др.). К геометрическим методам относят локальные дескрипторы [8; 9] на основе автокорреляционной функции, позволяющей оценить степени регулярности и зернистости текстуры; энергетические характеристики Лавса [10] для обнаружения краев, пятен, ряби и волн. Структурные подходы представляют текстуру состоящей из простых текстурных примитивов, размещенных по определенному правилу с регулярной или почти регулярной повторяемостью [2]. Спектральные методы позволяют выделить наличие в текстуре периодических структур на основе периодических структур Фурье и вейвлет-анализа [11]. Модельные подходы на основе модели Марковского случайного поля [12] или описания структур на основе фракталов [13] позволяют учесть фрактальные особенности текстуры, например, выделить облака или дым. Комбинированный подход представляет собой сочетание в себе различных методов.

Рис. 1. Примеры видеоизображений с динамическими текстурами

367

Решетневские чтения. 2017

Комбинирован-

Модельные

Спектральные

Структурные

Геометрические

Cтатические

Методы анализа текстурных особенностей изображения

Рис. 2. Методы анализа текстурных особенностей изображения

Таким образом, обнаружение динамических текстур по видеоданным является актуальной задачей. К методам анализа текстурных особенностей изображения относятся статические, спектральные и др. методы. Возможно применение комбинированного подхода. Библиографические ссылки 1. Renaud P., Fazekas S., Huiskes M. J. DynTex: A comprehensive database of dynamic textures. Pattern Recognition Letters. 2010. Vol. 31, No. 12. P. 1627–1632. 2. Gonçalves W. N., Machado B. B., Bruno O. M. A complex network approach for dynamic texture recognition // Neurocomputing. 2015. Vol. 153. P. 211–220. 3. A survey on visual 316 content-based video indexing and retrieval / W. Hu, N. Xie, L. Li et al. // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. 2011. Part C 41 (6). P. 797–819. 4. Шитова О. В., Пухляк А. Н., Дроб Е. М. Анализ методов сегментации текстурных областей изображений в системах обработки изображений // Научные ведомости. 2014, № 8 (179). С. 182–187. 5. Фраленко В. П. Методы текстурного анализа изображений, обработка данных дистанционного зондирования Земли // Программные системы: теория и приложения. 2014, № 4 (22). С. 19–39. 6. Haralick R. M. Statistical and structural approaches to texture // Proceedings of the IEEE / 1979, Vol. 67, no. 5. P. 768–804. 7. Tamura H., Mori S., Yamawaki T. Textural features corresponding to visual perception. IEEE Transaction on Systems, Man and Cybernetic, 1978, Vol. 8. P. 400–473. 8. Bay H., Tuytelaars T., Gool L. V. SURF: speeded up robust features. Computer Vision and image Understanding. 2008, Vol. 110, no. 3. P. 346–359. 9. Ke Y., Sukthankar Y. PCA-SIFT: a more distinctive representation for local image descriptors // CVPR’04 Proceedings of the 2004 IEEE computer society conference on Computer vision and pattern recognition. 2004. P. 506–513. 10. Laws K. Rapid Texture Identification // Proceedings of SPIE – Society of Photo – Optical Instrumentation Engineers – Image Processing for Missle Guardance. 1980, Vol. 238. P. 367–380. 11. Афонский А. А., Дьяконов В. П. Цифровые анализаторы спектра, сигналов и логики. М. : СолонПресс, 2009. 248 c. 12. Stan Z. L. Markov random field in image analysis. Berlin : Springer-Verlag, 2009. 362 p.

13. Winkler G. Image analysis, random fields and dynamic Monte Carlo methods. Berlin : Springer-Verlag, 1995. 324 p. References 1. Renaud P., Fazekas S., Huiskes M. J. DynTex: A comprehensive database of dynamic textures. Pattern Recognition Letters. 2010. Vol. 31, No. 12. P. 1627–1632. 2. Gonçalves W. N., Machado B. B., Bruno O. M. A complex network approach for dynamic texture recognition. Neurocomputing. 2015. Vol. 153. P. 211–220. 3. A survey on visual 316 content-based video indexing and retrieval. / W. Hu, N. Xie, L. Li et al. Maybank. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. 2011. Part C 41 (6). P. 797–819. 4. Shitova O. V., Pukhlyak A. N., Drob E. M. Analysis of methods of segmentation texture regions of image processing. Nauchnye vadomosti, 2014. No. 8 (179). P. 182–188. (In Russ.) 5. Fralenko V. P. Methods of image texture analysis, Earth remote sensing data processing. Earth remote sending data processing. Programmnye sistemy: teorija i prilozhenija, 2014 Vol. 5, no. 4(22). P. 19–39. (In Russ.) 6. Haralick R. M. Statistical and structural approaches to texture. Proceedings of the IEEE. 1979. Vol. 67, No. 5. P. 768–804. 7. Tamura H., Mori S., Yamawaki T. Textural features corresponding to visual perception. IEEE Transaction on Systems, Man and Cybernetic, 1978. Vol. 8. P. 400–473. 8. Bay H., Tuytelaars T., Gool L. V. SURF: speeded up robust features. Computer Vision and image Understanding. 2008, Vol. 110, No. 3. P. 346–359. 9. Ke Y., Sukthankar Y. PCA-SIFT: a more distinctive representation for local image descriptors. CVPR’04 Proceedings of the 2004 IEEE computer society conference on Computer vision and pattern recognition. 2004. P. 506–513. 10. Laws K. Rapid Texture Identification. Proceedings of SPIE – Society of Photo – Optical Instrumentation Engineers – Image Processing for Missle Guardance. 1980. Vol. 238. P. 367–380. 11. Afonskij A. A., D’jakonov V. P. Cifrovye analizatory spektra, signalov i logiki. M. : SOLON-Press, 2009, 248 p. (In Russ.) 12. Stan Z. L. Markov random field in image analysis. Berlin : Springer-Verlag, 2009. 362 p. 13. Winkler G. Image analysis, random fields and dynamic Monte Carlo methods. Berlin : Springer-Verlag, 1995. 324 p.

368

© Пятаева А. В., 2017

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.422.8 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА КАЛМАНА–ЛЕТОВА

В. А. Семенов, Т. Н. Иванилова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Представлены результаты разработки программного средства с помощью инструментария MatLab, реализующего расчеты калмановской фильтрации. Приведены краткое описание модели, экранные формы программного средства, область применения. Ключевые слова: MatLab, случайные помехи, фильтр Калмана, динамическая система, оптимальное управление. PROGRAM IMPLEMENTATION OF THE KALMAN-LETOV ALGORITHM

V. A. Semenov, T. N. Ivanilova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The article presents the results of software development using the MatLab toolkit that implements Kalman filtering calculations. The brief description of the model, the screen forms of the software, the scope of application are given. Keywords: MatLab, random interference, Kalman filter, dynamic system, optimal control. Фильтрация Калмана применяется во многих прикладных областях, таких как фильтрация зашумленных сигналов и прогнозирование будущих состояний. Также фильтр Калмана используется в задачах управления причаливанием космических аппаратов, в задачах стабилизации БПЛА. Рассмотрим модель динамического процесса в детерминированной постановке, т. е. предполагая отсутствие случайных помех и полную наблюдаемость процесса, когда y(t) = x(t). Модель процесса можно представить в виде линейной динамической системы x (t )  Ax(t )  Bu (t ) при начальном условии x(0) = x0. где А – определяет скорость повышения параметров; B – определяет скорость повышения при управлении. Рассмотрим задачу оптимального управления системой как задачу минимизации критерия качества T

J  x (T )T    x (T )   [ x(t )T Q  x(t )  u (t )T  R u (t )]dt , 0

где ψ – симметричная отрицательно определенная матрица; Q – симметричная неотрицательно определенная матрица; R – симметричная положительно определенная матрица; x(t) – N-вектор, где xi(t) уровень i-го параметра в момент t. После формирования исходных данных вычисляется уравнение Риккати в обратном времени, оптимальные коэффициенты усиления, управляющие воздействия, оптимальная траектория и одновременно рассчитывается значение критерия оптимальности [1; 2]. Программа разработана в среде программирования MatLab v 7.12.0. с применением графического интерфейса Guide. Для написания интерфейса использовались такие элементы как uitable, edit text, push button

и axes. Получившийся интерфейс главной формы показан на рис. 1 [3]. Для изменения размерности матриц была написана функция обработки события Callback для элемента Edit text «М». В данной функции сформированы глобальные переменные для изменения размера матриц, количества итераций, реализовано считывание переменных из текстовых полей, конвертирование текста в числовой формат. После ввода необходимых данных нажатием на клавишу «Enter» происходит построение матриц. Данные в матрицы вводятся вручную. Далее будет предусмотрена возможность конвертации данных из файла. Кнопка «Расчет» позволяет вычислить критерий качества управления (без случайных помех). Так же реализован расчет со случайными помехами. В свойствах кнопки на обработку события Callbak, была написана функция, которая реализует считывание значений матриц и их запись в массивы. После этого происходит расчет оптимального уровня по группам и вывод результата в не редактируемое поле «Результат». Затем произойдет открытие второго окна для вывода результирующей матрицы и построения графика (рис. 2). Данная программная реализация разработана для планирования и оценки образовательного процесса на основе компетентностного подхода и позволяет получить результаты, качественно совпадающие с результатами традиционного экспертного подхода. Рассмотренный алгоритм Калмана–Летова, предполагается также использовать в управлении БПЛА, которые будут помогать в наблюдениях за распространениями лесных пожаров [4; 5].

369

Решетневские чтения. 2017

Рис. 1. Создание интерфейса в среде Matlab

Рис. 2. Форма для вывода графика

Библиографические ссылки

1. Доррер Г. А. Математическая модель управления компетенциями студентов вуза // Вестник СибГТУ, 2015. С. 17–20. 2. EveryCould [Электронный ресурс]. URL: https:// www.everycloudtech.com/kalman-filtering (дата обращения: 26.06.2017).

3. Matlab.exponenta [Электронный ресурс]. URL: http://matlab.exponenta.ru/ (дата обращения: 26.06.2017). 4. Использование фильтра Калмана для решения задач уточнения координат БПЛА [Электронный ресурс]. URL: https://www.rae.ru/ (дата обращения: 26.06.2017).

370

Программные средства и информационные технологии

5. Доррер Г. А., Иванилова Т. Н. Компьютерные обучающие средства для подготовки специалистов по охране леса // Хвойные бореальной зоны. Научнотехнический журнал. XXV. Красноярск, 2008, № 1–2. С. 128–134. References

1. Dorrer G. Matematicheskaja model’ upravlenija kompetencijami studentov vuza [Mathematical model of management of competences of university students]. Krasnoyarsk, Vestnik SibGTU., 2015. P. 17–20. 2. EveryCould. Available at: https://www.everycloudtech.com/kalman-filtering (accessed: 26.09.2017).

3. Matlab.exponenta. Available at: http://matlab. exponenta.ru/ (accessed: 26.06.2017). 4. Using the Kalman filter to solve the UAV coordinate refinement problems. Available at: https://www. rae.ru/ (accessed: 26.06.2017). 5. Dorrer G., Ivanilova T. Komp’juternye obuchajushhie sredstva dlja podgotovki specialistov po ohrane lesa [Computer training tools for training forest conservation specialists]. Krasnoyarsk, Coniferous boreal zone. Scientific and technical journal. 2008. P. 128–134.

371

© Семенов В. А., Иванилова Т. Н., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.582 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БАЗ ДАННЫХ И БАЗ ЗНАНИЙ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

В. В. Соболев*, А. С. Быканова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Рассмотрены возможности использования баз данных, информация, хранящаяся в базе данных, основные проблемы при использовании базы данных в учебном процессе, тестирование. Ключевые слова: базы данных, учебный процесс, базы знаний. USING DATABASES AND KNOWLEDGE BASES IN EDUCATIONAL PROCESS

V. V. Sobolev*, A. S. Bykanova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The research indicates possibilities of using databases, stored information in the database, the main problems when using the database in the learning process. Keywords: databases, educational process, knowledge base. В век информационных технологий объемы информации достигают невероятных размеров. Одним из наиболее удобных способов хранения и использования информации является использования баз данных. Однако не всегда удобно обеспечить доступ к данным, как учителю, так и ученику. Возросший интерес к использованию баз данных в учебных заведениях объясняется следующими причинами: базы данных являются хранилищем специально организованных и логически связанных информационных элементов; состоят из самих данных и их описания; представляют собой сконструированную совокупность фактов, относящихся к определенному предмету. Например, база данных является отличным местом для хранения тестовых наборов данных, которые обучающиеся решают практически ежедневно. Однако отсутствие единого формата всех тестов усложняет процесс при их создании и дальнейшего изменения. Также использование различных СУБД в пределах одной школы затрудняет процесс взаимодействия между различными базами данных. С другой стороны, использование баз данных позволяет упростить процесс доступа к тестам, из-за грамотной логики хранения тестов. А при использовании единой СУБД для всего учебного заведения проблема «столкновения» разных СУБД исключается. Существует огромное количество программ, которые позволяют организовать информацию и поместить ее в таблицу. Однако это не означает, что любая из программ предоставляет широкие возможности по эффективному управлению базой данных. Например, программы подготовки текстов имеют очень ограниченные возможности при их использовании в качестве систем управления базами данных [1].

Если имеются список обучаемых, учителей, родителей, результаты контроля знаний по разным темам и предметам, посещаемости занятий, результаты учебной деятельности обучаемых по различным дисциплинам, информация об имеющейся методической документации, можно провести анализ данной информации. Анализ данных является одним из важных этапов при комплексном тестировании. Анализ может быть встроен в приложение, так и быть отдельным приложением куда загружаются данные. Такой подход исключает ошибку преподавателя при проверке результатов, а также отображение результатов происходит более наглядно. Немаловажным является сравнение результатов с предыдущими попытками обучаемого при прохождении теста. В качестве примера рассмотрим базу данных учащихся школы. Здесь должны быть зарегистрированы все ученики, их оценки и даже время, которое ушло на выполнение того или иного задания, а также должна быть предусмотрена возможность просмотра письменных ответов учеников или прослушивания устных ответов. Результаты могут быть представлены в виде диаграмм или графиков, перенесены в другие документы для редактирования. Дальнейший поиск в области создания и использования баз данных в системе образования привел к появлению так называемых баз знаний. База знаний является более сложной системой, которая представляет собой организованную совокупность знаний, хранящихся в памяти компьютера. Эти знания представлены в форме, которая допускает автоматическое или автоматизированное использование данных знаний на основе реализации возможностей средств информационных технологий.

372

Программные средства и информационные технологии

База знаний учебного назначения представляет собой информационную систему, содержащую систематизированные сведения из определенной предметной области, модель конкретной предметной области, а также данные о формируемых умениях обучаемого и способах использования этих умений. Учебная информация в базах знаний может быть представлена в виде текста, графиков, иллюстраций, анимационных роликов, видеофрагментов. Данные о формируемых умениях обучаемого обрабатываются в системе управления базами знаний с помощью специальных языков, что позволяет контролировать процесс обучения и управлять им. По своим возможностям базы знаний представляют собой упрощенный вариант экспертной обучающей системы или ее часть [2]. Использование базы данных в совокупности с базами знаний упрощает учебный процесс и взаимодействие между учителями, и родителями. Приложение с базой данных позволяет решать и просматривать

результаты в режиме реального времени и анализировать их. Библиографические ссылки

1. Бурняшов Б. А. Базы данных в методическом обеспечении изучаемых в вузе учебных дисциплин // Современные проблемы науки и образования. 2016, № 5. 2. Мамчур И. Н., Ду А. Базы данных в учебном процессе // Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. 2016. References

1. Burnyashov B. A. Databases in the methodological support of the academic disciplines studied at the university // Modern problems of science and education. 2016. No. 5. 2. Mamchur I. N., Du A. Datadases in the learning process // Avtomobil’. Doroga. Infrastruktura. 2016. © Соболев В. В., Быканова А. С., 2017

373

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.94, 004.942 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ ИЗ ФОРСУНКИ

М. С. Солдатова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Рассматривается моделирование процесса распыления жидкости из форсунки. Моделирование процессов является одним из видов деятельности. Показан созданный программный продукт для моделирования процесса распыления жидкости из форсунки. Проведено краткое описание действий к созданию программного продукта и его непосредственные возможности. Ключевые слова: системы распыления, форсунки, распыление, интерфейс программного продукта. MODELING THE PROCESS OF SPRAYING LIQUID FROM THE INJECTOR

M. S. Soldatova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The article is devoted to modeling the process of spraying a liquid from a nozzle. Modeling processes is one of the important modern activities. The article deals with the created software product for simulating the process of spraying a liquid from an injector. A brief description of the actions to create the software product and its immediate capabilities are provided. Keywords: spray systems, nozzles, spraying, the interface of the software product. Системы распыления в настоящее время имеют очень широкое распространение, начиная с распылителей для бытовых шлангов и заканчивая системой из форсунок в камере сгорания двигателя ракет. Одна из основных проблем использования систем распыления в производстве заключается в разнообразии выбора распылителей и их непосредственные расчеты, которые необходимы для дальнейшей проверки. Таким образом, был разработан программный продукт для иллюстрации процесса распыления жидкости из форсунки с использованием известных методов вычисления и распыления, с целью обеспечения вычислительной основы для дальнейшего подбора и выбора видов форсунки в производственных масштабах. Существуют различные виды форсунок. На практике наиболее часто используют струйные форсунки. Они представляют собой насадок с различными формами отверстий. Данный вид форсунки используется как в ракетных двигателях, так и в промышленности [2]. Были рассмотрены наиболее встречаемые методы распыления жидкости из форсунки. Основными методами распыления являются: «Полый конус», «Плоская струя» и «Полная струя» [3–5]. Математическое описание движения жидкости через струйные форсунки основаны на уравнении сохранения расхода топлива и уравнении энергии Бернулли для идеальной несжимаемой жидкости. Это количество измеряется в единицах объема или в весовых единицах и представляется в виде формулы [1]

GT .t  T  wt  FC , где ρT – плотность жидкости; wt – теоретическая скорость истечения жидкости из сопла форсунки; FC – площадь выходного поперечного сечения канала сопла; GT.0 – теоретическое значение расхода топлива. Уравнение энергии Бернулли для несжимаемой жидкости выражается в виде формулы

PT*.0  PT .0   

wt2 , 2

где PT.0 – давление жидкости в потоке перед форсункой. Для более точного графического построения распыления были сформированы три алгоритма, которые представляют собой, вычисление траектории движения капель жидкости в пространстве (см. рисунок). Интерфейс программного продукта разделен на четыре окна, три из которых являются окнами ввода данных. Основное окно программного продукта делится на четыре части: область графического построения модели распыления, область вычислительных значений, область меню и область навигации графической модели. Разработанный программный продукт прост в использовании, эффективен и полезен, и может найти свое применение в различных сферах производства, отвечающих за распыление жидкости.

374

Программные средства и информационные технологии

Интерфейс программного продукта

Библиографические ссылки

References

1. Математические модели и расчет распределения топлива в турбулентном потоке воздуха за центробежной форсункой / С. Лукачев, А. Диденко, И. Зубрилин и др. // Минобрнауки РФ, 2011. 115 с. 2. Пажи Д., Галустов В. Основы техники распыления жидкости. М. : Химия, 1984. 256 с. 3. Гидравлическое распыление [Электронный ресурс]. URL: http://vseokraskah.net/lakokraska/8-4-gidravlicheskoe-raspylenie.html (дата обращения: 02.03.2017). 4. Распылительные технологии [Электронный ресурс]. URL: http://www.lechler-forsunki.ru/-/-/-cbw GZ_AAABCBgAAAEyeIkEMEhk-ru_RU (дата обращения: 04.03.2017). 5. Техника распыления [Электронный ресурс]. URL: http://www.c-irimex.ru/catalog/forsunki_sistemiy_ raspiylenija/forsunki_i_raspiylitelniye_sistemiy_lechler/te hnika_raspiylenija (дата обращения: 7.03.2017).

1. [Mathematical models and calculation of fuel distribution in a turbulent air flow behind a centrifugal nozzle] / S. Lukachev, A. Didenko, I. Zubrilin et al. Minobrnauki RF, 2011. 115 p. 2. Pazhi D., Galustov V. Osnovy tehniki raspylenija zhidkosti [Fundamentals of Sputtering Technology]. M. : Himija, 1984. 256 p. 3. Hydraulic spraying. Available at: http://vseokraskah.net/lakokraska/8-4-gidravlicheskoe-raspylenie. html (accessed: 02.03.2017). 4. Spray Technology. Available at: http://www. lechler-forsunki.ru/-/-/-cbwGZ_AAABCBgAAAEyeIkE MEhk-ru_RU (accessed: 04.03.2017). 5. Spray technique. Available at: http://www.c-irimex. ru/catalog/forsunki_sistemiy_raspiylenija/forsunki_i_rasp iylitelniye_sistemiy_lechler/tehnika_raspiylenija (accessed: 07.03.2017). © Солдатова М. С., 2017

375

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.054 АНАЛИЗ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ

А. Э. Сопин Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматриваются программные решения для обработки данных зондирования Земли, поступающих с космических аппаратов. Ключевые слова: обработка данных, дистанционное зондирование, программное обеспечение. ANALYSIS OF SOFTWARE FOR PROCESSING DATA OF REMOTE SENSING OF THE EARTH

A. E. Sopin Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article considers the software solutions for the processing of Earth sensing data coming from spacecraft. Keywords: data processing, remote sensing, software. Космическая съемка достаточно глубоко вошла в нашу жизнь. Самым эффективным методом получения пространственной информации об объектах является использование данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) [1]. Данные ДЗЗ объективны, достоверны, наглядны, при этом затраты на получение информации об исследуемой местности существенно ниже стоимости проведения наземных работ. В широком смысле дистанционное зондирование – это получение любыми неконтактными методами информации о поверхности Земли, объектах на ней или в ее недрах. Традиционно к данным дистанционного зондирования относят только те методы, которые позволяют получить из космоса или с воздуха изображение земной поверхности в каких-либо участках электромагнитного спектра.

ДЗЗ имеет большой спектр применений. Прежде всего это касается военной сферы. Помимо этого, широко используется в области исследования окружающей среды: атмосферы, земной поверхности, океанов и криосферы [2]. Благодаря активному технологическому развитию космических аппаратов повысилась детализация получаемых снимков, а вместе с этим и их объем. Перечисленные факторы повлияли на рост и востребованность программных решений для обработки данных. Для сравнения были выбраны следующие программы:  Image Media Center [3];  ScanMagic [4];  ENVI [5]. Все программы кратко описаны в таблице.

Программное обеспечение для обработки данных ДЗЗ Фирма-производитель (Страна) Название продукта Возможность расширения пользователем Входные данные

Геокодирование Методы повторной выборки изображения (интерполяции)

Harris Geospatial Solutions (США) ENVI 5.3 Есть (интеграция приложения на языке IDL; наличие дополнительных модулей) Панхроматические, мультии гиперспектральные, радар-ные и лидарные

Сканэкс (Россия) ScanMagic Нет –

Геометрические преобразования Есть Есть Есть (четыре метода)

–

376

Центр инновационных технологий (Россия) Image Media Center 5.0 Нет Радиолокационные, панхроматические, мульти- и гиперспектральные, векторные маски Есть Есть

Программные средства и информационные технологии Окончание таблицы Фирма-производитель (Страна) Анализ изображений в псевдоцветах Спектральный анализ

Преобразование изображений

Создание отчетных форм Работа с базой данных

Harris Geospatial Solutions (США)

Сканэкс (Россия)

Центр инновационных технологий (Россия)

Есть

Обработка изображений Нет

Есть

Есть

Есть (корреляция с/без учета амплитуды; двоичное кодирование; спектрально-угловое картирование; ортогональная проекция подпространства)

Есть (соотношение спектральных диапазонов, преобразование цветов, декорреляционное растяжение, повышение четкости, NDVI, увеличение пространственного разрешения, преобразование главных компонент, создание синтезированных цветных изображений) Есть

Есть (алгоритмы коррекции искажений, коррекция «битых пикселей» Modis)

Есть (коррекция пикселей, добавление/устранение шума, повышение четкости

Есть

Есть

Есть

Есть

Есть

Есть

В результате анализа был сделан вывод, что программный комплекс ENVI обладает широким спектром функций. Кроме этого, ПО обладает возможностью расширения функционала с помощью интерактивного языка управления данных IDL, позволяющего проводить подробные анализы и осуществлять визуализацию данных.

vizualizatsiya-i-katalogizatsiya/scan-magic/ (дата обращения: 12.09.2017). 5. ENVI [Электронный ресурс]. URL: http://www. mapinfo.ru/product/envi-idl (дата обращения: 12.09.2017).

Библиографические ссылки

1. Distantsionnoe zondirovanie Zemli // Wikipedia. Available at: https://ru.wikipedia.org/wiki/Дистанционное_зондирование_Земли (accessed: 11.09.2017). 2. Kashkin V. B., Sukhinin A. I. Tsifrovaya obrabotka aerokosmicheskikh izobrazheniy. Versiya 1.0. : elektron. ucheb. posobie / Krasnoyarsk : IPK SFU, 2008. P. 192– 253. 3. PK Image Media Center. Available at: http:// www.novacenter.ru/cmsms/ (accessed: 12.09.2017). 4. ScanMagic. Rukovodstvo pol’zovatelya Available at: http://www.scanex.ru/software/vizualizatsiya-i-katalogizatsiya/scan-magic/ (accessed: 12.09.2017). 5. ENVI. Available at: http://www.mapinfo.ru/product/ envi-idl (accessed: 12.09.2017).

1. Дистанционное зондирование Земли [Электронный ресурс] // Википедия. URL: https://ru.wikipedia. org/wiki/Дистанционное_зондирование_Земли (дата обращения: 11.09.2017). 2. Кашкин В. Б., Сухинин А. И. Цифровая обработка аэрокосмических изображений. Версия 1.0. : электрон. учеб. пособие / Красноярск : ИПК СФУ, 2008. С. 192–253. 3. ПК Image Media Center [Электронный ресурс]. URL: http://www.novacenter.ru/cmsms/ (дата обращения: 12.09.2017). 4. ScanMagic. Руководство пользователя [Электронный ресурс]. URL: http://www.scanex.ru/software/

References

© Сопин А. Э., 2017

377

Решетневские чтения. 2017

УДК 629.78.01:621.375 МОДЕЛИРОВАНИЕ СВЧ МАЛОШУМЯЩЕГО ТРАНЗИСТОРА С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЮНЕРА FOCUS MICROWAVE

Е. А. Тимофеева*, Д. В. Орлов АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 * E-mail: [email protected] Рассмотрен альтернативный способ исследования параметров топологии согласующих входных/выходных цепей транзистора для оптимизации характеристик КУ и КШ малошумящего усилителя (МШУ) с использованием автоматизированного тюнера Focus Microwave. Ключевые слова: тюнер импеданса, Microwave Office, транзистор, МШУ, СВЧ. THE SIMULATION OF A MICROWAVE LOW-NOISE TRANSISTOR WITH THE USE OF A TUNER FOCUS MICROWAVE

E. A. Timofeeva*, D. V. Orlov JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] The article studies alternative method to research parameters of topology coordinating input/output circuits of the transistor to optimize characteristics and noise of the low-noise amplifier with use the automated Focus Microwave tuner. Keywords: tuner of an impedance, Microwave Office, transistor, low-noise amplifier, microwave. Неотъемлемая основа космических аппаратов (КА) это их полезная нагрузка. И именно ей уделяется особое внимание при производстве, а также испытаниях. Транзисторные МШУ являются одной из важнейших составляющих полезной нагрузки, так как они отвечают за такие параметры как излучаемая и потребляемая мощность, ширина полосы рабочих частот, габариты, масса и др. Даже малейшие изменения этих параметров существенно влияют на чистоту сигнала и на радиус действия сигнала. В производстве КА чистота сигнала, главный параметр без которого аппарат не будет работать. При проектировании МШУ, для того чтобы синтезировать вх и вых согласующие цепи, требуется определить S-параметры транзисторов при больших выходных мощностях и нелинейных режимах работы. Известны такие способы решения этой задачи: метод переменной нагрузки [1], «горячие S22» [1; 2], и применение х-параметров [3]. Недостатками данных процедур являются большая трудоемкость, значительные временные затраты, зависимость успеха проектирования от опыта и квалификации работника. На предприятии АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнева при проектировании полезной нагрузки так же применяются стандартные «ручные методы», которые не дают точных результатов. Канадская компания «Focus Microwave» разрабатывает и производит автоматические тюнеры импеданса от 10 МГц до 110 ГГц, системы измерений шума и Load Pull на пластине (рис. 1) [4].

Целью изменения импеданса нагрузки является измерение реакции испытуемого устройства (ИУ) в зависимости от импеданса нагрузки. При использовании в сочетании с источником сигнала и анализатором (анализатор спектра, измеритель мощности, векторные приемники...) load pull может использоваться для измерения таких параметров, как выходная мощность, усиление, эффективность в зависимости от импеданса нагрузки со стороны ИУ [5]. Для такого крупного предприятия как АО «ИСС» автоматизация с помощью рассматриваемого тюнера позволит существенно улучшить технические характеристики полезной нагрузки. Спутники, радары, базовые станции и сотовые телефоны – эффективность (КПД) для этих приложений очень важна при их конструировании. Повышение КПД является одним из ключевых факторов в усилителях высокой мощности. Измерения импеданса нагрузки на гармониках играют главную роль в этом процессе, и становятся все более и более популярными. Рис. 2 показывает пример повышения эффективности с помощью гармонической настройки. Испытываемым устройством (ИУ) является NXP 200 Вт LDMOS. Focus MPT-тюнер фиксирует импеданс на частоте несущего сигнала, затем измеряет выходную мощность и КПД для второй гармоники при различных фазах изменения импеданса нагрузки. Разница КПД для второй гармоники составляет 10 % [4; 5].

378

Программные средства и информационные технологии

Рис. 1. Традиционная схема Load-Pull

Рис. 2. Повышение эффективности с помощью гармонической настройки

Рис. 3. Мощность передатчика телефона при частоте битовых ошибок (BER) = 2 %

Рис. 4. Чувствительности приёмника телефона при частоте битовых ошибок (BER) = 2 %

379

Решетневские чтения. 2017

Активный load pull нагрузки является единственным методом, который позволяет согласовать низкий внутренний импеданс силовых транзисторов, особенно на пластине или на очень высоких частотах, где подключение к тюнеру и потери зонда снижают эффективный диапазон настройки. Тюнер используется для симуляции антенн сотовых телефонов при измерении импеданса – магнитуды и фазы. Измерительное оборудование и тюнер используются для проверки производительности телефона с разными КСВН, а также для проверки выходной мощности, чувствительности приемника, для оптимизации дизайна печатной платы. Рис. 3 и 4 представляют собой результаты испытаний. Для традиционного активного load pull требуются усилители высокой мощности с обратной связью, чтобы преодолеть сильное рассогласование между усилителем и импедансом транзистора. Применение данного прибора позволит АО «ИСС» отладить производство полезной нагрузки, сделать его более качественным. Улучшить принимаемый сигнал, увеличить дальность действия, а также автоматизация процесса позволит уменьшить влияние человеческого фактора. Библиографические ссылки

1. Хибель М. Основа вторичного анализа цепей / пер. с англ. С. М. Смольского ; под ред. У. Филлипп. М. : Изд. дом МЭИ, 2009. С. 21–29. 2. Измерение S22 в «горячем» режиме с импульсными сигналами на анализаторе цепей R&S ZVA [Электронный ресурс]. URL: www.rohde-shwarz.ru/ 439/AN001 rus_Hots22-pulse.pdf (дата обращения: 01.09.2017).

3. Root D. E., Horn J., Gillease Ch., Verspecht J. Х-параметры новый принцип измерений, моделирования и разработки нелинейных ВЧ и СВЧ компонентов. Контрольно-измерительные приборы и системы. 2009, № 2. С. 20–24. 4. Microwave Office, Applied wave Research, Inc. [Электронный ресурс]. URL: htpp://www.apwave.com (дата обращения: 01.09.2017). 5. Разевиг В. Д., Потапов Ю. В., Курушин А. А. Проектирование СВЧ-Устройств с помощью Microwave Office / под ред. В. Д. Разевига. М. : СОЛОН – Пресс, 2003. 496 с. References

1. Hibel M. Basis of the secondary analysis of chains. The lane with English S. M. Smolsky under the editorship of U. Philipp. M. : MEI publishing house, 2009. Р. 21–29. 2. Measurement of S22 in the “hot” mode with pulse signals on the analyzer of chains R&S ZVA Available at: www.rohde-shwarz.ru/439/AN001 rus_Hots22-pulse.pdf (accessed: 01.09.2017). 3. Root D. E., Horn J., Gillease Ch., Verspecht J. X-parameters new principle of measurements, modeling and development of nonlinear VCh and microwave oven of components. Instrumentations and systems, 2009. No. 2. P. 20–24. 4. Microwave Office, Applied wave Research, Inc. Available at: htpp://www.apwave.com (accessed: 01.09.2017). 5. Razevig V. D., Potapov Yu. V., Kurushin A. A. Design of microwave Devices by means of Microwave Office. Under the editorship of V. D. Razeviga. М. : SOLON – the Press, 2003. 496 p. © Тимофеева Е. А., Орлов Д. В., 2017

380

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.78 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА МАРКИРОВАНИЯ ВИЗУАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ НА ЭКРАНЕ СМАРТФОНА

А. Е. Фадеев Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Алгоритм дополненной реальности разрабатывается для маркирования визуальных объектов на экране мобильного телефона с целью ориентирования на незнакомой местности либо изучения достопримечательностей города. Внешний web-сервис создается с целью предоставления информации о ближайших к пользователю объектах. Ключевые слова: маркирование визуальных объектов, дополненная реальность, android-приложение, вебсервис. DEVELOPING AN ALGORITHM TO MARK VISUAL OBJECTS ON THE SMARTPHONE SCREEN

A. E. Fadeev Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The research develops an algorithm to mark visual objects on the smartphone screen to orient at unknown place or discover city sights. An external web service is created to provide information about the objects closest to a user. Keyword: marking visual objects, augmented reality, android-application, web-service. На текущий день, каждый современный смартфон имеет множество полезных сенсоров и датчиков для геопозиционирования и ориентации, такие как GPS, aGPS, акселерометр, гироскоп, магнитный компас и камера. Информация о местоположении и ориентации может быть использована во множестве сфер, начиная от мобильных игр, карт, фитнес-приложений и заканчивая приложениями, реализующими виртуальную и дополненную реальность. Исходные данные для разработки алгоритма базируются на множестве разных датчиков [1]: – K – текущее местоположение (GPS); – P – координата искомого объекта (внешний API сервис); – αh – угол горизонтального обзора (API камеры [2]); – αν – угол вертикального обзора (API камеры); – az – азимут от направления камеры (магнитный компас); – pitch – угол наклона смартфона к горизонту (акселерометр); – width – ширина экрана; – height – высота экрана. В первую очередь, необходимо создать внешний веб-сервис с RESTfull архитектурой [3], которому c помощью POST запроса будут передаваться текущие координаты пользователя, на что сервис должен ответить списком объектов, находящихся поблизости. Для удобства использования данных от сервиса, они должны быть в JSON формате [4].

Задача вычисления расстояния между двумя географическими объектами является достаточно трудоёмкой, поэтому можно упросить, сведя задачу на плоскость и применив теорему Пифагора для вычисления расстояния между двумя точками. Запрос к SQL базе данных для получения первых десяти ближайших объектов к пользователю будет выглядеть следующим образом: SELECT *, SQRT(POW(?-Latitude,2)+ +POW(?-Longitude, 2)) AS Distance FROM Objects ORDER BY Distance LIMIT 0, 10. Все объекты, который пользователь видит через видоискатель камеры можно заключить в конус, в котором вершина будет являться точкой, в которой находится пользователь (камера). Рассмотрим две проекции, а именно: вид сверху и вид сбоку. Обе эти проекции дают равнобедренный треугольник, угол при вершине которого будет равняться углу обзора камеры горизонтальному и вертикальному соответственно. Пользователь может быть представлен как материальная точка. Схема для вида сверху показана на рисунке. Пусть точка K – точка, где находится камера, а точка P – местоположение искомого объекта. Зная текущие координаты объекта и координаты искомого объекта можно вычислить расстояние между ними (KP):

381

KP 

 K x  Px 2   K y  Py 

2

.

Решетневские чтения. 2017

Схема проекции объекта (вид сверху)

KH – вектор направленный вдоль азимута, значение которого получено от магнитного компаса. Теперь, можно вычислить азимут на искомый объект, то есть угол между направлением на север и направлением на объект, используя следующую формулу:





zKP  tan 1 k y  p y , k x  k y . Далее необходимо вычислить угол между направлением камеры (вектор KH) и направлением на искомый объект (вектор KP), используя следующую формулу:  z , zKP  tan 1  sin  z  zKP  , cos  z  zKP   . Для того чтобы определить расстояние до линии, на которой находится объект, что, по сути, является высотой треугольника, необходимо воспользоваться следующей формулой:





KH  KP cos  z , zKP .

С целью проецирования искомого объекта на экран мобильного телефона, необходимо вычислить отношение длины отрезка AP к ширине экрана (основание треугольника): AH  KH tan   h / 2  ;





PH  AH  KP sin  z , zKP .

На последнем этапе алгоритма необходимо непосредственно вычислить позицию объекта на экране смартфона, умножив ширину экрана на вычисленное значение отношения: PH printX  width . 2 AH Аналогичные шаги необходимо совершить для вычисления вертикальной составляющей координаты объекта на экране, рассмотрев подобный треугольник. Отличия будут заключаться в том, что модель будет рассматриваться не сверху, а сбоку. Угол при основании треугольника будет равняться вертикальному углу обзора камеры, а текущий угол наклона смартфона будет поступать из акселерометра.

Данные с датчиков поступают с достаточно большими колебаниями относительного истинного значения, для решения этой проблемы следует воспользоваться фильтром Калмана, который способен оценить вектор состояния динамической системы, используя ряд неполных и зашумленных измерений [5]. После получения списка объектов от веб-сервиса их необходимо отсортировать по расстоянию до пользователя в обратном порядке. Таким образом, чтобы самый дальний объект выводился первым, а самый ближний – последним. Также, чем объект ближе, тем крупнее он должен выглядеть (больше шрифт, размер). Это поможет решить проблему наложения объектов друг на друга. Библиографические ссылки 1. Graham M., Zook M. Augmented reality in urban places: contested content and the duplicity of code. Institute of British Geographers. 2012. 479 p. 2. Milette G., Stroud A. Professional Android Sensor Programming. 2012. 552 p. 3. Rhone R. The JSON Data Interchange Format. Ecma International, 2013. 8 p. 4. Richardson L., Amundsen M. RESTful Web APIs, O’Reilly Media, 2013. 375 p. 5. Перов А. И. Статистическая теория радиотехнических систем. М. : Радиотехника, 2003. 400 с. References 1. Graham M., Zook M. Augmented reality in urban places: contested content and the duplicity of code. Institute of British Geographers. 2012. 479 p. 2. Milette G., Stroud A. Professional Android Sensor Programming. 2012. 552 p. 3. Perov A. I. Statisticheskaya teoriya radiotekhnicheskikh sistem. M. : Radiotekhnika, 2003. 400 p. 4. Rhone R. The JSON Data Interchange Format. Ecma International. 2013. 8 p. 5. Richardson L., Amundsen M. RESTful Web APIs, O’Reilly Media. 2013. 375 p.

382

© Фадеев А. Е., 2017

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.45:629.78.01 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ТЕХНОЛОГИИ SPACEWIRE

А. В. Хохлова, Д. В. Жежель, М. Ю. Сахнов, Н. Н. Шумаков, С. А. Краус АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected] Рассматриваются вопросы разработки программных компонентов, обеспечивающих использование технологии SpaceWire в составе технологического и бортового программного обеспечения спутников связи и навигации. Ключевые слова: SpaceWire, бортовое программное обеспечение, бортовой компьютер. SOFTWARE DEVELOPMENT TO PROVIDE SPACEWIRE TECHNOLOGY

A. V. Khokhlova, D. V. Zhezhel, M. Y. Sakhnov, N. N. Shumakov, S. A. Kraus JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] The research considers the development of software components ensuring the use of SpaceWire technology as a part of the technological and on-board software of communication and navigation satellites. Keywords: SpaceWire, onboard software, onboard computer. С увеличением сложности спутников связи и навигации в части состава бортовой аппаратуры (БА), изменением требований к скорости и объему информационного обмена, устойчивости к отказам и сбоям, для перспективных изделий Акционерного общества «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» (АО «ИСС») было принято решение о разработке бортовой информационной сети на основе стандарта SpaceWire [1; 2] с протоколом транспортного уровня RMAP [3]. На данный момент в АО «ИСС» ведутся работы на макетном образце (МО) бортового компьютера (БК) с архитектурой SPARC V8 [4] и использующем в качестве основного внутреннего интерфейса обмена информацией контролеры SpaceWire [5]. В рамках этих работ, для отработки внутренних каналов SpaceWire MO БК была разработана технологическая программа «ПРИЕМ \ ВЫДАЧА ПРОИЗВОЛЬНОГО ПАКЕТА RMAP». Отработка внутренних каналов SpaceWire МО БК проводилась для внутренней сети состоящей из МО БК с контроллерами SpaceWire, маршрутизаторов и модулей внешней памяти (МВП). Отработка проводилась выдачей с МО БК c помощью программы «ПРИЕМ \ ВЫДАЧА ПРОИЗВОЛЬНОГО ПАКЕТА RMAP» пакетов RMAP различного вида через выбранный контроллер. При отработке внутренних каналов SpaceWire МО БК решались следующие задачи: – исследование контроллеров SpaceWire МО БК при обмене пакетами RMAP; – тестирование каналов SpaceWire МО БК пакетами RMAP;

– проверка работы контроллеров SpaceWire при имитации неисправностей линк-анализатором. Технологическая программа «ПРИЕМ \ ВЫДАЧА ПРОИЗВОЛЬНОГО ПАКЕТА RMAP» разработана для решения указанных задач и обеспечивает: 1) инициализацию всех контроллеров SpaceWire ВМ и подготовку к работе с МВП; 2) формирование и выдачу пакета RMAP в соответствии с заданными входными данными, включая:  работу с логической или аппаратной адресацией;  использование команд RMAP согласно [3] (чтение, запись, чтение-модификация-запись);  использование аппаратного или программного способа подсчета контрольных сумм для пакетов RMAP;  Организацию циклической выдачи пакетов RMAP c определенной задержкой. 3) сбор информации по состоянию регистров контроллеров SpaceWire. При помощи разработанной программы были получены практические результаты использования технологии SpaceWire и оценка устойчивости контроллеров SpaceWire и сети в целом к сбоям при скоростях работы до 50 Мбит/с. Так как интерфейс SpaceWire является основным интерфейсом для работы с модулями внешней памяти (МВП), была разработана бортовая программа «ДРАЙВЕР МВП». Программа «ДРАЙВЕР МВП» предназначена для организации записи и чтения информации c МВП и позволяет: 1) выполнять инициализацию заданного МВП (формирование регистров заданного контроллера

383

Решетневские чтения. 2017

SpaceWire и внутреннего порта конфигурации маршрутизатора); 2) производить чтение данных с указанного адреса МВП используя логическую адресацию; 3) производить запись данных по указанному адресу МВП используя логическую адресацию. Для чтения с МВП информации используемой при загрузке бортового программного обеспечения (БПО), была разработана бортовая программа «ДРАЙВЕР ЗАГРУЗЧИКА», входящая в состав программы «ЗАГРУЗЧИК БПО» и являющаяся модификацией программы «ДРАЙВЕР МВП». В данной модификации программы доступ к МВП осуществляется по физическим адресам. Разработка и автономное тестирование всех программ выполнялось языке Модула-2 на средствах КСП M2-SPARC. Отработка драйверов производилась на средствах лабораторного отладочного комплекса как автономно, так и в составе бортовой ОС. Задел, полученный при разработке указанных программ, используется при разработке программ «ДРАЙВЕР RMAP» и «ДРАЙВЕР SPW». Библиографические ссылки

1. ECSS-E-50-12C. SpaceWire – Links, nodes, routers and networks. European Cooperation for Space Standardization (ECSS). 2008. Р. 129. 2. ECSS-P_001A (REV.1) Space product assurance glossary of terms (ECSS), Jun 1997.

3. ECSS-E-ST-50-52C SpaceWire – Remote memory access protocol. European Cooperation for Space Standardization (ECSS). 2010. Р. 109. 4. SPARC V8E – SPARC-V8 Embedded (V9E) Architecture Specification. SPARC-V8E, Version 1.0, October 23, 1996. 5. Jiri Gaisler, Edvin Catovic, Marko Isomäki, Kristoffer Glembo, Sandi Habinc. GRLIB IP Core User’s Manual. Version 1.0.19, September 2008. Р. 430–479. References

1. ECSS-E-50-12C. SpaceWire – Links, nodes, routers and networks. European Cooperation for Space Standardization (ECSS). 2008. Р. 129. 2. ECSS-P_001A (REV.1) Space product assurance glossary of terms (ECSS), Jun 1997. 3. ECSS-E-ST-50-52C SpaceWire – Remote memory access protocol. European Cooperation for Space Standardization (ECSS). 2010. Р. 109. 4. SPARC V8E – SPARC-V8 Embedded (V9E) Architecture Specification. SPARC-V8E, Version 1.0, October 23, 1996. 5. Jiri Gaisler, Edvin Catovic, Marko Isomäki, Kristoffer Glembo, Sandi Habinc. GRLIB IP Core User’s Manual. Version 1.0.19, September 2008. Р. 430–479.

384

© Хохлова А. В., Жежель Д. В., Сахнов М. Ю., Шумаков Н. Н., Краус С. А., 2017

Секция

«МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ»

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.056 ПРОЦЕСС ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОСЕТИТЕЛЕЙ В МЕСТАХ МАССОВОГО ПРЕБЫВАНИЯ ЛЮДЕЙ Б. Ю. Ануфриев Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается проблема идентификации посетителей в местах массового пребывания людей. Идет ознакомление с методами идентификации личности. Ключевые слова: места массового пребывания людей, идентификация личности, удаленная регистрация, защита информации. VISITOR IDENTIFICATION PROCESS IN THE PUBLIC PLACES B. Y. Anufriev Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The problem of identification of visitors in public places is considered. There is a familiarization with the methods of identification. Keywords: places of mass stay of people, identification of a person, remote registration, information protection. Введение. В настоящее время одной из наиболее значимых угроз безопасности населения является международный терроризм. И эта проблема превратилась в одну из острейших глобальных проблем современности, связанных со сферой международных отношений. Для того чтобы посеять панику среди мирного населения террористы в качестве своих целей выбирают места массового пребывания людей. Таким образом, проблема международного терроризма представляет реальную угрозу для мирового сообщества [1]. Спецслужбы принимают все силы для предотвращения любых попыток организации и совершения террористического акта в местах массового пребывания людей. Будь то вокзалы, торговые и офисные центры, метрополитены, концерты и т. д. Усиление мер безопасности на объектах подобного рода достигается путем ужесточения действующего пропускного и внутриобъектового режимов. Актуальность данной задачи состоит в том, что изза особенности мест массового пребывания людей и наличия проблем с организацией контрольнопропускного режима на их территории необходимо разработать технические и технологические решения, которые позволили бы организовать удаленную регистрацию и идентификацию, либо по ряду документов, удостоверяющих личность посетителей непосредственно на подобных объектах. Виды идентификации личности. В настоящее время существует ряд способов установления сведений о личности пользователя, используемых при

удаленной регистрации в автоматизированной системе [2]: 1) косвенная верификация. Данный способ верификации предполагает сбор информации об автоматизированном рабочем месте посетителя ресурса. Например, IP-адрес, идентификатор браузера и т. д. Подобные сведения могут использоваться для установления личности регистрируемого в дальнейшем; 2) верификация с использованием доверенных систем. Одним из способов верификации является «привязка» регистрируемой учетной записи к номеру мобильного телефона путем отправки одноразового кода в виде SMS-сообщения. Такой подход зачастую используется в системах многофакторной аутентификации [3] для проведения финансовых операций через системы онлайн-банков. Однако подобный подход не позволяет достоверно проверить подлинность факта принадлежности введенных сведений конкретному субъекту доступа; 3) верификация с использованием провайдера единого входа. Существует возможность полной передачи функционала по верификации субъекта доступа в адрес доверенной третьей стороны – провайдера единого входа [4]. В общем случае провайдеры единого входа удостоверяют не физическое лицо, а лишь связь некоторых данных пользователя с идентификатором. Таким образом, подобные сервисы зачастую не отменяют анонимности, так как при регистрации на сервере провайдера пользователь может ввести недостоверные данные.

386

Методы и средства защиты информации

Все вышеописанные способы дистанционной верификации конечно очень интересны, но у них есть один недостаток – подлинность данных. Ни в одном из способов нельзя быть уверенным в том, что пользователь ввел достоверные данные. А это в свою очередь затрудняет расследование преступлений и поимку нарушителя. Но существует единственный юридически значимый способ подтверждения личности субъекта доступа на этапе удаленной регистрации – удостоверять электронное заявление на регистрацию в системе с помощью электронной подписи. Ввиду присущего электронной подписи свойства неотказуемости, подкрепленного на законодательном уровне, данный шаг будет гарантом достоверности всех предъявляемых идентификационных данных. Библиографические ссылки 1. Международный терроризм как глобальная проблема [Электронный ресурс]. URL: http://anthropology. ru/ru/text/kosov-yuv/mezhduna-rod-nyy-terrorizm-kakglobalnaya-problema (дата обращения: 06.09.2017). 2. Идентификация физического лица [Электронный ресурс]. URL: https://habrahabr.ru/post/111232/ (дата обращения: 08.09.2017). 3. Аутентификация. Теория и практика обеспечения безопасного доступа к информационным ресур-

сам : учеб. пособие / А. А. Афанасьев [и др.]. 2012. 550 c. 4. Niemiec M., Kolucka-Szypula W. Federated identity in real-life applications [Electronic resource]. Networks and Communications (EuCNC), 2015 European Conference. Doi: 0.1109/EuCNC.2015.7194124. Available at: http://ieeexplore.ieee.org/document/7194124/ (accessed: 11.09.2017). References 1. Mezhdunarodnyj terrorizm kak global'naya problema. Available at: http://anthropology.ru/ru/text/kosovyuv/mezhdunarodnyy-terrorizm-kakglobalnaya-problema (accessed: 06.09.2017). 2. Identifikaciya fizicheskogo lica. Available at: https://habrahabr.ru/post/111232/ (accessed: 08.09.2017). 3. Autentifikaciya. Teoriya i praktika obespecheniya bezopasnogo dostupa k informacionnym resursam: ucheb. posobie / A. A. Afanas’ev [i dr.]. 2012. 550 c. 4. Niemiec M., Kolucka-Szypula W. Federated identity in real-life applications [Electronic resource]. Networks and Communications (EuCNC), 2015 European Conference. Doi: 0.1109/EuCNC.2015.7194124. Available at: http://ieeexplore.ieee.org/document/7194124/ (accessed: 11.09.2017).

387

© Ануфриев Б. Ю., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.056 ЗАДАЧА АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОНАЛЬНОСТИ ТЕКСТА НА ОСНОВЕ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ Т. И. Арабова1, М. А. Масюткина2* Южный федеральный университет Инженерно-технологическая академия Институт компьютерных технологий и информационной безопасности Российская Федерация, 347922, г. Таганрог, ул. Чехова, 2 2 Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова Российская Федерация, 117997, г. Москва, Стремянный пер., 36 * E-mail: [email protected] Проведено исследование существующих подходов и методов в области анализа тональности текста и проектирование программной реализации анализа тональности текста на основе подхода, реализующего машинное обучение с учителем. Были исследованы основные способы предварительной обработки текста и организации вектора признаков, реализован алгоритм определения тональности текста на основе комбинации различных методов классификации, реализованных в рамках подхода машинного обучения с учителем. Ключевые слова: анализ тональности, машинное обучение с учителем, наивный байесовский классификатор, метод опорных векторов, логистическая регрессия, стохастический градиентный спуск. AUTOMATIC SENTIMENT DETECTION OF TEXT BASED ON MACHINE LEARNING T. I. Arabova1, M. A. Masyutkina2* 1

Institute of Computer Technologies and Information Security 2, Chekhov Str., Taganrog, 347922, Russian Federation 2 Plekhanov Russian University of Economics 36, Stremyanny lane, Moscow, 117997, Russian Federation * E-mail: [email protected]

The research investigates existing approaches and methods of sentiment analysis of the text and it creats the software implementation of sentiment analysis based on the approach that implements machine learning by a teacher. More than that, the basic methods of preliminary processing of the text and organization of the vector of characteristics are studied. Algorithm to determine the tonality of the text based on various classification methods is presented, which is implemented within the framework of the machine learning approach by a teacher. Keywords: sentiment analysis, machine learning with the teacher, the naïve Bayes classifier, support vector machines, logistic regression, stochastic gradient descent. Введение. Основной причиной деятельности по сбору информации всегда было желание выяснить, что думают другие люди. Благодаря возросшей доступности и популярности источников, позволяющих открыто выражать свое мнение, таких как персональные блоги и форумы различных сайтов, возрастают и возможности человека, использующего информационные технологии, в исследовании и понимании мнения других. Анализ мнений это выполнение нескольких задач: оценка субъективности отношения автора к объекту, описанному в тексте; классификации отношения автора к субъекту. Последняя известна как задача анализа тональности текста, и чрезвычайно важна при анализе мнений. Известно, что суть исследований в предметной области – вычислительная обработка мнения, тональности и субъективности в тексте. Такие исследования известны также как opinion mining («поиск мнений») [1], sentiment analysis («анализ тональности») [2] и

subjectivity analysis(«анализ субъективности») [3; 4], «review mining» (поиск обзоров) и «appraisal extraction» (оценка извлечения). Под анализом тональности текста будем понимать класс методов автоматической контент-обработки текста, с целью выявления эмоционально окрашенной лексики и ее последующего анализа. Тональность – эмоциональное отношение автора к некоторому объекту, выраженному в тексте (атрибуту, событию, процессу и т. п.). Эмоциональная составляющая, выраженная на уровне лексемы, называется лексическим сентиментом [3]. Задача идентификации объективности текста чаще всего более сложна, чем определение полярности. Нередко объективный текст может содержать в себе субъективные выдержки, например, цитаты. Результаты зависят от определения субъективности в рамках аннотации текстов [4], при этом удаление из текста объективной информации позволяет улучшить точность результатов [3].

388

Методы и средства защиты информации

а

б Результаты обучения программы

Для технической реализации анализа тональности в работе использовано машинное обучение с учителем. Реализуется оно по следующему алгоритму: сбор коллекции документов, необходимых для обучения классификатора; представление каждого документа в виде вектора признаков; определение для каждого документа типа тональности для обучения классификатора; обучение классификатора по выбранному алгоритму классификации; использование модели для анализа [2]. В качестве средства классификации был выбран наивный байесовский классификатор, функция логистической регрессии, стохастический градиентный спуск и метод опорных векторов. Логистическая регрессия – это статистическая модель, используемая для предсказания вероятности возникновения некоторого события путём подгонки данных к логистической кривой. Достоинством является то, что на выходе для каждого объекта мы имеем вероятность принадлежности классу. Тестирование программы было произведено на машине со следующими характеристиками: ОП – 4 Гб, ЦП – 1,6 ГГц. В качестве источника данных обучающей выборки использовалась платформа микроблогинга Twitter [5]. Для разделения на два класса (положительные и отрицательные) выборка была обработана в соответствии со следующими критериями: были удалены все твиты, содержащие одновременно и положительные и отрицательные выражения; удалены одинаковые посты из тестовой выборки; удалены малоинформативные твиты длиной менее 40 символов. Предварительно удалены лишние (несмысловые) знаки. В результате выполнения обучения получены данные от пяти классификаторов. Точность на них варьируется в пределах 51–73 %. Точность результатов работы программы и скорость ее обучения напрямую зависят от объема обучающей выборки. Если выборка мала, то классификаторы недостаточно хорошо обучатся. Вывод обучения программы на выборке нормальной длины представлен на рисунке, а. Можно проследить зависимость скорости обучения от объема обучающей выборки. На рисунке, б приведен резуль-

тат обучения на выборке, составляющей две трети от ее нормального объема, обучение длилось 846 с. Проанализировав результаты, можно прийти к выводу, что не только от объема обучающей выборки зависит результат работы программы, но и от того, какой конкретно текст мы вводим для тестирования. Некоторые слова вполне естественно могут повторяться как в положительной, так и в отрицательной обучающих выборках, отсюда и якобы «верный результат» при тестировании на одной трети обучающего корпуса. Таким образом, с помощью простого алгоритма на основе машинного обучения с учителем решается задача анализа тональности текста. Точность анализа определяется набором средств классификации и полнотой обучающей выборки. Созданные векторы слов могут использоваться при решении любых задач в области обработки естественного языка, в том числе для определения общего настроения группы людей. Библиографические ссылки 1. Dave K., Lawrence S., Pennock D. Mining the peanut gallery: Opinion extraction and semantic classification of product reviews Proceedings of WWW. 2003. Р. 519–528. 2. Nasukawa T., Yi J. Sentiment analysis: Capturing favorability using natural language processing Proceedings of the Conference on Knowledge Capture (K-CAP). 2003. 3. Pang B., Lee L. Opinion mining and sentiment analysis Foundations and Trends in Information Retrieval. 2008. № 1–2. P. 1–135. Available at: http:// www.cs.cornell.edu/home/llee/omsa/omsa.pdf (accessed: 11.02.2017). 4. Yu H., Hatzivassiloglou V. Towards answering opinion questions: Separating facts from opinions and identifying the polarity of opinion sentences Proceedings of the Conference on Empirical Methods in Natural Language Processing (EMNLP). 2003. 5. Рубцова Ю. В. Построение корпуса текстов для настройки тонового классификатора Программные продукты и системы. 015. № 1(109). С. 72–78.

389

Решетневские чтения. 2017

References 1. Dave K., Lawrence S., Pennock D. Mining the peanut gallery: Opinion extraction and semantic classification of product reviews Proceedings of WWW. 2003. Р. 519–528. 2. Nasukawa T., Yi J. Sentiment analysis: Capturing favorability using natural language processing Proceedings of the Conference on Knowledge Capture (K-CAP). 2003. 3. Pang B., Lee L. Opinion mining and sentiment analysis Foundations and Trends in Information Retrieval. 2008. № 1–2. P. 1–135. Available at:

http://www.cs.cornell.edu/home/llee/omsa/omsa.pdf (accessed: 11.02.2017). 4. Yu H., Hatzivassiloglou V. Towards answering opinion questions: Separating facts from opinions and identifying the polarity of opinion sentences Proceedings of the Conference on Empirical Methods in Natural Language Processing (EMNLP). 2003. 5. Rubtsova Yu. V. Postroenie korpusa tekstov dlya nastroyki tonovogo klassifikatora Programmnye produkty i sistemy.[Constructing a corpus for sentiment classification training]. 2015. № 1 (109). Р. 72–78.

390

© Арабова Т. И., Масюткина М. А., 2017

Методы и средства защиты информации

УДК 004.056 ПРИМЕНЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КЛАСТЕРА ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕСТИРОВАНИЯ УЯЗВИМОСТЕЙ ВЕБ-САЙТОВ Т. С. Астапенко Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Изложен результат сравнения времени выполнения инструмента тестирования веб-сайтов XssPy в различных режимах работы, в том числе с использованием вычислительного кластера. В ходе исследований был построен кластер, позволяющий запускать программы с использованием параллельных вычислений, что значительно увеличивает их скорость выполнения. Ключевые слова: вычислительный кластер, распараллеливание, динамическое тестирование веб-сайтов, MPI. USING HPC-CLUSTER TO REDUCE RUNTIME TESTING VULNERABILITIES OF WEBSITES T. S. Astapenko Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article describes the result of comparing run-time testing of websites XssPy in various modes, including the use of a HPC cluster. During of the research a cluster is built that allows to run programs using parallel computing, which greatly increases their speed of execution. Keywords: HPC cluster, parallelization, dynamic testing of websites, MPI. Динамическое тестирование может занимать от нескольких часов до нескольких недель. При этом вопрос временных затрат на обнаружение ошибок имеет ключевое значение, если ошибка влечёт за собой уязвимость и напрямую сказывается на защищенности информации, которую обрабатывает уязвимый продукт. Чем быстрее инструмент тестирования сможет обнаружить уязвимость, тем быстрее появится возможность нейтрализовать угрозу. Также обращая внимание на сокращение времени тестирования в других статьях [1], было принято решение об использовании вычислительного кластера для ускорения работы программ. Существует несколько способов задействования вычислительных мощностей кластера: запускать несколько однопроцессорных задач, запускать готовые параллельные программы (для некоторых задач доступны параллельные программы, которые можно использовать на кластере), создавать собственные параллельные программы, распараллеливая имеющийся код, или, создавая его «с нуля». В ходе работы был использован способ задействования мощностей путем распараллеливания инструмента тестирования с помощью интерфейса передачи сообщений MPI [2]. В качестве исследуемого инструмента был выбран XssPy [3]. Это инструмент, написанный на языке Python для поиска уязвимостей межсайтового скриптинга в веб-сайтах. Он сначала пере-

мещается по веб-сайту и ищет все ссылки и поддомены, после этого начинает сканирование каждого ввода на каждой странице, которые найдены во время индексации. XssPy использует полезную нагрузку для поиска XSS уязвимостей. В ходе работы сначала был построен кластер в Virtualbox с использованием виртуальных машин. Далее для достижения более существенного ускорения тестирования было необходимо построить либо большой кластер из реальных машин, либо с использованием облака. Изначально было принято решение о построении кластера в одном из корпусов Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева на испытательном стенде [4], но так как комплекс из достаточного количества компьютеров там развернуть было невозможно, то для работы использовались несколько арендованных серверов на сайте американского провайдера DigitalOcean с использованием облачных инфраструктур [5]. Оба кластера состояли из пяти компьютеров, на каждом из которых был установлен Debian 8.8, а также построена сеть с беспарольным доступом SSH и сетевым доступом к файловым системам с помощью протокола NFS [6]. Кластеры были успешно реализованы и протестированы, главным их отличием являлись вычислительные мощности кластера, поэтому в дальнейшем были получены разные результаты исследования инструмента тестирования.

391

Решетневские чтения. 2017

Рис. 1. Добавление в функцию initializeAndFind кода для разделения между процессами найденных страниц сайта

Рис. 2. Добавление библиотек и общих процедур

Рис. 3. Сравнение полученных данных

Далее код инструмента тестирования XssPy был распараллелен путём разделения между процессами найденных страниц сайта (рис. 1). Затем каждый из процессов проверял страницы на наличие уязвимости. Для того чтобы распараллелить программу необходимо добавить библиотеку mpi4py и общие процедуры, которые необходимы практически в каждой параллельной программе: comm, rank и size (рис. 2), наличие init и finalize на языке Python необязательно. Также в код был добавлен счетчик для определения времени выполнения кода тестирования. После распараллеливания XssPy был протестирован сайт с 456 ссылками и поддоменами в различных режимах работы: на одном компьютере без распараллеливания (1), на одном компьютере с распараллеливанием на 2 процесса (2), на одном компьютере с распараллеливанием на 3 процесса (3), на одном компьютере с распараллеливанием на 4 процесса (4), на одном компьютере с распараллеливанием на 5 процесса (5), на кластере из 2 компьютеров (2к), на кластере из 3 компьютеров (3к), на кластере из 4 компьютеров (4к) и на кластере из 5 компьютеров.

В ходе тестирования были получены данные, представленные на рис. 3. Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что использование кластера для ускорения работы инструмента тестирования XssPy существенно улучшило время выполнения программы: в Virtualbox – в 4,4 раза, в DigitalOcean – в 5 раз. Библиографические ссылки 1. Шудрак М. О., Золотарев В. В. Модель, алгоритмы и программный комплекс автоматизированного поиска уязвимостей в исполняемом коде // Труды СПИИРАН. 2015. № 5 (42). С. 212–231 2. Антонов А. С. Параллельное программирование с использованием технологии MPI. М. : Изд-во МГУ, 2004. 71 с. 3. XssPy Available at: https://github.com/faizann24/ XssPy (accessed: 13.04.2017). 4. Золотарева Е. Ю., Созин М. В. Разработка испытательного стенда для динамического тестирования программного обеспечения // Решетневские чтения : материалы XX Междунар. науч. конф. (09–12 ноября

392

Методы и средства защиты информации

2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Т. 2, № 20. С. 256–258. 5. DigitaIOcean Cloud Computing [Электронный ресурс]. Available at: https://www.digitalocean.com (accessed: 18.05.2017). 6. Сбитнев Ю. И. Кластеры [Электронный ресурс]. URL: http://cluster.linux-ekb.info (дата обращения: 10.04.2017). References 1. Shudrak M. O., Zolotarev V. V. Model, algorithm and program complex for the automated search for vulnerabilities in executable code. Proceedings of SPIIRAS. 2015. № 5 (42). P. 212–231. (In Russ.)

2. Antonov A. S. Parallel programming using MPI technology. M. : MGU, 2004. 71 p. 3. Sbitnev Yu. I. Clusters, Available at: http:// cluster.linux-ekb.info (accessed: 10.04.2017). 4. Zolotareva E. Yu., Sozin M. V. [Test stand development for dynamic software testing] // Мaterialy XV Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. T. 2. P. 256–258. (In Russ.) 5. DigitaIOcean Cloud Computing, Available at: https://www.digitalocean.com (accessed: 18.05.2017). 6. XssPy, Available at: https://github.com/faizann24/ XssPy (accessed: 13.04.2017).

393

© Астапенко Т. С., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.056 СОЗДАНИЕ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЦЕНТРА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ О СОСТОЯНИИ ЗДОРОВЬЯ ПАЦИЕНТОВ Н. Б. Беклемищева1, В. Г. Жуков Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 1 E-mail: [email protected] Рассматривается необходимость создания и обеспечения информационной безопасности центра обработки данных, осуществляющего сбор, хранение и обработку информации о состоянии здоровья пациентов медицинских учреждений. Ключевые слова: медицинские информационные системы, информационная безопасность, персональные данные. DEVELOPING AND ENSURING INFORMATION SECURITY OF PATIENT HEALTH CONDITIONS DATA PROCESSING CENTER N. B. Beklemisheva1, V. G. Zhukov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 1 E-mail: [email protected] This article presents the necessity to develop and ensure information security of data processing center, which performs the collection, storage, and processing of medical institutions patients’ health conditions data. Keywords: medical information systems, information security, personal information. В настоящее время современные российские медицинские учреждения подвергаются повсеместной информатизации: введение электронных регистратур, электронных медицинских карт, медицинских информационных систем и т. д. Одной из задач является осуществление организации и управления сбором и обработкой медицинских данных. Это необходимо для формирования различных статистических сборников по заболеваемости, понимания демографической картины и состоянию системы здравоохранения в целом. В процессе сбора данных для формирования статистики необходимо использовать большие объемы персональных данных, содержащих сведения о состоянии здоровья пациентов. Полученная информация, сгруппированная и представленная в определенном виде, является исходным материалом для статистического анализа. Более того, для получения статистической информации, которая используется при создании аналитических отчетов, справочного пособия и других статистических материалов, необходимых для принятия оперативных решений нетипичных задач статистические данные должны быть актуальны, т. е. для своевременного решения задач необходимо оперативно обрабатывать информацию о состоянии здоровья пациентов. Вследствие чего необходимо произвести автоматизацию рутинных процессов, которая также повысит эффективность работы медицинских сотрудников. Так, например, существует необходимость в обобщении и анализе информации о видах хирургической помощи, оказываемой при врождённых пороках сердца (ВПС) на территории Российской Федерации, и её результатах. Возможность анализа собранных мате-

риалов в области детской кардиохирургии может стать мощным толчком для последующих клинических мультицентровых исследований. В первую очередь это приведет к повышению качества предоставляемых медицинских услуг. Сообществом детских кардиохирургов принято решение о создании Единого национального регистра пациентов с ВПС РФ, где будут агрегироваться медицинские персональные данные из поликлиник страны для дальнейшей обработки и получения актуальной статистики, помимо этого будет осуществляться доступ к истории болезней пациентов с подробностями лечения, хода операций и достигнутых результатов. Национальный регистр также будет содержать справочную информацию о терминологии, анатомии ВПС и об особенностях, выполняемых хирургических вмешательств. С технической точки зрения это будет центр обработки данных, куда посредством сетевого соединения, построенного на основе технологии виртуальных частных сетей, будут подключаться поликлиники, участвующие в проекте. Так как в основе статистических данных будут лежать реальные истории болезней, имеющие привязку к реальным людям, то с точки зрения информационной безопасности речь идет об обработке персональных данных, отнесенных в соответствии с ФЗ [1] к специальным категориям – сведения о состоянии здоровья. Соответственно организацию обработки и хранения персональных данных и обеспечение работы с персональными данными необходимо производить согласно требованиям действующего российского законодательства, существующего в отношении специальных категорий персональных данных.

394

Методы и средства защиты информации

Помимо требований законодательства существуют сложности в создании надежной отказоустойчивой ИТ-инфраструктуры центра обработки данных [2], исходя из технических требований: объема передаваемых данных, пропускной способности, возможности горизонтального и вертикального масштабирования, резервирования. Также необходимо продумать процесс интеграции существующей ИТ-инфраструктуры организации [3], на базе которой создается регистр, с создаваемой в рамках проекта центром обработки данных. Для достижения поставленной цели необходимо произвести проектирование и моделирование инфраструктуры центра, разработать решения по информационной безопасности и выбрать экономически выгодное, которое будет отвечать всем требованиям действующего законодательства. В целях обеспечения должного уровня защиты информации о пациентах, необходимо руководствоваться приказом [4]: при использовании в информационных системах, сертифицированных по требованиям безопасности информации средств защиты информации для обеспечения 1 и 2 уровней защищенности персональных данных применяются: средства вычислительной техники не ниже 5 класса; системы обнаружения вторжений и средства антивирусной защиты не ниже 4 класса; межсетевые экраны не ниже 3 класса в случае актуальности угроз 1-го или 2-го типов или взаимодействия информационной системы с информационно-телекоммуникационными сетями международного информационного обмена и межсетевые экраны не ниже 4 класса в случае актуальности угроз 3-го типа и отсутствия взаимодействия информационной системы с информационно-телекоммуникационными сетями международного информационного обмена. Также согласно приказу [5] для обеспечения всех уровней защищенности персональных данных при их обработке в информационных системах необходимо использовать средства криптографической защиты информации, прошедшие процедуру оценки соответствия требованиям законодательства Российской Федерации в области обеспечения безопасности информации, в случае, когда применение таких средств необходимо для нейтрализации актуальных угроз. Таким образом, обеспечение информационной безопасности является неотъемлемым и обязательным направлением деятельности специалистов при построении центра обработки данных Единого национального регистра пациентов с ВПС РФ. Выбор мер по защите информации должен быть обоснован требованиями действующего законодательства, техническими особенностями компонентов ИТ-инфраструктуры центра обработки данных, опираться на мировой опыт экспертов в области информационной безопасности и при всем разнообразии средств защиты информации экономически обоснован. Библиографические ссылки 1. О персональных данных [Электронный ресурс] : федер. закон РФ от 27 июля 2006 г. № 152 ФЗ. URL:

http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_61801/ (дата обращения: 12.09.2017). 2. Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers [Электронный ресурс]. URL: https:// manuais.iessanclemente.net/images/9/9f/Tia942.pdf (дата обращения: 15.09.2017) 3. Макрушин Д. «Подключенная» медицина и ее диагноз [Электронный ресурс]. URL: https://securelist. ru/connected-medicine-and-its-diagnosis/80267/ (дата обращения: 15.09.2017). 4. Об утверждении Состава и содержания организационных и технических мер по обеспечению безопасности персональных данных при их обработке в информационных системах персональных данных [Электронный ресурс] : Приказ ФСТЭК России от 18.02.2013 № 21 (ред. от 23.03.2017). URL: http://www. consultant.ru/document/cons_doc_LAW_146520/ (дата обращения: 14.09.2017). 5. Об утверждении Состава и содержания организационных и технических мер по обеспечению безопасности персональных данных при их обработке в информационных системах персональных данных с использованием средств криптографической защиты информации, необходимых для выполнения установленных Правительством Российской Федерации требований к защите персональных данных для каждого из уровней защищенности [Электронный ресурс] : Приказ ФСБ России от 10.07.2014 № 378. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_167862/ (дата обращения: 12.09.2017). References 1. RF Federal Law «About personal data» of July 27, 2006 № 152 Available at: http://www.consultant.ru/ document/cons_doc_LAW_61801/ (accessed 12.09.2017). (In Russ.) 2. Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers. Available at: https://manuais.iessanclemente.net/images/9/9f/Tia942.pdf (accessed 15.09.2017). 3. Makrushin D. “Podklyuchennaya” meditsina i ee diagnoz [«Connected» medicine and its diagnosis]. Available at: https://securelist.ru/connected-medicineand-its-diagnosis/80267/ (accessed: 15.09.2017). (In Russ.) 4. FSTEK of Russia order “On approval of compound and content of organizational and technical measures for provision of personal data information security while processing thereof at personal data information systems” of 18 February 2013 (as amended on 23 March 2017) № 21. Available at http://www.consultant.ru/document/ cons_doc_LAW _146520/ (accessed 14.09.2017). (In Russ.) 5. FSB of Russia order “On approval of compounds and content of technical measures for provision of personal data information security while processing thereof at personal data information systems with use of cryptographic information protection measures necessary to fulfill the requirements for protection of personal data for each of protection levels set out by the Government of the Russian Federation” of 10 April 2014 № 378. Available at: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_ 167862/ (accessed 12.09.2017). (In Russ.) © Беклемищева Н. Б., Жуков В. Г., 2017

395

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.492.3 АНАЛИЗ НАБОРОВ ПРАВИЛ ДЛЯ СИСТЕМ ОБНАРУЖЕНИЯ ВТОРЖЕНИЙ SNORT И SURICATA А. Л. Белова1, Д. А. Бородавкин2 1

Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 2 АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected] Представлены результаты анализа наборов правил для СОВ Snort и Suricata в рамках определения оптимальной конфигурации СОВ для использования в сетях крупных предприятий. Ключевые слова: система обнаружения вторжений, система предотвращения вторжений, сетевая атака. ANALISYS OF RULESETS FOR INTRUSION DETECTION SYSTEMS SNORT AND SURICATA A. L. Belova1, D. A. Borodavkin2 1

Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation 2 JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] The article presents the results of analysis of rulesets for intrusion detection systems Snort and Suricata to determine the optimal configuration IDS to use it in networks of large enterprises. Keywords: intrusion detection system, intrusion prevention system, network attack. Введение. Данная работа посвящена сравнительному анализу наборов правил Talos subscriber rules и Emerging Threats open rules и определению их совместимости для СОВ Snort и Suricata. Исследование проведено в рамках определения оптимальной конфигурации СОВ для использования в сетях аэрокосмических предприятий. Цель и актуальность исследования. Целью работы является проведение анализа наборов правил для систем Snort и Suricata: Talos community rules, Talos subscriber rules, Emerging Threats open rules. Работа является актуальной, так как используются актуальные в настоящее время СОВ и наборы правил для них. Также актуальность исследования заключается в том, что в открытых источниках информации нет сведений, подтвержденных испытаниями, о том, какой из наборов правил наиболее совместим с определенной СОВ. Набор правил Talos subscriber rules. В ходе проведения испытаний было определенно, что данный набор полностью совместим с СОВ Snort 2 [4–5]. При запуске Snort 3 с данным набором правил возникают проблемы по распознаванию незначительной части набора правил. Также данная система не запустится, пока все ошибки в правилах не будут исправлены, в отличии от системы Suricata, которая «отбрасывает» нераспознанные правила. CОВ Suricata не распознала из данного набора 8 115 правил.

Основные ошибки, возникающие при использовании набора: 1) не распознает параметр content, содержащий более 255 символов; 2) не распознает параметры sip_stat_code, sip_method, sip_header, sip_body; 3) отсутствует плагин для обнаружения уязвимостей CVS (системы управления версиями); 4) параметр «rawbytes» не может одновременно использоваться с «file_data». Ключевое слово «rawbytes» позволяет правилам искать указанное значение в «сырых» пакетных данных, игнорируя декодирование, выполняемое препроцессорами. Это ключевое слово является модификатором content. «file_data» устанавливает указатель для обнаружения данных, если трафик распознается как HTTP/SMTP/POP/IMAP [1–3]. 5) не распознает параметр «http_raw_cookie». Ключевое слово http_raw_cookie также является модификатором content и используется для поиска UNNORMALIZED cookie-заголовков из HTTPзапросов клиента или HTTP-ответов сервера (согласно конфигурации HttpInspect) [1–3]. Набор правил Emerging Threats open rules. Данный набор практически полностью совместим с СОВ Suricata (не распознано незначительное количество правил). У систем Snort возникает значительное количество ошибок при работе с данным набором. В табл. 1 приведены примеры ошибок.

396

Методы и средства защиты информации Таблица 1 Примеры нераспознаваемых опций alert udp !$DNS_SERVERS any -> $DNS_SERVERS 53 (msg:"ET CURRENT_EVENTS Wordpress possible Malicious DNSRequests-flickr.com.* ";content:"|05|flickr|03|com";nocase;content:!"|00|";within:1;reference:url,markmaunder.com/2011/zeroday-vulnerability-in-many-wordpress-themes/;classtype:web-application-attack;id:2013353; rev:3;) !$DNS_SERVERS is not allowed alert tcp $HOME_NET any -> $EXTERNAL_NET 6666:7000 (msg:"GPL DELETED IRC nick change"; flow:to_server,established; content:"NICK"; depth:5; fast_pattern:only; classtype:policy-violation; sid:2100542; rev:13;) Fast pattern only contens cannot be relative or have non-zero offset/depth content modifiers

Таблица 2 Наличие сигнатур по полю User-Agent Инструмент Wpscan Joomscan Nmap Nessus Nikto metasploit

Набор правил Talos subscriber rules – – + – – +

Наличие сигнатур по полю User-Agent. Необходимо проанализировать наборы правил Talos subscriber и ET open rules на наличие сигнатур по полю User-Agent для инструментов на проникновение, которые были использованы при проведении испытаний СОВ [4; 5]. Табл. 2 отражает наличие сигнатур по полю User-Agent в наборах правил Talos subscriber rules и ET open rules. Библиографические ссылки 1. Snort 3.0 [Электронный ресурс]. URL: http:// www.opennet.ru/opennews/art.shtml?num = 41255 (дата обращения: 02.12.2015). 2. Официальный сайт IDS Snort [Электронный ресурс]. URL: http://snort.org (дата обращения: 02.12.2015). 3. Официальный сайт IDS Suricata [Электронный ресурс]. URL: http://suricata-ids.org (дата обращения: 02.12.2015). 4. Белова А. Л., Бородавкин Д. А. Сравнительный анализ систем обнаружения вторжений // Актуальные проблемы авиации и космонавтики : материалы XII Междунар. науч.-практ. конф. (11–15 апреля 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. Т. 1. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. С. 742–744. 5. Белова А. Л., Бородавкин Д. А. Определение оптимальной конфигурации системы обнаружения

ET open rules + – + – + +

вторжений на базе свободно распространяемого программного обеспечения // Решетневские чтения : материалы XX Юбилейной междунар. науч.-практ. конф. (09–12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. Ч. 2 / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. С. 244–246. References 1. Snort 3.0. Available at: http://www.opennet.ru/ opennews/art.shtml?num = 41255 (accessed: 02.12.2015). 2. IDS Snort. Available at: http://snort.org (accessed: 02.12.2015). 3. IDS Suricata. Available at: http://suricata-ids.org (accessed: 02.12.2015). 4. Belova A. L., Borodavkin D. A. [Comparative analysis of intrusion detection systems] // Мaterialy XII Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. “Aktual’nye problemy aviacii i kosmonavtiki” [Materials XII Intern. Scientific. Pract. Conf “Actual problems of aviation and cosmonautics”]. Krasnoyarsk, 2016. P. 742–744. (In Russ.) 5. Belova A. L., Borodavkin D. A. [Determining the optimal configuration of open source intrusion detection system] // Мaterialy XX Yubileynoy mezhdunar. nauch.prakt. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Jubilee Intern. Scientific. Pract. Conf “Reshetnev readings”]. Krasnoyarsk, 2016, P. 244–246. (In Russ.) © Белова А. Л., Бородавкин Д. А., 2017

397

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.056 О НЕОБХОДИМОСТИ ВНЕДРЕНИЯ THREAT INTELLIGENCE Ю. Ю. Дрянных*, В. Г. Жуков Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Рассматривается необходимость внедрения Threat Intelligence для повышения уровня информационной безопасности в организациях. Также представлено описание основных факторов, оказывающих влияние на эффективность threat intelligence. Ключевые слова: информационная безопасность, мониторинг информационной безопасности, Threat Intelligence. ON THE NEED TO INTRODUCE THREAT INTELLIGENCE Yu. Yu. Dryannykh*, V. G. Zhukov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] This article describes the need to introduce threat intelligence for increase the level of information security in organizations. Also the article presents the description of main factors, which affect the efficiency of threat intelligence. Keywords: information security, information security monitoring, Threat Intelligence. Каждые несколько лет в сфере информационной безопасности появляются новые методы и средства защиты информации, позволяющие эффективно защищать информационные системы организаций. Одной из последних тенденций является threat intelligence. Согласно Gartner threat intelligence – «это основанное на фактических данных знание, включающее контекст, механизмы, индикаторы, последствия и рекомендации по реагированию, о существующих или возникающих угрозах или рисках активов, которые могут быть использованы для принятия решений относительно реагирования субъекта на эту угрозу или риск» [1]. Обмен знаниями напрямую влияет на эффективность защиты. Так, согласно Указу Президента Российской Федерации от 15 января 2013 г. № 31с, одной из основных задач государственной системы обнаружения, предупреждения и ликвидации последствий компьютерных атак (ГосСОПКА) является «обеспечение взаимодействия владельцев информационных ресурсов Российской Федерации, операторов связи, иных субъектов, осуществляющих лицензируемую деятельность в области защиты информации, при решении задач, касающихся обнаружения, предупреждения и ликвидации последствий компьютерных атак». FinCERT Банка России обязан поддерживать обратную связь с клиентами с целью оповещения об угрозах информационной безопасности и рекомендациях по их устранению. В России есть коммерческие поставщики threat intelligence, например: Group-IB, Cisco и Kaspersky. Group-IB является одним из 7 лучших поставщиков данных для threat intelligence. Компания помимо тактической и стратегической информации предоставля-

ет веб-интерфейс, отслеживающий уведомления об угрозах и рисках [2]. Kaspersky предоставляет сервис по получению тактической и стратегической информации по электронной почте или в формате JSON [3]. Для получения услуг, предоставляемых Group-IB и Kaspersky, необходимо непосредственно связаться с ними. В свою очередь решение Cisco Threat Intelligence Director, также позволяющее получать информацию из различных источников данных, представляет собой расширение средств защиты, поставляемых компанией Cisco [4]. На эффективность threat intelligence влияют следующие факторы: feeds, платформа, API и используемые стандарты. Feeds – это данные об угрозах, например, IP- и DNS-адреса, URL, CVE-записи, ключи реестра и т. д. Данные об угрозах могут быть общими (информация о вредоносном ПО, DNS, спаме и т. д.) и узкоспециальными (информация предназначена для конкретной отрасли). Существует множество внешних источников такой информации. Среди российских поставщиков выделяются: Group-IB, Kaspersky, Cisco, среди зарубежных – Check Point, Arbor ATLAS и др. Именно выбор источника данных об угрозах является одной из самых первых задач, которые необходимо решить на этапе планирования внедрения threat intelligence в существующую систему защиты информации. При поиске поставщика данных для нужд организации возникает множество вопросов, таких как: насколько предоставляемые ими данные полны? Насколько оперативно они обновляются? Насколько они учитывают отраслевую специфику? Для решения данной проблемы при выборе источника данных рекомендуется

398

Методы и средства защиты информации

оценить следующие параметры: число записей, доверие к источнику пользователей, частота предоставления информации, формализованность представления информации, возможность автоматизации. Выбор платформы также является серьезной задачей при планировании внедрения threat intelligence. Критерии, предъявляемые к платформам, могут быть основаны на различных факторах: популярность использования, простота эксплуатации и т. д. Но также существуют решения, предоставляемые поставщиками threat intelligence. Например, Group-IB предоставляет веб-интерфейс без предварительной установки, визуализирующий всю необходимую для организации информацию об угрозах. Рынок платформ threat intelligence разнообразен (BAE Systems Detica CyberReveal, IBM i2, Mitre CRITs, Palantir, Paterva/Maltego CaseFile и т. д.). Очевидно, что выбор платформы будет зависеть от целей использования threat intelligence и возможностей организации. Автоматизировать процесс threat intelligence и интегрировать его с существующей системой защиты позволит API (application programming interface) – на средства защиты информации (IDS, SIEM, межсетевые экраны и т. д.) будут поступать правила, позволяющие защитить информацию от актуальных угроз. Для возможности использования API необходимо, чтобы платформа threat intelligence поддерживала такую возможность. Выбор того или иного API будет напрямую зависеть от того, какие средства защиты информации применяются в организации [5]. На данном этапе развития threat intelligence существует большое количество стандартов, применимых для описания угроз и осуществления информационного обмена, однако, единого общепризнанного стандарта для threat intelligence не существует. Российские поставщики threat intelligence используют стандарты STIX (Structured Threat Information eXpression) и TAXII (Trusted Automated eXchange of Indicator Information). Стандарт STIX является стандартом описания различных угроз, индикаторов атаки, информации об инциденте, рекомендаций о реагировании на инцидент и т. д. Стандартом обмена информации об угрозах, описанных с помощью STIX, является стандарт TAXII. Эксперт по информационной безопасности Алексей Лукацкий в качестве стандарта рекомендует использовать CIF (Collective Intelligence Framework). Обосновано это тем, что в России существует опыт эксплуатации данного стандарта, а также возможность интеграции CIF под нужды организации (генерация правил для Snort и других средств защиты информации). Таким образом, внедрение и эксплуатация threat intelligence позволяет организациям получать знания об угрозах и рисках в реальном времени, что позволит поддерживать систему защиты информации в актуальном состоянии, и, соответственно, обеспечивать высокий уровень безопасности информации в организации. Так, например, согласно исследованию SANS Institute организации-потребители threat intelligence отметили следующие положительные изменения, полученные после внедрения threat intelligence: 63 % опрошенных считают, что улучшилось понимание методов и тактик

атакующих; 51 % организаций утверждают, что обнаружение и реагирование на инциденты информационной безопасности стали быстрее и точнее; 48 % говорят о снижении количества зафиксированных инцидентов за счет уменьшения количества ложных срабатываний средств защиты информации; 28 % опрошенных отметили увеличение точности и скорости мониторинга и управления инцидентами [6]. Библиографические ссылки 1. Threat intelligence: What is it, and How Can it Protect You from Today’s Advanced Cyber-Attacks? [Электронный ресурс]. URL: https://www.gartner.com/ imagesrv/media-products/pdf/webroot/issue1_webroot.pdf (дата обращения: 22.08.2017). 2. Threat intelligence [Электронный ресурс]. URL: https://www.group-ib.ru/intelligence.html (дата обращения: 22.08.2017). 3. Сервисы Kaspersky Security intelligence [Электронный ресурс]. URL: https://media.kaspersky.com/ ru/ enterprise-security/Leaflet_KSIS_threats_info_RUS_WEB.pdf (дата обращения: 22.08.2017). 4. Новое решение Cisco по кибербезопасности – Cisco Threat Intelligence Director [Электронный ресурс]. URL: https://gblogs.cisco.com/ru/tid/?doing_wp_ cron=1503847773.2783749103546142578125 (дата обращения: 22.08.2017). 5. Threat Intelligence для SOC Что и откуда брать? [Электронный ресурс]. URL: http://soc-forum-2015.ibbank.ru/files/files/10_lukatsky.pdf (дата обращения: 23.08.2017). 6. SANS Institute InfoSec Reading Room Who’s Using Cyberthreat Intelligence and How? [Электронный ресурс]. URL: https://www.sans.org/reading-room/whitepapers/analyst/cyberthreat-intelligence-how-35767 (дата обращения: 24.08.2017). References 1. Threat intelligence: What is it, and How Can it Protect You from Today’s Advanced Cyber-Attacks? Available at: https://www.gartner.com/imagesrv/mediaproducts/pdf/webroot/issue1_webroot.pdf (accessed: 22.08.2017). 2. Threat intelligence. Available at: https://www. group-ib.ru/intelligence.html (accessed: 22.08.2017). 3. Kaspersky Security intelligence services. Available at: https://media.kaspersky.com/ru/enterprise-security/ Leaflet_KSIS_threats_info_RUS_WEB.pdf (accessed 22.08.2017). 4. A new solutions Cisco to cybersecurity – Cisco Threat Intelligence Director. Available at: https:// gblogs.cisco.com/ru/tid/?doing_wp_cron=1503847773.27 83749103546142578125 (accessed: 22.08.2017). 5. Threat Intelligence for SOC What and where to take? Available at: http://soc-forum-2015.ib-bank.ru/ files/files/10_lukatsky.pdf (accessed: 23.08.2017). 6. SANS Institute InfoSec Reading Room Who's Using Cyberthreat Intelligence and How? Available at: https://www.sans.org/reading-room/whitepapers/analyst/ cyberthreat-intelligence-how-35767 (accessed 24.08.2017).

399

© Дрянных Ю. Ю., Жуков В. Г., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.056.55 ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АЛГОРИТМА ШИФРОВАНИЯ С ПЕРЕМЕННОЙ ФРАГМЕНТАЦИЕЙ БЛОКА К. О. Захарова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Представлены результаты исследования статистических параметров алгоритма симметричного шифрования с переменной фрагментацией блоков. Ключевые слова: шифрование, алгоритм шифрования, тестирование псевдослучайных последовательностей, статистические тесты. RESEARCH OF STATISTICAL PARAMETERS OF THE ENCRYPTION ALGORITHM WITH DIFFERENT BLOCK FRAGMENTATION K. O. Zakharova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The research presents the results of the investigation of the statistical parameters of the algorithm of symmetric encryption with variable block fragmentation. Keywords: encryption, encryption algorithm, testing of pseudo-random sequences, statistical tests. В современном обществе все большую роль играют информационные технологии, в связи с чем актуальной является задача обеспечения защиты передаваемой по открытым каналам информации. Поэтому широкое использование информационных технологий привело к бурному развитию различных методов защиты информации, из которых можно выделить криптографию. В [1] был предложен алгоритм шифрования с динамическим изменением размеров криптографических примитивов в различных раундах. В [2] представлена модернизация такого алгоритма. Важно определить крипкостойкость используемого алгоритма шифрования. Для определения криптостойкости алгоритма проведены различные тесты над шифрованным текстом [3]. Для исследования влияния параметров на результат зашифрования использовались тексты, переведенные в двоичный код, проведена нормировка получившейся исходной битовой последовательности, длина открытого текста составляет 4560 бит. Для шифрования использовались ключи К длиной 240 бит [5]. Шифрование проводилось с использованием неприводимых многочленов. Для анализа качества шифртекста был использован один из тестов, который чаще всего используется для исследования статистических свойств последовательностей – Построение k-граммного распределения [4]. Данный тест определяет равномерность распределения символов в исследуемой последовательности. Данное распределение основано на анализе частоты появления серий, состоящих из k бит. Для проведения

исследования возьмем k = 3, определим равномерность распределения серии символов: 000, 001, 010, 100, 110, 011, 111. Для последовательности, чьи свойства близки к свойствам случайной последовательности, разбросы меду числом появлений серийтроек каждого вида должны стремиться к нулю [4]. Определим равномерность распределения серии символов в открытом тексте, график распределения представим на рис. 1.

Рис. 1. Распределение серий в открытом тексте

Как видно по графику в открытом тексте не наблюдается равномерного распределения серии символов. Для исследования алгоритма шифрования проведем один раунд шифрования открытого текста и построим график равномерного распределения, график представлен на рис. 2. После проведения одного раунда шифрования распределение серий-троек начинает выравниваться, таким образом, свойства полученной шифрованной

400

Методы и средства защиты информации

последовательности приближаются к свойствам случайной последовательности. Определим равномерность распределения серий в шифрованной последовательности после 5 раундов шифрования, график распределения представлен на рис. 3.

Риc. 2. Распределение серий в шифрованной последовательности после 1-го раунда

Рис. 3. Распределение серий в шифрованной последовательности после 5-го раунда

Анализируя графики распределения серий в шифрованной последовательности, заметно, что после первого раунда шифрования распределение серий длиной 3 бита становится более равномерным, в сравнении с распределением серий в открытой последовательности. С увеличением раундов шифрования разбросы между числом появлений серий-троек каждого вида стремится к нулю. При шифровании алгоритмом с переменной фрагментацией блока разброс между числом повторений серий-троек каждого вида достигает нуля после проведения 10 раундов шифрования. Библиографические ссылки 1. Жданов О. Н., Соколов А. В. Алгоритм шифрования с переменной фрагментаций блока. Проблемы

и достижения в науке и технике // Сб. науч. тр. по итогам Междунар. науч.-практ. конф. № 2 / Инновационный центр развития образования и науки. Омск, 2015. С. 153–159. 2. Жданов О. Н., Соколов А. В. Криптог-рафический алгоритм на основе принципов изменчивой длины блока и логики // Дальневосточный журнал электроники и связи. 2016. Индия. Аллахабад : Изд-во Пушпа. С. 573–589. 3. Современные алгоритмы блочного шифрования и методы их анализа : учеб. пособие / Л. К. Бабенко, Е. А. Ищукова. М. : Гелиос АРВ, 2006. 376 с. 4. Иванов М. А., Чугунков И. В. Теория, применение и оценка качества генераторов псевдослучайных последовательностей. М. : КУДИЦ-ОБРАЗ, 2003. 240 с. 5. Жданов О. Н., Ушаков Ю. Ю. Задачник-практикум по криптографическим методам защиты информации : учеб. пособие. М. : Национ. открытый ун-т «Интуит», 2016. 384 с. References 1. Zhdanov O. N., Sokolov A. V. An algorithm for encryption with variable block fragmentations. Problems and achievements in science and technology // Collection of scientific papers on the results of the international scientific and practical conference. № 2. Innovation Center for the Development of Education and Science. Omsk, 2015. Р. 153–159. 2. Zhdanov O. N., Sokolov A. V. Block symmetric cryptographic algorithm based on principles of variable block length and many-valued logic // Far East Journal of Electronics and Communications – 2016 Pushpa Publishing House, Allahabad, India. Р. 573–589. 3. Babenko L. K., Ishukova E. A. Modern algorithms of block encryption and methods for their analysis: Textbook. A manual for university students studying in a group of specialties in the region. inform. Security. M. : Helios ARV, 2006. 376 p. 4. Ivanov M. A., Castiron I. V. Theory, application and quality assessment of pseudo-random sequence generators. M. : Kudits-Obraz, 2003. 240 p. 5. Zhdanov O. N., Ushakov Yu. Yu. Tasks-workshop on cryptographic methods of information protection : Textbook. M. : National Open University “Intuit”, 2016. 384 p.

401

© Захарова К. О., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.056 ОБЗОР УЯЗВИМОСТЕЙ БЕСПРОВОДНОГО КАНАЛА СВЯЗИ В СИСТЕМАХ «УМНОГО» ДОМА А. С. Зотов, М. Н. Жукова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Производится анализ и описание существующих режимов работы «умного» дома, проблем связи при соединении по беспроводному каналу Wi-Fi, рассматриваются наиболее актуальные для них угрозы, а также меры противоборства с ними. Ключевые слова: умный дом, беспроводной канал, облачный сервис, сигнал, шифрование. SOURCES OF DANGER OF WIRELESS COMMUNICATION CHANNEL IN “SMART” HOUSE SYSTEMS A. S. Zotov, M. N. Zhukova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The article analyses and describes the existing modes of operation of the «smart» house, communication problems when connecting via a wireless Wi-Fi channel, it analyzes the most relevant threats for them, as well as measures of confrontation with them. Keywords: smart home, wireless channel, cloud service, signal, encryption. В настоящее время в России вслед за Европой и США прослеживается тенденция роста и развития пригородной зоны. Люди все чаще оставляют городское жилье и в качестве альтернативы склоняются к жизни в коттеджных поселках. Вопрос безопасности жилища всегда стоял остро, и его защищенность в современном мире достигается применением систем, работающих, как правило, по каналам беспроводной связи и включающих в себя оборудование видеонаблюдения, пожарной и охранной сигнализации, которое имеет централизованное управление для контроля состояния того или иного объекта. Вопросы безопасности данных систем мало исследованы по причине того, что технологии управления ими меняются очень часто. Системы «умного» и «безопасного» дома можно использовать в двух режимах работы. Первый из них – в локальной сети. Данный режим функционирования предполагает отсутствие соединения сетевого оборудования с информационно-телекоммуникационной сетью «Интернет». В этой ситуации справедливо говорить о безопасности в ключе отсутствия доступа подключения к точке доступа извне. Согласно исследованиям, проведенным группой сотрудников независимого института безопасности, расположенного в немецком городе Магдебург, основным и наиболее часто используемым способом получения доступа к контролю и управления системой «умного» дома является как раз сетевое оборудование, установленное на объектах [1]. В основном эта незащищенность ни-

как не связана с ошибками при проектировании устройств, зачастую проблема состоит в его неграмотной настройке, которая выражается, например, в установке заводских или легко угадываемых паролях, а также в использовании протоколов шифрования, применяющих нестойкие алгоритмы шифрования, и протокол WEP – один из них. Стоит отметить, что программное обеспечение подобного рода устройств в редких случаях является источником угроз, что нельзя сказать о программной начинке конечного оборудования, создающих в своей совокупности систему «умного» дома. В качестве промежуточного итога стоит сказать, что обращает на себя внимание замкнутость и изолированность системы как основное ее достоинство. При этом мобильность – это ее слабая сторона, так как ограничивается удаленное управление и наблюдение за состоянием объекта в реальном времени. Второй режим работы «умного» дома противоположен первому – присутствует подключение для выхода во внешнюю сеть «Интернет». И таким образом указанные недостатки первого режима работы легко устраняются. Но и преимущества одного подхода превращаются в недостатки другого, в частности это касается как соединения пользователя с оборудованием управления, так и связи этого же оборудования с конечными устройствами рассматриваемой системы. Одна из проблем связи – работа IP-камер. Настройка подключения к ним не представляет большой сложности для пользователя. Соединение проходит

402

Методы и средства защиты информации

через некоторое сетевое оборудование, и, как правило, применяется защищенное https-соединение. Согласно проведенным исследованиям специалистами «Лаборатории Касперского», соединение происходит напрямую не всегда, а иногда через облачные сервисы. Опасность такого подхода состоит в следующем: запрос на удаленное соединение приложения с IP-камерой передается в «облако» в незашифрованном виде. Запрос несет в себе некую информацию, включающую идентификатор сессии, необходимый для последующего шифрования им трафика. Если злоумышленник подключен к той же сети, что и пользователь, то для него не составит труда получить данный идентификатор и получить доступ к камере через облачный сервис. Рекомендацией по защите служит использование VPN [2]. Соединение оборудования «умного» дома в организованную систему в подавляющем большинстве случаев осуществляется посредством Wi-Fi из-за простоты и удобства настройки. И возникает проблема выхода сигнала за территорию контролируемого объекта, что способно привести к несанкционированному подключению злоумышленника к сетевому оборудованию и управлению подключенных к нему устройств. При этом он также способен произвести атаки в двух исполнениях. Первое – атака на уровне среды, когда злоумышленник использует устройство, способное заполнить эфир на заданной частоте – как правило, 2,4 ГГц для Wi-Fi-оборудования – помехами. Второе – атака канального уровня на основе управления антеннами [3]. Так, компания «ZyXEL Communications Corp» предлагает решение, которое основано на том, чтобы программным способом повлиять на распространение сигнала путем уменьшения мощности сигнала до 50–75 % от максимального значения простыми манипуляциями в настройках прибора. Того же эффекта возможно добиться отсоединением антенны. Третий вариант – препятствия, в качестве которых выступают стены, перекрытия, окна. По заявлению производителя точка доступа Wi-Fi стандарта 802.11b/g имеет радиус действия до 400 м при отсутствии препятствий. При прохождении сигнала деревянной стены эффективное расстояние сократится до 120 м, а через несущую стену – до 40 м. Для увеличения поглощения сигнала также рекомендуется внедрять материалы на этапе строительства объекта, обладающих соответствующими свойствами. Помимо указанных материалов существуют специальные маскирующие обои (панели FSS – Frequency Selective Surface), не позволяющие прослушивать Wi-Fi-сети [4]. В коттеджных поселках наблюдается проблема уровня и качества сигнала по той причине, что придомовые территории располагаются непосредственно один возле другого либо на незначительных расстояниях друг от друга. Это также оказывает свое влияние на качество связи в контексте рассмотрения это аспекта в рамках «умного» дома. Как следствие, увеличивается вероятность потери контроля над установленной территорией, что увеличивает возможность противоправных мер со стороны злоумышленника.

Обозначенную ситуацию можно избежать распределением частотных диапазонов между пользователями. Любые даже самые незначительные помехи воздействуют на другие устройства, чей рабочий диапазон лежит в тех же границах. В полосе частот 2,4 ГГц для беспроводных сетей доступны 11 или 13 каналов шириной 20 МГц (802.11b/g/n) или 40 МГц (IEE 802.11n) с интервалами 5 МГц между ними. Чтобы избежать взаимные помехи соседних каналов друг на друга, нужно их развести друг от друга на 5 интервалов – 25 МГц [3]. Еще одна проблема, имеющая непосредственное отношение к безопасности осуществления связи, состоит в применении протоколов шифрования на основе нестойких алгоритмов шифрования в точках доступа, что способно привести к перехвату управления имеющимся оборудованием. Шифрование протоколом WEP хоть и не сильно распространено, однако не так уж и редко можно встретить его на практике. Сама же уязвимость заключается в возможности провести атаку на протокол аутентификации, выдавая себя в последующем за легитимного пользователя. В результате, он может отправлять пакеты в сеть «умного» дома, притворяясь одним из устройств в системе. Производители сетевого оборудования позволяют применять и другие протоколы с более стойкими алгоритмами. Среди них WPA2 (Wi-Fi Protected Access), WPA – более усовершенствованный протокол WEP, учитывающий его недостатки, и другие протоколы. Многих проблем позволяет решить запрет доступа к настройкам точки доступа через беспроводную сеть. Данные действия не позволят злоумышленнику управлять системой дома на расстоянии – требуется прямое соединение проводной канал. Для осуществления атак злоумышленнику требуется как можно большее число пакетов, так как на основе их анализа и получения начального набора данных и проводится процесс взлома. Решением послужит снижение интенсивности трафика. Управляющее оборудование «умного» дома часто запускает большое число служб, которые в целом не влияют на работу системы и которыми может даже никто и не пользоваться. Но при этом они отправляют в сеть пакеты. Поэтому их отключение также снизит интенсивность трафика [5]. Основной идеей работы является описание наиболее актуальных проблем, встречающихся в данный момент в рамках реализации концепции «умного» дома и относящихся к направлению обеспечения в нем связи с использованием беспроводного канала связи, выявлении уязвимостей, приводящих к их возникновению и, как итог, описание набора мероприятий, призванных к их устранению. Библиографические ссылки 1. Test: Smart Home Kits Leave the Door Wide Open – for Everyone [Электронный ресурс]. URL: https:// www.av-test.org/en/news/news-single-view/test-smarthome-kits-leave-the-door-wide-open-for-everyone/ (дата обращения: 23.08.2017). 2. Как взламывают умную технику и как ее защитить [Электронный ресурс]. URL: http://ichip.ru/kak-

403

Решетневские чтения. 2017

vzlamyvayut-umnuyu-tekhniku-i-kak-ee-zashhitit.html (дата обращения: 24.08.2017). 3. Обзор уязвимостей Wi-Fi сигнализации в системах автоматизированного управления зданиями [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/ article/n/obzor-uyazvimostey-wi-fi-signalizatsii-v-sistemahavtomatizirovannogo-upravleniya-zdaniyami (дата обращения: 25.08.2017). 4. Что влияет на работу беспроводных сетей Wi-Fi? Что может являться источником помех и каковы их возможные причины? [Электронный ресурс]. URL: https://help.keenetic.net/hc/ru/articles/213968709Что-влияет-на-работу-беспроводных-сетей-Wi-FiЧто-может-являться-источником-помех-и-каковы-ихвозможные-причины (дата обращения: 24.08.2017). 5. Атаки на системы умного дома с использованием уязвимостей беспроводного канала связи Wi-Fi [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/ article/v/ataki-na-sistemy-umnogo-doma-s-ispolzovaniemuyazvimostey-besprovodnogo-kanala-svyazi-wi-fi (дата обращения: 23.08.2017). References 1. Test: Smart Home Kits Leave the Door Wide Open – for Everyone. Available at: https://www.av-test.org/en/ news/news-single-view/test-smart-home-kits-leave-thedoor-wide-open-for-everyone/ (accessed: 23.08.2017). 2. Kak vzlamyvajut umnuju tehniku i kak ee zashhitit' [How to crack smart technology and how to protect it]

Available at: http://ichip.ru/kak-vzlamyvayut-umnuyutekhniku-i-kak-ee-zashhitit.html (accessed: 24.08.2017). (In Russ.) 3. Obzor uyazvimostey Wi-Fi signalizatsii v sistemakh avtomatizirovannogo upravleniya zdaniyami [Overview of the vulnerabilities of Wi-Fi alarm in building automation systems]. Available at: https:// cyberleninka.ru/article/n/obzor-uyazvimostey-wi-fi-signalizatsii-v-sistemah-avtomatizirovannogo-upravleniya-zdaniyami (accessed 25.08.2017). (In Russ.) 4. Chto vliyaet na rabotu besprovodnykh setey Wi-Fi? Chto mozhet yavlyat’sya istochnikom pomekh i kakovy ikh vozmozhnye prichiny? [What affects the operation of wireless Wi-Fi networks? What can be a source of interference and what are their possible causes?] Available at: https://help.keenetic.net/hc/ru/articles/ 213968709-Чтовлияет-на-работу-беспроводных-сетей-Wi-Fi-Что-может-являться-источником-помех-и-каковы-их-возможные-причины- (accessed: 24.08.2017). (In Russ.) 5. Ataki na sistemy umnogo doma s ispol’zovaniem ujazvimostej besprovodnogo kanala svjazi Wi-Fi [Attacks on smart home systems using the Wi-Fi wireless link] Available at: https://cyberleninka.ru/article/v/ataki-nasistemy-umnogo-doma-s-ispolzovaniem-uyazvimostey-besprovodnogo-kanala-svyazi-wi-fi (accessed: 23.08.2017). (In Russ.)

404

© Зотов А. С., Жукова М. Н., 2017

Методы и средства защиты информации

УДК 004.738 + 004.056.53 + 004.056.57 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СОБЫТИЯМИ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ С. В. Исаев, Н. В. Кулясов Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 Е-mail: [email protected] Рассматривается функциональная модель системы управления событиями информационной безопасности. Системы данного класса позволяют обеспечивать наиболее полную информационную безопасность предприятий аэрокосмической отрасли. Ключевые слова: защита информации, кибербезопасность, компьютерные сети, система управления событиями информационной безопасности. FUNCTIONAL MODEL OF THE SECURITY INFORMATION AND EVENT MANAGEMENT SYSTEM S. V. Isaev, N. V. Kulyasov Institute of computational modeling SB RAS 50/44, Academgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation E-mail: [email protected] The article considers the functional model of a control system of events of information security. The systems of this class allows to ensure the fullest information security of the enterprises of space branch. Keywords: protection of information, cybersecurity, computer networks, security information and event management. В настоящее время комплексная информационная безопасность организации является одним из существенных факторов его эффективного функционирования. Тем более важной является эта проблема на предприятиях аэрокосмической отрасли, так как современный производственный процесс целиком зависит работоспособности информационных систем. С помощью ИС в настоящее время координируются и согласуются большинство других жизненно важных процессов предприятия, а также контролируется использование и распределение ресурсов. Исходя из этого основной целью злоумышленников зачастую является получение несанкционированного доступа к информационным системам предприятий. Поэтому обеспечение безопасности информационной системы позволяет гарантировать, что ресурсы организации используются в интересах его владельцев, а не злоумышленников, получивших несанкционированный доступ к ИС [1]. Для решения проблем, связанных с обеспечением безопасности ИС предприятий, существует множество технических и программных инструментов, таких как антивирусы, межсетевые экраны, системы обнаружения/предотвращения вторжений и ещё множество различных средств. Каждый из инструментов имеет узкую зону ответственности за те или иные угрозы безопасности. Согласно концепции кибербезопасно-

сти для обеспечения наилучшей защиты требуется использовать комплекс из нескольких средств, который сможет в полной мере удовлетворить требования о противодействии актуальным угрозам для информационной системы предприятия. Использование комплексов из различных инструментов в свою очередь несет в себе увеличение финансовых и временных затрат на поддержание и контроль всей системы безопасности. Для сокращения затрат и оптимизации комплексного подхода в вопросе защиты ИС начинают использоваться системы управления событиями информационной безопасности (Security information and event management) [2–4]. Системы данного класса можно сравнить с центром управления полётами, они подобно ЦУП координируют действия и предоставляют актуальное состояние всех систем, собирая и анализируя данные всех доступных источников, а также при выявлении каких-либо проблем оповещают о них пользователя или ликвидируют в автоматическом режиме при наличии такого функционала [3]. Рассмотрим подробнее функционирование сигнатурной SIEM системы (см. рисунок). Первоначально пользователю требуются определить конфигурацию системы с учётом технических, программных и правовых особенностей организации.

405

Решетневские чтения. 2017

Модель SIEM системы

Конфигурация в своём общем виде представляет СУБД содержащую общие параметры системы, сигнатуры угроз и сценарии реагирования на те или иные выявленные угрозы, а также может содержать базу знаний, содержащую прецеденты угроз для дальнейшего предотвращения. Согласно общим параметрам системы функционируют коллектор данных и основной блок системы управления событиями информационной безопасности. Коллектор осуществляет сбор, проверку и хранение информации из различных источников, таких как: операционные системы, антивирусные программы, сетевых устройств и служб, и других программно-технических средств ведущих журналы событий [4]. При старте основного блока происходит опрос коллекторов, распределённых по структурным единицам ИС с последующим сбором «сырых» данных. Следующим этапом является предобработка, которая включает в себя подпроцессы, с помощью которых данные из разных источников приводятся к общему виду и фильтруются. В процессе анализа данные делятся на кластеры с последующей сверкой сигнатур. При совпадении кластера с сигнатурой он записывается в базу знаний в качестве прецедента и инициируется запуск блока реагирования.

Блок реагирования запрашивает сценарий действий для обнаруженного типа угрозы, в случае наличия сценария применяет его и оповещает пользователя об успешной ликвидации инцидента, либо сигнализирует об отсутствии решения для данного типа угрозы, исходя из чего пользователь в свою очередь может внести изменения в конфигурацию для дальнейшего предотвращения угрозы [5]. Таким образом, использование систем управления событиями информационной безопасности позволяет в полной мере осуществлять контроль за состоянием различных систем безопасности, которые в комплексе позволяют наиболее качественно выявлять и противодействовать различным угрозам информационной безопасности для информационных систем предприятия. Библиографические ссылки 1. Грызунов В. В. Аналитическая модель целостной информационной системы // Доклады ТУСУРа. 2009. № 1 (19), ч. 1. 2. Кулясов Н. В. Средства обнаружения угроз безопасности информационных систем // Проблемы и перспективы развития мировой научной мысли. 2017. С. 43–44.

406

Методы и средства защиты информации

3. Кулясов Н. В. Система распознавания интернет угроз по журналам веб-сервисов // Молодой учёный. 2015. № 11. С. 79–83. 4. Исаев С. В. Кибербезопасность научного учреждения – активы и угрозы // Информатизация и связь. 2015. № 1. С. 53–57. 5. Кононов Д. Д., Исаев С. В. Модель безопасности веб-приложений на основе мандатного ролевого разграничения доступа // Вестник Бурятского гос. ун-та. 2012. Вып. 9. С. 29–33. References 1. Grisunow V. V. Analytical model of an integrated information system // Reports of TUSUR. 2009. Vol. 19.

2. Kulyasov N. V. Means of detecting threats to the security of information systems // Problems and prospects for the development of world scientific thought. 2017. P. 43–44. 3. Kulyasov N. V. The system of recognition of Internet threats by web services logs // The Young Scientist. 2015. Vol. 11. P. 79–83. 4. Isaev S. V. Cybersecurity of a scientific institution – assets and threats // Informatization and communication. 2015. Vol. 1. P. 53–57. 5. Kononov D. D., Isaev S. V. The security model for Web applications based on role-based access mandate // Vestnik BSU. 2012. № 9. P. 29–33.

407

© Иcаев С. В., Кулясов Н. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.738 ВЫДЕЛЕНИЕ ГРУПП ИНТЕРНЕТ-ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ЖУРНАЛА СЕРВЕРА ДОСТУПА С. В. Исаев Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 Е-mail: [email protected] Автором предложен подход выделения кластеров пользователей для контроля использования интернетресурсов. Его применение может повысить кибербезопасность организаций ракетно-космической отрасли за счет обнаружения аномалий использования ресурсов. Ключевые слова: кибербезопасность, интернет-ресурсы, кластерный анализ, большие данные. IDENTIFYING GROUPS OF INTERNET USERS BASED ON THE PROXY SERVER LOG S. V. Isaev Institute of Computational Modeling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation Е-mail: [email protected] The author proposes an approach of clustering users to control the use of Internet resources. Its use can improve the cybersecurity at organizations of rocket-space industry through the detection of anomalies in the use of resources. Keywords: cybersecurity, internet resources, cluster analysis, big-data. Введение. В настоящее время, в связи с массовым использованием интернет-ресурсов как в профессиональной, так и в бытовой сфере, накапливается большое количество остаточных данных, как на компьютерах пользователей, так и на оборудовании интернетпровайдеров. Это могут быть истории поисковых запросов, посещенных сайтов, время серфинга, тип устройства, местоположение, браузер, адрес и многое другое. Методы обработки и анализа подобного рода информации начинают активно использоваться в разных целях под общим названием Big-data. На основе анализа таких данных иногда удается сделать неожиданные выводы, позволяющие повысить эффективность работы. В нашем случае источником данных послужили журналы прокси-сервера – посредника по доступу пользователей в Интернет. Целью работы было исследование возможности кластеризации пользователей Интернет-ресурсов за разные промежутки времени и анализ результатов, для выявления аномалий потребления ресурсов. Выявление аномалий может свидетельствовать об активности компьютерных вирусов, утечках информации и прочих угрозах кибербезопасности организаций, что особенно значимо в таких наукоемких отраслях, как ракетно-космическая промышленность и научные исследования [1]. В Институте вычислительного моделирования СО РАН длительное время ведется работу по сбору и анализу информации о попытках атак на различные сервисы ФИЦ КНЦ СО РАН [2–3]. Для этого используются как системы обнаружения вторжений (СОВ), так и собственные аналитические разработки [4]. Все

эти системы ориентированы на обнаружение и блокирование атак из внешнего периметра защищаемой сети. В то же время существует достаточно существенная угроза безопасности из внутреннего периметра сети – вирусы, распространяющиеся через мобильные носители информации и электронные гаджеты, получающие доступ ко внутренней сети. Как правило, зараженный компьютер, производит некоторые действия в сети, в том числе пытается получить доступ во внешний мир. Если антивирусное программное обеспечение отсутствует или неспособно идентифицировать вирус, то для большинства СОВ доступ с компьютера по некоему адресу в Интернет не вызывает подозрений. Одним из источников данных об использовании Интернет-ресурсов пользователями организации может служить журнал прокси-сервера. Прокси-сервер – это сервер, выступающий промежуточным слоем или посредником между клиентами и ресурсами, находящимися в сети Интернет. На основе данных об Интернет активности можно решать различные задачи: оптимизировать систему, уменьшая нагрузку путем распределения ресурсов, улучшить ее защиту, отслеживать действия, которые могут навредить системе, или пользователей с подозрительной активностью. В качестве исходных данных были взяты журналы прокси-сервера за каждый день его функционирования в течение месяца. Общий объем данных составляет около 8 Гигабайт, а количество обрабатываемых запросов около 100 миллионов, что позволяет говорить об области Big-data.

408

Методы и средства защиты информации

Результат применения LDA для визуализации разбиения на 3 кластера

В каждой строке журнала содержится информация о запросе пользователя прокси-сервера: тип, время, URL-адрес, тип контента, имя пользователя, код результата запроса. Для дальнейшего анализа использованы лишь два основных параметра: URL, Имя пользователя. Кроме того, были оставлены лишь строки с кодом успешно выполненного запроса. Полученные данные были нормализованы с помощью введения справочников доменов и пользователей, и агрегирующей таблицы содержащий ключи справочников и счетчик посещений . Данные, хранящиеся в полученной базе можно представить в виде многомерного пространства, в котором каждая координата – это число посещений конкретного домена конкретным пользователем. Размерность пространства равна количеству анализируемых доменов и в нашем случае составила около 4000. Учитывал что количество пользователей существенно меньше этой величины (около 1000), было принято решение снижение размерности пространства с помощью перехода от подсчета посещений по доменам подсчету по тематикам сайтов. Тематики сайтов были определены с помощью сервиса Яндекс.Каталог. Полученные таким образом данные имели размерность 160, что более пригодно для анализа. Перед началом кластеризации было выполнено нормирование данных [5]. Для разбиения на группы применялся метод иерархической кластеризации. При расчете расстояний использовался алгоритм минимизации дисперсии Уорда. Для определения оптимального количества разбиений был применен метод локтя, когда строится функция, отражающая изменение суммы внутрикластерных вариаций данных от количества кластеров. Было рассчитано, что при значениях количества кластеров равных 2 и 3 наблюдаются наибольшие изменения данной функции, поэтому при дальнейшем анализе можно использовать только эти значения числа кластеров.

Для визуализации полученных результатов были опробованы дендрограммы, метод главных компонент (PCA) и линейный дискриминантный анализ (LDA). Наиболее наглядный результат для трех и большего количества кластеров показал метод LDA (см. рисунок). При анализе различных временных интервалов сохраняются оптимальное разбиение на три кластера, что свидетельствует о существовании устойчивых групп пользователей со похожими сценариями использования Интернет-ресурсов. Обнаружение аномалий возможно, как визуально, так и с помощью выделения одиночных наиболее удаленных элементов. Кроме того, может быть реализован динамический контроль распределения пользователей по кластерам. Признаком опасного изменения является переход пользователя в отдельный кластер. Перспективным представляется дальнейшие исследования в данном направлении. Библиографические ссылки 1. Исаев С. В. Анализ динамики интернет-угроз сети Красноярского научного центра СО РАН // Вестник СибГАУ. 2012. Вып. 3 (43). С. 20–25. 2. Исаев С. В. Кибербезопасность научного учреждения-активы и // Информатизация и связь. 2015. № 1. С. 53–57. 3. Исаев С. В. Идентификация и визуализация источников интернет-угроз // Решетневские чтения : материалы XХ Междунар. науч. конф. (09–12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Ч. 2. С. 260–262. 4. Исаев С. В. Анализ киберугроз и их источников для корпоративной сети Красноярского научного центра СО РАН // Информационные и математические технологии в науке и управлении. Иркутск : ИСЭМ СО РАН. 2016. № 4–1. С. 76–85. 5. Data Clustering: A Review / A. K. Jain, M. N. Murty, P. J. Flynn. ACM Computing Surveys, 1999. 323 c.

409

Решетневские чтения. 2017

References 1. Isaev S. V. An analysis of Internet threats network dynamics of the Krasnoyarsk Scientific Center of the Russian Academy of Sciences // Vestnik SibSAU. 2012. № 3 (43). P. 20–25. (In Russ.) 2. Isaev S. V. Cybersecurity of a scientific institution – assets and threats // Informatization and communication. 2015. Vol 1. P. 53–57. (In Russ.) 3. Isaev S. V. Identification and visualization of the sources of internet threats // Reshetnevskie chteniya // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf

“Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. Ch. 2. P. 260– 262. (In Russ.) 4. Isaev S. V. [Analysis of cyber threats and their sourceson the corporate network Krasnoyarsk Scientific Сenter of the SB RAS] // Informatsionnyie i matematicheskie tehnologii v nauke i upravlenii. Irkutsk : ISEM SO RAN. 2016. № 4–1. P. 76–85. (In Russ.) 5. Data Clustering: A Review / A. K. Jain, M. N. Murty, P. J. Flynn. ACM Computing Surveys, 1999. 323 p.

410

© Иcаев С. В., 2017

Методы и средства защиты информации

УДК 004.056 ПРОБЛЕМЫ ПРОВЕРКИ СОБЛЮДЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ ЗАЩИТЫ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЯХ Т. В. Катасанова, М. Н. Жукова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается проблема проверки соблюдения требований защиты персональных данных, а также предлагается способ ее решения. Ключевые слова: информационная безопасность, персональные данные, образовательные учреждения. PROBLEMS OF INSPECTION OF COMPLIANCE WITH PERSONAL DATA PROTECTION REQUIREMENTS IN EDUCATIONAL INSTITUTIONS T. V. Katasanova, M. N. Zhukova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article examines the problem of checking compliance with the requirements to protect personal data, it proposes a way to solve the problem. Keywords: information security, personal data, educational institutions. Согласно данным сайта министерства образования Красноярского края, в 2015–2016 учебном году в государственных учреждениях общего образования обучаются 306 371 ребенок. В системе функционирует 47 профессиональных образовательных организаций, в которых обучаются более 43 200 человек из числа молодежи. Кроме того, на территории Красноярского края функционирует 10 федеральных государственных и 1 негосударственный вуз, в которых обучаются 98 997 студентов [1]. Число организаций велико. Количество же обучающихся превышает эту цифру на несколько порядков. Если рассматривать ситуацию в масштабах не края, а страны, то становится ясно, как много субъектов персональных данных ежедневно нуждается в защите своих законных прав. Существует, разумеется, и обратная сторона вопроса: закон «О персональных данных» определяет виды ответственности за нарушение оператором обработки персональных данных (коим и будет являться образовательное учреждение) требований федерального закона. Возможны гражданская, уголовная, административная, дисциплинарная и иные виды ответственности, предусмотренные законодательством Российской Федерации, вплоть до приостановления деятельности контролирующими органами [2–4]. Повсеместное внедрение информационных технологий в образовательную сферу увеличивает и риски, связанные с обработкой персональных данных, в том числе. В практике Роскомнадзора имеются случаи выявления фактов распространения образовательными организациями персональных данных несовер-

шеннолетних в Интернете. Размещение данной информации в Интернете квалифицируется именно как распространение информации неограниченному кругу лиц в публичном информационном источнике. Такое распространение может повлечь бесконтрольную обработку персональных данных третьими лицами, в частности, появляется возможность их копирования, трансформации, дополнения лживыми комментариями, домыслами и проч. Таким образом, оператор, разместив в Интернете персональные данные граждан, которые он собрал в определенных целях, уже не может проконтролировать и обеспечить обещанные субъекту данных условия обработки [4]. Нормативно-правовая база, связанная с персональными данными, претерпевает изменения так же стремительно, как меняются сами внедряемые технологии. На сегодняшний день образовательные учреждения активно внедряют информационные системы, предназначенные для обработки персональных данных – ИСПДн. ИСПДн – это совокупность содержащихся в базах данных персональных данных и обеспечивающих их обработку информационных технологий и технических средств [5]. Специфика учебного учреждения такова, что ИСПДн могут быть предназначены для работы с персональными данными как сотрудников организации, так и обучающихся. Защита персональных данных включает в себя реализацию нескольких аспектов: создание локальных актов для работы с персональными данными; внедрение организационных мер защиты персональных данных; реализацию технических мер защиты персональных данных. На сегодняшний день не соз-

411

Решетневские чтения. 2017

дано ни одного инструмента автоматизации, который мог бы описать процесс защиты персональных данных в образовательном учреждении с учетом действующих в нем реалий. Кроме того, отсутствуют нормативные акты, утверждающие форму большинства типовых ведомственных документов по защите персональных данных в образовательных организациях. Каждая образовательная организация решает проблемы, связанные с необходимостью соответствия ИСПДн действующему законодательству, по-своему. Кто-то привлекает сторонних специалистов для всего цикла работ, связанных с обеспечением информационной безопасности, кто-то отправляет штатных сотрудников на платное обучение. Существуют ресурсы, способные проверить уровень соответствия программного обеспечения и технических средств защиты необходимому уровню защищенности ИСПДн. Однако гибкость таких инструментов оставляет желать лучшего: специалисту, не имеющему достаточной квалификации, будет достаточно сложно разобраться с ними самостоятельно. Тем не менее, верное определение уровня защищенности персональных данных важно для принятия адекватных мер защиты: если будет выбран уровень защищенности выше необходимого, это повлечет расходование больших средств, если меньше необходимого – создаст угрозу распространения персональных данных. Реализация мер защиты персональных данных трудоемкий и сложный процесс, он закономерно требует иметь в штате учреждения специалиста с необходимой квалификацией, либо привлечения сторонних специалистов, что неизбежно влечет связанные с этим дополнительные траты. Таким образом, для того, чтобы была возможность обойтись штатными сотрудниками организации, существует необходимость в создании гибкого программного продукта для подбора структуры ИСПДн и подведения необходимой нормативно-правовой базы с учетом действующих требований законодательства. Библиографические ссылки 1. Главная страница сайта министерства образования Красноярского края [Электронный ресурс]. URL: http://www.krao.ru/rb-topic_t_1.htm (дата обращения: 12.09.2017). 2. О персональных данных [Электронный ресурс] : федер. закон РФ от 27 июля 2006 г № 152-ФЗ. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_ LAW_61801/ (дата обращения: 12.09.2017).

3. Об информации, информационных технологиях и о защите информации [Электронный ресурс] : федер. закон РФ от 27 июля 2006 г № 149-ФЗ. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_ 61798/ (дата обращения: 12.09.2017). 4. Об утверждении административного регламента федеральной службы по техническому и экспортному контролю по предоставлению государственной услуги по лицензированию деятельности по технической защите конфиденциальной информации [Электронный ресурс] : Приказ ФСТЭК от 12 июля 2012 г. № 83. URL: http://fstec.ru/normotvorcheskaya/ administrativnyereglamenty/476-prikaz-fstek-rossii-ot-12-iyulya-2012-g-n-83 (дата обращения: 12.09.2017). 5. О персональных данных : федер. закон научнопрактический комментарий / под ред. заместителя руководителя Федеральной службы по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций А. А. Приезжевой. М. : Редакция «Российской газеты», 2015. Вып. 11. 176 с. References 1. Glavnaya stranica sayta ministerstva obrazovaniya Krasnoyarskogo kraya [The main page of the website of the Ministry of Education of the Krasnoyarsk Territory] Available at: http://www.krao.ru/rb-topic_t_1.htm (accessed: 12.09.2017). (In Russ.) 2. About personal data : RF Federal Law of July 27, 2006 № 152. Available at: http://www.consultant.ru/ document/cons_doc_LAW_61801/ (accessed: 12.09.2017). (In Russ.) 3. Information, information technologies and information protection : RF Federal Law of July 27, 2006. № 149. Available at: http://www.consultant.ru/document/ cons_doc_LAW_61798/ (accessed: 12.09.2017). (In Russ.) 4. FSTEC Order “On approval of the administrative regulations of the Federal Service for Technical and Export Control for the provision of a state service for licensing activities for the technical protection of confidential information” of July, 2012 № 83. Available at: http://fstec.ru/normotvorcheskaya/administrativnyereglamenty/476-prikaz-fstek-rossii-ot-12-iyulya-2012-g-n-83 (accessed 12.09.2017). (In Russ.) 5. Priezzhaeva A. A. Federal'nyy zakon “O personal'nyh dannyh” : nauchno-prakticheskiy kommentariy [Federal Law “About personal data”: a scientific and practical commentary]. The editors of the RG, 2015. 176 p.

412

© Катасанова Т. В., Жукова М. Н., 2017

Методы и средства защиты информации

УДК 004.056 КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ АСПЕКТОВ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ВЕБ-ПРИЛОЖЕНИЙ Д. Д. Кононов Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, Красноярск, Академгородок, 50/44 Е-mail: [email protected] Целью работы является разработка критериев и метода оценки информационной безопасности при создании веб-приложений. Показана актуальность проблемы и недостатки существующих методов. Приведено описание стандарта ASVS и методики оценки безопасности на его основе. Ключевые слова: безопасность, оценка, критерии, веб. SECURITY ASPECTS EVALUATION CRITERIA FOR WEB APPLICATION DEVELOPMENT D. D. Kononov Institute of Computational Modeling of SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation Е-mail: [email protected] This paper describes information security evaluation criteria and method for web applications development. Author shows the problem importance and existing methods shortcomings. The paper describes ASVS standard and security evaluation methodology based on it. Keywords: security, evaluation, criteria, web. В настоящее время активно развиваются информационные и телекоммуникационные системы, расширяются возможности интернет-технологий. Современное состояние отрасли диктует необходимость наличия высокого уровня информационной безопасности, которая должна обеспечиваться комплексным подходом при разработке и внедрении информационно-телекоммуникационных систем, в том числе в научно-образовательных сетях [1]. Целью данной работы является разработка критериев и метода оценки безопасности для защищенных веб-приложений. При разработке защищенных систем важную роль играет оценка информационной безопасности разрабатываемой системы. Существуют методики и стандарты, на основе которых проводится оценка информационной безопасности [2; 3]. Следует отметить, что существующие подходы не всегда предлагают простую и гибкую методику оценки уровня защищенности системы. Помимо этого, некоторые стандарты и методики создавались без учета специфики вебприложений. Автором создана методика разработки защищенных веб-приложений, которая может применяться при решении широкого круга задач. Методика использует сервис-ориентированную архитектуру (SOA), которая позволяет разрабатывать сложные приложения, обеспечивая меньшую степень связности компонентов [4]. Также методика включает оригинальную расширенную ролевую модель безопасности на базе RBAC, основанную на иерархии путей [5]. В рамках развития данной методики предлагается метод оценки

информационной безопасности современных вебприложений. Существует международный стандарт верификации безопасности приложений ASVS (Advanced Security Verification Standard) [6], разработанный проектом OWASP (Open Web Application Security Project). Стандарт ASVS содержит требования безопасности, применяемые при проектировании, разработке и тестировании современных веб-приложений. В зависимости от типа приложения выделяются три уровня верификации: 1 – оппортунистический, 2 – стандартный и 3 – расширенный. Первый уровень применяется для приложений, которые имеют защиту от наиболее распространенных уязвимостей, например, из списка OWASP Top Ten [7]. Второй уровень подходит для большинства современных приложений и позволяет защищать от целенаправленных атак. Третий уровень используется для приложений, ответственных за жизнь человека и безопасность элементов критически важной инфраструктуры. Чем выше уровень, тем больше критериев необходимо проверить для оценки безопасности системы. В стандарте ASVS критерии сгруппированы по области применения: 1) архитектура приложения; 2) аутентификация; 3) управление сессиями; 4) контроль доступа; 5) обработка входных данных; 6) криптография; 7) обработка и журналирование ошибок; 8) защита данных; 9) безопасность линий связи; 10) безопасность HTTP; 11) вредоносное управление; 12) бизнес-логика; 13) файлы и ресурсы; 14) мобильные устройства; 15) веб-сервисы; 16) конфигурация системы. Например, в группе «аутентифи-

413

Решетневские чтения. 2017

кация» приведены критерии для проверки и восстановления паролей, методов аутентификации, разграничения административного доступа. В рамках развития методики разработки защищенных вебприложений в данный список добавлена группа критериев для проверки модели безопасности, которая включает следующие критерии: – проверка выбранной модели безопасности на соответствие целям и задачам; – проверка элементов модели на полноту охвата предметной области; – проверка элементов модели на непротиворечивость; – проверка алгоритмов контроля доступа на покрытие тестовыми данными. Каждый критерий может использовать разные шкалы, однако для работы с критериями необходимо их нормализовать в интервале [0, 1], где 0 – полное невыполнение требований критерия, а 1 – полное соответствие требованиям критерия. Далее для каждой группы критериев строится вектор из нормализованных значений критериев K i  (ki1 , ki 2 ,..., kimi ) , где mi – количество критериев внутри i-й группы, n –

число групп критериев. Определим G  ( g1 , g 2 ,..., g n ) как вектор групповых оценок критериев. Для подсчета групповых оценок будем использовать квадрат Евклидового расстояния между нулевым вектором 0 и K i в пространстве размерностью mi с нормализацией в интервале [0,1]: mi

gi   kij2 mi . j 1

Чем дальше вектор K i отстоит от нулевого вектора 0, тем ближе полученное значение gi к 1 и тем больше критериев внутри группы удовлетворяют заданным требованиям. На основе вектора групповых оценок безопасности можно строить интегральные оценки безопасности, например, с использованием средневзвешенного значения: n

I   i gi , i 1

где

n



i

 1.

i1

Коэффициенты i назначаются экспертами для каждой группы критериев, что позволяет увеличить или уменьшить вес определенной группы в итоговой оценке. Данный подход обеспечивает гибкость при оценке безопасности различных информационных систем, в которых компоненты могут вносить разные веса в итоговую оценку. Разработанный метод оценки безопасности позволяет повысить уровень защищенности современных веб-приложений. Приведенные критерии оценки могут применяться в различных областях, в том числе в информационно-телекоммуникационных системах.

Библиографические ссылки 1. Исаев С. В. Кибербезопасность научного учреждения – активы и угрозы // Информатизация и связь. 2015. № 1. С. 53–57. 2. Шубин А. Н. Оценка свойств информационных систем в стандартах по информационной безопасности // Известия ТулГУ. 2013. Вып. 3. С. 336–344. 3. Пугин В. В., Губарева О. Ю. Обзор методик анализа рисков информационной безопасности информационной системы предприятия // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2012. № 6. С. 54–57. 4. Кононов Д. Д. Сервис-ориентированная архитектура защищенных веб-приложений муниципального управления // Решетневские чтения. 2016. Т. 2, № 20. С. 214–215. 5. Кононов Д. Д., Исаев С. В. Расширенная ролевая модель безопасности, основанная на иерархии путей // Вопросы защиты информации. 2016. № 4. С. 13–17. 6. Application Security Verification Standard [Электронный ресурс]. URL: https://www.owasp.org/index.php/Category:OWASP_Application_Security_Verific ation_Standard_Project (дата обращения: 15.09.2017). 7. Open Web Application Security Project. Top Ten Project [Электронный ресурс]. URL: https:// www.owasp.org/index.php/Category:OWASP_Top_Ten_ Project (дата обращения: 15.09.2017). References 1. Isaev S. V. [Scientific institutions cybersecurity – assets and threats]. Informatizatsiya i svyaz [Informatization and communication]. 2015. Vol. 1. P. 53–57. (In Russ.) 2. Shubin A. N. [Evaluation of the properties of information systems information security standards]. Izvestiya TulGU. 2013. № 3. P. 336–344. (In Russ.) 3. Pugin V. V., Gubareva O. Yu. [Overview of risk analysis methods of information security enterprise information systems]. T-Comm: Telecommunikatsii i transport. 2012. № 6. P. 54–57. (In Russ.) 4. Kononov D. D. [Service-oriented architecture for secure municipal web applications]. Reshetnevskie chteniya [Reshetnev reading]. 2016. Vol. 2, № 20. P. 214– 215. (In Russ.) 5. Kononov D. D., Isaev S. V. [Extended path-based role access control security model]. Voprosy zaschity informatsii [Information protection issues]. 2016. № 4. P. 13–17. (In Russ.) 6. Application Security Verification Standard. Available at: https://www.owasp.org/index.php/Category:OWASP_Application_Security_Verification_Standa rd_Project (accessed: 15.09.2017). 7. Open Web Application Security Project. Top Ten Project. Available at: https://www.owasp.org/index. php/ Category:OWASP_Top_Ten_Project (accessed: 15.09.2017).

414

© Кононов Д. Д., 2017

Методы и средства защиты информации

УДК 004.056 АНАЛИЗ МЕТОДИК ОЦЕНКИ ЗАЩИЩЕННОСТИ ИНФОРМАЦИИ В ОРГАНИЗАЦИЯХ БАНКОВСКОЙ СИСТЕМЫ С. А. Мангилёва Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается проблема обеспечения информационной безопасности организаций банковской системы Российской Федерации. Проводится анализ требований регуляторов к уровню защищенности информации в организациях, принадлежащих банковской системе, на основе которых определяются методы обеспечения информационной безопасности в банковской сфере. Ключевые слова: информационная безопасность, оценка защищенности, угроза, банковская система. ANALYSING METHODS TO EVALUATE INFORMATION PROTECTION AT THE BANKING SYSTEM ORGANIZATIONS S. A. Mangileva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article considers a problem to ensure information security at the banking system organizations of the Russian Federation. The research analyses the requirements of regulators to the level of information security in organizations belonging to the banking system on the basis of which the methods to ensure information security in the banking sector are determined. Keywords: information security, security assessment, threat, banking system. Информационная безопасность играет в банковском секторе ключевую роль. С этим параметром напрямую связаны репутационные и финансовые риски, от него зависит судьба любого финансового бизнеса. Банковская деятельность всегда была связана с обработкой и хранением большого количества конфиденциальных данных. В первую очередь это персональные данные о клиентах, об их вкладах и обо всех осуществляемых операциях. Вся коммерческая информация, хранящаяся и обрабатываемая в кредитных организациях, подвергается разнообразным рискам, связанным с вирусами, выходом из строя аппаратного обеспечения, сбоями операционных систем, утечкой конфиденциальной информации. Поскольку негативные последствия сбоев в работе отдельных организаций банковской системы (БС) РФ могут привести к быстрому развитию кризиса платежной системы РФ, нанести ущерб интересам собственников и клиентов, для организаций БС РФ угрозы и инциденты, связанные с нарушением ИБ, представляют существенную опасность. Для противостояния подобным угрозам, снижению потенциальных рисков, а также для обеспечения эффективности мероприятий по устранению последствий инцидентов ИБ в организациях БС РФ следует обеспечить достаточный уровень защищенности. Объем и виды мероприятий, принимаемых организациями БС РФ для защиты информации определяет-

ся рядом обязательных требований регуляторов, это – постановления и инструкции ЦБ РФ, стандарт СТО БР ИББС-1.0-2010, посвященный системе управления ИБ банка, различные международные стандарты (ISO 13569 «Banking and related financial servicesInformation security guide lines»), различные требования международных платежных систем и др. Актуальным направлением является решение задач, связанных с оценкой защищенности организаций банковской системы и выбором наиболее рациональных средств защиты, применение которых позволило бы при ограниченном бюджете удовлетворить обязательным требованиям регуляторов и обеспечить необходимую защищенность системы. Методика [1] устанавливает требования по оценке соответствия ИБ организаций банковской системы России требованиям стандарта Банка России СТО БР ИББС-1.0 при проведении аудита ИБ в организациях банковской системы и содержит следующие основные разделы: Показатели ИБ. Способы оценивания показателей и уровней ИБ. Определение текущего уровня ИБ организации банковской системы. Определение зрелости процессов менеджмента ИБ организации банковской системы. Определение уровня осознания ИБ организации банковской системы.

415

Решетневские чтения. 2017

Архитектура системы ИБ организаций БС РФ

Формирование уровня соответствия ИБ организации банковской системы требованиям стандарта СТО БР ИББС-1.0. В модели оценки защищенности организаций БС [2], автором предлагается следующая формальная модель: M AS   I A  , 0 ,  DF  ,  RR , MS  , MPr ,  RPT  ,

где

I A

актуальных угроз, модель злоумышленника, проанализировать потенциальные риски и степень выполнения организацией требований регуляторов к ИБ, а также оценить эффективность и достаточность используемых механизмов защиты информации и выработать рекомендации по повышению общего уровня защищенности, применение которых позволит на практике улучшить систему ИБ организации.

– множество, описывающее информацион-

0 DF 

ные активы;

– объекты среды, описывают эле-

менты ИС;

– множество угроз нарушения ин-

формационной безопасности;  RR – множество требований регуляторов к обеспечению ИБ в организациях БС; MS  – множество возможных механизмов и методов защиты информации;

MPr

– уровень

защищенности;  RPT  – данные отчета о результатах оценки защищенности организации БС. Под оценкой защищенности организаций БС РФ будем понимать комплексную оценку существующих в организации недопустимых рисков, незакрытых средствами защиты информации, а также соответствие системы ИБ в организации требованиям регуляторов. Изучив и проанализировав литературные источники [3–6] можно сделать вывод, что архитектура системы ИБ организаций БС РФ, которая полностью покрывает основные классы угроз, должна содержать следующие компоненты (см. рисунок). После внедрения спроектированной системы необходимо обеспечить ее поддержку и сопровождение. Мероприятия по обеспечению ИБ в организациях БС РФ проводятся в четыре этапа: – планирование системы ИБ организации; – реализация и внедрение системы ИБ организации; – проверка и оценка системы ИБ организации БС РФ; – поддержка и улучшение системы ИБ организации. Таким образом, оценка защищенности информации в организации БС РФ позволит составить модель

Библиографические ссылки 1. СТО БР ИББС-1.2–2014. Обеспечение информационной безопасности организаций банковской системы Российской Федерации. Методика оценки соответствия ИБ РФ требованиям СТО БР ИББС-1.02014 [Электронный ресурс]. URL: http://espc.ru/ docs/laws/st-12-14.pdf (дата обращения: 09.09.2017). 2. Модель оценки защищенности организаций банковской системы РФ [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/model-otsenki-zaschischennosti-organizatsiy-bankovskoy-sistemy-ros-siyskoy-federatsii (дата обращения: 09.09.2017). 3. Голов А. Обеспечение безопасности современного банка // CIO. 2006. № 6. С. 23–25. 4. Слободенюк Д. Средства защиты информации в банковских системах // Банковские технологии. URL: https://www.arinteg.ru/about/publications/press/sredstva -zashchity-informatsii-v-bankovskikh-sistemakh-131107. html (дата обращения: 10.09.2017). 5. Автоматизированные банковские системы / В. С. Демин [и др.]. М. : Менатеп-Информ, 1997. 6. Петров В. А., Пискарев С. А., Шеин А. В. Информационная безопасность. Защита информации от несанкционированного доступа в автоматизированных системах. М., 1998. References 1. STO BR IBBS-1.2–2014. Obespecheniye informatsionnoy bezopasnosti organizatsiy bankovskoy sis-temy Rossiyskoy Federatsii. Metodika otsenki soot-vetstviya IB RF trebovaniyam STO BR IBBS-1.0-2014 [Elektronnyy resurs]. Available at: http://espc.ru/docs/laws/st-12-14.pdf (accessed: 09.09.2017).

416

Методы и средства защиты информации

2. Model’ otsenki zashchishchennosti organizatsiy ban-kovskoy sistemy RF [Elektronnyy resurs]. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/model-otsenki-zaschischennosti-organizatsiy-bankovskoy-sistemy-rossiyskoyfederatsii (accessed: 09.09.2017). 3. Golov A. Obespecheniye bezopasnosti sovremennogo banka // CIO. 2006. № 6. Р. 23–25. 4. Slobodenyuk D. Sredstva zashchity informatsii v bankovskikh sistemakh // bankovskiye tekhnologii. Available at: https://www.arinteg.ru/about/publications/

press/sredstva-zashchity-informatsii-v-bankovskikh-sistemakh-131107.html (accessed: 10.09.2017). 5. Avtomatizirovannyye bankovskiye sistemy / V. S. Demin [et al.]. M. : Menatep-Inform, 1997. 6. Petrov V. A., Piskarev S. A., Shein A. V. In-formatsionnaya bezopasnost’. Zashchita informatsii ot nesanktsionirovannogo dostupa v avtomatizirovannykh sistemakh. M., 1998.

417

© Мангилёва С. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 681.0.245 ОПТИМАЛЬНЫЙ ВЫБОР НЕПРИВОДИМЫХ ПОЛИНОМОВ ДЛЯ ШИФРОВАНИЯ ПО СХЕМЕ AES А. С. Меринов, О. И. Зыбина Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Предложена оптимизация шифрования по схеме алгоритма AES. Результаты основаны на свойствах раундового преобразования данного алгоритма с применением различных неприводимых полиномов. Данное исследование можно применить для защиты передачи данных между спутниками и наземными станциями. Ключевые слова: алгоритм AES, защита передачи данных, алгоритм Rijndael, оценка качества блока данных. OPTIMAL SELECTION OF IRREDUCIBLE POLYNOMES FOR ENCRYPTION BY THE AES ALGORITHM A. S. Merinov, O. I. Zybina Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] Optimization of encryption according to the scheme of the AES algorithm is proposed. The results are based on the properties of the round transformation of this algorithm using various irreducible polynomials. This study can be used to protect the transfer of data between satellites and ground stations. Keywords: AES algorithm, data transmission protection, Rijndael algorithm, quality assesment of replacement blocks. Введение. В настоящее время одним из самых надежных блочных симметричных алгоритмов шифрования является алгоритм Rijndael, ставший победителем конкурса, проведенного Национальным Институтом Стандартов и Технологий (NIST) США 2 октября 2000 года. В апреле 2001 года алгоритм Rijndael был объявлен новым федеральным стандартом шифрования США и получил второе название – AES (Advanced Encryption Standart) [1]. Алгоритм обладает не только очень высокой защищенностью, но и высокой скоростью шифрования, а требования к памяти таковы, что допускают применение в системе управления малым космическим аппаратом [2–3]. В стандарте AES определен размер блока данных, равный 128 битам (16 байт), представляющийся в виде прямоугольного массива данных, в котором 4 строки и 4 столбца. Для оценки качества блоков данных используются следующие критерии [4]: максимум из модулей элементов матрицы коэффициентов корреляции входных и выходных битов; количество нулей в матрице коэффициентов корреляции; нелинейность, понимаемая как расстояние до множества аффинных функций; алгебраическая степень нелинейности.

Одними из наиболее существенных с практической точки зрения является критерий независимости векторов выхода S-блока от векторов его входа. Для этого необходимо вычислить коэффициенты корреляции. Существует большое количество полиномов, которые можно использовать в блочных шифрах, в соответствии с решением использования того или иного критерия [5]. В связи с этим представляется актуальным рассмотрение конструкции аналогичной AES. В данной статье будет рассмотрена конструкция аналогичной AES с использованием композиции неприводимых полиномов. Целью данной работы является выявление композиций полиномов, превосходящих, в большинстве случаев, при различных входных данных полином, используемый в AES. Описание исследования. В данной статье были исследованы различные композиции десяти полиномов (полиномы представлены их десятичными эквивалентами), проведены вычисления и получены криптографические характеристики каждой композиции. Композицией в данном случае, считается два неприводимых полинома, которые попеременно используются в шифровании по схеме AES. Были определены композиции полиномов, обладающие наиболее примечательными криптографическими характеристиками (табл. 1).

418

Методы и средства защиты информации Таблица 1 Криптографическими характеристиками исследуемых композиций № 1 2 3 4 5 6 7

1 полином 351 285 299 313 351 283 333

2 полином 319 357 313 351 313 333 285

Максимум модуля корреляции 0,375 0,625 0,5 0,5 0,5 0,75 0,625

Количество нулей 16 19 17 16 16 18 17 Таблица 2

Сравнительный анализ композиции полиномов 351-313 и полинома 283 Критерий / № эксперимента Макс. модуля корреляции (AES)

1

2

3

4

5

0,625

0,625

0,5

0,75

0,5

0,5

0,5

0,625

0,75

0,5

Макс. модуля корреляции (351-313) Количество нулей (AES)

12

7

17

9

12

Количество нулей (351-313)

15

9

7

10

12

Таким образом, для обеспечения малой корреляции векторов выхода и входа наиболее предпочтительным будет композиция: 285-357 с наибольшим количеством нулей корреляционной матрицы. В ходе эксперимента была выявлена композиция 351-313, которая при различных входных данных в большинстве случаев по исследуемым критериям превосходит полином (283), используемый в AES, либо сравним с ним (табл. 2). Полученные выводы позволяют повысить защищенность системы обмена информацией между наземным пунктом управления и бортом. Библиографические ссылки 1. Современные симметричные алгоритмы шифрования [Электронный ресурс]. URL: http://www. intuit.ru/studies/courses/13837/1234/lecture/31198?page=5 (дата обращения: 10.09.2017). 2. SecurityLab [Электронный ресурс]: Объявлено о запуске программы по разработке нового стандарта шифрования США. URL: http://www.securitylab.ru/ informer/240670.php?el_id=240670&pagen=1 (дата обращения: 10.09.2017). 3. Сушко С. А. Практическая криптология [Электронный ресурс]: Общее описание криптоалгоритма AES. URL: http://bit.nmu.org.ua/ua/student/metod/

cryptology/%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%86 %D0 %B8%D1%8F%209.pdf (дата обращения: 11.09.2017). 4. Жданов О. Н. Методика выбора ключевой информации для алгоритма блочного шифрования : монография. М. : Инфра-М, 2013. 88 с. 5. Лидл Р., Нидеррайтер Г. Конечные поля. В 2 т. Т. 1. М. : Мир, 1988. 430 с. References 1. Sovremennye simmetrichnye algoritmy shifrovanija. Available at: http://www.intuit.ru/studies/courses/13837/ 1234/lecture/31198?page=5 (accessed: 10.09.2017). 2. SecurityLab. Announced the launch of a program to develop a new US encryption standard. Available at: http://www.securitylab.ru/informer/240670.php?el_id= 240670&pagen=1 (accessed: 10.09.2017). 3. Sushko S. A. Practical cryptology. Obshhee opisanie kriptoalgoritma AES. Available at: http:// bit.nmu.org.ua/ua/student/metod/cryptology/%D0%BB% D0%B5%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F%209.pdf (accessed: 11.09.2017). 4. Zhdanov O. N. Metodika vybora kljuchevoj informacii dlja algoritma blochnogo shifrovanija: monografija. M. : Infra-M, 2013, 88 p. 5. Lidl R., Niderraiter G. Finite fields. In 2 v. V. 1. World Publ., 1988, 430 p. © Меринов А. С., Зыбина О. И., 2017

419

Решетневские чтения. 2017

УДК 510.644 ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ОБРАТНОЙ МАТРИЦЫ РИДА–МАЛЛЕРА А. В. Неб Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Изучаются свойства обратной матрицы Рида–Маллера, которая позволяет получить коэффициенты АНФ путем умножения матрицы на таблицу истинности функции. Применяется в построении оптимальных троичных S-блоков подстановки. Ключевые слова: алгебраическая нормальная форма, многозначная логика, матрица Рида–Маллера. RESEARCHING REED–MULLER INVERSE MATRIX CHARACTERISTICS A. V. Neb Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This paper considers properties of the inverse Reed–Muller matrix which allows one to obtain the ANF coefficients by multiplying the matrix by the truth table of the function. This is necessary for optimal ternary S-blocks of substitution construction. Keywords: algebraic normal form, many-valued logic, Reed–Muller matrix. Введение. Многозначная логика используется в анализе и синтезе многоуровневых схем, применяется в технологии CDMA и шифровании [1]. Тернарная (троичная или трехзначная) логика была предложена еще в 1920 году Яном Лукасевичем как частный случай многозначной логики [2]. Перечень истинностных значений трёхзначной логики помимо «истинно» и «ложно» включает также третье значение, которое, как правило, трактуется как «неопределенно», «неизвестно» или «ошибочно». В настоящее время исследование свойств функций многозначной логики является одним из актуальных направлений. Развитие методов телекоммуникационных технологий, основанных на возможностях многозначной логики, все еще находятся на начальном этапе. Это обусловлено тем, что формы представления функций многозначной логики еще не до конца изучены, а работа с тернарными функциями на компьютерах, использующих двоичную логику, вызывает избыточность данных. Однако многозначная логика дает возможность создания новых методов шифрования, что является актуальным при учете быстро возрастающей вычислительной мощности компьютеров. В статье будут рассмотрены особенности обратной матрицы Рида-Маллера, которая позволяет получить коэффициенты АНФ функций. 1. Методы синтеза АНФ функций трехзначной логики. Определение [3]. Функцией q-значной логики k переменных называется отображение

0,1, 2,..., q  1 где q – простое число.

k

 0,1, 2,..., q  1 ,

Функция трехзначной логики является отображением

0,1, 2

k

 0,1, 2 , т. е. правило, однозначно

сопоставляющее вектору из k координат, принимающих значения 0, 1, 2 значения 0, 1, 2. Для функции трехзначной логики от k переменных можно представить следующую формулу общего вида АНФ [4]: 3k 1

f  x1 ,..., xk    ai i

(1)

i 0

где ai – коэффициент, принимающий значение {0, 1, 2}; i – члены произведения, определенные в порядке Адамара как элементы вектора X 3GF  k  , определенные формулой X 3GF  k   ik1 X 3GF 1 ,

(2)

X 3GF  k    x , x , x  ,

(3)

0 i

1 i

2 i

умножение осуществляется по модулю 3. В работе [5] было экспериментально доказано, что для 3-функций от k переменных, где k < 6 существует следующее свойство для матрицы обратного преобразования АНФ  Lk1 0 0   3  L3k11   L3k1 L3k1 L3k1  , (4)   1 1 1  L k 2L k L k  3 3   3 где «0» – нулевая матрица порядка 3k. Практический метод исследования, выполненный с помощью автоматизации расчетов в среде

420

Методы и средства защиты информации

MATLAB, подтвердил правильность выдвинутой гипотезы для 0  k  8. Пример. Пусть k = 6. Тогда обратную матрицу Рида–Маллера можно найти следующим образом: 1 729

L

1  L243  1   L243  1  L243

0 1 243

L

1 243

2L

0   1 L243  1  L243 

(5)

1 Для матрицы L243 также справедлива формула (4), таким образом, мы можем понижать размерность матрицы вплоть до L11  1 . Из этого следует, что

необходимости в отдельном расчете матриц для 0  k  8 нет, мы можем построить ее, используя формулу (4) из L11 . Для дальнейшего доказательства этой гипотезы аналитическим путем было принято решение исследовать особенности матрицы L3k1 . 2. Исследование свойств обратной матрицы Рида-Маллераю Приведены результаты для 0  k  8. Свойство 1. Пусть S – сумма элементов в столбцах. Тогда: При k = 1, S = [0 0 2] При k = 2, S = [0 0 0 0 0 0 0 0 1] При k = 3, S = [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2] При k = 4, S = [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000000000000000000000000000000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1] Результаты свидетельствуют о сохранении следующей закономерности. Для k – нечетного 3k 1

si ,3k1  2 .  i 0

3k 1

Если k – четное, тогда

si ,3k1  1 .  i 0

Другие элементы равны 0. Свойство 2. Элемент l00 всегда равен 1, остальные элементы в строке равны 0. Свойство 3. Элементы главной диагонали матрицы равны 1. Свойство 4. Нулевой столбец матрицы всегда равен 1. Заключение. В статье экспериментальным способом была доказана справедливость формулы построения обратной матрицы Рида–Маллера для количества переменных от 0 до 8. После вычисления обратных матриц были найдены особенности для размерностей 1 от L11 до L6561 , которые в дальнейшем могут позволить вывести доказательство правильности формулы построения обратной матрицы Рида–Маллера аналитическим способом.

Библиографические ссылки 1. Петелин Ю. В., Ковалев М. А., Макаров А. А. Перспективы использования сигнально-кодовых конструкций типа троичных М-последовательностей в спутниковых каналах связи // Информационно-управляющие системы. 2006. № 5. С. 32–35. 2. Лукасевич Я. Аристотелевская силлогистика с точки зрения современной формальной логики. М. : Иностр. лит., 1959. 313 с. 3. Жданов О. Н., Соколов А. В. Алгоритм построения оптимальных по критерию нулевой корреляции недвоичных блоков замен // Проблемы физики, математики и техники. 2015. № 3 (24). С. 94–97. 4. Representation of Multiple-Valued Logic Functions / Radomir S. Stankovic, Jaakko T. Astola, Claudio Moraga // Synthesis lectures on digital circuits and systems. 2012. Vol. 37 P. 23. 5. Соколов А. В., Жданов О. Н., Айвазян О. А. Методы синтеза алгебраической нормальной формы функций многозначной логики // Системный анализ и прикладная математика. 2016. № 1. С. 69–75. References 1. Petelin Y. V., Kovalev M. A., Makarov A. A. Perspektivy ispol’zovaniya signal’no-kodovyh konstrukcij tipa troichnyh M-posledovatel’nostej v sputnikovyh kanalah svyazi [Prospects for the use of signal-code structures such as ternary M-sequences in satellite communication channels] // Informacionno-upravlyayushchie sistemy. 2006. № 5. P. 32–35. 2. Lukasevich J. Aristotelevskaya sillogistika s tochki zreniya sovremennoj formal’noj logiki [Aristotelian syllogistics from the point of view of modern formal logic]. M. : Inostrannaya literatura, 1959. 313 p. 3. Zhdanov O. N., Sokolov A. V. Algoritm postroeniya optimal’nyh po kriteriyu nulevoj korrelyacii nedvoichnyh blokov zamen [Algorithm of construction of optimal according to criterion of zero correlation nonbinary S-boxes]. Problemy fiziki, matematiki i tekhniki. 2015. № 3 (24). P. 94–97. 4. Representation of Multiple-Valued Logic Functions / Radomir S. Stankovic, Jaakko T. Astola, Claudio Moraga // Synthesis lectures on digital circuits and systems, 2012. Vol. 37 P. 23. 5. Sokolov A. V., Zhdanov O. N., Ajvazyan O. A. Metody sinteza algebraicheskoj normal’noj formy funkcij mnogoznachnoj logiki [Synthesis methods of algebraic normal form of many-valued logic functions] // Sistemnyj analiz i prikladnaya matematika. 2016. № 1. P. 69–75. © Неб А. В., 2017

421

Решетневские чтения. 2017

УДК 510.644 МЕТОД СИНТЕЗА БАЗОВЫХ БЕНТ-КВАДРАТОВ НА ОСНОВЕ ОПЕРАТОРА ПЯТЕРИЧНОГО СДВИГА К. А. Нестеров Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Полученные в статье результаты являются ценными для практического применения, основанными на перспективных принципах многозначной логики, алгоритмов сжатия информации, сигнальных конструкций, которые могут использоваться при передаче информации между космическими аппаратами и центрами управления полётами. Ключевые слова: бент-функции, многозначная логика, бент-квадрат Агиевича. SYNTHESIS METHOD OF BASIC BENT SQUARES ON THE BASIS OF PROCESS SHIFT OPERATOR K. A. Nesterov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper results are valuable for practical use: the development of algorithms of block and stream encryption, data compression algorithms, signal structures, which can be used to transfer information between spacecraft and mission control centers. Keywords: bent-functions, many-valued logic, Agievich bent-square. Тенденцией в построении новейших систем передачи информации является переход к использованию принципов многозначной логики с целью повышения помехоустойчивости [1]. Данное обстоятельство диктует необходимость разработки новых методов синтеза многозначных бент-последовательностей, в частности, троичных бент-последовательностей, описанных в [2]. Тем не менее, практика показывает [3], что задача описания классов бент-последовательностей является сложной и многогранной, требует разработки новых видов представления данных структур. Одним из значительных достижений в теории синтеза двоичных бент-последовательностей стали бент-квадраты Агиевича [4–5], позволившие провести классификацию полного множества бент-функций в соответствии с видом спектра Уолша-Адамара их сегментов. Описание бент-последовательностей с помощью бент-квадратов Агиевича в настоящее время переросло в целое направление теории бент-последовательностей, в частности, разработаны методы их синтеза и размножения [6]. В связи с актуальностью и практической ценностью вопросов исследования     V5L      

V5L 1 V5L 1 V5L 1 V5L 1 V5L 1

многозначных совершенных алгебраических конструкций особый интерес представляет разработка метода синтеза пятеричных бент-квадратов Агиевича произвольного порядка N . Было рассмотрено множество корней пятой степени из единицы:

zk  e

j

2π k 5

, k {0,1, 2,3, 4} ,

Матрица Виленкина-Крестенсона пятого порядка имеет вид    V5      

1

1

1

1

1

z1

z2

z3

1 1

z2 z3

z1 z2

z2 z1

1

z4

z3

z2

1  z4  z3  .  z2  z1 

(2)

Для построения матриц Виленкина–Крестенсона порядков 5L , L   получено следующее рекуррентное правило:

  (V5L 1  1) mod 5 (V5L 1  2) mod 5 (V5L 1  3) mod 5 (V5L 1  4) mod 5  (V5L 1  2) mod 5 (V5L 1  4) mod 5 (V5L 1  1) mod 5 (V5L 1  3) mod 5  , (V5L 1  3) mod 5 (V5L 1  1) mod 5 (V5L 1  4) mod 5 (V5L 1  2) mod 5  (V5L 1  4) mod 5 (V5L 1  3) mod 5 (V5L 1  2) mod 5 (V5L 1  1) mod 5  V5L 1

(1)

V5L 1

422

V5L 1

V5L 1

(3)

Методы и средства защиты информации

где (V5L 1  1) mod 5 – матрица, у которой индексы всех элементов увеличены на 1 по модулю 5. Спектральная классификация последовательностей длины N  5 показала, что каждый вектор из данного множества может быть представлен в виде A   a1 ai  zk  e

a2 2π j k 5

a3

a4

a5  ,

(4)

, k  {0,1, 2,3, 4}.

Для данного вектора определено преобразование Виленкина-Крестенсона как новый вектор S  A V5 , где V5 – матрица из элементов, комплексно сопряженных к элементам матрицы V5 , вектор S имеет вид:

S   s1

s2

s3

s4

s5  , si  .

September 8–18, 2007). Amsterdam: IOS Press. 2008. P. 3–22. 6. Соколов А. В. Регулярный метод синтеза базовых бент-квадратов произвольного порядка // Наука и техника. 2016. № 4. С. 345–352. 7. Соколов А. В., Барабанов Н. А. Алгоритм устранения спектральной эквивалентности компонентных булевых функций S-блоков конструкции Ниберг // Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. 2015. T. 58, № 5. С. 41–49. 8. Paterson K. G. Sequences For OFDM and Multicode CDMA: two problems in algebraic coding theory // K. G. Paterson. Sequences and their applications. Seta 2001. Second Int. Conference (Bergen, Norway, May 13–17, 2001). Proc. Berlin: Springer, 2002. P. 46–71.

(5)

Отметим, что для каждого вектора A однозначно определен вектор S и обратное неверно. В общем случае задача поиска бент-функций сводится к нахождению последовательностей, обладающих заданными спектральными свойствами. Проведена спектральная классификация полного пятеричного кода длин N  5 , в результате чего выделены 9 спектральных подклассов векторов длины N  5 , обладающих уникальной элементарной структурой. Установлено, что существуют пятеричные последовательности длины N  5 , обладающие равномерным по модулю спектром Виленкина–Крестенсона. Библиографические ссылки

1. Петелин Ю. В., Ковалев М. А., Макаров А. А. Перспективы использования сигнально-кодовых конструкций типа троичных М-последовательностей в спутниковых каналах связи // Информационноуправляющие системы. 2006. №. 5. С. 32–35. 2. Соколов А. В., Жданов О. Н., Барабанов Н. А. Построение троичных бент-последовательностей // Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке : материалы XIX Междунар. молодежного форума. Харьков, 2015. Т. 3. С. 131–132. 3. Соколов А. В., Жданов О. Н., Барабанов Н. А. Генератор псевдослучайных ключевых последовательностей на основе тройственных наборов бентфункций // Проблемы физики, математики и техники. 2016. № 1 (26). С. 85–91. 4. Agievich S. V. On the representation of bent functions by bent rectangles // Probabilistic Methods in Discrete Mathematics: Proceedings of the Fifth International Petrozavodsk Conference (Petrozavodsk, June 1–6, 2000). Utrecht, Boston : VSP, 2002. P. 121–135. 5. Agievich, S. V. Bent Rectangles // Proceedings of the NATO Advanced Study Institute on Boolean Functions in Cryptology and Information Security (Moscow,

References

1. Petelin J. V., Kovalev M. A., Makarov A. A. The perspectives of usage of signal-code structures such as ternary M-sequences in the satellite communication channels / // Information and Control Systems. 2006. №. 5. P. 32–35. 2. Sokolov A. V., Zhdanov O. N., Barabanov N. A. Construction of ternary bent sequences // Proceedings of the XIX International youth forum “Radioelectronics and youth in XXI century”, Kharkiv. Vol. 3. P. 131–132. 3. Sokolov A. V., Zhdanov O. N., Barabanov N. A. Pseudo-random key sequence generator based on triple sets of bent-functions // Problems of physics, mathematics and technology. 2016. № 1 (26). P. 85–91. 4. Agievich S. V. On the representation of bent functions by bent rectangles // Probabilistic Methods in Discrete Mathematics: Proceedings of the Fifth International Petrozavodsk Conference (Petrozavodsk, June 1–6, 2000). Utrecht, Boston : VSP, 2002. P. 121–135. 5. Agievich S. V. "Bent Rectangles", Proceedings of the NATO Advanced Study Institute on Boolean Functions in Cryptology and Information Security (Moscow, September 8–18, 2007). Amsterdam : IOS Press. 2008. P. 3–22. 6. Sokolov A. V. The regular synthesis method of bent-squares of any order // Science and Technology. 2016. № 4. P. 345–352. 7. Sokolov A. V. Barabanov N. A. Algorithm for removing the spectral equivalence of component Boolean functions of Nyberg-design S-boxes // Proceedings of the higher educational institutions. Radioelectronics. 2015. Vol. 58, № 5. P. 41–49. 8. Paterson K. G. Sequences For OFDM and Multicode CDMA: two problems in algebraic coding theory // K. G. Paterson. Sequences and their applications. Seta 2001. Second Int. Conference (Bergen, Norway, May 13–17, 2001). Proc. Berlin: Springer, 2002. P. 46–71. © Нестеров К. А., 2017

423

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.056.523 О ПРОБЛЕМЕ НАДЕЖНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ В СЕТЯХ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ

Р. Н. Редикульцев Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматриваются возможные угрозы, которым может подвергнуться пользователь при подключении к общедоступным сетям. Также представлена структура разрабатываемой системы для идентификации пользователей по характеристикам электронной подписи с описанием ее функциональных компонентов. Ключевые слова: аутентификация, идентификация, электронная подпись, беспроводная сеть, доступ к публичному Интернету. ON THE PROBLEM OF RELIABLE IDENTIFICATION OF USERS PUBLIC NETWORKS

R. N. Redikultsev Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article discusses the possible threats, which may be subject to the user when connecting to public networks. Also the structure of a software system is to identify a user according to electronic signature characteristics, describing its functional components. Keywords: authentication, identification, electronic signature, wireless network, access to the public Internet. Беспроводные сети общего доступа активно используются практически во всем мире. Использование на практике заключается в их гибкой настройке и сравнительно невысокой стоимости. Беспроводные технологии должны удовлетворять ряду требований к качеству, скорости, радиусу приема и безопасности, безопасность является самым важным фактором [1]. Сложность обеспечения безопасности беспроводной сети очевидна. Если в проводных сетях для реализации противоправных действий злоумышленник должен сначала получить физический доступ к кабельной системе или оконечным устройствам, то в беспроводных сетях это условие отпадает само собой, так как данные передаются по радиоканалу, для получения доступа достаточно обычного приемника, установленного в радиусе действия сети. Владельцы открытых сетей общего пользования должны выполнять требования регуляторов информационной безопасности, поскольку постановление Правительства РФ № 758 регламентирует обязательную идентификацию пользователей при подключении к сетям общего доступа [2]. Сети общего доступа, использующие беспроводной канал, являются источником угроз, поскольку он практически не контролируется. Рассмотрим угрозы, представленные в «Банке данных угроз безопасности информации ФСТЭК» 1. УБИ.011: Угроза деавторизации санкционированного клиента беспроводной сети. 2. УБИ.083: Угроза несанкционированного доступа к системе по беспроводным каналам.

3. УБИ.125: Угроза подключения к беспроводной сети в обход процедуры аутентификации. 4. УБИ.126: Угроза подмены беспроводного клиента или точки доступа. 5. УБИ.133: Угроза получения сведений о владельце беспроводного устройства [3]. Далее представлена схема работы разрабатываемого программного решения для идентификации в беспроводной открытой сети основанная на электронной подписи и ее проверке из удостоверяющего центра (см. рисунок). 1. На электронной подписи хранится уникальный идентификатор, в качестве номера сертификата открытого ключа. 2. На ПК устанавливается разрабатываемый плагин. 3. Сервер проверяет раз в день список аннулированных сертификатов CRL c помощью OCSP (онлайн протокол состояния сертификата) тем самым обновляет актуальность сертификатов. 4. Происходит подключение через точку доступа по HTTPS (HyperText Transfer Protocol Secure) для идентификации нового пользователя (при отсутствии у пользователя плагина криптопро его предварительная установка). 5. Плагин на стороне клиента выполняет функцию CryptoAPI поиска сертификатов на ПК с параметрами, например, ФИО владельца сертификата и ID сертификата) предъявляемыми пользователем, в указанной папке, где должен лежать сертификат.

424

Методы и средства защиты информации

Схема работы разрабатываемого программного обеспечения

6. При подключении нового пользователя сервер генерирует случайное число с помощью функций CryptoAPI и криптопровайдера КриптоПРО и отправляет его пользователю для подписи. 7. Пользователь его подписывает закрытым ключем и передает обратно на сервер с помощью функций CryptoAPI и криптопровайдера КриптоПРО. 8. Сервер проверяет подписанное случайное число пользователем с помощью CryptoAPI функции верификации. 9. В случае успешной проверки верификации сервер заносит запись в базу данных с сертификатом и его ID и запись с MAC и IP адресами, иначе пользователю передается отказ в предоставлении доступа к внешней сети. 10. Формируется ACL (Access Control List) правило для шлюза Интернет на предоставление доступа данному пользователю к внешней сети. Для нейтрализации угрозы подмены беспроводного клиента или точки доступа необходимо отключить функцию автоматического подключения к ранее используемой точке доступа на клиенте. Так как непосредственно, при отключении клиента от беспроводной сети, нет возможности уведомить его о случившейся проблеме, но есть возможность уведомить клиента о восстановлении работоспособности сети, по средствам передачи приветственной информации. Реализация угрозы подключения к беспроводной точке доступа в обход процедуры аутентификации не актуальна ввиду не использования протокола WPS (Wi-Fi Protected Setup). Таким образом, разрабатываемое программное решение на базе электронной подписи выполняет требования нормативных документов по части идентификация пользователей при доступе к сетям общего пользования, позволяет аутентифицировать пользова-

теля и шифровать идентификационную информацию пользователя. Данное решение частично предотвращает рассмотренные угрозы. Библиографические ссылки

1. Беспроводная сеть WiFi для офиса. Безопасность беспроводных сетей [Электронный ресурс] // URL: https://www.lankey.ru/svyaz/network-solutions/ wifi/ (дата обращения: 9.09.2017). 2. Постановление Правительства РФ от 31.07.2014 № 758 [Электронный ресурс]. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_166893/90239c88126a 40da88060f8711882417d44a0a5d/ (дата обращения: 10.09.2017). 3. ФСТЭК России / Банк данных угроз безопасности информации / Список угроз [Электронный ресурс]. URL: http://www.bdu.fstec.ru/ubi/threat (дата обращения: 10.09.2017) References

1. WiFi wireless network for the office. Wireless security [Electronic resource]. Available at: https:// www.lankey.ru/svyaz/network-solutions/wifi/ (accessed: 9.09.2017). 2. Resolution of the Government of the Russian Federation of July 31, 2014 N 758. [Electronic resource]. Available at: http://www.consultant.ru/document/ cons_ doc_LAW_166893/90239c88126a40da88060f871188241 7d44a0a5d/ (accessed: 10.09.2017). 3. FSTEC of Russia / Bank data security threat information / threat List [Electronic resource]. Available at: http://www.bdu.fstec.ru/ubi/threat/ (accessed: 10.09.2017)

425

© Редикульцев Р. Н., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.056 ОЦЕНКА СООТВЕТСТВИЯ ПАРАМЕТРОВ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ТРЕБОВАНИЯМ БЕЗОПАСНОСТИ

Н. В. Сабельфильд*, В. Г. Жуков Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Рассматривается вопрос необходимости проведения процедуры автоматизированной оценки соответствия параметров информационных систем требованиям безопасности. Ключевые слова: защита информации, оценка соответствия, требования безопасности. EVALUATING COMPLIANCE OF INFORMATION SYSTEMS WITH SAFETY REQUIREMENTS

N. V. Sabelfild*, V. G. Zhukov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The article considers a question of the necessity to perform the procedure of automated evaluation of compliance of information systems with safety requirements. Keywords: data protection, evaluation of compliance, safety requirements. На сегодняшний день вопрос обеспечения информационной безопасности один из наиболее актуальных не только в сфере информационных технологий и в банковской отрасли, где защита информации всегда была на ведущих ролях, но и во множестве других отраслей экономики. Корпоративные инфраструктуры компаний, особенно крупных, ежедневно претерпевают изменения – появляются новые узлы и целые системы, изменяется топология сетей и конфигурация оборудования. Эти динамичные системы нуждаются в регулярном анализе защищенности и незамедлительном устранении обнаруженных уязвимостей. Одной из категорий уязвимостей информационных систем является уязвимость конфигурации. Конфигурации «по умолчанию», с которым поставляются оборудование, операционные системы и приложения обеспечивают простое и быстрое внедрение, однако в большинстве случаев небезопасны. Базовые настройки, большое количество ненужных сетевых сервисов, служб, пароли «по умолчанию», предустановленное, но не планируемое к использованию ПО – всё это активно используется злоумышленниками для компрометации систем. Выявление таких уязвимостей можно осуществить путем проведения оценки соответствия параметров системы заданным требованиям безопасности. Необходимость оценки параметров регламентируется требованиями документов по защите информации, например:

1) пунктом 4 приказа ФСТЭК № 21 [1]; 2) пунктом 11 приказа ФСТЭК № 17 [2] (в случае использования государственных информационных систем (далее – ГИС)); 3) пунктом 11 приказа ФСТЭК № 31 [3] (в случае использования автоматизированных систем управления технологическим процессом); 4) пунктом 2 статьи 19 ФЗ № 152. В общем случае под оценкой соответствия понимается доказательство того, что заданные требования к продукции, процессу, системе, лицу или органу выполнены. Допускается, что доказательство может быть прямым или косвенным, формальным или неформальным. Выдачу документально оформленного заявления (удостоверения) о соответствии заданным требованиям называют подтверждением соответствия. Примерами таких удостоверений могут быть сертификаты, аттестаты и заключения. В 2015 году компанией Positive Technologies было проведено тестирование на проникновение многих крупных компаний. В итоговую статистику за год вошли результаты анализа защищенности 17 корпоративных систем, принадлежащих компаниям из различных стран и сфер экономики. Большинство исследованных систем были территориально распределенными и включали множество дочерних компаний и филиалов, расположенных в разных городах и странах [4]. По результатам исследования было выявлено, что доля корпоративных систем, содержащих критически

426

Методы и средства защиты информации

опасные уязвимости, связанные с недостатком конфигурации составила 81 %. Это говорит о том, что уязвимость конфигурации является серьезным и распространенным недостатком, ведущим к появлению опасных угроз таких как: 1) угроза обнаружения открытых портов и идентификации привязанных к нему служб; 2) угроза обнаружения хостов; 3) угроза обхода некорректно настроенных механизмов аутентификации; 4) угроза определения топологии вычислительной сети; 5) угроза определения типов объектов защиты. Уязвимость конфигурации может проявляться как на этапе ввода системы в эксплуатацию, так и процессе эксплуатации, соответственно и контролировать параметры систем необходимо на этих же этапах. Проводить такой контроль необходимо с помощью процедуры оценки соответствия параметров информационных систем требованиям безопасности. Процедуру оценки можно проводить в форме «испытания», которая определенна в пункте 3 статьи 7 ФЗ № 184. Испытания должны проводиться на соответствие требованиям, установленным нормативными документами регулирующих органов и внутренними документами организации, расширяющими эти требования. Перечень необходимых параметров систем, с помощью которых реализуются требования безопасности целесообразно утвердить в виде инструкций к этим системам. Важным моментом оценки является ее периодичность. Оценка соответствия должна проводиться каждый раз, когда меняются требования безопасности либо меняются сами параметры системы из-за обновлений, либо, независимо от этих факторов, периодически по соответствующему регламенту. Ручная оценка соответствия собственных требований может быть довольно проблематичной, особенно в крупных организациях с большим количеством информационных систем и средств защиты, поэтому стоит задуматься об автоматизации данного процесса. Так, в качестве примера средства автоматизации процесса оценки соответствия требованиям безопасности можно рассматривать решение MaxPatrol. Режим сканирования Compliance позволяет получить оценку соответствия просканированных узлов требованиям безопасности (встроенные и/или заданные пользователем стандарты) [5]. Решение позволяет устанавливать расписание проведения оценки, настраивать запуск сразу же после внесения изменений в сохраненные пользователем требования, таким образом, полностью автоматизируя процесс оценки. Внедрение данного решения значительно снижает трудозатраты на проведение оценки соответствия за счет автоматизации, повышает эффективность работы подразделений по защите информации и общий уровень защищенности организации. Однако из-за высокой стоимости внедрения, MaxPatrol подходит далеко не всем организациям.

Таким образом, конфигурация систем и, соответственно, контроль этих конфигураций является важной частью обеспечения информационной безопасности организации. Следует тщательно настраивать каждую систему в соответствии с собственными требованиями безопасности, опираясь на рекомендации производителя, лучшие практики по настройке и нормативно-правовые документы. Библиографические ссылки

1. Об утверждении Состава и содержания организационных и технических мер по обеспечению безопасности персональных данных при их обработке в информационных системах персональных данных : Приказ Федеральной службы по техническому и экспортному контролю (ФСТЭК России) от 18 февраля 2013 г. № 21 // Российская газета. 2013. № 6083. 22 мая. 2. Об утверждении Требований о защите информации, не составляющей государственную тайну, содержащейся в государственных информационных системах : Приказ Федеральной службы по техническому и экспортному контролю (ФСТЭК России) от 11 февраля 2013 г. № 17 // Российская газета. 2013. № 6112. 26 июня. 3. Об утверждении Требований к обеспечению защиты информации в автоматизированных системах управления производственными и технологическими процессами на критически важных объектах, потенциально опасных объектах, а также объектах, представляющих повышенную опасность для жизни и здоровья людей и для окружающей природной среды : Приказ Федеральной службы по техническому и экспортному контролю (ФСТЭК России) от 14 марта 2014 г. № 31 // Российская газета. 2014. № 6447. 6 августа. 4. Хабрахабр : блог компании Positive Technologies: Уязвимости корпоративных информационных систем – 2015: внутри хуже, чем снаружи [Электронный ресурс]. URL: https://habrahabr.ru/company/pt/ blog/304738/ (дата обращения: 01.09.2017). 5. Элвис-плюс [Электронный ресурс]. URL: http:// www.elvis.ru/services/is_mngmt/security_analysis/ (дата обращения: 01.09.2017). References

1. The order of the Federal Service for Technical and Export Control (FSTEC of Russia) of February 18, 2013 no. 21 «About approval of the composition and content of organizational and technical measures to ensure the safety of personal data when processing them in personal information systems» // Rossiiskaiahazeta [Russian Newspaper]. 2013. 22 May. № 6083. (In Russ.) 2. The order of the Federal Service for Technical and Export Control (FSTEC of Russia) of February 11, 2013 no. 17 “About approval of the requirements for the protection of information that does not constitute state secrets contained in government information systems” // Rossiiskaiahazeta [Russian Newspaper]. 2013. 26 June. № 6112. (In Russ.)

427

Решетневские чтения. 2017

3. The order of the Federal Service for Technical and Export Control (FSTEC of Russia) of March 14, 2014. No. 31 «About approval of requirements to ensure the protection of information in automated production and process control systems to mission-critical sites, potentially dangerous objects and objects that represent an increased risk to human life and health and for the environment» // Rossiiskaiahazeta [Russian Newspaper]. 2014. 6 August. № 6447. (In Russ.)

4. Habrahabr: Blog of Positive Technologies: Vulnerabilities of corporate information systems – 2015: inside is worse than outside. Available at: https://habrahabr.ru/company/pt/blog/304738/ (accessed: 01.09.2017). 5. Elvis-plus. Available at: http://www.elvis.ru/services/is_mngmt/security_analysis/ (accessed: 01.09.2017).

428

© Сабельфильд Н. В., Жуков В. Г., 2017

Методы и средства защиты информации

УДК 004.056 РАЗВЕРТЫВАНИЕ МЕЖСЕТЕВОГО ЭКРАНА УРОВНЯ ВЕБ-СЕРВЕРА

А. Г. Ситдикова*, В. Г. Жуков Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Обосновывается необходимость использования межсетевых экранов уровня веб-сервера для защиты объектов ИТ инфраструктуры организаций. Рассматривается применение международного опыта для формализации процесса развертывания межсетевого экрана уровня веб-сервера. Ключевые слова: защита информации, межсетевой экран уровня веб-сервера. DEPLOYING THE FIREWALL OF THE WEB SERVER LEVEL

A. G. Sitdikova*, V. G. Zhukov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The article presents reasons to use firewalls of the web server level for protection of objects ща IT infrastructure at organizations. The paper considers the application of international experience to formalize the process of deploying the firewall of the web server level. Keywords: information security, firewall of the web server level. Применение межсетевых экранов для защиты информационных систем организаций является обязательным требованием, но использование злоумышленниками все более сложных и технически изощренных техник при проведении информационных атак на объекты ИТ инфраструктуры вынуждает применять все более сложные и специализированные межсетевые экраны, например, прикладного уровня эталонной модели взаимодействия открытых систем. Так, с 1 декабря 2016 года на территории РФ действуют новые Требования к межсетевым экранам, утвержденные приказом № 9 ФСТЭК, в которых межсетевой экран уровня веб-сервера выделен в отдельный тип – тип «Г» – «межсетевой экран, применяемый на сервере, обслуживающем сайты, веб-службы и вебприложения, или на физической границе сегмента таких серверов (сервера)» [1]. Межсетевые экраны данного типа должны обеспечивать контроль и фильтрацию информационных потоков веб-сервера. Дополнительно, были разработаны профили защиты межсетевых экранов. Приказ и профили защиты межсетевых экранов определяют систему классификации межсетевых экранов по требованиям безопасности и соответствующие требования, которые к ним предъявляются, однако, многие организации сталкиваются с трудностями при развертывании межсетевого экрана, так как данная процедура не формализована, либо носит частный, субъективный характер и не может применяться повсеместно. Для решения данной проблемы предлагается обратиться к международному опыту, например, OWASP Best Practices: Use of Web Application Firewalls, SANS Web

Application Firewall Enterprise Techniques, NIST Special Publication 800-41. Так, согласно NIST Special Publication 800-41 Guidelines on Firewalls and Firewall Policy развертывание межсетевого экрана состоит из следующих этапов: 1) планирование; 2) настройка; 3) тестирование; 4) развертывание межсетевого экрана на предприятии; 5) техническое обслуживание на протяжении всего жизненного цикла [2]. Для апробации методики развертывание межсетевого экрана согласно NIST Special Publication 800-41 была собрана тестовая ЭВМ (веб-сервер Microsoft IIS, в качестве межсетевого экрана уровня веб-сервера был выбран ModSecurity), на которой было развернуто веб-приложение Damn Vulnerable Web App [3; 4]. Также, на этапе планирования было проведено сканирование уязвимостей и тестирование производительности веб-сервера с развернутым на нем тестовым веб-приложением. Настройка межсетевого экрана проводилась в два этапа: конфигурирование самого межсетевого экрана и настройка политики. Для проведения тестирования целесообразно руководствоваться формализованной методикой, например, NIST Special Publications 800-115 Technical Guide to Information Security Testing and Assessment, согласно которой тестирование межсетевого экрана состоит из планирования тестирования; исследования информационной системы; атаки; отчета [5].

429

Решетневские чтения. 2017 Количество уязвимостей на веб-сервере до и после развертывания межсетевого экрана уровня веб-сервера ModSecurity

Уязвимости высокого уровня

До развертывания межсетевого экрана, шт. 1

После развертывания межсетевого экрана, шт. 1

Уязвимости среднего уровня

19

7

Уязвимости низкого уровня

39

5

Ошибки

100

2

Всего

159

15

При выполнении возможных сценариев атакующего воздействия со стороны злоумышленника рекомендуется проводить: 1) тестирование контроля информационных потоков; 2) тестирование фильтрации информационных потоков; 3) тестирование путем проведения SQL-инъекций; 4) тестирование подсистемы регистрации событий безопасности; 5) тестирование производительности. В таблице представлен фрагмент результатов сканирования веб-сервера с размещенным на нем вебприложением до развертывания межсетевого экрана и после при помощи Acunetix Web Security Scanner [6]. Также, были предприняты попытки проведения SQL-инъекций, направленных на веб-приложение Damn Vulnerable Web App, которые были предотвращены межсетевым экраном, а информация о них была занесена в журнал событий. Тестирование производительности было произведено при помощи программного обеспечения WAPT [7]. Производительность веб-сервера значительно ухудшилась после внедрения межсетевого экрана, что связано с увеличением требований к вычислительным ресурсам, необходимых для контроля и фильтрации информационных потоков. После завершения тестирования, необходимо развернуть межсетевой экран на предприятии и ввести его в эксплуатацию в соответствии с политикой информационной безопасности организации. Этап технического обслуживания межсетевого экрана является самым длительным. Необходимо обновлять базы решающих правил, отслеживать производительность компонентов межсетевого экрана, проверять журналы аудита и проводить периодическое тестирование для проверки правильности работы межсетевого экрана. Межсетевой экран уровня веб-сервера позволяет повысить защищенность веб-серверов и веб-приложений, обеспечивая контроль и фильтрацию информационных потоков, идущих к веб-серверу и от него, но, в то же время, ухудшает его производительность. Таким образом, необходимо искать компромисс между количеством правил межсетевого экрана и производительностью веб-сервера.

сурс]. URL: http://fstec.ru/normotvorcheskaya/informatsionnye-i-analiticheskie-materialy/1142-infor-matsionnoe-soobshchenie-fstek (дата обращения: 10.03.2016). 2. NIST Special Publications 800-115 Technical Guide to Information Security Testing and Assessment [Электронный ресурс]. URL: http://nvlpubs.nist.gov/ nistpubs/Legacy/SP/nistspecialpublication800-115.pdf (дата обращения: 22.11.2016). 3. ModSecurity [Электронный ресурс]. URL: https://modsecurity.org/ (дата обращения: 03.12.2016). 4. Damn Vulnerable Web App (DVWA) [Электронный ресурс]. URL: http://www.dvwa.co.uk/ (дата обращения: 07.10.2016). 5. NIST Special Publication 800-41 Guidelines on Firewalls and Firewall Policy [Электронный ресурс]. URL: http://csrc.nist.gov/publications/nistpubs/800-41Rev1/sp800-41-rev1.pdf (дата обращения: 30.10.2016). 6. Acunetix [Электронный ресурс]. URL: http://www. acunetix.com/vulnerability-scanner/ (дата обращения: 04.12.2016). 7. WAPT [Электронный ресурс]. URL: http://www. loadtesting.ru/ (дата обращения: 04.12.2016). References

1. Information message of the FSTEC of Russia from April 28. 2016. № 240/24/1986. Available at: http:// fstec.ru/normotvorcheskaya/informatsionnye-i-analiticheskie-materialy/1142-informatsionnoe-soobshcheniefstek (accessed: 10.03.2016). 2. NIST Special Publications 800-115 Technical Guide to Information Security Testing and Assessment. Available at: http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/SP/ nistspecialpublication800-115.pdf (accessed: 22.11.2016). 3. ModSecurity. Available at: https://modsecurity.org/ (accessed: 03.12.2016). 4. Damn Vulnerable Web App (DVWA). Available at: http://www.dvwa.co.uk/ (accessed: 07.10.2016). 5. NIST Special Publication 800-41 Guidelines on Firewalls and Firewall Policy. Available at: http:// csrc.nist.gov/publications/nistpubs/800-41-Rev1/sp80041-rev1.pdf (accessed: 30.10.2016). 6. Acunetix. Available at: http://www.acunetix.com/ vulnerability-scanner/ (accessed: 04.12.2016). 7. WAPT. Available at: http://www.loadtesting.ru/ (accessed: 04.12.2016).

Библиографические ссылки

1. Информационное сообщение ФСТЭК России от 28 апреля 2016 г. № 240/24/1986 [Электронный ре430

© Ситдикова А. Г., Жуков В. Г., 2017

Методы и средства защиты информации

УДК 621.391 УКОРОЧЕНИЕ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ ПОЛЯРНЫХ КОДОВ ДЛЯ АППАРАТНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ

Г. С. Тимофеев*, В. Е. Петренко Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected] Рассматриваются методы укорочения полярных кодов. Предложен эффективный метод укорочения систематических полярных кодов для аппаратной реализации. Представлены результаты экспериментов, подтверждающие эффективность предложенного метода. Ключевые слова: коды с коррекцией ошибок, полярные коды, укороченные полярные коды. SHORTENING SYSTEMATIC POLAR CODES FOR HARDWARE IMPLEMENTATION

G. S. Timofeev*, V. E. Petrenko Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * Е-mail: [email protected] This paper gives a description of shortened polar codes and provides an effective method of shortening systematic polar codes for further hardware implementation. We provide the results of experiments confirming the effectiveness of the proposed method. Keywords: error correcting codes, polar codes, shortened polar codes. Введение. Полярные коды, предложенные Е. Ариканом, являются первыми кодами, достигающими пропускной способности канала, которые возможно эффективно применять на практике [1]. Недостаток полярных кодов – невозможность построения кода произвольной длины N. Для полярного кода N определяется выражением N = log2n, где n – натуральное число. Для решения этой проблемы предлагается использовать методы укорочения несистематических и систематических полярных кодов [2]. Методы укорочения. Укороченный несистематический (N, K, K’) полярный код может быть получен из (N, K) полярного кода путем установки последних K’ бит входного слова u в 0, а затем удаления последних K’ бит кодового слова x. K’ бит включают в себя K’’ информационных и K’-K’’ замороженных позиций. Для декодирования необходимо дополнить K’нулями принятое кодовое слово y, а затем декодировать принятое слово y. Добавленные K’ нулей декодируются как символы, переданные по идеальному каналу и имеющие единичную вероятность быть нулем. Укороченный систематический (N, K, K’) полярный код может быть получен из (N, K) полярного кода путем установки последних K’ информационных бит входного слова u в 0, а затем удаления этих K’ бит из кодового слова x. Декодирование осуществляется аналогично с укороченным несистематическим кодом. Аппаратная реализация. Для аппаратной реализации рассмотренного метода укорочения систематических полярных кодов необходимо дополнительно реализовать исключение K’ бит из кодового слова для

кодера, а также вставку K’ нулевых бит на соответствующие позиции для декодера. Это влечет за собой усложнение аппаратной реализации, поскольку в кодовом слове полярного кода информационные и проверочные позиции перемешаны [1]. При аппаратной реализации укорочения несистематических полярных кодов достаточно не сохранять в памяти кодера последние K’ бит кодового слова x, а для декодирования достаточно дополнить полученное слово y K’ нулями в конце. В основе аппаратной реализации систематических полярных кодов, предложенной в [4], лежит метод систематического кодирования через двукратное несистематическое кодирование [5]. Предлагается использовать метод укорочения несистематических полярных кодов для укорочения систематических полярных кодов. Результаты моделирования. На рисунке представлены результаты моделирования для (432, 288) и (864, 576) кодов в канале с АГБШ с BPSK-модуляцией и SC-декодированием. В обоих случаях предлагаемый метод укорочения оказался эффективнее метода, предложенного в [2]. Заключение. Предлагаемый метод укорочения систематических полярных кодов не только обеспечивает меньший уровень битовых ошибок, чем метод, предложенный в [2], но и требует внесения меньших изменений в конструкцию аппаратного кодера [4]. Дальнейшее направление исследований – поиск других методов укорочения для эффективного внедрения в аппаратную реализацию.

431

Решетневские чтения. 2017

Вероятность битовой ошибки для (432, 288) и (864, 576) укороченных полярных кодов

Библиографические ссылки

References

1. Arikan E. Channel polarization: A method for constructing capacity-achieving codes for symmetric binaryinput memoryless channels // IEEE Transactions on Information Theory. 2009. Vol. 55, № 7. P. 3051–3073. 2. A study of polar codes for MLC NAND flash memories // Y. Li, H. Alhussien, E. Haratsch и др. // Int. Conf. on Comput., Netw. And Commun. (ICNC). 2015. P. 608–612. 3. Arikan E. Systematic polar coding // IEEE Communications Letters, 2011. Vol. 15, № 8. P. 860–862. 4. Тимофеев Г. С. Аппаратная реализация кодирования информации систематическими полярными кодами // Вестник СибГАУ. 2017. Т. 18, № 1. С. 97–104. 5. Sarkis G., Tal I. Flexible and Low-Complexity Encoding and Decoding of Systematic Polar Codes // IEEE Transactions on Communications, 2016. Vol. 64, № 7. P. 2732–2745.

1. Arikan E. Channel polarization: A method for constructing capacity-achieving codes for symmetric binaryinput memoryless channels. IEEE Transactions on Information Theory, 2009, Vol. 55, № 7. P. 3051–3073. 2. Li Y., Alhussien H., Haratsch E., Jiang A. A study of polar codes for MLC NAND flash memories. Int. Conf. on Comput., Netw. And Commun. (ICNC), 2015. P. 608–612. 3. Arikan E. Systematic polar coding. IEEE Communications Letters, 2011, Vol. 15, № 8. P. 860–862. 4. Timofeev G. S. [Hardware implementation of systematic polar encoding]. Vestnik SibSAU. Aerospace technologies and control systems. 2017. Vol. 18, № 1. P. 97–104. (In Russ.) 5. Sarkis G., Tal I. Flexible and Low-Complexity Encoding and Decoding of Systematic Polar Codes. IEEE Transactions on Communications, 2016. Vol. 64, № 7. P. 2732–2745. © Тимофеев Г. С., Петренко В. Е., 2017

432

Методы и средства защиты информации

УДК 004.056 ОБЗОР МЕТОДОВ МОНИТОРИНГА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ПОДЛИННОСТИ ВНЕШНИХ НОСИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ

Р. Ф. Файзулин, М. Н. Жукова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается проблема утечки информации с внешних носителей информации в организациях. Идет ознакомление с внешними и внутренними методами контроля машинных носителей, с системами контроля над носителями и со способами мониторинга их перемещения. Ключевые слова: носители информации, контроль подлинности, мониторинг перемещения, утечка информации, защита информации. THE REVIEW OF THE METHODS TO MONITOR DISPLACEMENT AND THE CONTROL OF AUTHENTICITY OF EXTERNAL MEDIA

R. F. Faizulin, M. N. Zhukovа Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The problem of the information leakage from external storage media in organizations is reviewed. The research introduces the external and internal methods of control of the machine media, the systems of control over the media and the ways of their displacement monitoring are performed. Keywords: media, control of usage, displacement monitoring, information leakage, information security. Введение. Сегодня достаточно важно, чтобы носители информации были хорошо защищены, ведь у каждой организации имеется ряд документов, к которым не должны иметь доступа конкуренты, а в отдельных случаях и сотрудники этой организации. При утере конфиденциальных данных любая фирма несет убытки. Чаще всего подлежит утечке следующая информация: 1. Документы, характеризующие финансовое состояние и планы организации (фин. отчеты, бухгалтерская документация, бизнес-планы, договора и т. д.); 2. Персональные данные клиентов и сотрудников организации; 3. Технологические и конструкторские разработки, ноу-хау компании и т. п.; 4. Внутренние документы (служебные записки, аудиозаписи совещаний, презентации «только для сотрудников» и т. д.); 5. Технические сведения, необходимые для несанкционированного доступа в сеть организации третьих лиц (логины и пароли, сведения об используемых средствах защиты и т. п.); Информация такого рода может не только сыграть на руку конкурентам. Обнародование некоторых документов способно заставить клиентов отказаться от услуг компании, что отразиться на прибыли и имидже фирмы. Таким образом, защите подлежат не только документы (в цифровом или печатном виде), но и носите-

ли, на которых они хранятся. Современные условия бизнеса требуют мобильности не только от сотрудников компании, но и от носителей информации. Неконтролируемый перенос, вынос и передача носителей, содержащих важную (конфиденциальную) информацию, способны повлечь серьезные последствия. Контроль подлинности и мониторинг перемещения носителей способны помочь в этом. Согласно статистике [1], наиболее опасным каналом утечки информации во многих организациях являются съемные носители (67,3 %). К внешним учетным носителям информации стоит отнести флэшнакопители, внешние винчестеры и менее популярные сейчас компакт-диски. Сразу за ними следуют Интернет и e-mail сотрудников (50,4 % и 32,2 % соответственно). Виды контроля подлинности машинных носителей. Наиболее характерны для контроля подлинности носителей информации 2 подхода: внешний и внутренний. Внешний контроль подлинности за носителями можно осуществлять несколькими способами [2]: 1. Визуальный и сенсорный. Такой контроль происходит без применения специальной аппаратуры, доступен в понимании любому сотруднику фирмы. 2. Сенсорный. Контроль над носителями осуществляется с помощью увеличительных стекол, УФ ламп, инфракрасных тестеров и т. д.

433

Решетневские чтения. 2017

3. Высокотехнологичный приборный контроль. Такой контроль требует не только достаточно дорогой аппаратуры, но и специально обученных сотрудников. 4. Профессиональный технологический контроль. Сотрудники имеют высокий уровень компетентности и подготовки к использованию оборудования. 5. Лабораторный. Самый сложный, но при этом самый высокоточный способ контроля подлинности носителей. Внутренний контроль можно осуществлять следующими образами [3]: 1. Запрет на запись и чтение. Во многих случаях используются программные средства, но иногда задействованы физическое отключение USB-портов, установка специальных заглушек. 2. Осуществление записи только на разрешенные носители. Относительно других методов эту функцию все же сложно назвать безопасной для передачи данных. 3. Способ шифрования данных. Когда запись на носитель разрешена только в зашифрованном виде. Метод криптографии является одним из немногих, что доказали свою эффективность внутреннего контроля над носителями. 4. Установка пароля на носитель или же приобретение специальных носителей с крипто контролером (вроде флешки iStorage datashur [4], который имеет специальную клавиатуру для введения кода доступа, автоматический блокируемого при отключении порта). ФСТЭК предъявляет требования [5] к учету машинных носителей. В них входит присвоение учетных номеров носителям. Их учет ведется в специальных журналах учета машинных носителей, куда и заносятся регистрационные номера, а также указывают пользователи, которым разрешен доступ к накопителям. Маркировка, наносимая организацией, может включать информацию о возможности его использования за пределами информационной системы, контролируемой зоны, атрибуты безопасности. Компанией обеспечивается маркировка, включающая не отторгаемую цифровую метку для идентификации носителя, и метка, включающая использование механизмов распознавания носителя по уникальным физ. характеристикам. Системы контроля над носителями информации. Сегодня существует два вида систем контроля над носителями информации: DLP-системы и менее известные IRM-системы [6] (они работают на принципах конфиденциальность и шифрования, снижают риск утечек информации через носители, но не ограничивают их действия). DLP-системы (Data Leak Prevention) выделяются глубоким анализом информационного содержимого исходящих данных, на основании которого они определяют легитимность совершаемых операций. Стоит отметить, что современный уровень развития данной технологии пока не позволяет избежать ошибок распознавания содержимого, отчего уровень точности не превышает 80 %. При работе DLP-систем или оказывается большая нагрузка на сеть, или качество анализа заметно страдает при низкой мощности компьютера. Очень ограничивает применение DLP-систем для

контроля портов то, что изначально эти системы был спроектированы как шлюзовые решения, не имеющий достойный уровень агентских компонентов. А потому контроль различных портов и каналов возможной утечки данных, гибкость локальных политик находятся на низком уровне. Мониторинг за перемещением носителей информации. Не менее важен в сохранении информации и мониторинг за перемещением носителей. Согласно документу ФСТЭК [7] при мониторинге перемещения машинных носителей информации должны осуществляться определение должностных лиц, которые имеют право на перемещение носителей информации за пределы контролируемой зоны; право на перемещение машинных носителей за пределы организации для тех, кому это необходимо для выполнения своих должностных обязанностей; учет перемещаемый носителей информации и периодическая проверка их наличия. Правила и процедуры контроля за перемещением носителей регламентируются в документах оператора, ответственного за защиту информации. Он же и осуществляет проверку носителей после их возврата в контролируемую зону, применяет криптографические методы защиты при выходе из нее, назначает лица, ответственные за перемещение машинных носителей и определяет задачи, для решения которых носителю разрешается покинуть подконтрольную территорию. Все это помогает мониторингу за перемещением внешних носителей. На сегодняшний день осуществлять слежение за носителями возможно с помощью специальных чипов и излучающих плат, которые всегда сообщат о местоположении прибора и выходе его из контролируемой зоны. Неплохим ходом будет использование флэшнакопителей с GPS-трекерами. Пока можно только с уверенностью сказать, что защищенность многих компаний от утечки информации находится на начальной стадии, ведь многие организации игнорируют данную проблему, не до конца осознавая всю ее важность. Чтобы избежать утечек следует не только интегрировать в организацию DLPсистему, но и с помощью комбинаций внутреннего и внешнего контроля вести учет внешних накопителей. Элементарная установка пароля на носитель, который при этом имеет «клеймо» компании, позволит сохранить конфиденциальность важных документов. Библиографические ссылки

1. ДиалогНаука [Электронный ресурс]. URL: https://bitrix.dialognauka.ru/press-center/news/3360/ (дата обращения: 10.09.2017). 2. StudFiles [Электронный ресурс]. URL: https://studfiles.net/preview/4114394/page:12/ (дата обращения: 08.09.2017). 3. Твой бизнес. Онлайн журнал. [Электронный ресурс]. URL: https://tvoi.biz/biznes/informatsionnayabez-opasnost/uslugi-po-zashhite-informatsii-garanti.html #i-3 (дата обращения: 12.09.2017). 4. Техника для спецслужб // Бюро научнотехнической информации [Электронный ресурс].

434

Методы и средства защиты информации

URL: http://www.bnti.ru/index.asp?tbl=04.03.08.03 (дата обращения: 03.09.2017). 5. Судебные и нормативные акты РФ [Электронный ресурс]. URL: http://sudact.ru/law/metodicheskiidokument-mery-zashchity-informatsii-v-gosudarstvennykh/ mery/3/3.4/zni.1-uchet-mashinnykh-nositelei-informatsii/ (дата обращения: 11.09.2017). 6. КомпьютерПресс [Электронный ресурс]. URL: http://compress.ru/article.aspx?id = 20551 (дата обращения: 08.09.2017). 7. Судебные и нормативные акты РФ [Электронный ресурс]. URL: http://sudact.ru/law/metodicheskiidokument-mery-zashchity-informatsii-v-gosudarstvennykh/ mery/3/3.4/zni.3-kontrol-peremeshcheniia-mashinnykh-nositelei/ (дата обращения: 11.09.2017). References

1. DialogNauka. Available at: https://bitrix.dialognauka.ru/press-center/news/3360/ (accessed 10.09.2017). 2. StudFiles. Available at: https://studfiles. net/preview/ 4114394/page:12/ (accessed 08.09.2017).

3. Tvoy biznes. Onlayn zhurnal. Available at: https:// tvoi.biz/biznes/informatsionnaya-bezopasnost/uslugi-pozashhite-informatsii-garanti.html#i-3 (accessed: 12.09.2017). 4. Tekhnika dlya spetssluzhb / Byuro nauchnotekhnicheskoy informatsii. Available at: http://www.bnti. ru/index.asp?tbl=04.03.08.03 (accessed: 03.09.2017). 5. Sudebnye i normativnye akty RF. Available at: URL: http://sudact.ru/law/metodicheskii-dokument-meryzashchity-informatsii-v-gosudarstvennykh/mery/3/3.4/zni.1uchet-mashinnykh-nositelei-informatsii/ (accessed: 11.09.2017). 6. Komp’yuterPress. Available at: http://compress.ru/ article.aspx?id=20551 (accessed: 08.09.2017). 7. Sudebnye i normativnye akty RF. Available at: http://sudact.ru/law/metodicheskii-dokument-meryzashchity-informatsii-v-gosudarstvennykh/mery/3/3.4/zni. 3-kontrol-peremeshcheniia-mashinnykh-nositelei/ (accessed: 11.09.2017).

435

© Файзулин Р. Ф., Жукова М. Н., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.056 СРАВНЕНИЕ МНОГОПОТОЧНЫХ РЕАЛИЗАЦИЙ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ КРИПТОГРАФИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ

П. М. Шипулин1, А. Н. Шниперов2 1

АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 2 Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected] Производится сравнение по скорости многопоточных реализаций двух отечественных симметричных алгоритмов. Доказывается на практике гипотеза о большем ускорении алгоритма с большим блоком шифрования. Ключевые слова: криптография, многопоточная реализация, симметричный шифр, OpenMP, блок шифрования. COMPARING GOST SYMMETRIC CRYPTO ALGORITHMS MULTITHREAD REALIZATION

P. M. Shipulin1, A. N. Shniperov2 1

JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation 2 Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper compares multithread realization of two GOST symmetric crypto algorithms. Also a hypothesis that a greater acceleration has an algorithm with a bigger encryption block is practically proved. Keywords: cryptography, multithread implementation, symmetric cipher, OpenMP, GOST. Существуют программно-аппаратные комплексы для шифрования данных «на лету». Например, АПКШ «Континент». Стоимость делает такие средства недоступными для небольших коммерческих организаций. Соответственно, разработка эффективных программных комплексов шифрования является актуальной задачей для исследования. Существует ряд работ, посвящённых это теме, например [1]. В отечественном стандарте симметричного шифрования указываются два алгоритма: с длиной блока n = 64 бит и длиной блока n = 128 бита. На первый можно ссылаться под названием «Магма», на второй – как «Кузнечик» [2]. Данные шифры могут использоваться в одном из четырёх режимов: режим простой замены, режим гаммирования, режим гаммирования с обратной связью, режим выработки имитовставки. Режим простой замены имеет ряд недостатков, однако он лучше всех подходит для многопоточной реализации из-за отсутствия зависимости между процессом шифрования блоков. OpenMP – программный интерфейс, предназначенный для создания многопоточных приложений на многопроцессорных системах с общей памятью. Разработку спецификации OpenMP ведут несколько крупных производителей вычислительной техники и программного обеспечения. OpenMP поддерживается основными компиляторами: GCC, IBM, Intel и т. д. [3]. Библиотека OpenMP берёт на себя задачу создания потоков, их синхронизации, конечного слияния и т. д.,

позволяя затрачивать программисту минимум усилий на параллельную реализацию своей программы. Описание вычислительного эксперимента. Для разработки многопоточного варианта шифра Магма использовался однопоточный вариант Б. Шнаера [4], а для многопоточного варианта шифра Кузнечик использовался однопоточный вариант Маркку–Юхани Сааринена [5] и библиотека OpenMP. Для регистрации зависимости между объёмом шифруемых данных и временем выполнения, было произведено шифрования открытых текстов объёмом 16, 32, 64, 128, 256, 512 и 1024 Мбайта. Шифрование производилось при помощи двух версий алгоритмов Магма и Кузнечик: однопоточной и многопоточной. Чтобы уменьшить погрешности измерений, каждое шифрование производилось пять раз и бралось среднее время выполнения. На рис. 1 проиллюстрирована зависимость времени шифрования от объёма открытого текста. Мы видим предполагаемый результат: многопоточные варианты шифрования быстрее однопоточных. Сравнивать скорость алгоритмов Магма и Кузнечик в данном эксперименте нельзя, так как нет гарантии, что они реализованы одинаково эффективным образом. Для каждого открытого текста был вычислен коэффициент ускорения – отношение времени выполнения однопоточной программы к многопоточной. Результаты сравнения этих величин представлены на рис. 2.

436

Методы и средства защиты информации

Рис. 1. Зависимость времени шифрования от объёма открытого текста

Рис. 2. Зависимость коэффициента ускорения алгоритма от объёма открытого текста

В случае алгоритма Кузнечик коэффициент ускорения не зависит от объёма открытого текста. В случае алгоритма Магма разброс значений можно признать незначительным, учитывая возможные ошибки в эффективной реализации и измерений. В ходе эксперимента была на практике подтверждена гипотеза, что многопоточная реализация алгоритма Кузнечик даёт большее ускорение, чем многопоточная реализация алгоритма Магма по причине разницы размеров блока в два раза. Библиографические ссылки

1. Миниахметова М. С., Цымблер М. Л. Разработка параллельного алгоритма шифрования ГОСТ 28147–89 на платформе IntelXeonPhi // Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ’2013) : тр. Междунар.

науч. конф. (1–5 апреля 2013, г. Челябинск). Челябинск : Изд. центр ЮУрГУ, 2013. 606 c. 2. ГОСТ Р 34.12–2015. Информационная технология. Криптографическая защита информации. Блочные шифры. М. : Стандартинформ, 2015. 25 с. 3. Введение в OpenMP: параллельное программирование на C++ [Электронный ресурс]. URL: https://software.intel.com/ru-ru/blogs/2011/11/21/ openmp-c (дата обращения: 07.09.2017). 4. Шнейер Б. Прикладная криптография. Протоколы, алгоритмы, исходные тексты на языке Си. М. :Триумф, 2002. 815 c. 5. Маркку-Юхани Сааринен Implementation of the proposed Russian block cipher standard, Kuznechik (“Grasshopper”) [Электронный ресурс]. URL: https://github.com/mjosaarinen/kuznechik (дата обращения: 07.09.2017).

437

Решетневские чтения. 2017

References

1. Minihmetova M. S., Cimbler M. L. [Multithread crypto algorithm State Standard 28147–89 development for IntelXeonPhi platform. Parallel computing technologies (PCT’2013): International Scientific Conference papers (1–5 aprel 2013, Chelyabinsk sity)] Razrabotka parallelnogo algoritma shifrovaniya GOST 28147–89 na platform IntelXeonPhi. Parallelniye vichislitelnie tehnologii (PaVT’2013): trudi mejdunarodnoy nauchnoy konferencii (10–5 aprelya 2013, g. Chelyabinsk). Chelyabinsk, 2013, 606 p. (In Russ.) 2. GOST R 34.12–2015. Informatsionnaya technologia. Kriptograficheskaya zastchita informatcii/ Blochnie shifri [State Standard R 34.12-2015 Information technology. Cryptographic data secure. Block syphers]. M. : Standartinform Publ., 2015. 25 p. (In Russ.)

3. Vvedeniye v OpenMP: parallelnoye programmirovaniye na C + + [Introduction to OpenMP: C + + parallel programming] Available at: https://software.intel.com/ruru/blogs/2011/11/ 21/openmp-c (accessed: 07.09.2017). (In Russ.) 4. Schneier B. Prikladnaya kriptografiya. Protokoly, algoritmi, ishodniye teksti na yazike Ci [Applied cryptography. Protocols, algorithms, C source codes]. М. : Triumph Publ., 2002. 815 p. 5. Markku-Juhani O. Saarinen Implementation of the proposed Russian block cipher standard, Kuznechik (“Grasshopper”) Available at: https://github.com/ mjosaarinen/kuznechik (accessed: 07.09.2017). (In Eng.)

438

© Шипулин П. М., Шниперов А. Н., 2017

Секция

«ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ (ТЕОРИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, DATA ENVELOPMENT ANALYSIS/ АНАЛИЗ СРЕДЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ)»

Решетневские чтения. 2017

УДК 51.74 МЕТОД ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕРВИЧНОГО ОТБОРА ПРЕТЕНДЕНТОВ В КОСМОНАВТЫ А. П. Бушевец Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Исследуется сравнительная эффективность процесса первичного отбора претендентов в космонавты с помощью методологии Data Envelopment Analysis. Ключевые слова: Data Envelopment Analysis, сравнительная эффективность функционирования, граница эффективности, задача линейного программирования. METHOD OF MEASURING EFFICIENCY OF PRIMARY SELECTION OF COSMONAUT CANDIDATES A. P. Bushevets Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The paper considers the comparative efficiency of the process of primary selection of cosmonaut candidates using the methodology of Data Envelopment Analysis. Keywords: Data Envelopment Analysis, comparative efficiency of functioning, efficiency frontier, linear programming problem. Эффективность отражает степень пригодности системы для ее использования в ходе преобразования определенных входов в выходы [1]. При решении практических задач управления анализ эффективности сложных систем позволяет оценить и повысить эффективность любой сферы человеческой деятельности, поддающейся формализации, в том числе и ракетно-космической. Автоматизация процесса сравнения эффективности объектов системы позволит упростить определенные процессы для разработчиков ракетно-космических систем, там, где ставится задача выбора наиболее эффективного из множества однородных объектов. Методология оценки эффективности включает в себя различные подходы. Зачастую удобнее сравнивать количественные значения показателей. Такую возможность предоставляет метод оценки эффективности Data Envelopment Analysis (DEA) [1; 2]. DEA относится к граничным методам [1; 3]. Данное утверждение обусловлено тем, что метод базируется на построении границы эффективности и анализе объектов, расположенных относительно этой границы [3]. Система, для которой выполняется оценка сравнительной эффективности, носит название модуль принятия решения или Decision Making Unit (DMU) [4]. DEA позволяет учитывать наличие многих входов и выходов DMU, позволяет определить причины неэффективности конкретных объектов относительно границы эффективности и пути их вывода на эту границу [1].

Ориентированная на выход DEA-модель имеет следующий вид [2; 5]: max F , F , , S  , S 

при ограничениях: n

X j j  S   X o ,  j 1 n

Y j  j  S   FYo ,  j 1  j  0,

j  1,..., n,

  s

   0,

S   s1 ,..., sm  0 S



 1

,..., s

 r

где F – оптимальное решение задачи, а так же мера эффективности исследуемого объекта по модели, ориентированной на выход. Проиллюстрируем метод DEA на основе статистических данных показателей силовой физической подготовки претендентов в космонавты на первичном отборе. В начале 2017 года «Роскосмос» объявил о наборе космонавтов для полета на Луну, на сайте Федерального космического агентства размещены минимальные требования к кандидатам в космонавты, которые послужили опорой для исследования. Будем сравнивать кандидатов в количестве восьми человек по таким критериям как подтягивания, отжимания на брусьях и угол в упоре на брусьях.

440

Эффективность функционирования сложных систем Исходные данные и соответствующие значения показателей эффективности №

1 2 3 4 5 6 7 8

Кандидат (DMU) К1 К2 К3 К4 К5 К6 К7 К8

INPUT (x) Унифицированный вход 1 1 1 1 1 1 1 1

OUTPUT (y) Подтягивания 14 16 20 25 13 15 13 17

Отжимания на брусьях 20 21 20 25 22 15 19 20

Вышеперечисленные значения подадим на выход модели. Все значения показателей на выходе соответствуют более устойчивой ситуации, т. е., чем выше значение норматива, тем лучше. Специфика метода DEA предполагает наличие хотя бы одного входа, в данном случае будем использовать в качестве входного показателя унифицированный показатель, которому присваивается значение единицы для всех рассматриваемых объектов [1]. В соответствии с методологией был сформирован обобщенный критерий эффективности в виде оптимизируемого функционала. Затем путем многократного решения задачи линейного программирования (ЗЛП) с учетом ограничений получены сравнительные оценки эффективности для каждого рассматриваемого DMU [1; 4]. Исходные данные и соответствующие значения показателей эффективности представлены в таблице, как видно из данных максимальную оценку эффективности имеет кандидат К4 и находится на границе эффективности, для всех остальных объектов значения показателей эффективности ниже единицы, и для них эталонным является вышеуказанный DMU-К4. На втором месте располагается К5 со значением показателя эффективности равным 0,952, а завершает список кандидат К6 со значением показателя 0,714. Для того чтобы достичь границы эффективности, например, объекту К3, необходимо спроецировать его на границу эффективности, то есть составить линейную комбинацию из одного или более эффективного объекта и определенного весового коэффициента. В данном случае весовой коэффициент имеет значение 1, а эталонным выступает объект К4. Таким образом, DEA – это удобный инструмент для оценки эффективности объектов или систем, а исследования с помощью вышеуказанной методологии могут дать полезные результаты как в вопросе первичного отбора претендентов в космонавты, так и во многих других вопросах, относящихся к данной тематике. Библиографические ссылки 1. Анализ эффективности функционирования сложных систем / В. Е. Кривоножко, А. И. Пропой,

Угол в упоре на брусьях 15 16 19 21 20 15 15 17

Показатель эффективности

Место

0,800 0,840 0,905 1,000 0,952 0,714 0,760 0,810

6 4 3 1 2 8 7 5

Р. В. Сеньков и др. // Автоматизация проектирования. 1999. С. 2–7. 2. Data Envelopment Analysis. A Comprehensive Text with Models, Applications, References, and DEASolver Software. Second Edition / W. W. Cooper, L. M. Seiford, K. Tone. Boston : Kluwer Academic Publishers, 2000. P. 2–99. 3. Кривоножко В., Лычев А. Анализ деятельности сложных социально-экономических систем / Издательский отдел факультета ВМиК МГУ им. М. В. Ломоносова ; МАКС Пресс. 2010. С. 7–53. 4. Measuring the Efficiency of Decision Making Units / A. Charnes, W. W. Cooper, E. Rhodes // European Journal of Operational Research. 1978. P. 429–444. 5. Coelli T. J. A Guide to DEAP Version 2.1: A Data Envelopment Analysis (Computer) Program. Centre for Efficiency and Productivity Analysis Department of Econometrics University of New England. P. 50. References 1. Krivonozhko V. E., Propoy A. I., Sen’kov R. V. et al. [Analysis of efficiency of functioning of complex systems]. Design automation. 1999. Р. 2–7. 2. Cooper W. W., Seiford L. M., Tone K. [Data Envelopment Analysis. A Comprehensive Text with Models, Applications, References, and DEA-Solver Software. Second Edition]. Boston : Kluwer Academic Publishers. 2000. Р. 2–99. 3. Krivonozhko V. E., Lyichev A. V. [Analysis of the activities of complex socio-economic systems]. Publishing Department of the Faculty of Computational Mathematics and Cybernetics, Moscow State University. M. V. Lomonosov. MAX Press. 2010. P. 7–53. 4. Charnes A., Cooper, W. W., Rhodes E. [Measuring the Efficiency of Decision Making Units]. European Journal of Operational Research. 1978. Р. 429–444. 5. Coelli T. J. [A Guide to DEAP Version 2.1: A Data Envelopment Analysis (Computer) Program]. Centre for Efficiency and Productivity Analysis Department of Econometrics University of New England. Р. 50.

441

© Бушевец А. П., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 332 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫБОРА И ПРИМЕНЕНИЯ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ СТИМУЛИРОВАНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОГО РОСТА М. А. Волкова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматриваются вопросы применения инструментов стимулирования экономического роста за счет повышения доли инновационной продукции. Предложена классификация объектов государственного регулирования. Определены условия выбора методов, форм и инструментов государственного стимулирования. Ключевые слова: методы, формы и инструменты государственного стимулирования экономического роста, объекты государственного регулирования. IMPROVING THE EFFECTIVENESS TO CHOOSE AND APPLY TERRITORIAL ECONOMIC GROWTH STIMULATION INSTRUMENTS M. A. Volkova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The article deals with the problems of applying economic growth stimulation instruments on the base of increasing innovation production. The author proposes a new classification of state regulation objects and determines the principals to choose methods, forms and instruments of economic growth stimulation. Keywords: methods, forms and instruments of economic growth stimulation, state regulation objects. Большинство экспертов сходятся во мнении, что текущий кризис российской экономики, являясь следствием действия глобальных процессов, формирующих новые политические, экономические и социальные реалии, а также «внешних шоков», в значительной степени обусловлен специфическими институциональными проблемами России. Мировой кризис и санкции фактически обострили проблему поиска новой модели экономического роста. В условиях отсутствия постоянно возрастающего притока нефтегазовой ренты возможности для развития в рамках «рентной модели» сильно ограничены [1]. Эксперты указывают на необходимость построения модели, позволяющей улучшить международную производственную специализацию России в направлении повышения доли инновационной продукции, участвовать в глобальных цепочках создания стоимости на более выгодных условиях [2]. В настоящее время основой российского экспорта по-прежнему является экспорт углеводородов. Хоть в период с 2014 по 2016 г. произошли определенные сдвиги в динамике и структуре экспорта, а именно – снижение объемов экспорта сопровождалось диверсификацией российской экспортной структуры, существенным образом на позиции российской экономики в мировой это не повлияло. Обострение политического противостояния с ведущими развитыми державами привело к активному обсуждению идеи развития производства импортоза-

мещающей продукции, то есть, по сути, переходу к политике самообеспечения [3]. В дальнейшем от обсуждения политики «внутреннего импортозамещения» перешли к политике «экспорто-ориентированного импортозамещения», положив в основу тезис, что успешность работы компаний на внутреннем рынке позволяет им перейти к освоению внешних рынков. Реализация указанных стратегий требует структурной перестройки российской экономики, предполагающей накопление и развитие человеческого капитала, заимствования и разработки новых технологий, создание условий для инвестиций и предпринимательства [4]. В свою очередь структурная перестройка экономики невозможна без эффективной государственной поддержки территориального развития. С одной стороны, в России сформирован целый комплекс инструментов территориального развития: начиная с 2000-х гг. создаются институты развития (ОАО «Роснано», ОАО «РВК», региональные венчурные фонды), в регионах постепенно формируется инновационная инфраструктура [5]. С другой, эффективность применения имеющегося инструментария сравнительно не высокая, не так много примеров реальных прорывов в социально-экономическом оживлении территорий. Необходима новая концепция взаимодействия между федеральными и региональными государственными структурами – с одной стороны, и между госу-

442

Эффективность функционирования сложных систем

дарством, научно-исследовательскими организациями и бизнес-сообществом – с другой, в основу данной концепции должен быть положен грамотный выбор объектов государственного регулирования. В качестве таких объектов могут рассматриваться отдельные сегменты/сектора региональной экономики, разграничение которых будет осуществляться исходя из следующих критериев: уровень «включенности» продукта (услуги) (выпуск/оказание которых осуществляется/планируется региональными компаниями) в национальные, региональные (регион – ЕАЭС) и глобальные производственные сети (в более узком смысле – национальные, региональные и глобальные цепочки создания стоимости); тип рынка, для которого предназначен данный продукт (услуга): регион (территория субъекта Российской Федерации), макрорегион (федеральный округ), национальные границы, пространство ЕАЭС, СНГ и дальнее зарубежье. Представляется целесообразным, что выбор методов, форм и инструментов государственного стимулирования экономического роста с учетом представленной выше классификации объектов государственного регулирования должен осуществляться системно, при соблюдении ряда принципов: 1. Основой указанного выбора должно стать комплексное изучение сложившихся условий и предпосылок саморазвития территории (интенсивность конкуренции и сложившихся кооперационных связей на уже существующих рынках, возможности появления новых продуктов и рынков), в результате которого будут определены ключевые для региональной экономики сектора, поддержка которых должна стать прерогативой региональной экономической политики государственных структур. 2. В отношении ключевых секторов региональной экономики необходимо определить основных «субъектов влияния» (stakeholder), которые будут непосредственно задействованы в реализации проектов территориального развития. 3. Необходима интенсификация горизонтальных связей в рамках реализуемых проектов: стимулирование сетевых взаимодействий между компаниями/группами компаний в рамках одного региона, макрорегиона (федеральный округ), страны в целом, между государственными структурами различных субъектов Федерации, а также интенсификация международного сотрудничества [6]. Библиографические ссылки 1. Мау В. Антикризисные меры или структурные реформы: экономическая политика России в 2015 году // Вопросы экономики. 2016. № 2. С. 5–33.

2. Дементьев В., Устюжин Е. Включение отечественной экономики в глобальные цепочки создания стоимости: созидательный потенциал и риски // Российский экономический журнал. 2016. № 2. С. 19–34. 3. Загашвили В. Диверсификация российской экономики в условиях санкций // Мировая экономика и международные отношения. 2016. № 6. С. 52–60. 4. Земцов С., Баринова В. Смена парадигмы региональной инновационной политики в России: от выравнивания к «умной специализации» // Вопросы экономики. 2016. № 10. С. 65–81. 5. Щвецов А. «Точки роста» или «Черные дыры»? (К вопросу об эффективности применения «зональных» инструментов госстимулирования оживления экономической динамики территорий) // Российский экономический журнал. 2016. № 3. С. 40–61. 6. Бляхман Л. С. Глобальные, региональные и национальные тенденции развития экономики России в XXI веке: избранные труды. СПб. : Изд-во СанктПетербургского университета, 2016. 671 с. References 1. Маu V. [Anti-crisis measures or structural reforms: Russia's economic policy in 2015]. Voprosy Ekonomiki. 2016. Vol. 2. P. 5–33. (In Russ.) 2. Dement'ev V., Ustjuzhin Е. Vkljuchenie otechestvennoj jekonomiki v global'nye cepochki sozdanija stoimosti: sozidatel'nyj potencial i riski. [Including national economy in global value chains: creative potential and risks]. Rossijskij ekonomicheskij zhurnal. 2016. Vol. 2. P. 19–34. (In Russ.) 3. Zagashvili V. [Diversification of Russian economy under sanctions]. World Economy and International Relations. 2016. Vol. 60, № 6. P. 52–60. (In Russ.) 4. Zemtsov S., Barinova V. [The paradigm changing of regional innovation policy in Russia: From equalization to smart specialization]. Voprosy Ekonomiki. 2016. Vol. 10. P. 65–81. (In Russ.) 5. Shhvecov A. «Tochki rosta» ili «Chernye dyry»? (K voprosu ob jeffektivnosti primenenija «zonal'nyh» instrumentov gosstimulirovanija ozhivlenija jekonomicheskoj dinamiki territorij). [«Growing-points» or «Black holes»? (To the question of effectiveness in applying «area-based» instruments of economic activity state support]. Rossijskij ekonomicheskij zhurnal. 2016. Vol. 3. P. 40–61. (In Russ.) 6. Bljahman L.S. Global'nye, regional'nye i nacional'nye tendencii razvitija jekonomiki Rossii v XXI veke: izbrannye trudy. [Global, regional and national trends of Russian economy development in the XXI century: selectas].Saint Petersburg, Saint Petersburg University Publ., 2016. 671 p.

443

© Волкова М. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.863 ПОСТРОЕНИЕ СЕЧЕНИЙ ЭФФЕКТИВНОГО ФРОНТА ДЛЯ МОДЕЛИ FDH НА ОСНОВЕ ОПТИМИЗАЦИОННОГО ПОДХОДА И АЛГОРИТМОВ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОГО ПЕРЕБОРА* В. Е. Кривоножко1, 2, А. В. Лычев1* 1

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» Российская Федерация, 119049, г. Москва, Ленинский просп., 4 2 Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской Академии наук Российская Федерация, 119333, г. Москва, ул. Вавилова, 44/2 * E-mail: [email protected] Исследуются теоретические основы методов визуализации многомерного фронта в невыпуклых моделях FDH на основе оптимизационных методов и с использованием алгоритмов целенаправленного перебора. Ключевые слова: эффективность, анализ среды функционирования, модель FDH, визуализация эффективного фронта, алгоритм. FRONTIER VISUALIZATION IN FDH MODELS BASED ON OPTIMIZATION ALGORITHMS AND ENUMERATION METHODS V. E. Krivonozhko1, 2, A. V. Lychev1* 1

National University of Science and Technology MISiS 4, Leninsky Av., Moscow, 119049, Russian Federation 2 Federal Research Center “Computer Science and Control”, Russian Academy of Sciences 44/2, Vavilov Str., Moscow, 119333, Russian Federation * E-mail: [email protected] The paper describes the algorithms for frontier visualization in FDH models. Our approach is based on optimization algorithms and enumeration methods. Keywords: efficiency, data envelopment analysis, free disposal hull, frontier visualization, algorithm. Модель FDH (Free Disposal Hull) для анализа деятельности и управления сложными объектами была предложена в работе [1]. В отличие от традиционных моделей методологии анализа среды функционирования (АСФ) [2; 3] (на английском языке этот термин звучит как Data Envelopment Analysis – DEA), в модели FDH ослабляются ограничения выпуклости. Однако, несмотря на то, что оба эти подхода появились в научной литературе практически одновременно, модель FDH получила меньшее распространение, по сравнению с выпуклыми моделями АСФ. По-видимому, особенность модели FDH, которая заключается в том, что множество производственных возможностей является невыпуклым, сдерживала развитие данной модели. Изначально модель FDH была сформулирована как модель с переменным эффектом масштаба, в этой модели переменные λ являются двоичными, тем самым модель представляет собой целочисленную задачу оптимизации. В научной литературе был предложен подход, основанный на использовании оптимизационных мето-

дов, для визуализации эффективного фронта для выпуклых моделей АСФ [4]. Однако, как отмечается в работе [5], в мировой научной литературе не было работ по визуализации многомерного фронта в моделях FDH. В данной работе развивается подход по визуализации многомерного фронта в невыпуклых моделях FDH, основанный на оптимизационных методах и используемый ранее для построения фронта для выпуклых моделей АСФ [4]. Такой подход значительно облегчает вычисление различных характеристик поведения в моделях FDH, а также способствует принятию решений для управления сложными системами. В мировой научной литературе много работ было посвящено развитию методов для вычисления различных характеристик поведения объектов в моделях FDH. Эти методы можно разделить на две группы. В первой группе методов существенно используется подход, основанный на оптимизации [6]. Вторая группа методов опирается на методы целенаправленного перебора [7].

__________________________ *

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект №17-11-01353).

444

Эффективность функционирования сложных систем Построение изоквант по входным показателям Набор данных Российские банки Шведские электрораспределительные системы Норвежские муниципальные объекты

Количество показателей

Количество объектов

6

200

время, с 15,2

число итераций 1 110 969

Метод целенаправленного перебора время, с 0,156

8

163

10,9

618 570

0,2

13

469

254,7

6 524 867

1,16

Оптимизационный подход

Авторский коллектив разработал методы визуализации эффективного фронта для невыпуклой модели FDH как на основе оптимизационного подхода, так и с помощью алгоритмов целенаправленного перебора. Описание предложенных алгоритмов частично (для некоторых видов сечений) приведено в работе [8]. Для проверки предложенных алгоритмов были проведены эксперименты с использованием реальных баз данных из различных областей: российские банки, шведские электрораспределительные системы и норвежские муниципальные объекты. Исходные данные подробно описаны в работах [9–11]. Все вычислительные эксперименты проводились на персональном компьютере с процессором Intel Core i3, тактовая частота 3,33 ГГц. Для решения оптимизационных задач использовалась библиотека lp_solve версии 5.5.2.0. Результаты расчетов всех изоквант по входным показателям для модели FDH по каждому из наборов данных приведены в таблице. Согласно полученным результатам, метод целенаправленного перебора показывает высокую скорость по сравнению с оптимизационным подходом. Однако он требует для реализации навыков программирования, поскольку при расчетах оптимизационным алгоритмом можно воспользоваться готовыми пакетами программ оптимизации. Вычислительные эксперименты показали, что предложенные алгоритмы работают устойчиво и выдают решение за приемлемое время. Например, в экспериментах с российскими банками вычисление мер эффективности для всех объектов по входной модели FDH потребовалось около 1 с, что вполне сравнимо с общим временем построения всех входных изоквант. Таким образом, вычислительные эксперименты показывают стабильность и надежность предложенных алгоритмов. Библиографические ссылки 1. Deprins D., Simar L., Tulkens H. Measuring labor efficiency in post offices / ed. by M. Marchand, P. Pestieau, H. Tulkens. The performance of public enterprises: Concepts and measurements, North Holland, Amsterdam, 1984. P. 243–268. 2. Charnes A., Cooper W.W., Rhodes E. Measuring the efficiency of decision making units // European Journal of Operational Research. 1978. Vol. 2 (6). P. 429–444. 3. Banker R. D., Charnes A., Cooper W. W. Some models for estimating technical and scale inefficiencies in data envelopment analysis // Management Science. 1984. Vol. 30 (9). P. 1078–1092.

4. Krivonozhko V. E., Utkin O. B., Volodin A. V., Sablin I. A., Patrin M. V. Constructions of economic functions and calculations of marginal rates in DEA using parametric optimization methods // Journal of the Operational Research Society. 2004. Vol. 55 (10). P. 1049–1058. 5. Cesaroni G., Kerstens K., Woestyne I. Van de. Global and local scale characteristics in convex and nonconvex nonparametric technologies: A first empirical exploration // European Journal of Operational Research. 2017. Vol. 259 (2). P. 576–586. 6. Podinovski V. V. On the linearisation of reference technologies for testing returns to scale in FDH models // European Journal of Operational Research. 2004. Vol. 152 (3). P. 800–802. 7. Kerstens K., Van De Woestyne I. Solution methods for nonconvex free disposal hull models: A review and some critical comments // Asia-Pacific Journal of Operational Research. 2014. Vol. 31 (1). P. 1450010-1–1450010-13. 8. Krivonozhko V. E., Lychev A. V. Methods for frontier reconstruction in FDH models // Труды седьмой Международной конференции «Системный анализ и информационные технологии» САИТ-2017 (13–18 июня, 2017, г. Светлогорск). Светлогорск, 2017. С. 412– 419. 9. Førsund F. R., Hjalmarsson L., Krivonozhko V. E., Utkin O. B. Calculation of scale elasticities in DEA models: direct and indirect approaches // Journal of Productivity Analysis. 2007. Vol. 28. P. 45–56. 10. Krivonozhko V. E., Førsund F. R., Lychev A. V. A note on imposing strong complementary slackness conditions in DEA // European Journal of Operational Research. 2012. Vol. 220 (3). P. 716–721. 11. Erlandsen E., Førsund F.R. Efficiency in the provision of municipal nursing-and home care services: the Norwegian experience / ed. by K.J. Fox. Efficiency in the public sector, chapter 10. Boston/Dordrecht/London: Kluwer, 2002. P. 273–300. References 1. Deprins D., Simar L., Tulkens H. Measuring labor efficiency in post offices / ed. by M. Marchand, P. Pestieau, H. Tulkens. The performance of public enterprises: Concepts and measurements, North Holland, Amsterdam, 1984. P. 243–268. 2. Charnes A., Cooper W.W., Rhodes E. Measuring the efficiency of decision making units // European Journal of Operational Research. 1978. Vol. 2 (6). P. 429–444.

445

Решетневские чтения. 2017

3. Banker R. D., Charnes A., Cooper W. W. Some models for estimating technical and scale inefficiencies in data envelopment analysis // Management Science. 1984. Vol. 30 (9). P. 1078–1092. 4. Krivonozhko V. E., Utkin O. B., Volodin A. V., Sablin I. A., Patrin M. V. Constructions of economic functions and calculations of marginal rates in DEA using parametric optimization methods // Journal of the Operational Research Society. 2004. Vol. 55 (10). P. 1049–1058. 5. Cesaroni G., Kerstens K., Woestyne I. Van de. Global and local scale characteristics in convex and nonconvex nonparametric technologies: A first empirical exploration // European Journal of Operational Research. 2017. Vol. 259 (2). P. 576–586. 6. Podinovski V. V. On the linearisation of reference technologies for testing returns to scale in FDH models // European Journal of Operational Research. 2004. Vol. 152 (3). P. 800–802. 7. Kerstens K., Van De Woestyne I. Solution methods for nonconvex free disposal hull models: A review and some critical comments // Asia-Pacific Journal of Operational Research. 2014. Vol. 31 (1). P. 1450010-1–1450010-13.

8. Krivonozhko V. E., Lychev A. V. Methods for frontier reconstruction in FDH models. Trudy sed'moy Mezhdunarodnoy konferentsii «Sistemnyy analiz i informatsionnye tekhnologii» SAIT-2017 [Proceedings of the 7th International Conference “Systems Analysis and Information Technologies” SAIT-2017] (13–18 June, 2017, Svetlogorsk, Russia). Svetlogorsk, 2017. P. 412–419. 9. Førsund F. R., Hjalmarsson L., Krivonozhko V. E., Utkin O. B. Calculation of scale elasticities in DEA models: direct and indirect approaches // Journal of Productivity Analysis. 2007. Vol. 28. P. 45–56. 10. Krivonozhko V. E., Førsund F. R., Lychev A. V. A note on imposing strong complementary slackness conditions in DEA // European Journal of Operational Research. 2012. Vol. 220 (3). P. 716–721. 11. Erlandsen E., Førsund F.R. Efficiency in the provision of municipal nursing-and home care services: the Norwegian experience / ed. by K.J. Fox. Efficiency in the public sector, chapter 10. Boston/Dordrecht/London: Kluwer, 2002. P. 273–300.

446

© Кривоножко В. Е., Лычев А. В., 2017

Эффективность функционирования сложных систем

УДК 519.863+629.7: 65.011.8 УПРАВЛЕНИЕ РАЗРАБОТКАМИ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ FREE DISPOSAL HULL* А. В. Лычев1**, А. В. Рожнов1, 2 1

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» Российская Федерация, 119049, г. Москва, Ленинский просп. 4 2 Институт проблем управления имени В. А. Трапезникова Российской академии наук Российская Федерация, 117997, ГСП-7, г. Москва, ул. Профсоюзная, 65 ** E-mail: [email protected] Рассматривается оценка эффективности производства с применением модели Free Disposal Hull. Представлен подход к управлению разработкой изделий и результаты анализа среды функционирования субъектов деятельности на примере аэрокосмической отрасли. Ключевые слова: эффективность, многокритериальные методы принятия решений, анализ среды функционирования, модель Free Disposal Hull (FDH), управление производством, ситуационная осведомлённость, аэрокосмическая отрасль. MANAGING COMPLEX PRODUCT DEVELOPMENT AND EFFICIENCY EVALUATION IN THE AEROSPACE INDUSTRY USING FDH MODEL A. V. Lychev1**, A. V. Rozhnov1, 2 1

National University of Science and Technology MISiS 4, Leninsky Av., Moscow, 119049, Russian Federation 2 Trapeznikov Institute of Control Sciences of Russian Academy of Sciences 65, Profsoyuznaya Str., Moscow, 117997, Russian Federation ** E-mail: [email protected] The paper presents an approach to the management of complex product development and the evaluation of production efficiency in the aerospace industry using Free Disposal Hull model. Keywords: efficiency, multiple criteria decision making, data envelopment analysis, free disposal hull, production management, situational awareness, aerospace industry. В сравнении с начальным периодом становления аэрокосмической отрасли, когда управление производством в ней и обусловленное развитие в основном были ориентированы на увеличение производительности и оптимизацию массогабаритных показателей изделий и стоимость конечного продукта при этом не была решающим фактором, в последние десятилетия, ввиду сокращений бюджетов и ужесточения международной конкуренции, стоимость является одним из предопределяющих критериев управления разработками [1–4]. Взаимоувязанное обоснование выбора инструментария при проектировании прорывных информационных технологий на ранних стадиях жизненного цикла таких сложных систем, а также опережающая оценка (иной раз в сочетании принципиально различных подходов) эффективности применения, встречает в практике противоречие между особенностями современных методов и часто весьма нетривиальными потребностями заказчика [5–7]. Действительно, в практике подобные сложные системы аэрокосмической отрасли имеют множество

взаимосвязанных требований, конструктивных параметров и показателей затрат, поэтому, как следствие, разработка матрицы планирования является достаточно трудоёмкой задачей. Таким образом, цель предлагаемого подхода состоит в том, чтобы существенно снизить сложность ряда задач управления, сосредоточив, в первую очередь, внимание на «критичных» компонентах и параметрах разработки предлагаемого продукта [8; 9]. В числе современных методов непараметрического оценивания эффективности сложных систем непосредственное приложение в настоящее время получает популярная методология анализа среды функционирования (АСФ), за рубежом – как «Data Envelopment Analysis (DEA)». Данный подход, раскрываемый совокупностью моделей, позволяет строить многомерное пространство по большому числу параметров системы и с помощью срезов в произвольных проекциях обследовать всевозможные зависимости одних параметров от других в интересах прогноза развития среды функционирования в целом [10–14].

_________________________ *

Исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда (проект № 17-11-01353).

447

Решетневские чтения. 2017

В АСФ отправной точкой анализа эффективности является множество производственных возможностей, которое содержит все оцениваемые объекты, и его граница (эффективный фронт). Но, меры входных и выходных данных, применительно к рассматриваемым условиям применения по назначению, в основном являются целочисленными. Для решения подобного рода задач в методологии АСФ следует выделить модель Free Disposal Hull (FDH) [6]. Суть таковой заключается в представлении вектора входных и выходных данных системы с соблюдением постулатов монотонности и минимальной экстраполяции, но без учёта постулата выпуклости. В отличие от традиционных моделей АСФ, в данной модели эффективный фронт является невыпуклым, что позволяет более точно оценить изменения эффекта масштаба [15]. В отличие от метода анализа иерархий, который распространён в решениях задач такого рода, данная модель позволяет найти все Паретоэффективные объекты [16; 17] и произвести расчёт мер эффективности, который сводится к решению известных задач целочисленного линейного программирования. Предложенное в данной работе решение сориентировано на оценивание мер эффективности новой проблемно-ориентированной системы управления на ранних стадиях жизненного цикла при комплексной разработке предлагаемого продукта [18]. Рассматриваемый подход к оценке эффективности производства с применением модели FDH позволяет сравнивать различные проектные решения как в утилитарно технических и, в то же время, так и в экономических аспектах, аргументирован в приведённом кратком библиографическом обзоре [1–18] соответствующего инструментария и примеров реализации многокритериальных методов принятия решений, прорывных информационных технологий. Сопровождаемое управление разработкой изделий на всех этапах жизненного цикла посредством детализированного анализа среды функционирования субъектов деятельности имеет хорошие перспективы приложения не только в аэрокосмической отрасли, но и в смеженных к ней, что во многом способствует обеспечению ситуационной осведомленности потребителей при межведомственном взаимодействии в последующем [7; 18]. В приложении к данному докладу сформирован задел систематизированных исходных данных (экономико-организационных, финансовых и некоторых других, также включая и нормативные) современных конкурентных условий развития аэрокосмической отрасли. Библиографические ссылки 1. Gerosa S., De Nunzio I., Lo Storto C., Costabile V. A “design to cost” methodology to manage complex product development in the space industry // PMI Global Congress 2007 – EMEA (Budapest, Hungary). Newtown Square, PA: Project Management Institute, 2007. 2. MacLean L., Larsson S., Richman A. An Efficiency Analysis of Aircraft Maintenance Programs // SAE Technical Paper 2003-01-2978, 2003. DOI: 10.4271/2003-012978. 3. Dong P., Qiao K., Yang M. Operational efficiency across the Chinese aerospace industry: a DEA and Malm-

quist analysis // Chinese Management Studies, 2015. Vol. 9, № 4. P. 553–570. DOI: 10.1108/CMS-07-2015-0142. 4. Рожнов А. В., Губин А. Н., Белавкин П. А. Становление вычислительных систем и комплексов военного назначения на заре стратегических ракетных войск // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2010. № 11. С. 62–68. 5. Рожнов А. В., Карпов В. В. Разработка предложений по созданию единых технологий с перспективными источниками энергии в космической отрасли // Управление развитием крупномасштабных систем MLSD’2016. Труды Девятой междунар. конф. : в 2 т. / под общ. ред. С. Н. Васильева, А. Д. Цвиркуна. 2016. С. 150–154. 6. Лобанов И. А., Рожнов А. В. Оценивание эффективности проблемно-ориентированной системы управления на ранних стадиях жизненного цикла комплекса ЛА с использованием модели FDH // Фундаментальные проблемы системной безопасности, 2014. С. 377–379. 7. Язык схем радикалов в проблемных вопросах предпроектных исследований, оснащения, сопровождения систем и в экспериментальных задачах внедрения критических наукоемких технологий / Н. П. Будко, А. П. Жук, В. В. Князев и др. // Интеллектуализация сложных систем : монография : Информационноизмерительные и управляющие системы. 2009. Т. 7, № 3. С. 1–92. 8. Filho A. J. C. A. F., Salomon V. A. P., Marins F. A. S. Measuring the efficiency of outsourcing: an illustrative case study from the aerospace industry // Complex Systems Concurrent Engineering / ed. by G. Loureiro, R. Curran. London: Springer, 2007. DOI: 10.1007/978-184628-976-7_90 9. Joo S.-J., Messer G. H. Jr., Bradshaw R. The performance evaluation of existing suppliers using data envelopment analysis // International Journal of Services and Operations Management, 2009. Vol. 5, № 4. P. 429–443. DOI: 10.1504/IJSOM.2009.024578 10. Кривоножко В. Е., Рожнов А. В., Лычев А. В. Построение гибридных интеллектуальных информационных сред и компонентов экспертных систем на основе обобщённой модели АСФ // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2013. № 6. С. 3–12. 11. Моргунов Е. П. Система поддержки принятия решений при исследовании эффективности сложных систем: принципы разработки, требования и архитектура // Вестник СибГАУ. 2007. № 3 (16). С. 59–63. 12. Моргунов Е. П., Моргунова О. Н. Многомерная классификация сложных объектов на основе оценки их эффективности // Вестник НИИ СУВПТ : сб. науч. тр. / под общ. ред. Н. В. Василенко. Красноярск : НИИ СУВПТ, 2003. Вып. 14. С. 222–240. 13. Кривоножко В. Е., Пискунов А. А., Лычев А. В. Построение функции оценки деятельности сложных систем // Доклады академии наук. 2009. Т. 426, № 5. С. 608–612. 14. Алескеров Ф. Т., Белоусова В. Ю., Петрущенко В. В. Модели оболочечного анализа данных и анализа стохастической границы в задаче оценки эффективности деятельности университетов // Проблемы управления. 2015. № 5. С. 2–19.

448

Эффективность функционирования сложных систем

15. Измерение эффекта масштаба в нерадиальных моделях методологии АСФ / В. Е. Кривоножко, Ф. Р. Форсунд, А. В. Рожнов и др. // Докл. академии наук. 2012. Т. 442, № 5. С. 605–609. 16. Подиновский В. В., Подиновская О. В. О некорректности метода анализа иерархий // Проблемы управления. 2011. № 1. С. 8–13. 17. Подиновский В. В., Подиновская О. В. Ещё раз о некорректности метода анализа иерархий // Проблемы управления. 2012. № 4. С. 75–78. 18. Nechaev V., Goncharenko V., Rozhnov A., Lobanov I., Lytchev A. Integration of virtual semantic environments components and generalized DEA model // CEUR Workshop Proceedings. Selected Papers of the 11th International Scientific-Practical Conference Modern Information Technologies and IT-Education, SITITO 2016. 2016. P. 339–347. References 1. Gerosa S., De Nunzio I., Lo Storto C., Costabile V. A “design to cost” methodology to manage complex product development in the space industry // PMI Global Congress 2007 – EMEA, Budapest, Hungary. Newtown Square, PA: Project Management Institute, 2007. 2. MacLean L., Larsson S., Richman A. An Efficiency Analysis of Aircraft Maintenance Programs // SAE Technical Paper 2003-01-2978, 2003. DOI: 10.4271/2003-01-2978. 3. Dong P., Qiao K., Yang M. Operational efficiency across the Chinese aerospace industry: a DEA and Malmquist analysis // Chinese Management Studies, 2015. Vol. 9, № 4. P. 553–570 DOI: 10.1108/CMS-07-2015-0142. 4. Rozhnov A. V., Gubin A. N., Belavkin P. A. Stanovlenie vychislitel'nykh sistem i kompleksov voennogo naznacheniya na zare strategicheskikh raketnykh voysk [The development of computer systems and military complexes at the dawn of strategic missile forces] // Neurocomputers. 2010. №11. P. 62–68. 5. Rozhnov A. V., Karpov V. V. Razrabotka predlozheniy po sozdaniyu edinykh tekhnologiy s perspektivnymi istochnikami energii v kosmicheskoy otrasli [Development of proposals for the creation of unified technologies with perspective sources of energy in the space industry] // Upravlenie razvitiem krupnomasshtabnykh sistem MLSD'2016. Trudy Devyatoy mezhdunarodnoy konferentsii [Proceedings of the Ninth International Conference “Management of the development of large-scale systems” MLSD'2016]. M., 2016. P. 150–154. 6. Lobanov I. A., Rozhnov A. V. Otsenivanie effektivnosti problemno-orientirovannoy sistemy upravleniya na rannikh stadiyakh zhiznennogo tsikla kompleksa LA s ispol'zovaniem modeli FDH [Estimation of the efficiency of the problem-oriented control system in the early stages of the life cycle of the aircraft complex using the FDH model] // Fundamental'nye problemy sistemnoy bezopasnosti, 2014. P. 377–379. 7. Budko N. P., Zhuk A. P., Knyazev V. V., Pirogov M. V., Rozhnov A. V., Chechkin A. V. et al. Yazyk skhem radikalov v problemnykh voprosakh predproektnykh issledovaniy, osnashcheniya, soprovozhdeniya sistem i v eksperimental'nykh zadachakh vnedreniya kriticheskikh naukoemkikh tekhnologiy [The language of radical schemes in problem questions of pre-

project research, equipment, systems support and in the experimental tasks of introducing critical scienceintensive technologies] // Informatsionno-izmeritel'nye i upravlyayushchie sistemy, 2009. Vol. 7, № 3. P. 1–92. 8. Filho A. J. C. A. F., Salomon V. A. P., Marins F. A. S. Measuring the efficiency of outsourcing: an illustrative case study from the aerospace industry // Complex Systems Concurrent Engineering / ed. by G. Loureiro, R. Curran. London: Springer, 2007. DOI: 10.1007/978-1-84628-976-7_90. 9. Joo S.-J., Messer Jr. G. H., Bradshaw R. The performance evaluation of existing suppliers using data envelopment analysis // International Journal of Services and Operations Management, 2009. Vol. 5, № 4. P. 429–443. DOI: 10.1504/IJSOM.2009.024578. 10. Krivonozhko V. E., Rozhnov A. V., Lychev A. V. Postroenie gibridnykh intellektual'nykh informatsionnykh sred i komponentov ekspertnykh sistem na osnove obobshchennoy modeli ASF [Construction of hybrid intelligent information environments and components of expert systems using generalized DEA model] // Neurocomputers. 2013. № 6. P. 3–12. 11. Morgunov E. P. Sistema podderzhki prinyatiya resheniy pri issledovanii effektivnosti slozhnykh sistem: printsipy razrabotki, trebovaniya i arkhitektura [Decision support system for efficiency measurement of complex systems: development principles, requirements and architecture] // Vestnik SibGAU. 2007. № 3 (16). P. 59–63. 12. Morgunov E. P., Morgunova O. N. Mnogomernaya klassifikatsiya slozhnykh ob”ektov na osnove otsenki ikh effektivnosti [The multidimensional classification of complex objects based on efficiency estimation] // Vestnik NII SUVPT. Krasnoyarsk: NII SUVPT, 2003. Vol. 14. P. 222–240. 13. Krivonozhko V. E., Piskunov A. A., Lychev A. V. Construction of Rating Function Using DEA Models // Doklady Mathematics. 2009. Vol. 79, No 3. P. 440–444. 14. Aleskerov F. T., Belousova V. Yu., Petrushchenko V. V. Modeli obolochechnogo analiza dannykh i analiza stokhasticheskoy granitsy v zadache otsenki effektivnosti deyatel'nosti universitetov [DEA and SFA models in the problem of measurement of universities’ efficiency] // Problemy upravleniya. 2015. No 5. С. 2–19. 15. Krivonozhko V. E., Førsund F. R., Rozhnov A. V., Lychev A. V. Measurement of returns to scale using a non-radial DEA model // Doklady Mathematics. 2012. Vol. 85, No 1. P. 144–148. 16. Podinovskiy V. V., Podinovskaya O. V. O nekorrektnosti metoda analiza ierarkhiy [On the incorrectness of the analytic hierarchy process] // Problemy upravleniya. 2011. № 1. P. 8–13. 17. Podinovskiy V. V., Podinovskaya O. V. Eshche raz o nekorrektnosti metoda analiza ierarkhiy [Once again on the incorrectness of the analytic hierarchy process] // Problemy upravleniya. 2012. № 4. P. 75–78. 18. Nechaev V., Goncharenko V., Rozhnov A., Lobanov I., Lytchev A. Integration of virtual semantic environments components and generalized DEA model // CEUR Workshop Proceedings: “Selected Papers of the 11th International Scientific-Practical Conference Modern Information Technologies and IT-Education, SITITO 2016”, 2016. P. 339–347.

449

© Лычев А. В., Рожнов А. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.8 ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА DATA ENVELOPMENT ANALYSIS ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ IT-СПЕЦИАЛИСТОВ Е. П. Моргунов, О. Н. Моргунова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Предлагается использовать метод Data Envelopment Analysis (Анализ среды функционирования) для оценки эффективности IT-специалистов, работающих в авиакосмической отрасли. Ключевые слова: эффективность IT-специалистов, Data Envelopment Analysis, DEA, анализ среды функционирования, АСФ. APPLICATION OF THE DATA ENVELOPMENT ANALYSIS METHOD FOR ASSESSMENT OF EFFICIENCY OF IT-SPECIALISTS E. P. Morgunov, O. N. Morgunova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper suggests applying Data Envelopment Analysis for assessment of efficiency of IT-specialists working in aerospace branch. Keywords: efficiency of IT-specialists, Data Envelopment Analysis, DEA. Задача оценки эффективности работы специалистов является актуальной в различных отраслях. Это относится и к авиакосмической отрасли. Для решения указанной задачи, на наш взгляд, целесообразно использовать метод Data Envelopment Analysis (DEA), который в России известен под именем Анализ Среды Функционирования (АСФ). Метод DEA был предложен в 1978 г. американскими учеными A. Charnes, W. W. Cooper, E. Rhodes [1], которые основывались на идеях, изложенных в статье M. J. Farrell [2], опубликованной в 1957 г. Метод уже давно используется на Западе в различных сферах: бизнес, управление, образование, здравоохранения, финансы и т. д. Положение дел с использованием этого метода в России кратко описано в статье [3]. Метод DEA (АСФ) основан на построении так называемой границы эффективности в многомерном пространстве входных и выходных переменных, описывающих объекты, эффективность которых требуется определить. Такими объектами могут быть предприятия, организации, университеты, банки и т. д. Метод требует разделения показателей на входные (inputs), т. е. используемые ресурсы, и выходные (outputs), т. е. полученные результаты. Граница эффективности представляет собой гиперповерхность, огибающую (охватывающую) точки, соответствующие оцениваемым объектам. Степень эффективности конкретного объекта зависит от расстояния между ним и границей эффективности: чем дальше объект находится от границы, тем его эффективность ниже.

Объекты, находящиеся на границе эффективности, считаются эффективными.

Граница эффективности

На рисунке представлена граница эффективности для простейшего случая, когда имеется только один вход (ресурс) и один выход (результат, продукт). Объекты B, C, D и E будут эффективными, а объект A – неэффективным. Для определения его степени неэффективности точку A проецируют на границу эффективности. Выполняется это аналитическим путем. Представим формализованное описание метода на примере одной из его моделей. Пусть требуется определить показатель эффективности каждого из n объектов. Для описания каждого объекта oj, j  1, n , служит пара векторов (xj, yj). При этом вектор x j  ( x j1 ,..., x ji , ..., x jm )T содержит входные показатели

450

Эффективность функционирования сложных систем

(входы) для объекта oj, а вектор y j  ( y j1 ,..., y jr , ..., y js )T содержит выходные показатели (выходы) для объекта oj. Тогда матрица X = (xj), имеющая размерность m × n, содержит вектор-столбцы с входными данными для всех n объектов, а матрица Y = (yj), имеющая размерность s × n, содержит вектор-столбцы с выходными данными для всех n объектов. В основе метода DEA (АСФ) лежит метод линейного программирования, поэтому модель формулируется в таком виде [4, с. 43]: min ,λ (),  x j  Xλ  0,  y j  Yλ  0,

казателей, которыми описываются достижения специалистов. Конечно, возникает задача оценки уровня владения технологиями, но ее можно решить с помощью экспертов или на основе ознакомления с исходными кодами программ, написанных программистом. Для учета масштаба проектов, выполненных программистом, также можно ввести соответствующие поправочные коэффициенты. Невозможно полностью формализовать процедуру оценки эффективности работы IT-специалистов. Тем не менее, применение метода DEA (АСФ) для решения этой задачи в авиакосмической отрасли может способствовать получению более объективной информации для принятия управленческих решений.

λ  0.

Скаляр  и является мерой эффективности j-го объекта, θ  (0; 1]. Объекты, имеющие значение показателя  = 1, считаются эффективными и находятся, как принято говорить, на границе эффективности. Аналогичная задача решается для каждого объекта, т. е. n раз. Для объектов, имеющих  < 1, предлагаются рекомендуемые (целевые) значения показателей, достигнув которых, эти объекты также окажутся на границе эффективности. Теперь рассмотрим гипотетические ситуации, в которых применение метода DEA (АСФ) было бы, на наш взгляд, оправданным. Предположим, что разработчики проектируют новые базы данных, и необходимо оценить эффективность работы в каждом проекте. Каждый такой проект можно описать следующими показателями: число человеко-часов труда специалиста высокой квалификации; число человекочасов труда специалиста средней квалификации; число таблиц в базе данных; число внешних ключей; объем базы данных (в гигабайтах) и т. д. Затраты труда мы отнесем к входным показателям, а остальные показатели будут выходными. Конечно, этот набор показателей не является всеобъемлющим, но он в определенной степени отражает уровень сложности проектируемой базы данных. Определение адекватного набора показателей может являться отдельной задачей. В результате проведения вычислений мы получим для каждого проекта один скалярный показатель, который и будет выражать уровень эффективности, достигнутый при выполнении проекта. В качестве еще одного примера рассмотрим оценку продуктивности работы специалистов. В качестве входного показателя возьмем опыт работы (в годах). В качестве выходных показателей используем следующие: общий объем исходного кода, написанного программистом (число строк кода); число успешно завершенных проектов; число языков программирования, СУБД или каких-то технологий, которыми владеет программист. Возможен выбор и других по-

Библиографические ссылки 1. Charnes A., Cooper W. W., Rhodes E. Measuring the Efficiency of Decision Making Units // European Journal of Operational Research. 1978. Vol. 2. P. 429–444. 2. Farrell, M. J. The Measurement of Productive Efficiencyl // Journal of The Royal Statistical Society, Series A (General), Part III. 1957. Vol. 120. P. 253–281. 3. Моргунов Е. П., Моргунова О. Н. Продвижение метода оценки эффективности систем Data Envelopment Analysis в России // XX Междунар. науч.-практ. конф. «Системный анализ в проектировании и управлении», 29 июня – 1 июля 2016 г. : труды : в 2 ч. / Санкт-Петербургский политехн. ун-т Петра Великого. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2016. Ч. 2. С. 390–398. 4. Cooper W. W., Seiford L. M., Tone K. Data Envelopment Analysis : A Comprehensive Text with Models, Applications, References, and DEA-Solver Software. Boston : Kluwer Academic Publishers, 2000. 318 p. References 1. Charnes A., Cooper W. W., Rhodes E. Measuring the Efficiency of Decision Making Units // European Journal of Operational Research. 1978. Vol. 2. P. 429–444. 2. Farrell, M. J. The Measurement of Productive Efficiencyl // Journal of The Royal Statistical Society, Series A (General), Part III. 1957. Vol. 120. P. 253–281. 3. Morgunov E. P., Morgunova O. N. Prodvizhenie metoda ocenki jeffektivnosti sistem Data Envelopment Analysis v Rossii // XX Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. «Sistemnyj analiz v proektirovanii i upravlenii», 29 ijunja – 1 ijulja 2016 g. : trudy : v 2 ch. / Sankt-Peterburgskij politehn. un-t Petra Velikogo. SPb. : Izd-vo Politehn. unta, 2016. Ch. 2. S. 390–398. 4. Cooper W. W., Seiford L. M., Tone K. Data Envelopment Analysis : A Comprehensive Text with Models, Applications, References, and DEA-Solver Software. Boston : Kluwer Academic Publishers, 2000. 318 p.

451

© Моргунов Е. П., Моргунова О. Н., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 332.1 ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА DATA ENVELOPMENT ANALYSIS ДЛЯ ОЦЕНКИ УРОВНЯ ИННОВАЦИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ РЕГИОНА И. Р. Руйга Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected] Рассмотрена возможность применения метода Data Envelopment Analysis для оценки уровня инновационной устойчивости региона как одной из характеристик успешного инновационного развития социальноэкономической системы. Ключевые слова: Data Envelopment Analysis, инновационная устойчивость региона. THE POSSIBILITY OF USING THE DATA ENVELOPMENT ANALYSIS METHOD TO ESTIMATE THE REGION INNOVATIVE SUSTAINABILITY I. R. Rouiga Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: [email protected] The article considers the possibility of using the Data Envelopment Analysis method to estimate the innovation sustainability on the region level as one of the characteristics of successful innovation development of the socio-economic system. Keywords: Data Envelopment Analysis, regional innovation sustainability. Инновационную устойчивость можно рассматривать как одну из характеристик успешного инновационного развития социально-экономической системы любого уровня (национального, регионального, локального). Под инновационной устойчивостью региональной социально-экономической системы, по мнению автора, следует понимать способность системы в течение определенного периода времени генерировать создание объектов интеллектуальной собственности с последующей их коммерциализацией в производственный сектор региона с целью существенного изменения структуры промышленности и развития производств нового технологического уклада. В целом оценка инновационного развития на уровне региона может основываться на нескольких основных подходах: 1) подход, основанный на формировании индексов инновационного развития, определяющих положение региона относительно других регионов (система рейтингования); 2) подход, основанный на методах сравнительного анализа ряда инновационных показателей, представленных в динамике. Однако динамика может дать оценку относительно темпов инновационного развития, но не уровня состояния инновационной устойчивости. Наиболее показательной, с точки зрения определения уровня инновационной устойчивости на различных уровнях, является метод сравнения фактических показателей инновационного развития с пороговыми значениями. Более того, с точки зрения обеспечения состояния устойчивости необходимым услови-

ем является не только соответствие пороговому значению, а также улучшение показателей в динамике. Такой метод одновременно является и наиболее трудоемким. По мнению автора, применение количественных методов к оценке инновационной устойчивости регионов может существенным образом расширить разнообразие известных подходов. При определении уровня инновационной устойчивости региона полезная информация может быть получена при сравнении регионов между собой. В связи с этим предлагается использовать метод Data Envelopment Analysis (DEA) для выполнения такого сравнения. Метод DEA с успехом применяется в отечественной и зарубежной практике для оценки эффективности функционирования однородных объектов в различных социально-экономических системах. Такими объектами могут быть корпоративные структуры, финансово-кредитные учреждения, учреждения социальной сферы, органы управления, регионы и т. д. [1; 6; 7]. В настоящее время общепринятого русского эквивалента английскому названию метода не существует, однако предлагается такой вариант, как «анализ среды функционирования» [4]. Суть метода DEA на примере хозяйственной системы широко рассмотрена в работах отечественных и зарубежных ученых [1–6]. В методологии DEA используется термин «эффективность функционирования», отражающий эффективность, с которой исследуемые объекты преобразуют

452

Эффективность функционирования сложных систем

входы в выходы. В данном исследовании под эффективностью следует понимать уровень инновационной устойчивости региона. Одним из подходов к решению проблемы разделения показателей на входные и выходные для оценки инновационной устойчивости региона может быть следующий [7]: к входным показателям можно условно отнести те из них, для которых более предпочтительными считаются меньшие значения, а к выходным – показатели, сориентированные на увеличение. В результате после проведения ряда вычислительных операций по методу DEA получим для «неэффективных» регионов рекомендации по снижению значений входных и увеличению значений выходных показателей. Возможны и другие подходы к решению задачи разделения показателей на входные и выходные [1]. При этом следует учитывать, что в методике входные параметры упрощенно представляются как ресурсы системы, а выходные – как результаты деятельности системы. Для отбора и обоснования параметров оценки уровня инновационной устойчивости региона автором предлагается адаптировать показатели инновационного развития на региональном уровне к требованиям метода DEA следующим образом. В качестве входных параметров предлагается использовать показатели, отражающие условия, способствующие развитию инновационной экономики региона, а в качестве выходных параметров – показатели, характеризующие результаты инновационной деятельности субъекта. Кроме этого, необходимо дифференцировать по «направлению» показатели, выбранные в качестве входных с позиции устойчивости: ориентированные на снижение (1 группа) или увеличение (2 группа). При использовании метода DEA исходными данными для показателей первой группы будут приниматься их фактические значения. Для показателей второй группы (когда устойчивым является рост значения параметра), по мнению автора, необходимо определить пороговые значения (некий эталон), отклонение фактических значений от которых для достижения устойчивого состояния устремляется к минимуму. Следовательно, в этом случае будет не нарушаться утверждение о том, что чем отклонение меньше, тем более инновационно устойчивой является система (в данном случае регион). Таким образом, применяя указанный метод, можно получить сравнительный срез в регионах России по уровню инновационной устойчивости, а затем выйти на формирование оценки общероссийского уровня. При этом метод DEA позволяет определять относительную эффективность (то есть уровень инновационной устойчивости) регионов. Это означает, что регионы сравниваются между собой. Результатом работы метода DEA будет один интегральный показатель для каждого из изучаемых в выборке субъектов федерации, на основании значения которого может быть проведено ранжирование регионов. Кроме того, производятся конкретные оценки желательных изменений во входах/выходах, которые позволили бы вывести неэффективные регионы на так называемую границу эффективности.

Библиографические ссылки 1. Система обеспечения экономической безопасности региона / Ю. В. Дорофеева и др. Красноярск : НИИ СУВПТ, 2002. 2. Data Envelopment Analysis: theory, methodology, and application. / A. Charnes, W. W.Cooper, A. Y. Lewin, L. M. Seiford // Kluwer Academic Publishers. Boston, 1994. 3. Coelli T., Prasada Rao D. S., Battese G. E. An introduction to efficiency and productivity analysis // Kluwer Academic Publishers, Boston, 1998. 4. Анализ эффективности функционирования сложных систем / В. Е. Кривоножко, А. И. Пропой, Р. В. Сеньков и др. // Автоматизация проектирования. 1999. № 1. С. 2–7. 5. Fried H. O., Lovell C. A. K., Schmidt S. S. (Eds.) The Measurement of Productive Efficiency and Productivit Growth // Oxford University Press, 1993. 653 p. 6. Моргунов Е. П. Многомерная классификация на основе аналитического метода оценки эффективности сложных систем : дис. … канд. физ.-мат. наук. Красноярск, 2003. 160 с. 7. Кацик Д. Е. Теоретические аспекты экономической безопасности регина как субъекта внешнеэкономических отношений (на примере Красноярского края) : дис. … канд. экон. наук. Красноярск, 2003. 199 с. References 1. Sistema obespecheniya ehkonomicheskoj bezopasnosti regiona [The system of economic security of the region] / Yu. V. Dorofeeva et al. Krasnoyarsk, NII SUVPT, 2002. 2. Data Envelopment Analysis: theory, methodology, and application / A. Charnes, W. W. Cooper, A. Y. Lewin, L. M. Seiford // Kluwer Academic Publishers, Boston, 1994. 3. Coelli T., Prasada Rao D. S., Battese G. E. An introduction to efficiency and productivity analysis. Kluwer Academic Publishers, Boston, 1998. 4. [Analysis of the performance of complex systems] / V. E. Krivonozhko, A. I. Propoj, R. V. Sen'kov et al. // Avtomatizaciya proektirovaniya. 1999. № 1. P. 2–7. (In Russ.). 5. Fried H. O., Lovell C. A. K., Schmidt S. S. (Eds.) The Measurement of Productive Efficiency and Productivit Growth. Oxford University Press, 1993. 653 p. 6. Morgunov E. P. Mnogomernaya klassifikaciya na osnove analiticheskogo metoda ocenki ehffektivnosti slozhnyh system. Dis. kand. fiz.-mat. nauk. [A multidimensional classification based on an analytical method for evaluating the efficiency of complex systems. Cand. phis.-math. sci. diss.]. Krasnoyarsk, 2003, 160 p. 7. Kacik D. E Teoreticheskie aspekty ehkonomicheskoj bezopasnosti regina kak sub”ekta vneshneehkonomicheskih otnoshenij (na primere Krasnoyarskogo kraya). Dis. kand. ehkon. nauk. [Theoretical aspects of economic security of the region as a subject of foreign economic relations (on the case of the Krasnoyarsk Krai). Cand. econ. sci. diss.]. Krasnoyarsk, 2003, 199 p.

453

© Руйга И. Р., 2017

Секция

«ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ АВИАЦИОННО-КОСМИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ»

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

УДК 338.33 КОНКУРЕНТНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Д. В. Аленкина, Н. В. Федорова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматриваются конкурентные преимущества производственного предприятия. Особое внимание уделяется долгосрочным перспективам. Ключевые слова: конкуренция, конкурентоспособность, конкурентные стратегии, производство. COMPETITIVE ADVANTAGES OF THE MANUFACTURING ENTERPRISE D. V. Alenkina, N. V. Fedorova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This article discusses the competitive advantages of the manufacturing enterprise. Special attention is paid to longterm prospects. Keywords: competition, competitiveness, competitive strategies, manufacturing. Для всесторонне успешной деятельности на рынке компания должна обладать тем или иным абсолютным преимуществом перед конкурентами. Основой любой современной организации, безусловно, являются люди, поскольку именно люди обеспечивают эффективное использование различных ресурсов, имеющихся в распоряжении организации, и определяют ее экономические показатели и конкурентоспособность [1]. В настоящее время конкуренция имеет тенденцию к ужесточению практически на всех уровнях рыночных отношений. Руководитель предприятия должен знать о своих преимуществах и максимально эффективно их использовать. Эти преимущества получили название конкурентные преимущества. «Под конкурентным преимуществом понимается способность компании действовать в одном или нескольких направлениях, в которых конкуренты не хотят или не имеют возможности соответствовать уровням создаваемой ею ценности и издержек» [2]. Существует и другое определение: «Конкурентное преимущество системы – обладаемая системой какаялибо эксклюзивная ценность, дающая ей превосходство перед конкурентами» [3]. Наиболее важные конкурентные преимущества: – прибыльность производства; – вид инновационной деятельности; – уровень производительности труда; – уровень эффективности стратегического планирования и управления фирмой; – адаптивность и другие [4]. АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» является ведущим российским предприятием в области создания спутников связи, телевещания, ретрансляции информации,

навигации и геодезии, а также по проектированию, производству и удовлетворению спроса на качественную конкурентно-способную антенную продукцию и телекоммуникационных систем. Компания предлагает проверенные решения для беспроводной фиксированной связи. Одной из долгосрочных целей АО «ИСС» является становление самой лучшей и конкурентоспособной Российской компанией по производству спутников связи нового поколения, антенной продукции и телекоммуникационных систем. Чтобы сохранить позиции в условиях растущего конкурентного давления, предприятию приходится следовать новым правилам игры: участвовать в создании крупных специализированных холдингов с привлечением иностранных партнеров, запускать аутсорсинговые программы, диверсифицировать производство. АО «ИСС» – активный участник этого процесса. В ближайшем будущем предприятие возглавит мощную корпорацию ОАО «РЕШЕТНЕВ» («Информационные спутниковые системы»), которая формируется Федеральным космическим агентством и призвана создавать конкурентоспособную продукцию для российских и зарубежных потребителей. Основное направление долгосрочной стратегии развития АО «ИСС» – освоение новых рынков и выпуск новых продуктов на основе космических технологий. Планируется, что около 50 % продукции будущего холдинга будет приходиться на диверсифицированные производства. Это позволит корпорации быть гибкой и устойчивой в любых экономических условиях. Создаваемая же ракетно-космическая корпорация собирается выйти на фондовый рынок, приобрести рыночную стоимость. Такая форма организации по-

455

Решетневские чтения. 2017

зволит значительно облегчить выполнение зарубежных заказов. Ведь для полной загрузки предприятий корпорации необходимо, чтобы не менее 40 % продукции поставлялось на внешний рынок. Поскольку конкуренция на этом рынке сильнейшая, то АО ИСС собирается привлечь и иностранный капитал. Заключены контракты с ФГУП «Космическая связь» на изготовление пяти геостационарных спутников тяжелого класса «Экспресс-АМ». Это самые мощные в своем классе отечественные спутники. Новые «Экспресс-АМ» устанавливаются на базе усовершенствованной платформы, впервые использованной на спутнике «Сесат». В кооперации с французской фирмой Alcatel Space создаются четыре спутника («Экспресс-АМ22», АМ11, АМ2 и АМ3), а совместно с японской фирмой NTSpace SystemsLtd (NEC) – «Экспресс-АМ1». Активный срок эксплуатации всех спутников определен в 12 лет. Вторая крупная программа АО ИСС связана с воплощением в жизнь Федеральной целевой программы «Глобальная навигационная система» (2002–2011 гг.). Она разделена на две части. Первая предусматривает изготовление аппаратов «Глонасс-М», вторая – «Глонасс-К». Таким образом, несмотря на постоянное изменение ситуации на мировом рынке, крупнейшими производителями геостационарных спутников связи остаются упомянутые выше компании. Именно они определяют современный уровень спутников связи их технических и эксплуатационных характеристик, а также сроков поставки и удельной стоимости. При определении уровня целевых характеристик, которыми должна обладать продукция разработки АО «ИСС» чтобы успешно конкурировать с уже имеющейся на мировом рынке, необходимо исходить из анализа современного состояния и ближайших перспектив продукции именно этих производителей [5].

Библиографические ссылки 1. Федорова Н. В. Вопросы адаптации новых сотрудников предприятия (на основе маркетинговых исследований) // Решетневские чтения : материалы XIX Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 55-летию СибГАУ им. акад. М. Ф.Решетнева (10–14 нояб. 2015, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. Ч. 2. С. 380. 2. Маркетинг : учебник для вузов / Г. Л. Багиев, В. М. Тарасевич, Х. Анн. М. : Экономика, 2014. С. 213. 3. Дзахмишева И. Ш. Методика оценки конкурентоспособности услуги в розничной торговой сети // Маркетинг в России и за рубежом. 2012. № 3. 4. Философова Т. Г. Конкуренция. Инновации. Конкурентоспособность : учеб. пособие. М. : ЮНИТИДана, 2015. 5. АО «ИСС» [Электронный ресурс]. URL: https:// www.iss-reshetnev.ru (дата обращения: 02.09.2017). References 1. Fedorova N. V. Voprosy adaptacii novyh sotrudnikov predprijatija (na osnove marketingovyh issledovanij) // Reshetnevskie chtenija : materialy XIX Mezhdunar. Nauchno-prakticheskoj konf., posvjashh. 55-letiju SibSAU im. ak. M. F. Reshetneva (10–14 nojab. 2015, g. Krasnojarsk) : v 2 ch. / pod obshh. red. Ju. Ju. Loginova ; Sib. gos. ajerokosmich. un-t. Krasnojarsk, 2015. Ch. 2. Р. 380. 2. Marketing : Uchebnik dlja vuzov / G. L. Bagiev, V. M. Tarasevich, H. Ann. M. : Jekonomika, 2014. Р. 213. 3. Dzahmisheva I. Sh. Metodika ocenki konkurentosposobnosti uslugi v roznichnoj torgovoj seti // Marketing v Rossii i za rubezhom. 2012. № 3. 4. Filosofova T. G. Konkurencija. Innovacii. Konkurentosposobnost’ : ucheb. posobie. M. : JuNITI-DANA, 2015. 5. AO “ISS” [Jelektronnyj resurs]. Available at: https://www.iss-reshetnev.ru (accessed: 02.09.2017). © Аленкина Д. В., Федорова Н. В., 2017

456

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

УДК 330.1 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ СУЩНОСТЬ ВОСПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ФУНКЦИИ ОБОРОННО-ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА В ИННОВАЦИОННОЙ РОССИЙСКОЙ ЭКОНОМИКЕ Т. Н. Афанасьева*, В. И. Лячин, А. И. Леонидова, Т. С. Трубинова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Раскрывается связь воспроизводственной функции ОПК с развитием основного фактора инновационного роста российской экономики. Показывается, что новые источники финансирования инноваций в ОПК появляются в результате участия ОПК в развитии основного фактора инновационного роста экономики – человеческого капитала страны. Ключевые слова: сущность воспроизводственной функции ОПК, человеческий капитал как основной фактор инновационного роста экономики. ECONOMIC ESSENCE OF REPRODUCTIVE MIC FUNCTION IN THE INNOVATIVE RUSSIAN ECONOMY T. N. Afanaseva*, V. I. Lyachin, A. I. Leonidova, T. S. Trubinova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The article reveals link between the reproductive MIC function and the development of the main factor of the innovative growth of the Russian economy. It shows that new sources of financing innovations in the defense industry appear; MIC participation in the development of the main factor of innovative economic growth results in the country's human capital. Keywords: the essence of the reproductive function of the defense industry, human capital as the main factor of innovative growth of the economy. Нарастание угроз национальной безопасности, обусловленных внешними источниками, неизбежно обостряет противоречия в международных политических отношениях, поэтому остается актуальной задача обеспечения оборонно-промышленной безопасности страны. Эта задача может быть эффективно решена на новой технологической основе в условиях перехода российской экономики на инновационную модель развития, а в границах вышеназванной модели при условии подчинения функционирования ОПК потребностям инновационного роста экономики в целом [1]. Научное обоснование такой роли ОПК предполагает исследование оборонно-промышленного комплекса сквозь призму общественного воспроизводства, которое охватывает четыре фазы: собственно производство; распределение рабочей силы, орудий и предметов труда; товарно-денежное обращение и обмен; конечное потребление. Иными словами, речь идет об изучении ОПК в качестве системной составляющей национального общественного воспроизводства [2]. В связи с этим возрастает практический и научный интерес к пониманию воспроизводственной функции ОПК, поскольку источники финансирования инноваций ОПК ставятся в зависимости от экономического роста российской экономики в целом [3].

Научное обоснование сущности воспроизводственной функции ОПК необходимо в исходном плане отличать от оборонной функции ОПК, которая реализуется в условиях подчинения всей экономики интересам обеспечения безопасности страны. В свое время в СССР господствовал принцип: всё в первоочередном плане для производства средств обороны и по остаточному принципу развивались другие сферы общественного воспроизводства. На практике такая форма реализации оборонной функции ОПК вела к глубокой деформации основной воспроизводственной связи производства и потребления, к разрушению существовавшей планомерно организованной воспроизводственной целостности советской экономики. Выявление сущности воспроизводственной функции ОПК имеет внутреннюю логику, которая определяется в свою очередь логикой анализа экономики как воспроизводственной целостности. Воспроизводственная целостность экономики предстает как постоянно возобновляющийся и непрерывно повторяющийся процесс производства и потребления конечного общественного продукта при соблюдении пропорционального соответствия общественного производства и потребления. Изучение природы глобального воспроизводственного соответствия производства и потребления

457

Решетневские чтения. 2017

валового внутреннего продукта (ВВП) было осуществлено профессором Медведевым В.А. в работе «Воспроизводство и приоритеты развития» [4]. Исследование привело автора монографии к развернутому доказательству тезиса о том, что определяющее и приоритетное значение в формировании системы воспроизводственных пропорций имеет производство жизненных средств. В результате исследование воспроизводства при абстрагировании от приоритета производства жизненных средств не имеет научного значения, а потому исследование сущности воспроизводственной функции ОПК необходимо выводить из ее связи с исходной воспроизводственной пропорцией с акцентом на приоритетность производства жизненных средств в обеспечении роста российской экономики. В связи с этим, экономическая сущность воспроизводственной функции ОПК в исходном плане следует определить через способность ОПК содействовать первоочередному расширенному воспроизводству жизненных средств (производству товаров народного потребления) в стране. Однако воспроизводственная целостность экономики характеризуется не только способом связи производства и потребления совокупного общественного продукта, но и способом связи непосредственных производителей с материальными и духовными средствами производства. Известно, что при капиталистическом воспроизводстве непосредственные работники связаны со средствами производства через систему наёмного труда, что порождает эксплуатацию наёмного труда на капиталистических предприятиях и специфическую цель бизнеса – производство и воспроизводство прибыли. Способ связи непосредственных производителей с материальными и духовными условиями производства (основное производственное отношение) носит исторический характер, он изменяется и, следовательно, изменяется социально-экономическая форма воспроизводства. В современных условиях развития капиталистической экономики качественные изменения основной воспроизводственное связи приняли практически истинную форму в связи с переходом к использованию в производстве творческих сил работников. В результате наемные работники приобрели новые экономические качества. Как владельцы человеческого капитала они изменяют основную цель воспроизводства. В силу превращения непосредственных производителей в решающий фактор экономических роста за счет инноваций, вместо погони за прибылью целью предприятий выступает накопление человеческого капитала. В результате вышеобозначенных изменений устанавливается инновационный тип воспроизводственных отношений как сущностная характеристика новой экономики. Инновационный тип общественного воспроизводства требует уточнения содержания сущности воспроизводственной функции ОПК. На наш взгляд, её необходимо определить как способность ОПК содействовать накоплению и развитию человеческого капи-

тала – основного фактора роста инновационной экономики РФ. Выведение экономической сущности воспроизводственной функции ОПК из системы воспроизводственных отношений инновационной экономики открывает новое направление научных исследований воспроизводственных источников финансирования инновационного роста российской экономики, повышения суверенитета и обороноспособности страны [5]. Библиографические ссылки 1. Корсукова Н. Д. Проблемы государственного регулирования воспроизводственных процессов в условиях инновационного роста российской экономики : монография / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2009. 168 с. 2. Губанов С. Системный выбор России // Экономист. 2007. № 4. С. 3–22. 3. Проблемы воспроизводства научно-технического потенциала предприятий оборонно-промышленного комплекса : монография / Г. П. Беляков, А. А. Лукьянова, В. И. Лячин и др. ; под общ. ред. д-ра экон. наук, проф. Г. П. Белякова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2010. 164 с. 4. Медведев В. А. Воспроизводство и приоритеты развития. М. : Экономика, 2004. 206 с. 5. Беляков Г. П. Оборонно-промышленный комплекс: проблемы реформирования и развития : монография / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2003. 112 с. References 1. Korsukova N. D. Problemy gosudarstvennogo regulirovanija vosproizvodstvennyh processov v uslovijah innovacionnogo rosta rossijskoj jekonomiki [Problems of state regulation of reproductive processes in conditions of innovative growth of the Russian economy]. Krasnoyarsk, Sib. gos. ajerokosmich. un-t., 2009. 168 p. 2. Gubanov S. [System choice of Russia] Jekonomist. 2007. № 4. P. 3–22. 3. Beljakov G. P. Problemy vosproizvodstva nauchnotehnicheskogo potenciala predprijatij oboronnopromyshlennogo kompleksa [Problems of reproduction of the scientific and technical potential of enterprises of the military-industrial complex] / Sib. gos. ajerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2010. 164 p. 4. Medvedev V. A. Vosproizvodstvo i prioritety razvitija [Reproduction and development priorities]. M. : Jekonomika, 2004. 206 p. 5. Beljakov G. P. Oboronno-promyshlennyj kompleks: problemy reformirovanija i razvitija [The defense industry complex: problems of reform and development] / Sib. gos. ajerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2003. 112 p.

458

© Афанасьева Т. Н., Лячин В. И., Леонидова А. И., Трубинова Т. С., 2017

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

УДК 334.723.6:629.78:316.422(47+57) ИННОВАЦИОННАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСКОСМОС» М. А. Афонасова, Т. В. Архипова Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники Российская Федерация, 634050, г. Томск, просп. Ленина, 40 E-mail: [email protected] Рассматриваются вопросы, связанные с обеспечением экономической устойчивости государственных корпораций, анализируются проблемы их устойчивого функционирования и развития на примере госкорпорации «Роскосмос». Ключевые слова: государственная корпорация, устойчивость, инновации, адаптация. INNOVATIVE COMPONENT OF ECONOMIC STABILITY OF STATE CORPORATION “ROSKOSMOS” M. A. Afonasova, Т. V. Arkhipova Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics 40, Lenin Av., Tomsk, 634050, Russian Federation E-mail: [email protected] The article considers issues of ensuring the economic sustainability of state corporations, analyzes the problems of their sustainable functioning and development. The problems are examined on the materials of the «Roskosmos» state corporation. Keywords: state corporation, stability, innovation, adaptation. Институт госкорпораций (ГК) – относительно новое явление для российской экономики. ГК являются средой и одновременно инструментом государственной политики развития [1]. Каждая госкорпорация учреждается Российской Федерацией, при этом имущество переданное государственной корпорации, является собственностью этой ГК, т. е. государство формально отказывается от прав собственника, отчуждая ресурсы государственной корпорации. Госкорпорации отличаются между собой по целям, задачам и функциям для которых они были созданы, а также по административному статусу и участию государства в уставном капитале. Госкорпорации были созданы для реализации конкретных, необходимых стране, но очень затратных проектов. Государство показало, что оно способно обеспечить потенциал развития стратегических отраслей на среднесрочную и долгосрочную перспективу, таким образом формируя среду для инновационного развития российской экономики. В 2007 г. В РФ были учреждены шесть ГК, а в июле 2015 г. создана самая молодая на сегодняшний день государственная корпорация – ГК «Роскосмос», главная цель которой – обеспечение реализации государственной политики в области космической деятельности [2]. С позиции системного подхода государственная корпорация – это сложноорганизованная, нелинейная социально-экономическая система, для обеспечения

долговременной устойчивости которой необходимо эффективное регулирование ее деятельности, в первую очередь – своевременное реагирование на различные по интенсивности, источникам и характеру воздействия факторы внутренней и внешней среды. Категория «устойчивость» экономистами – учеными заимствована из теории систем и системного анализа. В сфере технических систем, устойчивостью любого явления называется его способность достаточно длительно и с достаточной точностью сохранять те формы своего существования, при утрате которых явление перестает быть самим собой [3]. В рамках данной работы под устойчивостью государственной корпорации будем понимать, ее способность сохранять заданную траекторию своего развития при условии воздействия неблагоприятных факторов. Экономическую устойчивость ГК будем рассматривать как элемент общей устойчивости, наряду с ресурсной, производственной, финансовой и т. д. Анализ данных отчетов, представленных на официальном сайте, о результатах деятельности ГК «Роскосмос» за 2015–2016 гг., позволяет заключить, что существует ряд проблем в производственнотехнической, экономической и кадровой сферах деятельности ГК, что ведет к нарушению ее экономической устойчивости. К примеру, по сравнению с предыдущими периодами ракетно-космическая отрасль стагнирует, демонстрирует спад в производительности труда (табл. 1).

459

Решетневские чтения. 2017 Таблица 1 Показатели экономической деятельности ГК «Роскосмос» Показатели экономической деятельности Темпы роста промышленного производства Темпы роста производительности труда

2015 г. (%) 96,6 110,3

2016 г. (%) 98,0 100,2

Изменение +1.4 –10,1

Таблица 2 Результаты выполнения ГК «Роскосмос» мероприятий Госпрограммы в 2016 году Составные части Госпрограммы По подпрограмме 1 По подпрограмме 2 По ФЦП "ФКП – 2025" По ФЦП "ГЛОНАСС" По ФЦП"Космодромы – 2015" По Госпрограмме в целом

Выполнение мероприятий Госпрограммы в 2016 г. всего запланировано выполнено не выполнено 5 4 1 29 19 10 115 106 9 50 36 14 12 3 9 211 168 43

Запланированные мероприятия по выполнению ГК «Роскосмос» Госпрограммы1 в 2016 г. также достигнуто не в полном объеме, несмотря на выделенные из государственного бюджета средства в 2016 году в размере 210 431,45 млн рублей (табл. 2). Основными причинами невыполнения мероприятий Госпрограммы, согласно отчета, являются дефицит кадровых ресурсов, организационно – управленческие факторы, факторы технического характера (неудачный запуск космического корабля «ПрогрессМС-04» из-за отказа двигателя 3-й ступени РН «Союз-У» 1.12.2016 г. Космический аппарат был утрачен) [2]. Оценка эффективности деятельности ГК «Роскосмос», приведенная в отчете, составляет 0,78. Методика для оценки эффективности разработана самой ГК. Она основывается на степени достижения основных целей и задач, и их сравнении с фактически освоенными средствами государственного бюджета на достижение целей в ракетно-космической отрасли. Государственная корпорация, как социальноэкономический институт, помимо возможностей несет и серьезные риски, в первую очередь сопряженные с осуществлением инновационной деятельности, с освоением передовых технологий. Госкорпорация «Роскосмос» и входящие в ее состав холдинги и научно-производственные объединения создают новые образцы ракетно-космической техники, уникальные космические технологии и продукты. Такая постоянно осуществляемая инновационная деятельность, как известно, сопряжена со значительными проблемами и рисками, поэтому в процессе её реализации крайне важное значение приобретает задача обеспечения экономической устойчивости как отдельных структурных элементов ГК, так и корпорации в целом. 1

Предприятия и организации Госкорпорации «Роскосмос» в 2016 г. обеспечивали выполнение мероприятий, которые включены в 2 подпрограммы и 5 федеральных целевых программ, входящие в состав государственной программы РФ «Космическая деятельность России на 2013–2020 гг.» (далее – Госпрограмма).

Известно, что с точки зрения синергетики, инновация – это своеобразная форма беспорядка и хаоса, которая может стать толчком и механизмом вывода системы на одну из потенциально возможных траекторий развития, обеспечивающую ее новое качественное состояние [4]. Экономическая устойчивость и развитие сложных социально-экономических систем во многом определяются, согласно положениям синергетики и теории сложности, наличием хаотических элементов в этих системах, в том числе таких, как новые технологии, оборудование, современные способы организации хозяйствования. Эти компоненты могут являться факторами приспособления к последующим изменениям условий внешней среды, подготовке к различным сценариям будущего развития событий. Таким образом, поскольку инновации выступают в качестве составляющих беспорядка по отношению к действующей системе, их внедрение вызывает в системе процесс самоорганизации, который направлен на адаптацию новых элементов в ее структуру. Система для ускорения адаптации вырабатывает эндогенные ответные инновации, при этом усложняются взаимосвязи между составляющими, изменяется конституция системы. На первом этапе самоорганизации для обеспечения устойчивости системы количество ее реакций (эндогенных инноваций) должно быть в соответствии с количеством экзогенных (внешних) импульсов. Система выстраивает структуру, в которой каждому внешнему воздействию соответствует компонент, способный генерировать ответные внутренние инновации и влиять на изменение структуры системы. Поскольку любая сложная система избирательно подходит к реагированию на экзогенные инновации, устанавливая своеобразные фильтры, жесткие режимы для их проникновения, она априори воспринимает лишь те импульсы, которые отвечают ее природе и возможностям; любые другие новшества и изменения могут действовать на нее негативно (вплоть до разрушения). На следующем этапе система упорядочивает свое состояние, что достигается посредством установления параметров порядка, включения так называемого

460

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

«принципа подчинения». При этом обеспечивается эффективная группировка однородных внутренних инноваций, позволяющих системе адаптироваться с наименьшими изменениями и, соответственно, затратами. Иными словами, на этом этапе происходит адаптация системы. Система находится в относительном равновесии, и решающее значение здесь приобретают эндогенные инновации, способствующие скорейшей адаптации и самоорганизации [5], которые будут способствовать повышению ее экономической устойчивости в рыночной среде. Специалисты ГК «Роскосмос» участвуют в разработках многочисленных инновационных проектов: от технологий исследования околоземного пространства до конкретных разработок образцов ракетных двигателей, бортовой аппаратуры и систем мягкой посадки на планеты с атмосферой. Чтобы обеспечить рыночную устойчивость и долговременную конкурентоспособность ГК в современном сверхдинамичном мире в условиях непрерывного потока инноваций, необходимо обеспечить соответствующий поток «ответных», эндогенных инноваций (организационно-управленческих, социальных, образовательных, и т. п.). Это позволит уравновесить внутренние и внешние инновационные «нагрузки» на систему и вывести ее в зону относительного равновесия, устойчивости в рыночной конкурентной среде. Библиографические ссылки 1. Glaeser, E., LaPorta R., Lopez-de-Silanes F., and Shleifer A. Do Institutions Cause Growth? // Journal of Economic Growth. 2004. Vol. 9. P. 271–303. 2. Официальный сайт ГК «Роскосмос» [Электронный ресурс]. URL: http://www.rusnano.com/about /structure http://www.roscosmos.ru/219/ (дата обращения: 20.08.2017).

3. Абрагян К. Введение в теорию устойчивости движения на конечном интервале времени. М. : Наука, 1991. 160 с. 4. Жигалова В. Н. Повышение потенциала экономической устойчивости предприятия : автореф. дис. … канд. экон. наук : 08.00.05. Барнаул, 2007. 22 с. 5. Оркина Е. А. Инновационная модель становления и развития сложных экономических систем на основе нелинейной динамики [Электронный ресурс]. URL: http://www.volsu.ru/RES_C/VGI/nauchnye/conference/4_conference_2001/thesis/orkina-ru-innova-cionnaya_model.pdf (дата обращения: 20.08.2017). References 1. Glaeser E., LaPorta R., Lopez-de-Silanes F., and Shleifer A. Do Institutions Cause Growth? // Journal of Economic Growth . 2004. Vol. 9. P. 271–303. 2. The official website of the state-owned enterprise “Roskosmos”. Available at: http://www.roscos mos.ru/219/ (accessed 20.08.2017). 3. Abragyan K. Vvedenie v teoriu ystoichivosti dvizheniya na konechnom intervale vremeni [Introduction to the theory of stability of motion on a finite time interval]. Moscow: Nauka Publ., 1991. 160 p. 4. Zhigalova V. N. Povishenie potensiala ekonomicheskoi ystoichivosti predpriyatiya. Dis. cand. econ. nayk. [Increase of the potential of economic stability of the enterprise. Dr. econ. sci. diss.]. Barnaul, 2007, 22 p. 5. Orkina E. A. Innovasionnaya model stanovleniya i rathvitiya slozhnih ekonomicheskih sistem na osnove nelineinoi dinamiki. [Innovative model of the formation and development of complex economic systems based on nonlinear dynamics]. Available at: http://www.volsu.ru/ RES_C/VGI/nauchnye/conference/4_conference_2001/ thesis/orkina-ru-innovacionnaya_model.pdf (accessed 20.08.2017). © Афонасова М. А., Архипова Т. В., 2017

461

Решетневские чтения. 2017

УДК 330.34+ 338.40 РОЛЬ КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ ИННОВАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА ПРЕДПРИЯТИЙ ОБОРОННО-ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА В ИННОВАЦИОННОМ РАЗВИТИИ РЕГИОНА Е. В. Борисова1, Ю. В. Ерыгин2 1

АО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660123, г. Красноярск, просп. имени газеты «Красноярский рабочий», 29 2 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Обоснована необходимость вовлечения в процесс коммерциализации инновационного потенциала предприятий ОПК, определена роль инновационной инфраструктуры региона в решении поставленной задачи. Предложен концептуальный подход к формированию инновационной инфраструктуры региона, основанный на организации взаимодействия и объединении усилий субъектов инновационной деятельности в реализации инновационных проектов региона, включая проекты коммерциализации инновационного потенциала предприятий ОПК. Ключевые слова: оборонно-промышленный комплекс, коммерциализация инновационного потенциала, инновационная инфраструктура. THE ROLE OF COMMERCIALIZATION OF INNOVATIVE POTENTIAL DEFENSE INDUSTRY ENTERPRISES IN INNOVATIVE DEVELOPMENT OF THE REGION E. V. Borisova1, Yu. V. Erygin2 1 JSC “Krasnoyarsk Machine Building Plant” 29, Krasnoyarskiy Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660123, Russian Federation 2 Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

In article proves need of involvement in process of commercialization of innovative potential of defense industry enterprises. Article considers a role of innovative infrastructure in the solution of a task commercialization of innovative capacity defense industry enterprises and conceptual approach to formation of innovative infrastructure in the region. This approach provides the organization of interaction and combination participants’ efforts in the process of commercialization implementing innovative projects in the region. Keywords: defense industry complex, commercialization of innovative potential, innovative infrastructure. В настоящее время основным направлением развития российской экономики является переход от сырьевой к инновационной модели развития [1]. Ведущую роль в инновационном развитии страны играют высокотехнологичные отрасли экономики, к числу которых, в первую очередь, относится оборонно-промышленный комплекс (ОПК). С советских времен до настоящего времени предприятия ОПК остаются центром концентрации передовых технологий, являются основой наукоёмкого и высокотехнологичного производства, обладают существенным потенциалом инновационного развития страны. На сегодняшний день перед предприятиями ОПК ставится задача масштабного перевооружения, ориентация на выпуск новейших и перспективных образцов вооружения и военной техники, а также достижение высокого уровня технической оснащённости. Кроме того, в целях дальнейшего развития ОПК Правительством

РФ ставится задача увеличения удельного веса высокотехнологичной продукции гражданского и двойного назначения предприятий ОПК до 30 % к 2025 г. [2], развивая, тем самым, их экономический и, в частности, инновационный потенциал. В этой связи эффективное использование имеющегося инновационного потенциала предприятий ОПК требует решения задачи его коммерциализации, что может стать основной повышения устойчивости и эффективности экономики страны. Участие предприятий ОПК в коммерциализации инновационного потенциала не только способствует развитию их инновационной деятельности, но и повышает шансы на успешную реализацию государственного оборонного заказа (ГОЗ) за счет привлечения дополнительного финансирования, получаемого от использования имеющегося научно-технического задела в производстве высокотехнологичной граждан-

462

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

ской продукции. Привлечение дополнительных источников финансирования является одной из важнейших задач развития предприятий ОПК из-за ограничений, наложенных в рамках № 275-ФЗ «О государственном оборонном заказе». Наряду с решением первоочередных государственных задач переход предприятий ОПК на новые виды вооружения и военной техники нередко сопровождается высвобождением достаточно нового, прогрессивного оборудования и современных технологий, имеющих возможность их использования для производства высокотехнологичной гражданской продукции. Учитывая современные тенденции развития ОПК, появляется необходимость организации дальнейшего использования прогрессивного инвестиционно-привлекательного оборудования и современных технологий ОПК для производства высокотехнологичной гражданской продукции, что также способствует вовлечению предприятий ОПК в процесс коммерциализации их инновационного потенциала [3]. Коммерциализация результатов научно-технической деятельности, созданных на предприятиях ОПК, как правило, невозможна без вовлечения в коммерческий оборот производственного, кадрового и других элементов экономического потенциала самих предприятий ОПК, поскольку именно они обладают преимущественными компетенциями в научнотехнической деятельности. При этом вовлечение их инновационного потенциала в процесс коммерциализации отвечает экономическим интересам, связанным с дозагрузкой имеющихся производственных мощностей. Особенностями коммерциализации инновационного потенциала предприятий ОПК являются: отсутствие до недавнего времени необходимости и опыта работы данных предприятий с объектами рыночной и инвестиционно-финансовой инфраструктуры, так как их основная деятельность направлена на выполнение ГОЗ; отсутствие механизмов коммерциализации инновационного потенциала; отсутствие возможности использования всей ресурсной базы предприятия для комплексной реализации инновационных проектов региона, включая проекты коммерциализации инновационного потенциала предприятий ОПК. В этой связи, коммерциализация инновационного потенциала предприятий ОПК невозможна без вовлечения в нее других субъектов инновационной деятельности, в первую очередь, имеющих компетенции и опыт работы в рыночных условиях, важнейшими из которых являются объекты инновационной инфраструктуры, в том числе расположенные в регионе размещения предприятий ОПК. Объекты инновационной инфраструктуры способствуют созданию условий для эффективной реализации инновационных проектов региона, включая проекты коммерциализации инновационного потенциала предприятий ОПК. В настоящее время в регионах с высоким инновационным потенциалом предприятий ОПК идет активное развитие инновационной инфраструктуры, однако, функционирующие объекты имеют слабо развитые связи между собой, зачастую, не соответствуют реальным инновационным проектам и

не учитывают возможности коммерциализации инновационного потенциала, что приводит к дисбалансу среди объектов инновационной инфраструктуры, их слабому взаимодействию между собой и низкой эффективности функционирования. Высокая значимость предприятий ОПК в инновационном развитии страны и ведущая роль региональной инновационной инфраструктуры в решении задач коммерциализации определили необходимость формирования сбалансированной, эффективно функционирующей региональной инновационной инфраструктуры, способствующей коммерциализации инновационного потенциала предприятий ОПК. При формировании региональной инновационной инфраструктуры объектом управления должны выступать бизнес-процессы реализуемых в регионе инновационных проектов, при этом часть из них, могут выполнять инновационные предприятия при наличии у них необходимого экономического потенциала и минимальных затрат, связанных с реализацией бизнес-процессов. Другая часть, включающая нехарактерные для предприятий ОПК бизнес-процессы, должны реализовываться объектами инновационной инфраструктуры региона, а также находящимся за его пределами объектами национального и международного уровня, обладающими компетенциями, опытом работы в рыночных условиях и обеспечивающими комплексную и непрерывную реализацию инновационных проектов. Таким образом, предлагаемый подход, основанный на декомпозиции инновационных проектов на бизнес-процессы, позволяет обеспечить максимальное вовлечение в реализацию инновационных проектов субъектов инновационной деятельности, формирующих инновационную инфраструктуру региона, включая как функционирующие в регионе, так и потенциальные ее объекты, а также инновационные предприятия, участвующие в кооперации интегрированных корпоративных структур, что позволяет осуществлять не только формирование инновационной инфраструктуры региона, но и рассматривать ее как открытую систему, способствующую реализации инновационных проектов региона, а также определять состав участников и систему их взаимосвязей. Библиографические ссылки 1. Об утверждении Стратегии инновационного развития Российской Федерации на период до 2020 года [Электронный ресурс] : распоряжение Правительства РФ от 08.12.2011 № 2227-р. URL: http:// www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_123444/ (дата обращения: 08.10.2017). 2. Послание Президента к Федеральному Собранию от 01.12.2016 [Электронный ресурс]. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_207 978/ (дата обращения: 08.10.2017). 3. Борисова Е. В., Ерыгин Ю. В. Направления и формы развития инновационной инфраструктуры региона с высоким инновационным потенциалом предприятий оборонно-промышленного комплекса // Вестник ЗабГУ. 2015. № 10 (125). С. 77–90.

463

Решетневские чтения. 2017

References 1. The order of the Government of the Russian Federation from August 12, 2011 of no 2227-p “About the adoption of Strategy of innovative development of the Russian Federation until 2020”. Available at: URL:http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW _123444/. (In Russ.) 2. Poslanie Prezidenta k Federal'nomu Sobraniyu 01.12.2016. [The message of the President to Federal

Assembly]. Available at: http://www.consultant.ru/ document/cons_doc_LAW 207978/.(In Russ.) 3. Borisova E. V., Erygin Yu. V. [Directions and forms of development of innovative infrastructure in the region with a high innovative potential of the defense industrial complex] // Vestnik ZabGU. 2015. № 10 (125). P. 77–90. (In Russ.)

464

© Борисова Е. В., Ерыгин Ю. В., 2017

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

УДК: 332.146.2 ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЭКСПЕРТНЫХ ОЦЕНОК ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ФИНАНСОВОЙ ПОДДЕРЖКИ ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ РЕГИОНА Д. О. Волков*, Н. Т. Аврамчикова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Приводится обоснование необходимости применения экспертных методов для оценки эффективности государственной поддержки инновационной деятельности ракетно-космической отрасли региона, обладающей большим инновационным потенциалом. Ключевые слова: метод экспертных оценок, инновации, государственная поддержка инновационной деятельности, инновационное развитие региона, критерии эффективности государственной поддержки. APPLYING THE EXPERT ASSESSMENT METHOD TO ASSESS THE EFFICIENCY OF STATE FINANCIAL SUPPORT TO INNOVATION ACTIVITIES OF THE REGION D. O. Volkov*, N. T. Avramchikova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The article presents the necessity of applying expert methods to assess the effectiveness of state support for innovative activities at the rocket and space industry of the region, which has great innovative potential. Keywords: method of expert assessments, innovations, state support of innovative activity, innovative development of the region, criteria of efficiency of state support. Ракетно-космическая промышленность является одной из базовых отраслей российской экономики и характеризуется наукоемкими и высокотехнологичными производствами, продукцией и услугами. Отрасль исторически обладает огромным инновационным потенциалом, раскрытие и развитие должным образом которого может оказать существенное влияние на развитие экономики региона и Российской Федерации в целом [1]. Именно поэтому ключевую роль приобретает реализация эффективной государственной политики в сфере поддержки и развития инновационной деятельности (ИД). Согласно действующему законодательству государственная финансовая поддержка ИД может осуществляться в форме предоставления субсидий, грантов, кредитов, займов, гарантий, взносов в уставный капитал [2]. Поскольку государственная поддержка осуществляется преимущественно за счет бюджетных средств, то в условиях ограниченности финансовых ресурсов важно правильно выбрать приоритетные направления использования бюджетных ресурсов и наиболее эффективным образом их использовать. В связи с этим появляется необходимость подвергнуть применяемые механизмы поддержки качественной оценке с целью определения эффективности их реализации. Эффективность государственной поддержки – это сложная экономическая категория, показывающая

максимальную производственную отдачу от совокупности средств и выгод, получаемых субъектами ИД безвозмездно или на льготных условиях из бюджета разных уровней, а также от действия законодательных и других государственных мер, обеспечивающих условия эффективного создания, внедрения и коммерциализации инновационных разработок [3]. Экономическая эффективность характеризуется сравнением результатов с ресурсами, применяемыми для достижения этих результатов. Она раскрывается через такие понятия, как результативность, экономичность [4]. Проведенный анализ государственной поддержки в других отраслях экономики привели к выводу о том, что эффективная государственная поддержка ИД характеризуется только наличием совокупности взаимодополняющих факторов (см. рисунок). Проанализировав законодательную базу (действующую и проектную) были выделены обобщенные критерии, применяемые в настоящее время для проведения оценки (см. таблицу). Учитывая специфику и характер ИД, которая характеризуется качественной новизной производимой высокотехнологичной продукции, сложностью и, как следствие, повышенной степенью риска, возникает необходимость применения, помимо общепринятых статистических и математических методов и моделей, методов экспертных оценок.

465

Решетневские чтения. 2017

Факторы эффективности государственной поддержки ИД Обобщенные критерии оценки эффективности расходования бюджетных средств Субъекты ИД – получатели поддержки Лица, создающие и реализующие инновации (физические, юридические) Институты инновационного развития (ИИР)

Критерии оценки эффективности расходования бюджетных средств Соответствие фактических значений ключевых показателей результативности деятельности и реализации мероприятий плановым Соответствие фактических сроков реализации плановым Соответствие фактических расходов запланированному уровню затрат Соответствие принятия и исполнения решений уполномоченными органами управления ИИР об использовании средств действующему законодательству и стратегическим приоритетам Соответствие фактических целевых и промежуточных результатов прогнозным (плановым) результатам деятельности ИИР Соответствие порядка предоставления финансовой поддержки и оказания услуг другим субъектам ИД стратегическим документам ИИР и действующему законодательству Соответствие документов, определяющих стратегию, цели и задачи действующему законодательству и приоритетам социально-экономического и инновационного развития РФ

Основными предпосылками использования методов экспертных оценок являются:  недостаточность и недостоверность информации о состоянии тех или иных условий, в которых осуществляется создание и развитие продукции;  наличие факторов, которые не поддаются контролю со стороны принимающего решение;  сложность и новизна проблем.  наличие нескольких возможных путей решения и необходимость выбора одного из них;  стохастический (вероятностный) характер объекта информации;  отсутствие возможности точного прогноза последствий принимаемых решений [5]. Таким образом, метод экспертных оценок применяется в ситуациях, когда выбор, обоснование и оценка результатов принятого решения не могут быть определены на основе точных расчетов.

Для повышения обоснованности решений и учета многочисленных особенностей и характера ИД, а также для определения факторов, характеризующих эффективность государственной поддержки, приведенных на рисунке, необходимо применять комплексный анализ и проводить оценку эффективности ИД, основанные как на расчетах, так и на аргументированных суждениях квалифицированных экспертов. Библиографические ссылки 1. Муракаев И. М., Бочкарев К. М. Обеспечение координации инновационно-технологического развития ракетно-космической промышленности со стороны государства как фактор экономического прогресса российской экономики [Электронный ресурс]. URL: http://www.gosbook.ru/node/76131 (дата обращения: 10.09.2017).

466

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

2. Аврамчикова Н. Т., Волков Д. О., Захарова Л. Н. Методы и формы государственной поддержки инновационной деятельности в регионе (на примере Красноярского края) // Сибирский журнал науки и технологий. 2017. Т. 18, № 2. С. 442–451. 3. Фролова О. А. Экономическая эффективность государственной финансовой поддержки сельскохозяйственных организаций // Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий. 2011. № 9. 4. Дроботова Е. В. Аудит эффективности бюджетных средств // Молодой ученый. 2014. № 19. С. 390– 392. 5. Шишкина Н. А. Роль и значение метода экспертных оценок в системе оценивания качества инновационных проектов // Вестник КрасГАУ. 2013. № 2. С. 162–165. References

of the rocket and space industry on the part of the state as a factor in the economic progress of the Russian economy. URL: http://www.gosbook.ru/node/76131 (accessed: 10.09.2017). 2. Avramchikova N. T., Volkov D. O., Zakharova L. N. Methods and forms of state support of innovative activity in the region (on the example of the Krasnoyarsk Territory) // Siberian Journal of Science and Technology. 2017. T. 18, № 2. P. 442–451. 3. Frolova O. A. Economic efficiency of state financial support of agricultural organizations // Economics of agricultural and processing enterprises. 2011. №. 9. 4. Drobotova E. V. Audit of the efficiency of budgetary funds // Young Scientist. 2014. №. 19. P. 390–392. 5. Shishkina N. A. The role and importance of the method of expert assessments in the system of assessing the quality of innovative projects // Vestnik KrasGAU. 2013. №. 2. P. 162–165.

1. Murakayev I. M., Bochkarev K. M. Ensuring the coordination of innovation and technological development

467

© Волков Д.О., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 65.014.1 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ ИННОВАЦИЯМИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА РИСКОВ БИЗНЕС-ИНКУБАТОРА М. Ю. Горячева, Е. А. Жирнова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Разработка нормативной документации по управления инновациями ракетно-космического комплекса на основе анализа рисков бизнес-инкубатора позволит повысить результативность и эффективность инновационной деятельности. Ключевые слова: инновационная деятельность, анализ рисков, процессный подход. IMPROVING THE PROCESS OF INNOVATION MANAGEMENT ON THE BASIS OF A RISK ANALYSIS OF THE BUSINESS INCUBATOR M. Y. Goryacheva, E. A. Zhirnovа Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] Development of normative documents in the innovation management of a space rocket complex on the basis of a risk analysis of the business-incubator will allow to increase the effectiveness and efficiency of innovation activities. Keywords: innovative activity, risk analysis, process approach. Одним из главных объектов инновационной инфраструктуры края является Красноярский региональный инновационно-технологический бизнесинкубатор, который призван содействовать созданию помощи перспективным проектным командам в доработке идеи и продукта, поиске стратегических партнеров и клиентов, получении инвестиций. Для реализации улучшения инновационной деятельности предприятия предложена разработка нормативной документации на основе процессного подхода и анализа рисков, которая включает: – исследование инновационной деятельности организации; – анализ рисков процесса управления инновациями; – предложение мероприятий по совершенствованию данного процесса. Отраслевые направления предприятия отвечают самым актуальным технологическим трендам: медицина, композиционные и новые материалы, энергосбережение, биотехнологии, а также ракетно-космические технологии, машиностроение и приборостроение. Предположим, сконструировано устройство гидропневматического аэратора, которое позволяет максимизировать эффективность очистки сточных вод. Первый этап. Разработчик подаёт заявление и необходимый пакет документов на статус субъекта, где оценивают бизнес-идею. После положительного результата проверки по формальным критериям, присваивается статус «Кан-

дидат в резиденты», что позволяет получить помощь в подготовке документов для прохождения экспертизы. Второй этап. После составление протокола о решении экспертной комиссии происходит утверждение экспертизы Наблюдательным советом, где на заседании решают о присвоение статуса «Дистанционный резидент» для пользования услугами КРИТБИ. Следом происходит заключение договора на оказание услуг и после прохождения конкурсной процедуры подписывается договор на пользование услугами, где присваивается статус «Резидент». Третий этап. Разработанную технологию оценивают на уровень готовности проекта по TRL и планируют дальнейшие действия прединкубации, инкубации и постинкубации. В результате проделанной работы происходит опытное внедрение промышленного образца и заключение договора с частным инвестором для планируемой выручки [1]. Таким образом, происходит управление инновациями в учреждении, и разработчики получают поддержку в развитии и продвижении бизнеса. Для улучшения процесса управления инновациями возможно совершенствование на основе анализа рисков, так как риск в инновационной деятельности выступает вероятностью некоторых потерь, которое представлено на рисунке. Во-первых, нужно проанализировать процесс управления инновациями. На основе анализа инновационной деятельности выделить основные подпро-

468

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

цессы управления и произвести идентификацию рисков. Описание риска разрабатывается для того, чтобы уменьшить риски возникновения ошибок (дефектов, несоответствий, неэффективных действий) при их выполнении.

Совершенствования процесса управления инновациями на основе анализа рисков

Во-вторых, организации необходимо произвести оценку риска, которая позволит спрогнозировать возможность получения дополнительного предпринимательского дохода или определенной величины ущерба от возникшей рисковой ситуации и несвоевременного принятия мер по предотвращению риска. И в-третьих, следует научиться определять, с какими рисками нужно работать в первую очередь. Для этого нужно уметь анализировать риски, расставлять приоритеты для снижения потерь, что позволит разработать и осуществить план мероприятий по минимизации неприемлемых рисков и дальнейший мониторинг рисков [2]. Для того чтобы продемонстрировать эффективность составления плана мероприятий по минимизации рисков рассмотрим проект «Теплофон». ОАО «Теплофон» разработало технологию обогревания. При использовании таких обогревателей сокращается энергопотребление на 30–50 %. За счет использования инфракрасного излучения система на-

гревает не воздух, а предметы, делая проживание более комфортным [3]. Став резидентами организации, продукция победила конкурс «100 лучших товаров России», поставляется в Казахстан, Кыргызстан, Сербию, Беларусь. При производстве аналогов были разработаны и другие обогреватели «Теплофон» – приборы прямого нагрева, где идет спираль, которая нагревает металл до температуры 90 градусов, и тепло передается в помещение, но в документации на прибор было прописано «инфракрасный обогреватель». Когда происходила сертификация, завод выпуская сначала с инфракрасным излучением обогреватели сразу сертифицировал всю последующую продукцию как инфракрасную, в том числе и обогреватель прямого обогрева. Предусмотрев риск отсутствия отчётности за выполнение работ, возможно принять организационные меры. Минимизация рисков позволит улучшить процесс управления инновациями и снизить возможность не только временных потерь, но и объём проделанных работ, как следствие удовлетворённость пользователей продукции. Для управления инновациями необходим анализ рисков на основе процессного подхода, который будет определять возможные опасные события, их последствия и причины, вероятность их возникновения и принятие решений, так как получение разумной степени уверенности в правильности решений уменьшает долю неопределенности, которые на прямую зависят от оценки рисков. Библиографические ссылки 1. ГОСТ Р 56275–2014. Менеджмент рисков. Руководство по надлежащей практике менеджмента рисков проектов. 2. ГОСТ Р ИСО/МЭК 31010–2011. Менеджмент риска. Методы оценки риска. 3. Еlectronic textbook [Электронный ресурс]. URL: http://www.kritbi.ru (дата обращения: 08.09.2017). References 1. GOST R 56275–2014. Risk Management. The good practice guide to risk management of projects. 2. GOST R ISO/IEC 31010–2011. Risk Management. Methods of risk assessment. 3. Electronic textbook [Electronic resource]. URL: http://www.kritbi.ru (date accessed: 08.09.2017).

469

© Горячева М. Ю., Жирнова Е. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 657 ПРОБЛЕМЫ УЧЕТА ЗАТРАТ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ РАБОТ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ С. В. Еремеева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрены проблемы учета затрат при проведении НИОКР на предприятиях ракетно-космической промышленности. Определены стандарты, применяемые при учете затрат на проведение НИОКР. Обозначены условия для признания затрат на НИОКР и варианты их списания. Ключевые слова: НИОКР, учет затрат, нематериальные активы, ракетно-космическая промышленность. PROBLEMS OF ACCOUNTING COSTS FOR CONDUCTING R & D ON THE ENTERPRISES OF THE RSI S. V. Eremeevа Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article considers problems of cost accounting in R & D operations at rocket and space industry enterprises. The standards used when accounting for the costs of R & D are determined. The conditions for recognizing the costs of R & D and the options for their write-off are indicated. Keywords: R&D, accounting costs, intangible assets, rocket and space industry. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР) на многих предприятиях ракетно-космической промышленности ведутся всегда, так как именно НИОКР нередко являются тем стимулом развития предприятия и повышения конкурентоспособности его продукции в целом. Однако на практике не всегда есть четкое представление о том, какие затраты формируют их стоимость, как они отражаются в учете и как списываются в уменьшение доходов, полученных от результатов работ. Для учета НИОКР следует применять ПБУ 17/02 «Учет расходов на научно-исследовательские, опытно-конструкторские и технологические работы». Между тем данное положение применяется организациями, которые выполняют НИОКР собственными силами и (или) являются по договору заказчиком указанных работ. К тому же ПБУ 17/02 применяется в отношении НИОКР, по которым получены результаты [1]. Стандарт не применяется к НИОКР, результаты, которых учитываются в бухгалтерском учете в качестве НМА, при условии, что работы дали положительный результат и на него у организации есть оформленное в установленном порядке право. В этом случае используется ПБУ 14/2007 «Учет нематериальных активов» [2]. Подрядчикам по договору на выполнение НИОКР следует руководствоваться ПБУ 9/99 «Доходы организации» [4] и 10/99 «Расходы организации» [5]. При длительном цикле НИОКР можно руководствоваться

ПБУ 2/2008 «Учет договоров строительного подряда» [3], уточняющее порядок признания доходов и расходов подрядчика при работах, длящихся в течение нескольких отчетных периодов. ПБУ 17/02 не применяется в отношении незаконченных НИОКР, то есть в отношении работ, которые еще не завершены. Существует проблема учета перечисленных в п. 9 ПБУ 17/02 затрат, так как если работы еще не закончены ПБУ 17/02 и 14/2007 не могут применяться, они применяются лишь в случае отражения конечного результата соответствующих работ. Но на момент принятия решения провести исследования и разработки, чаще всего нет уверенности в том, какой результат будет получен и будут ли вообще закончены работы. Следовательно, соответствующие затраты признаются в качестве расходов в момент их возникновения. Расходы по законченным НИОКР должны отражаться в учете как вложения во внеоборотные активы. Единицей бухучета таких расходов является инвентарный объект. Как в отношении любого актива, в отношении НИОКР установлены условия для признания. Они обозначены на рисунке. При невыполнении любого из перечисленных условий осуществленные затраты на этапе разработок признаются прочими затратами. Одна из таких ситуаций – НИОКР, которые завершены, но по тем или иным причинам не дали положительного результата.

470

УСЛОВИЯ ПРИЗНАНИЯ ЗАТРАТ НА НИОКР

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов Сумма расхода может быть определена Сумма расхода может быть документально подтверждена Использование результатов исследований и разработок приведет к получению экономических выгод Результаты НИОКР могут быть продемонстрированы Условия для признания затрат на НИОКР

В данном случае все осуществленные за стадию разработок расходы отражаются в составе прочих. До этого момента затраты нужно отражать, на счете 08 «Вложения во внеоборотные активы» Рассмотрим варианты списания НИОКР. ПБУ 17/02 допускает списание одним из следующих способов: линейным способом; способом, пропорциональным объему продукции. Срок списания расходов организация определяет сама, исходя из ожидаемого срока использования полученных результатов НИОКР, в течение которого можно получать экономические выгоды (доход), но не более 5 лет и не более срока деятельности организации [1]. Списание расходов на НИОКР организация осуществляет в течение отчетного года на расходы по обычным видам деятельности равномерно в виде 0,08333 или 1/12 от годового значения, причем, не зависимо от применяемого способа списания. Проблемным является применение этой нормы п. 14 ПБУ 17/02 к способу списания затрат на НИОКР пропорционально объему продукции, если бухгалтер в начале года не обладал информацией о ее количестве, которое будет выпущено за год. Только при наличии такой информации бухгалтер может выполнить условие о равномерном списании расходов в течение года при использовании нелинейного способа списания затрат на НИОКР. В противном случае нужно использовать линейный способ. Между тем результат НИОКР может быть запланирован для выпуска определенного объема продукции, и колебания ее количества в течение года можно считать несущественными для того, чтобы изменять суммы ежемесячного списания. Сказанное отчасти подтверждает правило списания расходов на НИОКР пропорционально объему продукции (работ, услуг), установленное в п. 13 ПБУ 17/02. Употребление в расчете планируемого показателя свидетельствует о его приближенности. Хотя линейный способ списания расходов тоже не самый точный, но в части него легко соблюдается условие о ежемесячном списании 1/12 годовой суммы расходов на НИОКР. Библиографические ссылки 1. Об утверждении Положения по бухгалтерскому учету «Учет расходов на научно- исследовательские, опытно-конструкторские и технологические работы ПБУ 17/02 [Электронный ресурс] : Приказ Минфина России от 19.11.2002 № 115н (ред. от 16.05.2016). URL: http://www.consultant.ru/ (дата обращения: 02.09.2017).

2. Об утверждении Положения по бухгалтерскому учету «Учет нематериальных активов» (ПБУ 14/2007) [Электронный ресурс] : Приказ Минфина России от 27.12.2007 № 153н (ред. от 16.05.2016). URL: http://www.consultant.ru/ (дата обращения: 03.09.2017). 3. Об утверждении Положения по бухгалтерскому учету «Учет договоров строительного подряда» (ПБУ 2/2008) [Электронный ресурс] : Приказ Минфина России от 24.10.2008 № 116н (ред. от 06.04.2015) URL: http://www.consultant.ru/ (дата обращения: 02.09.2017). 4. Об утверждении Положения по бухгалтерскому учету «Доходы организации» ПБУ 9/99 [Электронный ресурс] : Приказ Минфина России от 06.05.1999 № 32н (ред. от 06.04.2015). URL: http://www. consultant.ru/ (дата обращения: 05.09.2017). 5. Об утверждении Положения по бухгалтерскому учету «Расходы организации» ПБУ 10/99 [Электронный ресурс] : Приказ Минфина России от 06.05.1999 № 33н (ред. от 06.04.2015). URL: http://www. consultant.ru/ (дата обращения: 02.09.2017). References 1. Prikaz Minfina Rossii ot 19.11.2002 № 115n (red. ot 16.05.2016) “Ob utverzhdenii Polozheniya po bukhgalterskomu uchetu “Uchet raskhodov na nauchnoissledovatel'skie, opytno-konstruktorskie i tekhnologicheskie raboty”. PBU 17/02. Available at: URL: http://www.consultant.ru/ (accessed: 02.09.2017). 2. Prikaz Minfina Rossii ot 27.12.2007 № 153n (red. ot 16.05.2016) «Ob utverzhdenii Polozheniya po bukhgalterskomu uchetu «Uchet nematerial'nykh aktivov» (PBU 14/2007). Available at: URL: http://www.consultant.ru/ (accessed: 03.09.2017). 3. Prikaz Minfina Rossii ot 24.10.2008 № 116n (red. ot 06.04.2015) “Ob utverzhdenii Polozheniya po bukhgalterskomu uchetu “Uchet dogovorov stroitel’nogo podryada” (PBU 2/2008). Available at: URL: http://www. consultant.ru/ (accessed: 02.09.2017). 4. Prikaz Minfina Rossii ot 06.05.1999 № 32n (red. ot 06.04.2015) “Ob utverzhdenii Polozheniya po bukhgalterskomu uchetu “Dokhody organizatsii” PBU 9/99. Available at: URL: http://www.consultant.ru/ (accessed: 05.09.2017). 5. Prikaz Minfina Rossii ot 06.05.1999 № 33n (red. ot 06.04.2015) “Ob utverzhdenii Polozheniya po bukhgalterskomu uchetu “Raskhody organizatsii” PBU 10/99. Available at: URL: http://www.consultant.ru/ (accessed: 02.09.2017).

471

© Еремеева С. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 330.34+338.40 ВЫБОР ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ ИННОВАЦИОННЫМИ ПРОЦЕССАМИ В УСЛОВИЯХ КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ ИННОВАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА ПРЕДПРИЯТИЙ ОБОРОННО-ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА* Ю. В. Ерыгин, Е. В. Борисова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Определена роль инновационной инфраструктуры региона в решении задач коммерциализации инновационного потенциала предприятий ОПК. С целью комплексной реализации инновационных проектов региона в качестве объекта управления предложены составляющие их бизнес-процессы. В качестве критерия выделения бизнес-процессов предложен принцип максимального вовлечения в реализацию инновационных проектов субъектов инновационной деятельности, формирующих инновационную инфраструктуру региона. Методическим инструментом реализации предложенного принципа является матрица, позволяющая распределить бизнеспроцессы между субъектами инновационной деятельности и обеспечить вовлечение их компетенций и ресурсов в реализацию инновационных проектов региона. Ключевые слова: оборонно-промышленный комплекс, коммерциализация инновационного потенциала, инновационная инфраструктура региона. SELECTING THE MANAGEMENT OBJECT OF INNOVATIVE PROCESSES IN THE CONDITIONS OF COMMERCIALIZATION OF INNOVATIVE POTENTIAL AT DEFENSE INDUSTRY ENTERPRISES Yu. V. Erygin, E. V. Borisova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This article highlights a role of innovative infrastructure of the region in the solution of problems of commercialization of innovative potential of defense industry enterprises. For complex implementation of innovative projects of the region object of management there are business processes of innovative projects. The principle of the maximum involvement in implementation of innovative projects of innovative activity objects as a part of innovative infrastructure of the region is criterion of allocation of business processes. The methodical instrument to realize the proposed principle is the matrix. This matrix allows to distribute business processes between subjects of innovative activity and to provide involvement of their competences and resources in implementation of innovative projects of the region. Keywords: defense industry complex, commercialization of innovative potential, innovative infrastructure of region. Одним из приоритетных направлений государственной политики России в настоящее время является решение задачи диверсификации экономики страны на основе ее инновационного развития, в том числе за счет коммерциализации инновационного потенциала, сосредоточенного на предприятиях ОПК. Наряду с этим, в целях дальнейшего развития ОПК Правительством РФ ставится задача увеличения удельного веса высокотехнологичной продукции гражданского назначения [1], что способствует развитию их экономического и, в частности, инновационного потенциала. В этой связи эффективное использование имеющегося инновационного потенциала предприятий ОПК требует его коммерциализации, которая осложняется отсутствием опыта работы на рынках высоко-

технологичной продукции, а также ресурсов и механизмов, связанных с коммерциализацией инновационного потенциала. Решение несвойственных предприятиям ОПК задач, связанных с коммерциализацией их инновационного потенциала, не позволяет обеспечить комплексную и непрерывную реализацию инновационных проектов региона, включая проекты коммерциализации инновационного потенциала предприятий ОПК, что определяет необходимость вовлечения в этот процесс других субъектов инновационной деятельности, важнейшее место среди которых занимают объекты инновационной инфраструктуры, в том числе расположенные в регионе размещения предприятий ОПК, которые обладают компетенциями и опытом работы в рыночных условиях.

__________________________ * Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 17-02-00792 «Инструменты формирования инновационной инфраструктуры региона для коммерциализации инновационного потенциала предприятий оборонно-промышленного комплекса».

472

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

В этой связи ведущую роль в решении задач коммерциализации инновационного потенциала предприятий ОПК играют региональные объекты инновационной инфраструктуры. Отсутствие необходимости и опыта взаимодействия с объектами рыночной и инвестиционнофинансовой инфраструктуры не позволяет предприятиям ОПК осуществлять реализацию всех стадий инновационных проектов региона, что требует решения задачи выделения неэффективных для инновационных предприятий бизнес-процессов с целью передачи функций их реализации другим субъектам инновационной деятельности, включая объекты инновационной инфраструктуры. В этой связи обеспечение комплексной и непрерывной реализации инновационных проектов региона, в частности проектов коммерциализации инновационного потенциала предприятий ОПК, невозможно в условиях общепринятой декомпозиции инновационного процесса на стадии. В таких условиях объектом управления должны выступать не инновационные проекты в целом, а составляющие их бизнес-процессы, включая бизнеспроцессы объектов рыночной, инвестиционнофинансовой инфраструктуры, в том числе национальной, международной инновационной инфраструктуры, связанных с созданием, финансированием и коммерциализацией инноваций. Декомпозиция инновационных проектов на бизнес-процессы, должна обеспечивать наиболее широкое вовлечение субъектов инновационной деятельности в реализацию инновационных проектов региона, в частности проектов коммерциализации инновационного потенциала предприятий ОПК, что способствует снижению издержек за счет формирования наиболее эффективных кооперационных связей между участниками реализации инновационных проектов. В качестве критерия выделения бизнес-процессов авторами предложен принцип максимального вовлечения в реализацию инновационных проектов региона субъектов инновационной деятельности, формирующих инновационную инфраструктуру региона. Реализуемые в регионе инновационные проекты, определяют состав бизнес-процессов, позволяющие выделить функции инфраструктуры, необходимые для реализации инновационных проектов региона, что обусловливает необходимость определения совокупности бизнес-процессов, передаваемых объектам инновационной инфраструктуры и составляющих основу формирования портфелей их заказов. При этом часть этой совокупности, включающая нехарактерные для предприятий ОПК бизнеспроцессы, должна реализовываться региональными

объектами инновационной инфраструктуры, обеспечивающими комплексную и непрерывную реализацию бизнес-процессов инновационных проектов региона, исходя из критерия минимальных затрат. С целью комплексной реализации завершенной совокупности бизнес-процессов инновационных проектов региона необходимо определение состава участников реализации инновационных проектов региона, в частности, проектов коммерциализации инновационного потенциала предприятий ОПК. Для решения этой задачи авторами предложен матрица распределения бизнес-процессов инновационных проектов региона по объектам инновационной инфраструктуры (матрица «РБПИП») [2], позволяющая выделить и распределить неэффективные для предприятий ОПК бизнес-процессы инновационных проектов региона между субъектами инновационной деятельности, формирующими архитектуру инновационной инфраструктуры региона, а также обеспечить максимальное вовлечение их компетенций и ресурсов в реализацию инновационных проектов региона, обеспечивая, тем самым, формирование инновационной инфраструктуры региона для решения задач коммерциализации инновационного потенциала предприятий ОПК. Библиографические ссылки 1. Послание Президента к Федеральному Собранию от 01.12.2016 [Электронный ресурс]. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_207 978/ (дата обращения: 08.10.2017). 2. Борисова Е. В. Матрица распределения бизнеспроцессов инновационных проектов как инструмент формирования инновационной инфраструктуры в регионе [Электронный ресурс] // Интернет-журнал «Науковедение». 2016. Т. 8. № 4 (35). URL: http://naukovedenie.ru/PDF/77ЕVN416.pdf (дата обращения: 08.10.2017). References 1. Poslanie Prezidenta k Federal'nomu Sobraniyu 01.12.2016. [The message of the President to Federal Assembly]. Available at: http://www.consultant.ru/ document/cons_doc_LAW 207978/ (accessed: 08.10.2017). (In Russ.) 2. Borisova E. V. [Business process allocation matrix of innovative projects as a tool for the formation of innovation infrastructure in the region]. Internet-zhurnal Naukovedenie. 2016. Vol. 8. № 4 (35). Available at: http://naukovedenie.ru/ PDF /77ЕVN416.pdf (accessed: 08.10.2017). (In Russ.)

473

© Ерыгин Ю. В., Борисова Е. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 657.6 ОСОБЕННОСТИ АУДИТА ОСНОВНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ УЧЕТНОЙ ПОЛИТИКИ В ЧАСТИ РАСЧЕТОВ С ПОСТАВЩИКАМИ И ПОДРЯДЧИКАМИ И. И. Ивакина Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] В исследовании рассматриваются основные элементы учетной политики для целей бухгалтерского учета расчетов с поставщиками и подрядчиками, подвергающиеся аудиту у экономических субъектов, занимающихся космическими исследованиями, проектированием и производством летательных аппаратов. Ключевые слова: аудит, учетная политика, поставщики и подрядчики, аудиторские процедуры, элементы учетной политики. AUDIT FEATURES BASIC ACCOUNTING POLICIES IN PART PAYMENT TO SUPPLIERS AND CONTRACTORS I. I. Ivakina Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This article discusses the basic elements of a registration policy (politics) for the purposes of accounting payments to suppliers and contractors, audited economic entities are engaged in space research, design and production of aircraft. Keywords: audit, accounting policies, suppliers and contractors, audit procedures, the elements of accounting policies. Учетная политика является главным внутрифирменным документом, в котором закреплен порядок организации и ведения бухгалтерского и налогового учета экономического субъекта [1]. В связи с этим, важным этапом аудиторской проверки любого объекта учета является проверка основных элементов учетной политики. Полученные в ходе проверки учетной политики данные позволят аудитору получить информацию о способах учета отдельных объектов, выбранных организацией, об ответственных за ведение бухгалтерского учета лицах, о документах и счетах бухгалтерского учета и т. д. Существенную часть всех расчетов любых экономических субъектов, в том числе занимающихся космическими исследованиями, проектированием и производством летательных аппаратов, занимают расчеты с поставщиками и подрядчиками. При экспертизе положений учетной политики в части расчетов с поставщиками и подрядчиками аудитор будет руководствоваться Федеральным зако-

ном «О бухгалтерском учете», Налоговым кодексом РФ, Положением по ведению бухгалтерского учета и бухгалтерской отчетности в РФ, Планом счетов бухгалтерского учета, положениями по бухгалтерскому учету и иными нормативно-правовыми актами, регулирующими данный сегмент учета. При аудиторской проверке учетной политики для целей бухгалтерского учета расчетов с поставщиками и подрядчиками используются следующие аудиторские процедуры: – запрос (руководству и бухгалтерской службе по вопросам получения информации для проверки учетной политики и всех обязательных приложений к ней); – подтверждение (получение информации от руководства, бухгалтерской службы экономического субъекта) [2]. Аудитору рекомендуется проводить аудиторскую проверку учетной политики для целей бухгалтерского учета расчетов с поставщиками и подрядчиками по основным элементам, приведенным в таблице.

Проверяемые элементы учетной политики для целей бухгалтерского учета расчетов с поставщиками и подрядчиками Положения учетной политики 1. Организация бухгалтерского учета 2. Внутренний контроль расчетов с поставщиками и подрядчиками 3. Форма бухгалтерского учета

Нормативный акт ФЗ № 402-ФЗ от 06.12.2011 г. «О бухгалтерском учете» [3] ФЗ № 402-ФЗ от 06.12.2011 г. «О бухгалтерском учете» [3] ФЗ № 402-ФЗ от 06.12.2011 г. «О бухгалтерском учете» [3]

474

Примечание Учет ведется бухгалтерской службой, одним бухгалтером, бухгалтерским агентством Контроль осуществляется отдельным подразделением, отдельным лицо, либо не осуществляется Журнально-ордерная, автоматизированная

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов Окончание таблицы Положения учетной политики 4. Инвентаризация расчетов с поставщиками и подрядчиками

5. Формы первичных документов по учету расчетов с контрагентами, по которым не утверждены унифицированные формы 6. Раскрытие информации о задолженности перед поставщиками в отчетности 7. Правила документооборота, в том числе в части расчетов с поставщиками 8. Учет расходов на ракетнокосмические работы, выполненные подрядчиками по конкретному объекту 9. Порядок списания задолженности, по которой истек срок исковой давности

Нормативный акт ФЗ № 402-ФЗ от 06.12.2011 г. «О бухгалтерском учете» [3], Положение по ведению бухгалтерского учета и бухгалтерской отчетности в РФ, утв. пр. Минфина РФ № 34н от 29.07.1998 г. [4] ФЗ № 402-ФЗ от 06.12.2011 г. «О бухгалтерском учете» [3]

Примечание Обязательна сверка расчетов с поставщиками и подрядчиками для подтверждения остатков на счетах бухгалтерского учета перед составлением годовой бухгалтерской отчетности

ФЗ № 402-ФЗ от 06.12.2011 г. «О бухгалтерском учете» [3], »О формах бухгалтерской отчетности», утв. пр. Минфина РФ № 66н от 02.07.2010 г. [5] ПБУ 1/2008 «Учетная политика организации» [1]

Информация должна раскрываться в бухгалтерском балансе: сальдо по счету 60 показывается развернуто – в составе дебиторской и кредиторской задолженности; в отчете о движении денежных средств График документооборота должен утверждаться приказом руководителя и размещаться в приложении к учетной политике Расходы признаются в момент оформления актов о приеме-сдаче работ

ПБУ 10/99 «Расходы организации» [6] ФЗ № 402-ФЗ от 06.12.2011 г. «О бухгалтерском учете» [3]

Информация, полученная в процессе аудита основных элементов учетной политики для целей бухгалтерского учета расчетов с поставщиками и подрядчиками, позволит аудитору скоординировать свою работу таким образом, чтобы охватить все ключевые аспекты аудиторской проверки.

Формы таких документов должны утверждаться приказом руководителя и размещаться в приложении к учетной политике

Дебиторская задолженность должна списываться за счет резерва по сомнительным долгам и учитываться на забалансовых счетах организации не менее 5 лет, кредиторская задолженность должна относиться на счета учета финансовых результатов

6. Положения по бухгалтерскому учету «Расходы организации» (ПБУ 10/99) [Электронный ресурс] : приказ Минфина России от 06.05.1999 № 33н (ред. от 06.04.2015). Режим доступа: www.consultant.ru (дата обращения: 08.09.2017). References

Библиографические ссылки 1. Положение по бухгалтерскому учету «Учетная политика организации» (ПБУ 1/2008) [Электронный ресурс] : приказ Минфина РФ от 06.10.2008 № 106н. Режим доступа: www.consultant.ru (дата обращения: 09.09.2017). 2. Федеральный стандарт аудиторской деятельности «Аудиторские доказательства» ФСАД 7/2011 [Электронный ресурс] : приказ Минфина РФ от 16.08.2011 № 99н. Режим доступа: www.consultant.ru (дата обращения: 08.09.2017). 3. Федеральный закон от 06.12.2011 №402-ФЗ «О бухгалтерском учете» (принят ГД СФ РФ 22.11.2011) [Электронный ресурс]. Режим доступа: www. consultant.ru (дата обращения: 08.09.2017). 4. Положение по ведению бухгалтерского учета и бухгалтерской отчетности в РФ [Электронный ресурс] : приказ Минфина РФ от 29.07.1998 № 34н. Режим доступа: www.consultant.ru (дата обращения: 05.09.2017). 5. О формах бухгалтерской отчетности организаций [Электронный ресурс]: Приказ Минфина России от 02.07.2010 № 66н. Режим доступа: www. consultant.ru (дата обращения: 09.09.2017).

1. Position in accounting accounting policies Organization» (COA 1/2008) [electronic resource]: the order of the Ministry of Finance of the Russian Federation from 06.10.2008. № 106 h-mode. Available at: www. consultant.ru. 2. The Federal standard for auditing activity ”audit evidence” FSAD 7/2011 [electronic resource] : the order of the Ministry of Finance of the Russian Federation dated July 16. № 99 n. Available at: www.consultant.ru. 3. The Federal law from 06.12.2011 No. 402-FZ “On accounting” (adopted by DG RF SF 22 November) [electronic resource]. Available at: www.consultant.ru. 4. Position on accounting and accounting in Russia [electronic resource]: the order of the Ministry of Finance of the Russian Federation from 29/07/1998, № 34 hmode. Available at: www.consultant.ru. 5. On accounting forms organizations [electronic resource]: the order of the Ministry of finance from 02.07.2010. № 66 h-mode. Available at: www.consultant.ru. 6. The provisions on accounting “expenses of the Organization” (COA 10/99) electronic resource]: the order of the Ministry of Finance of 06.05.1999 № 33 n. (ed. by 06.04.2015). Available at: www.consultant.ru. © Ивакина И. И., 2017

475

Решетневские чтения. 2017

УДК 330 СИСТЕМА ГРЕЙДОВ КАК ИНСТРУМЕНТ МОТИВАЦИИ ПЕРСОНАЛА ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ А. В. Каманников Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Дается характеристика современной системе грейдов как инструменту мотивации персонала и определяются перспективы ее применения на предприятиях ракетно-космической промышленности. Проводится сравнение старой советской тарифной системы и системы грейдов. Описываются общие этапы внедрения системы грейдов, ее преимущества. Ключевые слова: система грейдов, системы мотивации, тарифные ставки, предприятия ракетнокосмической промышленности. THE GRADING SYSTEM AS A TOOL OF MOTIVATING PERSONNEL AT INDUSTRIAL ENTERPRISES A. V. Kamannikov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The research focuses on characteristic of the modern grading system as a tool for motivation and perspectives of its application at the enterprises of rocket and space industry. The research compares old Soviet tariff system and the grading system; it describes the general steps of introducing the grading system and its benefits. Keywords: grading system, motivation system, tariff rates, enterprises of rocket and space industry. Качество рабочей силы в экономически развитых странах является ключевым фактором эффективности экономики и обеспечения экономической безопасности государства. Так, по оценкам Всемирного банка, физический капитал в современной экономике формирует 16 % общего объема богатства страны, природный – 20 %, а человеческий капитал – 64 % [1]. В России экономический рост обеспечивается, в основном, природными ресурсами, а человеческим капиталом – только на 8 %. Становится очевидным, что в России человеческому капиталу как основному фактору экономического ростa и повышения эффективности деятельности предприятий уделяется недостаточное внимание. Особую роль вопросы развития человеческого капитала приобретают на предприятиях ракетно-космической промышленности (РКП), где при высокой значимости отрасли в экономике страны происходит существенное отставание по производительности труда. Центральное место в решении проблемы повышения эффективности и конкурентоспособности предприятий РКП играет мотивация персонала, включая систему оплаты и стимулирования труда. Это обусловлено тем, что оплата труда работников является одной из весомых статей затрат предприятия и, следовательно, непосредственно влияет на эффективность его деятельности. С другой стороны, принципы и правила мотивации, регулирования оплаты и

стимулирования труда работников в сегодняшних реалиях не отвечают требованиям меняющегося рынка и потребностям бизнеса [2]. В управлении предприятий РКП большое значение имеет создание условий для высокопроизводительного труда персонала, и важнейшая роль в достижении этой цели отводится организации оплаты труда. Правильно выстроенная система оплаты труда работников – ключевой элемент в повышении эффективности деятельности организации. Одним из перспективных направлений совершенствования системы мотивации персонала является разработка и реализация на предприятии системы грейдов. Такие системы широко применяются в западных странах. Однако их применение на отечественных предприятиях требует значительной методической и организационной доработки с учетом особенностей деятельности отечественных предприятий и рынка труда. Система грейдов является разновидностью материальной мотивации персонала, в основе которой сосредоточена оценка относительной ценности должности на предприятии и создание иерархии должностей с соответствующими окладами [3]. Грейдинг представляет собой вертикальную структуру позиционных должностей, основанную на определении значимости, сложности труда, ответственности работ [4].

476

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов Отличия между тарифной системой и системой грейдов [3] Тарифная система

Система грейдов

1. Система основана на оценке стажа работы, профессиональных знаний и навыков

1. Предусмотрена более широкая линейка критериев, включающая следующие показатели оценки должности: управление; сложность работы; ответственность; цена ошибки; сaмостоятельность.

2. Нарастающий принцип встраиваемости должностей в организации

2. Система грейдов предусматривает возможность пересечения частей двух близлежащих грейдов. В результате работник из более низкого грейда, за счет своего профессионaлизма может получать более высокий должностной оклад, чем специaлист, из грейда рядом стоящего высшего порядка

3. Тарифная сетка построена на умножении минимальной зарплаты на межразрядные или межотраслевые коэффициенты

3. Грейдинг основaн на весе должности, рассчитанном в баллах

4. Должности выстроены по строгому нарастанию вертикали (от рабочего до управленца)

4. Должности выстроены по принципу важности для компании

Таким образом, создав эффективную систему грейдов, работодатель может регулировать три составляющие затрат на персонал: оклады, социальный пакет, премии. На основе ценности должностей и их влияния на результат деятельности компании формируются грейды. Ценность должности определяется в результате проведения экспертной оценки должностей [5]. В нашей стране система грейдов представляет собой альтернативу тарифной сетке (см. таблицу). Грейдинг значительно повышает мотивацию сотрудников. Он не только позволяет оптимально оценить должность, установить оклады, но и определяет место данной должности в организационной структуре управления, указывает на ее важность, дает четкое направление дальнейшего продвижения. Наряду с вышеуказанными грейдинг обладает и другими преимуществами. Для сотрудника крупного предприятия, особенно предприятия РКП, система грейдов позволит: осознать место, которое занимает его должность в существующей сложной иерархии должностей, и оценить ее роль для компании; получить справедливое вознаграждение за труд – в зависимости от уровня сложности, ответственности, выполняемой работы и т. п.; оценить перспективы своего профессионального и карьерного роста; получить возможность «горизонтального» карьерного развития; последовательно приобретать новые профессиональные знания и навыки, повышать компетенции и т. д. Для руководства предприятия применение грейдов позволит: управлять фондом оплаты труда и сделает систему начисления зарплаты гибкой; повысить эффективность ФОТ от 10 до 30 %; упорядочить дисбаланс зарплаты на предприятии; является удобным инструментом для определения размера базового оклада новой должности; оптимизировать расстановку трудовых ресурсов. Совершенствование системы мотивации и оплаты труда на основе разработки и внедрения системы грейдов, способствует оптимизации организационной структуры компании, повышению уровня вовлеченности и лояльности персонала, обеспечению рос-

та корпоративной культуры, повышению эффективности операционной деятельности компании и качествa управления, что выряжается в улучшении финансового состояния и укреплении конкурентных позиций. Библиографические ссылки 1. Человеческий капитал – как фактор опережающего экономического развития [Электронный ресурс] / Креативная экономика – информационно-аналитический портал. URL: http://www.creativeconomy.ru/ articles/2199/ (дата обращения: 14.09.2017). 2. Лобков К. Ю. Значение деятельности предприятий и организаций РКП в инновационно-инвестиционном развитии национальной экономики страны // Решетневские чтения : материалы ХIХ Междунар. науч. конф. посвящ. 55-летию Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева (10–14 ноября 2015, г. Красноярск) : в 3 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. Ч. 2. С. 356– 358. 3. Степанова М. В. Инновационные подходы к оценке персонала: грейдинг // Сборник конференции НИЦ Социосфера. 2012. № 24. С. 56–66. 4. Грейды, или сколько стоит труд сотрудников? // Человек и труд. 2012. № 7. С. 35–41. 5. Рутицкая В. Модель оплаты труда: грейды [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://hrliga. com/index.php? (дата обращения: 14.09.2017). References 1. Human capital as a factor in advancing economic development [Electronic resource] // journal of Creative economy – information-analytical portal. Available at: http://www.creativeconomy.ru/articles/2199/ (accessed: 14.09.2017). 2. Lobkov K. Y. the Value activities of enterprises and organizations of the RCP in the innovative-investment development of national economy / Resetdevice reading : proceedings of the XIX Intern. scientific. Conf. internat.

477

Решетневские чтения. 2017

The 55-th anniversary of Siberian state aerospace University named after academician M. F. Reshetnev (November 10–14, 2015, Krasnoyarsk) : at 3 a.m. / under the General editorship of Yu. Y. Loginov ; Sib. state aerocosmic. Univ. of Illinois. Krasnoyarsk, 2015. Part 2. P. 356–358. 3. Stepanova M. V. Innovative approaches to staff evaluation: grading // conference proceedings SIC Sociosphere. 2012. No. 24. S. 56–66.

4. Grades, or how much labor employees? // Man and labor. 2012. No. 7. P. 35–41. 5. Rutitskii B. Model of remuneration: grades [Electronic resource]. Available at: http://hrliga.com/ index.php? (accessed: 14.09.2017).

478

© Каманников А. В., 2017

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

УДК 330.0.5 ОСОБЕННОСТИ ТРАНСФОРМАЦИИ СОВРЕМЕННОЙ ЭКОНОМИКИ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБОРОННО-ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА РОССИИ Н. Д. Корсукова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Проанализированны особенности трансформации нового этапа индустриализации с позиций теории институциональных форм, которая позволяет понять векторную направленность дальнейшего развития ОПК. Ключевые слова: неоиндустриализация, превращенные формы, комплексный подход, проектное финансирование. FEATURES OF MODERN ECONOMY TRANSFORMATION AND ITS INFLUENCE ON EFFECTIVENESS OF THE DEFENCE INDUSTRY COMPLEX OF RUSSIA N. D. Korsukova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] In this article the author analyses features of a new transformation stage of industrialization from the standpoint of the theory of institutional forms, which allows to understand the vector direction of further development of the defence industry complex. Keywords: neoindustrialization, modified forms, integrated approach, project financing. Ведущая проблема оборонно-промышленного комплекса России в неоиндустриальном периоде – это проблема нового качества и устойчивости экономического роста. На проходившем в январе 2017 года Гайдаровском форуме была проведена активная дискуссия по вопросам формирования новой социально-экономической модели экономики России, условиях и факторах устойчивого экономического роста. В ходе Гайдаровского форума глава совета Центра стратегических разработок (ЦСР) А. Кудрин высказал мнение, что экономический рост в России демонстрирует более низкие исторические темпы, чем в СССР в период застоя [1]. В этом, по его мнению, виноваты не столько низкие цены на нефть и санкции, сколько основные проблемы внутреннего характера, в основе которых лежат неразвитость институциональных основ российской экономической системы и устаревшая структура производства. С этой точкой зрения согласны многие ученые, но при оценке способов и методов решения названных задач их мнения кардинальным образом расходятся. В советский период государственное регулирование было достаточно жестким, следовательно, производство и потребление не получали соответствующих импульсов развития. Движение шло в постоянной системе координат. Разработчики динамической модели общего равновесия доказали что в долгосрочном плане прогнозирование динамики экономического роста не может исходить из убежденности о неизменности институциональных структур, экономический

рост должен сопровождаться адекватными изменениями и в институтах общества [2]. Формальная институциональная составляющая этой системы должна соответствовать уровню и характеру общественных притязаний. Совершенствование или преобразование таких институтов обычно имеет длительный период существования. Большевики, проводившие индустриализацию и коллективизацию, не затронули обширные сферы экономики своими преобразованиями и сохранили наряду с развитыми в промышленном отношении отраслями, отсталые рутинные производства и во многом неформальный характер связи производителя и потребителя, что обусловило на долгие годы неэффективную форму воспроизводства всей общественной экономики. Сегодня своеобразие неоиндустриализации связано с таким феноменом российской корпоративной собственности, в отличие от европейских институтов, основанных на семейных узах, как концентрация собственности в руках нескольких крупных владельцев и огромного государственного сектора, больших объемов неформальных связей. Российский сектор оборонного производства представлен автономными локализованными образованиями, которые обусловлены, в том числе, неразвитостью институциональных отношений. Слабые формальные институты не вполне адекватно отражают реальное состояние экономики [3]. Поэтому компенсационным моментом, позволяющим экономике функционировать в условиях неопределенности, является нарастание неформальных связей. Механизм трансформации формальных институтов в нефор-

479

Решетневские чтения. 2017

мальные подробно описан в работах К. Маркса. Все содержание третьего тома Капитала Маркс посвятил анализу превращенных форм, которые создают видимость иного содержания [4]. В отличие от базовых основ, эти формы в процессе своего существования приобретают самодостаточное значение, воспроизводятся на собственной основе, имеют законы движения, отличные от законов сущности и оказывают приоритетное влияние на экономический рост. Трансформация, которая происходит под влиянием действия превращенных форм, доказывает, что рынок практически с момента своего зарождения не являлся единственным регулятором распределения ресурсов. Наряду с ним существовали и другие регуляторы. К примеру, австро-американским экономистом К. Поланьи была разработана типология альтернативных систем аллокации ресурсов, которые присутствовали на разных стадиях развития человечества. Особого внимания заслуживает его обоснование дихотомии «естественного» и «искусственного» в анализе рынков. Естественным у него является свободный рынок, искусственный – регулируемый государством [5]. Согласно его логике в определенной мере творцом неформальных институтов является само государство: жесткость административного управления компенсируется ростом неформальных отношений. Если говорить об ОПК, то значительная его часть принадлежит государству, следовательно, можно предположить наличие достаточного количества в этом секторе неформальных институтов. Поэтому, когда речь идет о переводе ОПК на новый уровень научно-технического прогресса и подсчете, связанных с этим процессом издержек, следует разграничивать производственно-экономический эффект и эффект, определяемый институциональными изменениям. В основе производственно-экономического эффекта лежит соответствующий структурный уровень экономики. Он определяется нарастанием количества отраслей, имеющих высокотехнологичный характер. Эффект, обусловленный институциональными факторами, выражается в процессе повышения плотности формальных и неформальных связей между участниками инновационного процесса. Количество и качество институтов оказывает существенное влияние на темпы развития. В переходный момент старые формальные институты дают сбой. Это влечет за собой затухание темпов роста и падение эффективности. Чтобы не потерять динамику, производство вынуждено замещать их ростом неформальных институтов, позволяющих минимизировать потери в этот переходный период. В краткосрочном периоде неформальные связи действительно содействуют ритмичному развитию производства. В долгосрочном периоде это оборачивается большими потерями: ведет к сужению количества контрагентов, и к понижению уровня доверия между участниками сделок. Правительство понимает эту опасность и пытается найти выход из сложившейся ситуации с помощью методов проектного финансирования. Проектное финансирование эффективно в решении ограниченного круга задач, но не объясняет глубинный механизм трансформации институтов.

Нельзя решать фундаментальные задачи с помощью полумер, таких как; усиление запретов и ограничений. Понять объективность и алгоритм трансформации институтов, в отличие от проектного финансирования, позволяет комплексный подход к прогнозированию и планированию производства. Когда мы говорим о перевооружении предприятий ОПК, следует иметь в виду, что оно должно происходить комплексно и системно на основе выработанных общих стандартных правил игры, процедур, уменьшающих степень влияния неопределенности и укрепляющих формальные институты. Библиографические ссылки 1. Кудрин А. Л. Устойчивый экономический рост. Модель для России [Электронный ресурс]. URL: https://akudrin.ru/news/ustoychivyy-ekonomicheskiy-rostmodel-dlya-rossii-vystuplenie-na-gaydarovskom-forume13-01-2016 (дата обращения: 12.06.2017). 2. Поланьи К. Великая трансформация. Политические и экономические истоки нашего времени. СПб. : Алетейя, 2014. 312 с. 3. Капелюшников Р. Экономические очерки: Методология, институты, человеческий капитал. М. : Изд. дом Высш. шк. экономики, 2016. 574 с. 4. Маркс К. Капитал: критика политической экономии. Капитал Т. 1. М. : Политиздат, 1973. 907 с. 5. Экономика как искусство. Методологические вопросы применения экономической теории в прикладных социально-экономических исследованиях / М. И. Одинцова, Ю. Я. Ольсевич, Одинцова А. В. и др. М. : Наука, 2008. 255 с. References 1. Kudrin A. L. Ustoychivyy ekonomicheskiy rost. Model' dlya Rossii [Stable growth. Model for Russia]. Available at: https://akudrin.ru/news/ ustoychivyy-ekonomicheskiy-rost-model-dlya-rossii-vystuplenie-na-gaydarovskom-forume-13-01-2016 (accessed: 12.06.2017). (In Russ.) 2. Polan’i K., Velikaya transformatsiya. Politicheskie i ekonomicheskie istoki nashego vremeni [The great transformation: the political and economic origins of our time]. St. Petersburg, Aleteya Publ., 2014. 312 p. 3. Kapelyushnikov R. Ekonomicheskie ocherki: Metodologiya, instituty, chelovecheskiy capital [Economic essays: methodology, institutions, human capital]. Moscow. Izdatel’skiy dom Vysshey shkoly ekonomiki Publ., 2016. 574 p. 4. Marks K. Kapital: kritika politicheskoy ekonomii. Kapital T. 1. [Capital: criticism of political economy. Capital Vol. 1]. Moscow. Politizdat Publ., 1973. 907 p. 5. Ekonomika kak iskusstvo. Metodologicheskie voprosy primeneniya ekonomicheskoy teorii v prikladnykh sotsial’no-ekonomicheskikh issledovaniyakh [Economy as art. Methodological questions of application of the economic theory in applied social-economic researches] / M. I. Odintsova, Yu. Ya. Ol’sevich, A. V. Odintsova. M. : Nauka Publ., 2008. 255 p.

480

© Корсукова Н. Д., 2017

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

УДК 338.4 ГОСУДАРСТВЕННО-ЧАСТНОЕ ПАРТНЕРСТВО КАК МЕХАНИЗМ РАЗВИТИЯ ИННОВАЦИОННОЙ И ИНВЕСТИЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СТРУКТУР РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ К. Ю. Лобков Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается взаимодействие государства и бизнеса в инновационной и инвестиционной деятельности интегрированных структур ракетно-космической промышленности в форме государственно-частного партнерства. Ключевые слова: инновации, инвестиции, инвестиционная и инновационная деятельность, ракетнокосмическая промышленность, государственно-частное партнерство. PUBLIC-PRIVATE PARTNERSHIP AS A MECHANISM TO DEVELOP INNOVATIVE AND INVESTMENT ACTIVITY OF RSI INTEGRATED STRUCTURES K. Y. Lobkov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article examines the state and business interaction in innovative and investment activity of the integrated structures of the rocket and space industry in the form of public-private partnerships. Keywords: innovations, investments, investment, and innovation, the rocket and space industry, public-private partnership. Эффективная деятельность предприятий ракетнокосмической промышленности (РКП) в сложных экономических условиях настоящего периода невозможна без совершенствования управления инвестиционной и инновационной деятельности (ИиИД). Основой совершенствования управления ИиИД интегрированных структур (ИС) РКП является эффективная реализация инновационных проектов (ИП) и инновационных программ (Ипр). Одной из эффективных форм осуществления ИП и ИПр ИС РКП является государственно-частное партнерство (ГЧП). В мировой практике ГЧП определяется как качественно новый и эффективный способ обеспечения роста национальной экономики, ускорения научнотехнического прогресса, повышения эффективности деятельности государственных структур, в том числе и повышения качества работ и услуг в наукоемкой инфраструктуре, которая является одним из существенных факторов конкурентоспособности ИС РКП. Под ГЧП понимается институционально и организационно оформленное взаимодействие на взаимовыгодной основе между государством и бизнесом в целях реализации экономически и стратегически значимых проектов и программ 1.

В рамках ГЧП «частный партнер» (ЧП) принимает на себя обязательства по полному или частичному финансированию и эксплуатации и/или техническому обслуживанию объекта соглашения о государственночастном партнерстве, а «публичный партнер» (ПП) принимает на себя обязательства предоставить частному партнеру имущество, предназначенное для осуществления деятельности, предусмотренной соглашением о ГЧП, во владение и (или) пользование 2. Отличительной особенностью ГЧП от других форматов взаимодействия государства и частного сектора является его универсальность и гибкость, выражающаяся в многообразии форм и моделей, что позволяет добиться оптимального распределения полномочий, ответственности и рисков между участниками как каждого отдельного ИП, так ИПр в целом. Большинство экспертов в области ГЧП, выделяют следующие формы ГЧП 3–5: 1) контракты (административные договора); 2) аренда (договора аренды или лизинга); 3) концессии (концессионные соглашения); 4) соглашения о разделе продукции; 5) совместные предприятия. Контракт (административный договор) представляет собой договор, заключаемый между ПП и ЧП на

481

Решетневские чтения. 2017

осуществление общественно полезных видов деятельности. Данная форма партнерства не предполагает перехода права собственности от ПП к ЧП. Расходы по контракту несет ЧП, а большую часть рисков несет ПП. Расходы ЧП оплачиваются за счет доли в доходе, прибыли или собираемых с потребителей платежах. Аренда (в форме договора аренды и в форме лизинга). В ГЧП арендой признается передача государственного или муниципального имущества ЧП на определенное время и за определенную плату. Партнерством признаются только такие арендные отношения, целью которых является создание общественных благ или услуг и реализация государственного интереса. В случае договора лизинга лизингополучатель имеет право выкупить арендуемое имущество. Концессия (концессионное соглашение) – данная форма подразумевает, что концедент (ПП) передаёт концессионеру (ЧП) право на эксплуатацию природных ресурсов, объектов инфраструктуры, предприятий или оборудования. Взамен концедент получает вознаграждение в виде разовых (паушальных) или периодических (роялти) платежей. Суть концессии заключается в том, что ПП остается полноправным собственником имущества и наделяет ЧП правом выполнять функции в течение некоторого срока и с этой целью наделяет его соответствующими полномочиями. При этом право собственности на созданную в рамках концессии продукцию передается концессионеру. Для концессионных договоров характерно наличие многих моделей. Нередко они переплетаются между собой, создавая новые виды концессий. Соглашение о разделе продукции подразумевает, что ПП предоставляет ЧП «на возмездной основе и на определенный срок исключительные права на поиски, разведку, добычу минерального сырья на участке недр, указанном в соглашении, и на ведение связанных с этим работ, а ЧП обязуется осуществить проведение указанных работ за свой счет и на свой риск». Такая форма ГЧП во многом напоминает концессию, но ее принципиальное отличие заключается в том, что ЧП принадлежит только часть создаваемой продукции, другая часть переходит в собственность ПП. Условия и порядок раздела продукции между партнерами закрепляется в специальном соглашении. Использование данных соглашений распространено в области нефтедобычи. Совместное предприятие – распространенная форма ГЧП, организационно-правовой формой которой может быть акционерное общество или совместное предприятие с долевым участием сторон. Возможности по принятию самостоятельных решений и риски сторон зависят от их долей в акционерном капитале предприятия. В отличие от других форм ГЧП, в совместном предприятии ПП принимает непосредственное участие в текущей производственной, административно-хозяйственной и инвестиционной деятельности. Данное обстоятельство может негативно сказаться на эффективности деятельности предприятия при недостаточно квалифицированном управлении со стороны ПП.

На сегодняшний день законодательством РФ не предусмотрены специальные положения для регулирования отношений между государством и бизнесом в рамках ГЧП. Во-первых, бюджетная система РФ не предусматривает планирование на 30–40 лет (на данный момент бюджет формируется и утверждается на 3 летний период, что существенно меньше длительности жизненного цикла объектов закупки). Во-вторых, в законодательстве отсутствует описание порядка участия субъектов в ГЧП, так как на сегодняшний день такой порядок устанавливается только на региональном уровне (при этом не во всех регионах приняты такие законы). В-третьих, обусловлено невозможностью, по законодательным ограничениям, передать бизнесу в постоянное распоряжение государственную собственность. В рамках нормативно-правовой базы РФ контракт и концессия является наиболее близкой моделью построения партнерских отношений между ПП ИС РКП и ЧП. Таким образом, ГЧП является эффективным инструментом развития развитие ИиИД интегрированных структур (ИС) РКП. Действующие на данный момент ограничения в законодательстве, не позволяют в полной мере использовать зарубежный опыт и формы сотрудничества государства и бизнеса в РКП. Именно концессия, как одна из форм ГЧП, дает возможность в современных условиях построить эффективную модель партнерских отношений для ИС и тем самым повысить свою конкурентоспособность. Библиографические ссылки 1. Авербух А. Б., Авербух Е. А. Механизм государственно-частного партнерства: метод «издержек и выгод» // Российское предпринимательство. 2012. № 22 (220). С. 32–36. URL: http://www.creativeconomy. ru/ articles/26031/ (дата обращения: 14.09.2017). 2. Государственно-частное партнерство: теория и практика / В. Г. Варнавский, А. В. Клименко, В. А. Королев и др. М. : НИУ ВШЭ, 2010. 3. Матаев Т. М. Определение и классификация форм государственно-частного партнерства // Российское предпринимательство. 2014. № 7 (253). С. 51–58. URL: http://www.creativeconomy.ru/articles/32029/ (дата обращения: 14.09.2017). 4. Новиков В. С. Государственно-частное партнерство как механизм трансформации сферы образовательных услуг в РФ : дис. … канд. экон. наук / Юж. фед. ун-т. Ростов-н/Д., 2009. С. 34. 5. Былым Е. С. Финансовое стимулирование государственно-частного партнерства в инвестиционном комплексе : дис. … канд. экон. наук / Рос. ун-т дружбы народов, 2015. С. 258. References 1. Averbuh A. B., Averbuh E. A. the Mechanism of state-private partnership: the method of “cost-benefit” //

482

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

journal of Russian entrepreneurship. 2012. № 22 (220). P. 32–36. Available at: http://www.creativeconomy.ru/ articles/26031/ (accessed: 14.09.2017). 2. Varnavskiy V. G., Klimenko A. V., Korolev V. A. and other Public-private partnerships: theory and practice. M. : HSE, 2010. 3. Mataev T. M. Definition and classification of forms of public-private partnership // journal of Russian entrepreneurship. 2014. No. 7 (253). Р. 51–58. Available at: http://www.creativeconomy.ru/articles/32029/ (accessed: 14.09.2017).

4. Novikov V. S. Public-private partnership as a mechanism of transformation of educational services in Russia. Dis. Cand. Ekon. Sciences / South. Fed. un-t, Rostov-n/D., 2009. P. 34. 5. Former E. S. Financial incentives public-private partnership in the investment sector. Dis. Cand. Ekon. Sciences/ ROS. University of friendship of peoples., 2015. P. 258.

483

© Лобков К. Ю., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 338.22 РОЛЬ ИННОВАЦИЙ В РАЗВИТИИ ОБОРОННО-ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА РОССИИ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ В. И. Лячин, Л. А. Иванченко, Т. С. Трубинова* Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Отрицательная динамика экономического развития российской экономики указывает на то, что проводимая государственная политика неэффективна и необходимо пересматривать её приоритеты. Инновации способны оказать серьезное влияние на последовательность диверсификации национальной экономики, создание конкурентоспособных секторов и сетей предприятий. Ключевые слова: инновации, оборонно-промышленный комплекс, структурная политика, инновационная экономика. THE ROLE OF INNOVATION IN THE DEVELOPMENT OF DEFENSE-INDUSTRIAL COMPLEX OF RUSSIA UNDER MODERN CONDITIONS V. I. Lyachin, L. A. Ivanchenko, T. S. Trubinova* Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] Тhe negative dynamics of the economic development of the Russian economy indicates that the current state policy is ineffective and it is necessary to revise its priorities. Innovations can have a serious impact on the consistency of the diversification of the national economy, the creation of competitive sectors and networks of enterprises. Keywords: innovation, defense-industrial complex, structural policy, innovative economy. Мировая практика показывает, что в настоящее время инновации становятся основным средством увеличения прибыли хозяйствующих субъектов за счет лучшего удовлетворения рыночного спроса и снижения производственных издержек по сравнению с конкурентами. Такие достижения науки становятся источником новой прибыли, а, значит, могут стать самостоятельным рыночновостребованным товаром и иметь свою рыночную стоимость. Мировой опыт развития инновационной экономики показал что, основными факторами инновационного развития можно считать увеличение расходов на НИОКР и доведение новой инновационной продукции до стадии коммерциализации. Для этого необходимо формирование доступной системы защиты интеллектуальной собственности, которая включает в себя институциональные преобразования. Это позволит увеличить привлекательность инвестирования для представителей бизнеса, поскольку временной интервал от вложений до получения прибыли сократится. В настоящее время Россия активно внедряет инновационные технологии в деятельность сфер, не доступных обычному гражданину, оборонную промышленность, космические технологии, ядерную энергетику, однако многие технологии и разработки возможно применять для производства потребительской продукции. Для эффективного внедрения необходимо взаимодействие государственных органов и частного

сектора. Бизнесу не доступны многие технологии, например, по причине их стоимости. Создав инновационные центры, кластеры или бизнес-инкубаторы государство помогает разрабатывать продукцию инновационного характера частному сектору, снижая при этом расходы на исследования, следовательно, снижая его цену для потребителя. Зачастую суть инновационной модели развития экономики трактуется слишком узко − как опережающее развитие высокотехнологичных отраслей и информационно-коммуникационных технологий. На самом деле на инновационной основе могут и должны развиваться все секторы хозяйства, хотя и в различной мере [1]. В наибольшем объеме инновации осуществляются в высокотехнологичных отраслях, к которым относят авиационную, ракетно-космическую и атомную промышленность, выпуск промышленных роботов и средств комплексной автоматизации, офисного и телекоммуникационного оборудования, средств радиолокации и радионавигации, точных приборов, фармацевтических продуктов и отдельных видов химической продукции. Если концентрироваться исключительно на задачах разработки отдельных высокотехнологичных продуктов, то результатом станет создание действительно конкурентоспособного обособленного кластера, но это не будет означать инновационного развития всей экономики [2]. Реализация политики в области социальноэкономического развития должна учитывать накоп-

484

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

ленные в экономике структурные проблемы. Можно выделить три ключевых дисбаланса экономического развития. Снижение доли инвестиций в структуре ВВП, рост зависимости экономики от нефтегазовых доходов, ухудшение качественных и количественных показателей расходов бюджетной системы. В 2017 году федеральный бюджет достиг максимальной секретности за всю постсоветскую историю: закрытые статьи расходов увеличены сразу на 800 млрд рублей. Дополнительные ассигнования поступят в распоряжение Министерства обороны. Министерство финансов объяснило данное увеличение тем, что 800 млрд нужны для того, чтобы досрочно расплатиться по кредитам оборонных предприятий, выполнявших гособоронзаказ. Данные кредиты были предоставлены военным предприятиям под государственные гарантии для выполнения масштабной программы по перевооружению. Программа была утверждена в 2010 году и общая сумма займов по ней составила 1,2 трлн рублей [3]. Нагрузка не казалась чрезмерной при высоких ценах на нефть и газ, но экономический спад сделал планы правительства несбыточными. Деньги на нужды военных приходится выискивать, сокращая другие бюджетные статьи, – в частности, социально-экономическую поддержку населения и инвестиции в гражданские сектора экономики. В настоящее время расходы России на НИОКР составляют 40 миллиардов, что составляет только 1,1 % от ВВП России, при расходах на ОПК около 6 % от ВВП [4]. Рост доли текущих расходов бюджетной системы, опережающий рост заработных плат относительно производительности труда при активном развитии потребительского кредитования и снижении нормы сбережения домохозяйств, закрытие внешних рынков, а также снижение доверия экономических агентов к финансовой системе привели к образованию структурного дефицита денежных ресурсов. Необходимо повышение эффективности государственного вмешательства в экономику, поскольку в настоящее время доля государственного участия растет, однако темп роста экономики в 2016 году составляет 99,7 % [5]. Основой технологического и инновационного развития должно стать усиление координации деятельности Правительства Российской Федерации, инновационных институтов развития, научных и образовательных организаций, бизнеса в части формирования направлений приоритетных научных исследований и разработок, создания образцов конкурентоспособной инновационной продукции, коммерциализации разработок, технологического перевооружения предприятий, формирования спроса на инновационную продукцию, а также повышение эффективности механизма финансирования, направленного на стимулирование реализации наукоемких исследований, разработок и их внедрения в реальный сектор экономики, и контроля за расходованием средств. Сформированные институты и инструменты поддержки инновационного и технологического развития обеспечат развитие высокотехнологичных секторов экономики, включая основные отрасли оборонно-промышленного комплекса (ракетно-космическая про-

мышленность, авиационная промышленность, судостроение, радиоэлектроника), атомный энергопромышленный комплекс, информационные технологии, фармацевтическую промышленность, а также будут способствовать инновационному развитию традиционных секторов экономики. Передовые технологии становятся главной ареной конкуренции, а научно-техническая сфера – важнейшим фактором геополитики. Глобализация науки, технологий, промышленности создает новых лидеров не только среди фирм, но и среди стран. Только страны с мобильным, динамично развивающимся научнотехнологическим комплексом могут сохранить свои позиции в этой глобальной гонке. Библиографические ссылки 1. Котов А. И. Экономическое развитие и формирование инновационной экономики // Экономическое возрождение России. СПб., 2014. № 1(39). С. 15–20. 2. Белякова Г. Я., Батукова Л. Р. Инновационная модернизация экономики: сущность понятия, его взаимосвязь с понятиями модернизация и модернизация экономики // Фундаментальные исследования. Пенза. 2013. № 10–11. С. 2495–2498. 3. Хачатуров А. Бюджет-2017 – это бомба! [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.Novayagazeta.ru/articles/2016/10/19/70222-byudzhet-2016eto-bomba (дата обращения: 15.05.2017). 4. Тop 15 R&D spenders. Share of R&D expenditure by the business sector [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://uis.unesco.org/apps/visualisations/researchand-development-spending/ (дата обращения: 15.05.2017). 5. Динамика ВВП России [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/ rosstat_main/rosstat/ru/statistics/accounts/# (дата обращения: 07.04.2017). References 1. Kotov A. I. [Economic development and innovative economy forming] Jekonomicheskoe vozrozhdenie Rossii. 2014. Vol. 1, № 39. P. 15–20 (In Russ.) 2. Beljakova G. J. [Innovative modernization of the economy: the essence of the concept, its relationship with the concepts of modernization and modernization of the economy] // Fundamental'nye issledovanija. 2013. № 10–11. P. 2495–2498. (In Russ.) 3. Hachaturov A. Bjudzhet-2017 – jeto bomba! [Budget 2017 is the bomb!] (In Russ.) Available at: https://www.novayagazeta.ru/articles/2016/10/19/70222byudzhet-2016-eto-bomba (accessed: 15.05.2017). 4. Тop 15 R&D spenders. Share of R&D expenditure by the business sector. Available at: http://uis. unesco.org/ apps/visualisations/research-and-development-spending/ (accessed: 15.05.2017). 5. Dinamika VVP Rossii [Dynamics of Russia’s GDP] Available at: http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/ rosstat_ main/rosstat/ru/statistics/accounts/# (accessed: 07.04.2017). (In Russ.)

485

© Лячин В. И., Иванченко Л. А., Трубинова Т. С., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 338.001.76 ПРОБЛЕМЫ КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ ИННОВАЦИЙ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Н. О. Макаренко, Л. В. Ерыгина Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматриваются основные экономически эффективные и привлекательные научные направления ракетнокосмических предприятий, выделены основные факторы, оказывающие влияние на развитие коммерческой деятельности предприятий РКП, а также сформулированы основные общесистемные задачи, на решении которых в ближайшей перспективе предусматривается сосредоточить усилия в сфере развития РКП. Ключевые слова: ракетно-космическая промышленность, инновационный потенциал, инновации, коммерциализация. INNOVATION COMMERCIALIZATION PROBLEMS AT SPACE-ROCKET ENTERPRISES N. O. Makarenko, L. V. Erigina Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The role of high-tech industries has been increasing steadily in the economic development of countries and regions. The world market of space products and services is one of the most important high-tech segments. The article considers the main cost-effective and attractive scientific directions of space-rocket enterprises, identifies the main factors that influence the development of commercial activities of the space-rocket enterprises, as well as outlines the main systemwide tasks for solving which in the near future it is planned to concentrate efforts in the development of the spacerocket industry. Keywords: space-rocket industry, innovation potential, innovations, commercialization. Начиная со второй половины ХХ века, производство продукции основывается на использовании передовых научных знаний и технологий, основными отличительными характеристиками которых выступают: высокая инвестиционная привлекательность, высокий уровень инвестиционного риска, использование передовых научных технологий и знаний, высокий потенциал роста и ожидаемые высокие доходы. Тенденция колоссального технологического отставания Российской Федерации от таких стран-лидеров лидеров как, США, Япония, Германия, Великобритания и Франция, вызвана сильной зависимостью экономики от добывающих отраслей [1]. С 2007 года доля трех основных товаров российского экспорта (сырая нефть, нефтепродукты, природный газ) увеличилась с 61,7 до 70,5 % в 2014 г. [2]. В настоящее время наблюдается интенсивное развитие в таких областях как: электроника, компьютерная и телекоммуникационная техника, где лидирующие позиции принадлежат Китаю, Сингапуру, Южной Кореи; область машиностроения, вооружений и химии (США, Германия и Китай); область фармацевтики и биотехнологий (Германия Швейцария, Бельгия) [1]. Учитывая тенденции и области развития мировых рынков высокотехнологичной продукции, инновации, созданные в промышленных условиях, от-

крывают перед предприятиями космической отрасли новые коммерческие возможности. А именно, предприятия РКП имеют большой опыт в создании энергосберегающих и энергоэффективных технологий, а также базовых технологий энергетики, направленных на повышение эффективности выработки, хранения и передачи энергии. В рамках реализации проектов в области связи и телекоммуникации на предприятиях отрасли осуществляется выполнение следующих основных задач: разработка технологий, обеспечивающих мировые стандарты скорости и качества передачи информации и создание условий для их внедрения; развитие цифрового теле- и радиовещания и мобильной связи в стране; дальнейшее развитие системы ГЛОНАСС, в том спектре услуг, которые важны для массового потребителя и др. [3]. Помимо этого, российская медицина сегодня по оснащению оборудованием на 80 % зависит от импорта. Для того чтобы исправить положение, решено медицинскую технику производить на российских оборонно-промышленных заводах, и в частности на предприятиях РКП [4]. Среди наиболее ключевых направлений можно выделить такие важные отрасли экономики, как связь и телекоммуникация, энергетика, авиационная и добывающая отрасли, медицина.

486

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

С учетом рассмотренных коммерческих направлений предприятий ракетно-космической промышленности с целью производства высокотехнологичной продукции гражданского назначения были выявлены факторы, влияющие на коммерциализацию. К основным факторам, были отнесены: доля и уровень передовых исследований и разработок, прогрессивной техники и технологии производства, соответствующие мировым стандартам, опыт и компетенции трудовых кадров в создании РКТ; отсутствие рыночного опыта, знаний и соответствующих компетенций в области коммерциализации технологий; несоответствие российских требований технического регламента сертифицирования международным стандартам; незнание потребителями гражданского сектора высокотехнологичных возможностей предприятий РКП и, как следствие, отсутствие спроса на производимую ими высокотехнологичную продукцию. На основании выявленных факторов, были сформулированы необходимые условия коммерциализации инновационного потенциала: наличие механизма определения дополнительных путей распространения имеющихся передовых разработок (патентов), высокотехнологичного оборудования военного назначения в гражданской сфере; формирование коммерческой внутренней структуры на предприятиях РКП с целью маркетингового сопровождения НИОКР с момента выявления перспектив коммерческого использования и заканчивая реализацией бизнес-проекта; создание отлаженного процесса коммерциализации инновационного потенциала предприятий РКП, включающего эффективные механизмы, формы и способов коммерциализации; формирование системы отбора коммерчески перспективных бизнес-проектов. Таким образом, среди основных общесистемных задач, на решении которых в ближайшей перспективе предусматривается сосредоточить усилия в сфере развития РКП, следует выделить: диверсификацию производства и развитие выпуска высокотехничной конкурентоспособной гражданской продукции в интересах важнейших отраслей национальной экономики; реализацию мероприятий по активизации процессов коммерциализации новых технологий, определение порядка доступа бизнес-структур к результатам научно-технической деятельности РКП; активное взаимодействие с инновационными и образовательными кластерами, технопарками и инжиниринговыми центрами в РКП; активное внедрение маркетинговых структур на предприятиях РКП с целью нахождения коммерчески эффективных путей коммерциализации научно-технических и технологических возможностей предприятий отрасли. Переход РКП на производство высокотехнологичной гражданской продукции может стимулировать новый виток использования ресурсов РКП и создания дополнительного источника финансирования инновационной деятельности предприятий РКП [5].

Библиографические ссылки 1. Долгова М. В. Рынки наукоемких и высокотехнологичных отраслей: российский и международный // Фундаментальные исследования. 2014. № 8. С. 909–913. 2. Российский статистический ежегодник. 2015 / Статистический сборник [Электронный ресурс]. URL: http://gks.ru/bgd/regl/b15_13/Main.htm (дата обращения: 26.04.2017). 3. Муракаев И. М., Бочкарев К. М. Обеспечение координации инновационно-технологического развития ракетно-космической промышленности со стороны государства как фактор экономического прогресса российской экономики // Россия: тенденции и перспективы развития. Ежегодник. М., 2013. Вып. 8, ч. 1. C. 692. 4. Научно-практическая конференция и выставка «Оборонно-промышленный комплекс России – новые возможности для медицинской промышленности» в Туле [Электронный ресурс]. URL: http://fano.gov.ru/ ru/press-center/card/?id_4=37176 (дата обращения: 06.03.2017). 5. Макаренко Н. О. Анализ направлений коммерциализации инновационного потенциала предприятий РКП // Учет, анализ, аудит: проблемы теории и практики. 2016. № 16. С. 59–61. References 1. Dolgova M. V. [Markets of high technology and high-tech industries: Russian and international] // Fundamentalnie issledovaniya. 2014. № 8. P. 909–913. 2. Rossiyskiy statisticheskiy ezhegodnik [Russian Statistical Yearbook] Available at: http://www.gks.ru/ bgd/regl/b15_13/Main.htm (accessed: 26.04.2017). (In Russ.) 3. Murakaev I. M., Bochkarev K. M. [Ensuring the coordination of innovation and technological development of the rocket and space industry on the part of the state as a factor in the economic progress of the Russian economy] // Rossiya: tendentsii I perspektivi razvitiya. 2013. № 8. P. 692. 4. Nauchno-prakticheskaya konferentciya i vistavka «Oboronno-promishlenniy kompleks Rossii – novie vozmozhnosti dlya meditcinskoi promishlennosti» v Tule [Scientific and Practical Conference and Exhibition “The Defense Industry of Russia – New Opportunities for the Medical Industry” in Tula] Available at: http://fano.gov.ru/ ru/press-center/card/?id_4=37176 (accessed: 06.03.2017). (In Russ.) 5. Makarenko N. O. [Analysis of directions of commercialization of innovative potential of enterprises of the RCP] // Uchet, analiz, audit: problemi teorii i praktiki. 2016. № 16. P. 59–61.

487

© Макаренко Н. О., Ерыгина Л. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 519.254 СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ ПРИЛОЖЕНИЙ С ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТЬЮ НА ОСНОВЕ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ В. С. Монастырная Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Разработки приложений на основе дополненной реальности являются одним из наиболее перспективных направлений развития, которому следуют многие крупные IT-компании. Ключевые слова: дополненная реальность, спутниковые данные, сложности в создании приложений, GPSданные. METHODS TO CREATE APPLICATIONS WITH ADDITIONAL REALITY BASED ON LOCATION OF THE USER V. S. Monastyrnaya Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] Developing applications based on augmented reality is one of the most promising areas of development, followed by many large IT companies. Keywords: augmented reality, satellite data, difficulties in creating applications, GPS-data. Проблема создания приложений с дополненной реальностью на основе местоположения пользователя является актуальной в наше время, поскольку сейчас идёт тотальная компьютеризация всех областей жизни, и использование таких приложений позволит упростить процесс обучения, проведения досуга, ведение торговли, оформление домов и многое другое. Развитие данной отрасли связано с использованием спутниковых данных, на основе которых получается основная информация о местоположении пользователя [1]. В данное время большая часть приложений разрабатывается на основе местоположения пользователя, без учёта расположения над уровнем моря или направления камеры. Яркими примерами являются: 2гис, Ярмап, Ingress [2]. Некоторые приложения разрабатываются на основе местоположения пользователя и определенных маркеров. Яркий пример: QR-код. Часть приложений разрабатываются на основе триангуляции с использованием данных о трёх вышках связи. Этот способ только начал внедряться и использоваться в разработке. Он позволяет упростить создание приложения, а также более точно определить местоположение пользователя, используя данные об его удаленности от трёх вышек связи. Также ведутся разработки в создании приложений использующих, помимо данных о местоположении, также данные с акселерометра, гироскопа, компаса и других устройств, встроенных в устройство, для определения направления камеры. Это позволит созда-

вать приложения с дополненной реальностью информационного или маркетингового характера [3]. В данное время разработчики приложений с дополненной реальностью, комбинируют данные способы, для улучшения работы собственных приложений. Ярким примером можно назвать приложение Pokemon GO, компании Niantic. В нём используются не только данные о местоположении пользователя, но также и графические объекты, снимаемые камерой устройства, но т данные с гироскопа, для определения направления камеры. Разработка таких приложений является сложной задачей, поскольку вычислительная мощность сервера должна быть достаточно высокой, чтобы успевать анализировать большой поток информации от пользователя и реагировать на неё. Более простые версии приложений с комбинированными способами получения информации о местоположении пользователя, используются в некоторых музеях, галереях или выставочных центрах, для предоставления пользователям возможности получать информацию об интересных объектах через свои устройства [4]. Компания Google, совместно с Niantic, вкладывают большие средства в развитие технологий дополненной реальности, на основе местоположения и данных с камеры устройства. Планируется введение системы, которая позволит распознавать объекты и местоположение, в зависимости от данных с камеры устройства. Эта система является сложной, ресурснозатратной, но полезной для развития. Первоначально компания Google делала эти разработки в проекте

488

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

Google Glass, но он не увенчался успехом из-за сложностей в его реализации [5]. Развитие технологии дополненной реальности с применением этого способа получения данных, позволит создавать проекты информационномаркетингового характера, для музеев, рекламы гостиниц, кафе, ресторанов и других компаний. Библиографические ссылки 1. Electronic textbook q-AR «Разработка дополненной реальности» [Электронный ресурс]. URL: http://qar.ru/primenenie/ (дата обращения: 21.05.2017). 2. Electronic textbook mobile.SimbirSoft «Разработка геолокационных приложений» [Электронный ресурс]. URL: https://mobile.simbirsoft.ru/blog/razrabotkageolokatsionnykh-prilozheniy/ (дата обращения: 22.05.2017). 3. Electronic textbook novainfo «Разработка мобильного приложения с использованием дополненной реальности для отображения контекстного информационного поля» [Электронный ресурс]. URL: http:// novainfo.ru/article/3578 (дата обращения: 24.05.2017). 4. Electronic textbook Википедия «Niantic» [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Niantic (дата обращения: 28.05.2017). 5. Electronic textbook N+1 «Google официально запустила технологию дополненной реальности» [Элек-

тронный ресурс]. URL: https://nplus1.ru/news/2016/ 11/01/tango-consumer (дата обращения: 31.05.2017). References 1. Electronic textbook q-AR «Razrabotka dopolnennoj real’nosti» [Jelektronnyj resurs]. Available at: http://qar.ru/primenenie/ (accessed: 21.05.2017). 2. Electronic textbook mobile.SimbirSoft “Razrabotka geolokacionnyh prilozhenij” [Jelektronnyj resurs]. Available at: https://mobile.simbirsoft.ru/ blog/razrabotkageolokatsionnykh-prilozheniy/ (accessed: 22.05.2017). 3. Electronic textbook novainfo “Razrabotka mobil’nogo prilozhenija s ispol’zovaniem dopolnennoj real’nosti dlja otobrazhenija kontekstnogo informacionnogo polja” [Jelektronnyj resurs]. Available at: http://novainfo.ru/article/3578 (accessed: 24.05.2017). 4. Electronic textbook Vikipedija “Niantic” [Jelektronnyj resurs]. Available at: https://ru.wikipedia.org/ wiki/Niantic (accessed: 28.05.2017). 5. Electronic textbook N+1 “Google oficial'no zapustila tehnologiju dopolnennoj real’nosti” [Jelektronnyj resurs]. Available at: https://nplus1.ru/news/ 2016/ 11/01/tango-consumer (accessed: 31.05.2017).

489

© Монастырная В. С., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 339 ВНУТРЕННИЕ И ВНЕШНИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА РОССИИ, АНАЛИЗ ЭКСПЕРТНЫХ МНЕНИЙ А. В. Прошкин, И. А. Зенков, Е. А. Монастырный Национальный исследовательский Томский политехнический университет Российская Федерация, 634034, г. Томск, просп. Ленина, 30 E-mail: [email protected] Рассматривается проблематика развития аэрокосмической отрасли в России. На основе экспертных мнений проведен анализ и классификация ключевых проблем развития отрасли. Ключевые слова: аэрокосмический комплекс, коммерциализация, конкурентоспособность, проблемы развития отрасли. INTERNAL AND EXTERNAL PROBLEMS OF THE ENTERPRISE DEVELOPMENT OF THE RUSSIAN AEROSPACE COMPLEX, ANALYSIS OF EXPERT OPINIONS A. V. Proshkin, I. A. Zenkov, E. A. Monastyrnyj National Research Tomsk Polytechnic University 30, Lenin Av., Tomsk, 634034, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper is dedicated to problems of Russian aerospace industry development. Main problems of industry development are analyzed and classified based on the expert opinions. Keywords: aerospace industry, commercialization, competitiveness, industry development problems. Одним из наиболее важных направлений научнотехнического развития России является развитие аэрокосмической отрасли. Соответственно, актуальна задача анализа проблематики развития данной отрасли. Цель настоящей работы проанализировать актуальные организационно-экономические проблемы развития аэрокосмической отрасли, которые обсуждаются профессиональным сообществом. Одним из основных методов анализа развития отраслей экономики является обобщение экспертных мнений, в том числе, анализ материалов научнопрактических конференций, проводимых ведущими отраслевыми центрами. Решетневские чтения уже многие годы играют важную роль в развитии аэрокосмической отрасли. В анализ вошло более 20 статей на тему организационно-экономических проблем авиационно-космических комплексов, XIX и XX (2015–2016 гг.) Международной научно-практической конференции, посвященной памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М. Ф. Решетнева. Для уточнения и расширения проблемного поля результаты анализа дополнены результатами статей из научных журналов периода с 2012 по 2016 года. Основные публикации приведены в списке литературы [1–8]. Выявленные в ходе анализа проблемы/факторы, существенно влияющие на развитие предприятий и отрасли в целом, приведены в таблице, где формулировки проблем, приведенные в графе 1, обобщают утверждения авторов, приведенных в графе 2. Разделим факторы, приведенные в таблице, на внешние и внутренние.

Под внутренними факторами будем понимать организационные проблемы самих предприятий аэрокосмической отрасли. Под внешними факторами будем понимать проблемы, связанные с нормативными актами, финансовыми ресурсами и конкурентоспособностью на мировом рынке. Краткая характеристика проблем/факторов в соответствие с экспертными оценками изложена ниже. В качестве инструмента структурной политики государства, активно воздействующего на его социально экономическое развитие, выступают Федеральные программы. В связи с этим первостепенной задачей аэрокосмической отрасли будет, безусловное выполнение таких федеральных программ. Дефицит высококвалифицированных кадров, играет важную роль в выполнении таких программ. Для подготовки высококвалифицированных специалистов необходимо значительное вливание денежных средств в профильные образовательные организации. Зачастую такие организации не имеют возможности приобретать дорогостоящее оборудование необходимое для подготовки кадров. Производственный процесс на наукоемких предприятиях характеризуется высокой трудоемкостью. С точки зрения внутриорганизационных проблем высокая трудоемкость – это следствие мелкосерийности и ширины номенклатуры изделий. Длительность производственного цикла ракетнокосмической техники часто определяется длительностью процедуры закупки комплектующих, производимых за рубежом, в том числе в странах, применяющих экономические санкции к РФ.

490

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов Проблемы/ Факторы развития аэрокосмической отрасли России Проблемы/ Факторы

Автор

Дефицит высококвалифицированных кадров Диспропорция между квалификацией персонала и требованиями работодателей Низкое качество управления проектами Длительность цикла разработки и изготовления ракетно-космической техники Высокая доля затрат на НИОКР Большой объём и сложность испытаний ракетно-космической техники

Т. С. Трубинова, Л. А. Иванченко[1] Т. С. Трубинова, Л. А. Иванченко Т. С. Трубинова, Л. А. Иванченко Д. В. Еремеев, С. В. Еремеева[2] Д. В. Еремеев, С. В. Еремеева Д. В. Еремеев, С. В. Еремеева

Высокая трудоемкость изготовления продукции

И. Г. Дроздов, Д. П. Шматов [3]

Высокие риски не окупаемости ракетно-космической продукции

О. В. Гостева, А. А. Бойко[4]

Недостаток финансовых ресурсов

Т. С. Трубинова, Л. А. Иванченко

Проблемы, страхования космических рисков

К. В. Максимова, А. А. Бойко

Неразвитая законодательная база

К. В. Максимова, А. А. Бойко [5]

Необходимость международного сотрудничество

К. В. Максимова, А. А. Бойко

Необходимость экономической защиты проектов РКО

К. В. Максимова, А. А. Бойко

Технологическое отставание от ведущих зарубежных стран мира

Д. В. Еремеев [6]

Высокие расходы на проведение НИОКР объясняются трудоемкостью и высокой стоимостью выполнения некоторых этапов, в том числе: макетирование изделий, подготовка чертежей, разработка и поддержка программного обеспечения. Так как к продукции ракетно-космической отрасли предъявляются высокие требования к надежности и длительному сроку службы, возникает необходимость проведения большого количества сложных испытаний. В условия кризисного состояния экономики актуальной становится проблема недостатка финансовых ресурсов на развитие материально-технической базы предприятия, что, в свою очередь, приводит к задержкам или невыполнению государственных программ, направленных на развитие аэрокосмической отрасли РФ. Высокие риски не окупаемости ракетно-космической продукции связаны со сложностью проведения предрасчётов. Поверхность спутника плохо поддается предрасчету, как из-за сложной конфигурации такой поверхности, так и из-за вариаций положения спутника в пространстве, что негативно сказывается на прогнозировании работы спутника под воздействием солнечного радиационного давления. В значительной мере оказать влияние на решение внутренних проблем аэрокосмической отрасли, может так называемый процесс коммерциализации. Под процессом коммерциализации понимается, прежде всего, выпуск продукции двойного назначения, так как научные разработки по техники и технологиям двойного применения, легко поддаются процессу коммерциализации, это создает благоприятные условия для расширения инвестиционной базы оборонных предприятий [7]. Внешние проблемы напрямую зависят от уровня конкурентоспособности продукции предприятий аэрокосмической отрасли на внешнем рынке. Для обеспечения конкурентных преимуществ необходимо, прежде всего, эффективное функциональное назначение, повышение надежности, ремон-

топригодность и возможность её дальнейшей модернизации в процессе эксплуатации [8]. В результате проведенного исследования были выделены основные факторы, определяющие проблематику развития аэрокосмического комплекса России. Выделенные факторы были оценены с точки зрения источника воздействия на предприятие и, в соответствии с результатами такого анализа, были разделены на внешние и внутренние. В дальнейшем, анализ внутренних факторов позволит определить влияние на производственный процесс особенностей организационной структуры предприятия и протекающих в нем бизнес-процессов. Анализ внешних факторов позволит определить воздействие на предприятие со стороны государства и зарубежных конкурентов. Библиографические ссылки 1. Трубинова Т. С., Иванченко Л. А. О стратегическом планировании развития космической отрасли как направлении структурной экономической политики России // Решетневские чтения : материалы XХ Междунар. науч. конф. (09–12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Т. 2, №. 20. С. 404–406. 2. Еремеев Д. В., Еремеева С. В. Особенности инновационной деятельности наукоемких и высокотехнологичных предприятий ракетно-космической промышленности // Решетневские чтения : материалы XХ Междунар. науч. конф. (09–12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Т. 2, №. 20. С. 370–371. 3. Дроздов И. Г., Шматов Д. П., Кудрин А. М. Перспективные разработки ВГТУ в области транспортных и космических систем // Решетневские чтения : материалы XХ Междунар. науч. конф. (09–12 ноября

491

Решетневские чтения. 2017

2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Т. 1, №. 20. С. 633–635. 4. Гостева О. В., Бойко А. А. Проблемы генерации инноваций на предприятиях ракетно-космической отрасли // Решетневские чтения : материалы XХ Междунар. науч. конф. (09–12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Т. 2, №. 20. С. 362–363. 5. Максимова К. В., Бойко А. А. Особенности разработки инновационной стратегии для предприятий ракетно-космической отрасли // Решетневские чтения : материалы XХ Междунар. науч. конф. (09–12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Т. 2, №. 20. С. 384–386. 6. Еремеев Д. В. Взаимосвязь конкурентоспособности и инновационного потенциала наукоемкого предприятия ракетно-космической промышленности // Решетневские чтения : материалы XХ Междунар. науч. конф. (09–12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Т. 2, №. 20. С. 368–370. 7. Жидков Д. В., Николаев И. А. Вопросы коммерциализации инновационных технологий на предприятиях ОПК // Инновации. 2013. №. 12 (182). 8. Борисоглебская Л. Н., Мухин И. Е., Евтушенко О. Н. Методы и механизмы обеспечения конкурентоспособности продукции предприятий ОПК в современных условиях // Вестник академии военных наук. 2016. №. 1. С. 104–113. References 1. Trubinova T. S., Ivanchenko L. A. O strategicheskom planirovanii razvitiya kosmicheskoj otrasli kak napravlenii strukturnoj ehkonomicheskoj politiki Rossii // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. T. 2, №. 20. Р. 404–406.

2. Eremeev D. V., Eremeeva S. V. Osobennosti innovacionnoj deyatel'nosti naukoemkih i vysokotekhnologichnyh predpriyatij raketno-kosmicheskoj promyshlennosti // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. T. 2, №. 20. Р. 370–371. 3. Drozdov I. G., SHmatov D. P., Kudrin A. M. Perspektivnye razrabotki VGTU v oblasti transportnyh i kosmicheskih sistem // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. T. 1, №. 20. Р. 633–635. 4. Gosteva O. V., Bojko A. A. Problemy generacii innovacij na predpriyatiyah raketno-kosmicheskoj otrasli // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. T. 2, №. 20. Р. 362–363. 5. Maksimova K. V., Bojko A. A. Osobennosti razrabotki innovacionnoj strategii dlya predpriyatij raketnokosmicheskoj otrasli // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. T. 2, №. 20. Р. 384–386. 6. Eremeev D. V. Vzaimosvyaz' konkurentosposobnosti i innovacionnogo potenciala naukoemkogo predpriyatiya raketno-kosmicheskoj promyshlennosti // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. T. 2, №. 20. Р. 368–370. 7. ZHidkov D. V., Nikolaev I. A. Voprosy kommercializacii innovacionnyh tekhnologij na predpriyatiyah OPK // Innovacii. 2013. №. 12 (182). 8. Borisoglebskaya L. N., Muhin I. E., Evtushenko O. N. Metody i mekhanizmy obespecheniya konkurentosposobnosti produkcii predpriyatij OPK v sovremennyh usloviyah // Vestnik akademii voennyh nauk. 2016. №. 1. Р. 104–113.

492

© Прошкин А. В., Зенков И. А., Монастырный Е. А., 2017

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

УДК 338.2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ ЦИРКУЛЯРНОЙ ЭКОНОМИКИ В ТОСЭР ЗАТО АТОМНОЙ ОТРАСЛИ М. Б. Пучкин Консалтинговое агентство «MBP Consulting» Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, ул. Телевизорная, 1/9 E-mail: [email protected] Приводится обоснование необходимости исследования принципов циркулярной экономики и использование их с учетом специфики предприятий в ТОСЭР ЗАТО атомной отрасли. Сделан вывод, что использование подходов и принципов циркулярной экономики в ТОСЭР ЗАТО атомной отрасли может существенно повысить качество жизни населения и улучшить экологию. Ключевые слова: ТОСЭР, ЗАТО атомной отрасли, циркулярная экономика, инновационная деятельность. USING PRINCIPLES OF CIRCULAR ECONOMY IN TPSED CATU OF NUCLEAR INDUSTRY M. B. Poochkin Consulting agency “MBP Consulting” 1/9, Televizornaya Str., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: [email protected] The article discusses rationale to study the principles of a circular economy and exploiting them with specific companies in CATU of nuclear industry. It concludes that the use of approaches and principles of a circular economy in CATU of nuclear industry can significantly improve the quality of life of the population and improve the environment. Keywords: the territories of priority socio-economic development (TPSED), Closed Administrative-Territorial Unit (CATU) of nuclear industry, circular economy, innovative activity. Необходимость ускоренного инновационного развития экономики России, устранения отставания от ведущих мировых держав в ключевых отраслях промышленности и направлениях научно-прикладных исследований, ставят перед Правительством Российской Федерации, региональными и муниципальными властями ряд сложных и амбициозных задач. Федеральный закон Российской Федерации от 29 декабря 2014 г. № 473-ФЗ «О территориях опережающего социально-экономического развития в Российской Федерации» позволил формировать ТОСЭР в регионах и моногородах (включая ЗАТО), имеющих значительный потенциал инновационного развития. Для успешной реализации имеющегося потенциала в формируемых ТОСЭР требуется не только использование передовых мировых методик, технологий управления и внедрения лучших доступных практик, в том числе инструментов проектного управления, но и применения принципов и подходов циркулярной экономики. На международном экономическом форуме в Швейцарском Давосе в 2016 году было заявлено, что мировую экономику ожидает очередной фазовый переход. Под циркулярной экономикой специалисты понимают экономику, которой свойственен восстановительный и замкнутый характер. Определение, которое дают циркулярной экономики специалисты формулируется как «тотальная вторичная переработка всех ресурсов, а также существенная экономия энергии» [1].

Понятие циркулярной экономики специалистами раскрывается через «Индустрию 4.0» или «Четвёртую промышленную революцию» (включает в себя, помимо циркулярной экономики, ещё такие технологии, как Интернет вещей, Big Data, Blockchain, VR & AR, 3D-печать, квантовые вычисления). Походы циркулярной экономики предполагают: рациональное использование природных и технических ресурсов; максимально эффективное энергосбережение (clean energy или «чистая» энергия); повсеместный ремонт всего вместо новой покупки; вторичную переработку всех отходов и получение из них новых товаров, сырья, энергии (total recycling или тотальная переработка всех видов сырья); аренду всего вместо владения в собственности (sharing или экономика совместного пользования); повсеместную автоматизацию и цифровизацию (digital или цифровая экономика) [2]. Традиционная «линейная» экономика строится на подходах «take-make-waste» (добыл, произвёл, выбросил). В основу циркулярной экономики положен подход «make-use-return» (сделал, использовал, вернул). Устойчивому (без кризисов) мировому экономическому развитию способствуют принципы цифровой экономики, сформулированные Программой ООН по окружающей среде (ЮНЭП): справедливости; достоинства; целостности Земли; инклюзивности; управляемости; гибкости; эффективности; единения разных поколений [3].

493

Решетневские чтения. 2017

Общая схема функционирования циркулярной экономики представляет собой максимально замкнутый процесс добычи, переработки, потребления и повторной переработки ресурсов, минимизируя при этом вовлечение в оборот нового сырья и материалов и сокращая не перерабатываемые отходы. Внедрение подходов и принципов циркулярной экономики направлено не только на решение глобальных экологических проблем, но и становятся важной движущей силой мирового технологического прогресса, с которой России необходимо считаться и учитывать в своих планах стратегического развития [4]. Территория опережающего социально-экономического развития (ТОСЭР) – часть территории субъекта Российской Федерации, включая закрытое административно-территориальное образование (ЗАТО), на которой в соответствии с решением Правительства Российской Федерации установлен особый правовой режим осуществления предпринимательской и иной деятельности. ТОСЭР создаются в Российской Федерации на основании принятого 29 декабря 2014 года Федерального закона № 473-ФЗ. Целями создания ТОСЭР является «выравнивание» уровня социально-экономического развития регионов России за счёт создания в них условий для опережающего роста. В ходе создания ТОСЭР в регионах России, включая закрытые административно-территориальные образования (ЗАТО), решаются, в том числе, следующие задачи: создание импортозамещающих производств с экспортным потенциалом; создание новых высокотехнологичных рабочих мест; развитие человеческого потенциала на территории; улучшение качества жизни граждан [5]. Следует отметить, что это во многом совпадает с базовыми принципами и подходами циркулярной экономики. По мнению специалистов, передовой мировой опыт и эффективные бизнес-модели циркулярной экономики уже с успехом могут использоваться российскими компаниями в современных условиях и институциональной среде. Среди наиболее перспективных для внедрения специалисты выделяют такие бизнес-модели циркулярной экономки, как: замкнутые цепочки поставок; глубокая переработка ресурсов; энергоэффективные производства; «умные» города; платформы для обмена и совместного использования и др. Среди возможных вариантов размещения ТОСЭР именно ЗАТО атомной отрасли отличаются огромным научно-технологическим, производственным и кадровым потенциалом для опережающего социально-экономического роста. Таким образом, именно ТОСЭР в ЗАТО атомной отрасли могут стать площадками для апробации перспективных бизнес-моделей циркулярной экономики и последующего широкого внедрения удачного опыта в российскую экономику. Использование подходов и принципов циркулярной экономики в ТОСЭР ЗАТО атомной отрасли могут существенно повысить качество жизни населения, улучшить экологию и повысить занятость. Постановлением Правительства РФ от 20.04.2017 создана первая ТОСЭР в ЗАТО Саров Нижегородской области. В планах государственной корпорации «РОСАТОМ» создать ТОСЭР во всех ЗАТО атомной отрасли, в том числе в Железногорске и Зе-

леногорске Красноярского края. По мнению специалистов для успешной реализации данных проектов требуется усиление государственной поддержки инновационной деятельности в регионе и ускоренная подготовка квалифицированных кадров для ракетнокосмической отрасли [6]. Библиографические ссылки 1. Ellen MacArthur Foundation [Электронный ресурс]. URL: https://www.ellenmacarthurfoundation.org/ circular-economy (дата обращения: 04.09.2017). 2. The Growth of the Circular Economy. UPS / Green Biz Research Study, 2016 [Электронный ресурс]. URL: https://www.greenbiz.com/report/growth-circulareconomy (дата обращения: 04.09.2017). 3. Программа ООН по окружающей среде (ЮНЭП) [Электронный ресурс]. URL: https://www.unep.org (дата обращения: 04.09.2017). 4. Пахомова Н. В., Рихтер К. К., Ветрова М. А. Переход к циркулярной экономике и замкнутым цепям поставок как фактор устойчивого развития // Вестник СПбГУ. Экономика. 2017. Т. 33, Вып. 2. С. 244–268. DOI: 10.21638/11701/spbu05.2017.203. 5. О территориях опережающего социальноэкономического развития в Российской Федерации [Электронный ресурс] : федер. закон РФ от 29 дек. 2014 г. № 473-ФЗ. URL: http:/rg.ru/2014/12/31/territoriidok.html (дата обращения: 04.09.2017). 6. Аврамчикова Н. Т., Волков Д. О., Захарова Л. Н. Методы и формы государственной поддержки инновационной деятельности в регионе (на примере Красноярского края) // Сибирский журнал науки и технологий. 2017. Т. 18, № 2. С. 442–451. References 1. Ellen MacArthur Foundation. Available at: https:// www.ellenmacarthurfoundation.org/circular-economy (accessed: 04.09.2017). 2. The Growth of the Circular Economy. UPS / Green Biz Research Study, 2016. Available at: https://www. greenbiz.com/report/growth-circular-economy (accessed: 04.09.2017). 3. UN Environment. Available at: https://www.unep. org (accessed: 04.09.2017). 4. Pakhomova N. V., Richter K. K., Vetrova M. A. Transition to circular economy and closedloop supply chains as driver of sustainable development // St Petersburg University Journal of Economic Studies. 2017. Vol. 33, iss. 2. P. 244–268. DOI: 10.21638/11701/spbu 05.2017.203. 5. Federal law of the Russian Federation of 29 December 2014. No. 473-FZ “On territories of priority socio-economic development in the Russian Federation” Available at: http://www.rg.ru/2014/12/31/territorii-dok. html (accessed: 09.08.2016). (In Russ.) 6. Avramchikova N. T., Volkov D. O., Zakharova L. N. Methods and forms of state support of innovative activities in the region (on the example of Krasnoyarsk region) Siberian Journal of Science and Technology. 2017. Vol. 18, № 2. P. 442–451.

494

© Пучкин М. Б., 2017

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

УДК 669.713.7 ФИНАНСИРОВАНИЕ КОСМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В РОССИИ Ю. А. Сергеева, Н. И. Смородинова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected]. Рассматривается проблема финансирования космической деятельности в России. Рассмотрены объемы финансирования данной отрасли за 2016–2025 гг. Ключевые слова: финансы, комическая деятельность, вложения, инвестиции. FINANCING SPACE ACTIVITY IN RUSSIA Y. A. Sergeeva, N. I. Smorodinova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This article deals with the problem of financing space activities in Russia. It considers the amount of financing the industry for 2016–2025. Keywords: finance, comic activities, investments, investments. В силу значимости космической отрасли, она отнесена к числу наиболее значимой и перспективной модели технологического прорыва в России. Основные расходы на космическую деятельность приходится на государство. Согласно закону Российской Федерации «О космической деятельности», а именно III раздел 12 статьи, гласит: «Финансирование космической области относится к обязательным расходам государственного бюджета». Также финансирование осуществляется в рамках федеральной целевой программы (ФЦП) космической направленности [1]. Как утверждают многие источники на 2016–2025 годы спонсирование космической деятельности могут урезать до 1,5 трлн рублей. С 2015 года Роскосмос поставил задачу существенно сократить расходы по космической программе до 2,4 трлн рублей. К концу 2016 года происходит еще одно сокращение и уже до 1,8 трлн рублей. И на сегодняшний день по данным Росстата происходит значительное уменьшение финансовых средств до 1,5 трлн рублей [2–5]. В бюджете России 2017 года было осуществить финансирование космической деятельности в плановый период 2018–2019 годов. Данный бюджет планирует существенное сокращение финансирования космической деятельности до 1,25 % от всей суммы государственного бюджета Российской Федерации. Это не может не шокировать работников космической деятельности [3]. Как сообщает министр финансов, что на реализацию проекта который имеет название «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012–2020 годы» будет произведено значительное увеличение финансов. К концу 2017 года Российская

Федерация готова выделить средства на финансирование космической деятельности в размере 26,7 млрд рублей, в 2018 году – 29,43 млрд рублей и в 2019 году – 24,8 млрд рублей. Анализируя данные, можно отметить, что с каждым годом происходить уменьшение инвестиций более чем на 4 млрд рублей [4]. Несмотря на столь низкий уровень финансирования данной отрасли, Россия принимает определенные стратегии по развитию космической деятельности до 2030 года и на дальнейшую перспективу. Для достижения последующих целей нашей стране необходимо выполнить ряд задач. Во-первых, следует полностью удовлетворить растущие социально-экономические потребности. Во-вторых, занять лидирующие позиции в космических исследованиях. И, в-третьих, занять достойное место на мировом космическом рынке [5]. Библиографические ссылки 1. О космической деятельности [Электронный ресурс] : федер. закон РФ. URL: http://docs.cntd.ru/document/9033683 (дата обращения: 09.09.2017). 2. Данные о финансировании космоса в России [Электронный ресурс]. URL: http://www.tssonline.ru/ articles2/sputnik/sravnitelnii-analiz-finansirovaniya (дата обращения: 09.09.2017). 3. Российский бюджет на 2017 год: расходы на космическую программу [Электронный ресурс]. URL: http://www.engineering-info.ru/space-2017/ (дата обращения: 09.09.2017). 4. Сокращение финансирования Роскосмоса из бюджета РФ [Электронный ресурс]. URL: http://tass. ru/kosmos/3597861 (дата обращения: 09.09.17).

495

Решетневские чтения. 2017

5. Стратегия развития космической деятельности России до 2030 года и на дальнейшую перспективу [Электронный ресурс]. URL: http://knts.tsniimash.ru/ ru/src/CenterInfRes/Cтратегия%20развития%20космической%20деятельности%20России%20до%202030%20 года.pdf (дата обращения: 09.09.2017). 6. Финансирование космической программы РФ на 2016–2025 годы [Электронный ресурс]. URL: http:// tass.ru/kosmos/2331840 (дата обращения: 09.09.2017). References 1. Federalnyj zakon RF “O kosmicheskoj deyatelnosti” [Federal law of the Russian Federation “On space activity”]. Available at: http://docs.cntd.ru/ document/9033683 (accessed: 09.09.2017). 2. Dannye o finansirovanii kosmosa v Rossii [Data on financing of space in Russia]. Available at: http:// www.tssonline.ru/articles2/sputnik/sravnitelnii-analiz-finansirovaniya (accessed: 09.09.2017). 3. Rossijskij byudzhet na 2017 god: raskhody na kosmicheskuyu programmu [The Russian budget for 2017:

the cost of the space program]. Available at: http://www. engineering-info.ru/space-2017/ (accessed: 09.09.2017). 4. Sokrashchenie finansirovaniya Roskosmosa iz byudzheta RF [Reduced funding of the Russian space Agency from the budget of the Russian Federation]. Available at: http://tass.ru/kosmos/3597861 (accessed: 09.09.2017). 5. Strategiya razvitiya kosmicheskoj deyatel'nosti Rossii do 2030 goda i na dal'nejshuyu perspektivu [Strategy of development of space activity of Russia till 2030 and beyond]. Available at: http://knts.tsniimash.ru/ru/src/ CenterInfRes/Cтратегия%20развития%20космической %20деятельности%20России%20до%202030 %20года. pdf (accessed: 09.09.2017). 6. Finansirovanie kosmicheskoj programmy RF na 2016–2025 gody [Funding the space program of the Russian Federation for 2016–2025]. Available at: http:// tass.ru/kosmos/2331840 (accessed: 09.09.2017).

496

© Сергеева Ю. А., Смородинова Н. И., 2017

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

УДК 338 ОСОБЕННОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ ОБОРОННО-ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА Н. И. Смородинова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected]. Рассмотрены внешние и внутренние факторы, влияющие на развитие предприятий обороннопромышленного комплекса, проведен анализ особенностей предприятий оборонно-промышленного комплекса. Ключевые слова: оборонно-промышленный комплекс, развитие предприятий, государственный заказ. FEATURES OF THE DEFENSE-INDUSTRIAL COMPLEX N. I. Smorodinovа Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article examines the external and internal factors affecting the development of enterprises of the militaryindustry complex, it analyses the specific features of the enterprises of the military-industry complex. Keywords: the military-industrial complex, development of enterprises, government order. Оборонно-промышленный комплекс (ОПК) является производителем современной военной техники и вооружений. Это является очень важным для укрепления национальной безопасности. Развитие комплекса осуществляется на основе высокотехнологичных производств, на использовании современных научнотехнических достижений в различных сферах деятельности [1]. На развитие предприятий оборонно-промышленного комплекса оказывают влияние многообразные внутренние и внешние факторы. Они имеют разнородный характер. Можно выделить политические, экономические, социальные и многие другие факторы. Поэтому по-разному оказывают влияние на развитие предприятий отрасли. Внешние факторы определяются высоким уровнем неопределенности и изменчивости внешней среды, это связано с национальной политикой безопасности страны, с военно-политической обстановкой и стабильностью в современном мире. Они оказывают большее влияние по сравнению с внутренними факторами. Внутренние факторы также являются очень важными для развития предприятий обороннопромышленного комплекса. Эти факторы во многом зависят от особенностей предприятий оборонно-промышленного комплекса: – специфика производимой продукции [2; 3]; – крупные и узкоспециализированные мощности; – сложность перепрофилирования производства; – направления деятельности предприятий определяется государственными заказами или программами; – предприятия ОПК, как правило, инновационно ориентированы, являются наукоемкими, капиталоемкими, имеют высокий уровень затрат.

Названные особенности предприятий обороннопромышленного комплекса, с одной стороны, приводят к необходимости дальнейшего развития принципов и методов стратегического управления и планирования [4–6], а с другой – усложняют организацию управления такими предприятиями. Таким образом, для обеспечения долгосрочного развития предприятий оборонно-промышленного комплекса, обеспечения конкурентоспособности выпускаемой продукции, диверсификации производства необходимо учитывать действие многих факторов, в том числе и особенных для каждого конкретного предприятия. Библиографические ссылки 1. О промышленной политике в Российской Федерации : федер. закон от 31.12.2014 № 488-ФЗ (ред. от 13.07.2015 № 216-ФЗ) // Собрание законодательства РФ. 2015. № 1 (ч. 1). Ст. 41. 2. Макаренко Д. И., Хрусталев Е. Ю. Концептуальное моделирование военной безопасности государства. М. : Наука, 2008. 248 с. 3. Рассадин В. Н. Оборонно-промышленный комплекс в макроэкономическом пространстве : монография. М. : МАКС-Пресс, 2013. 383 с. 4. Потаров А. И. Концептуальные проблемы обеспечения национальной безопасности // Вооружение и экономика. 2008. № 2. С. 23–29. 5. Внедрение сбалансированной системы показателей / пер. с нем. М. : Альпина Бизнес Букс. 2005. 478 с. 6. Катькало В. Стратегическое планирование и развитие предприятий // Материалы IX Всерос. симпозиума (15–16 апреля 2008, г. Москва) / под ред. Г. Б. Клейнера. М. : ЦЭМИ РАН, 2008. С. 161–166.

497

Решетневские чтения. 2017

References 1. O promishlennoi politike v Rossiiskoi Federacii [Industrial Policy in the Russian Federation] 31.12.2014 № 488-FZ (13.07.2015 № 216-FZ). M., 2015. № 1. St. 41. 2. Makarenko D. I., Hrustalev E. Yu. Konceptualnoe modelirovanie voennoi bezopasnosti gosudarstva [Conceptual Modeling of Military Security of the State]. M. : Nauka Publ., 2008. 248 p. 3. Rassadin V. N. Oboronno-promishlennii complex v makroekonomicheskom prostranstve [The Militaryindustrial Complex in the Macroeconomic Space]. M. : MAKS-Press Publ., 2013. 383 p.

4. Potarov A.I. Konceptulnie problemi obespecheniya nacionalnoi bezopasnosti [Conceptual problems of national security] // Voorushenie i ekonomika. 2008. № 2. P. 23–29. 5. Vnedrenie sbalansirovannoi sistemi pokasatelei [Implementation of a Balanced Scorecard]. M. : Alpina Bisness Buks Publ., 2005. 478 p. 6. Katkalo V. Strategicheskoe planirovanie i razvitie predpriyatii [Strategic Planning and Enterprise Development] // Materiali IX Vserossiiskogo simpoziuma (Moscow, 15–16.04.2008). M. : CEMI RAN, 2008. P. 161– 166.

498

© Смородинова Н. И., 2017

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

УДК 336.6 МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНУТРЕННЕГО МАРКЕТИНГА А. Н. Старикова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматриваются методы оценки эффективности внутреннего маркетинга, отражающие мотивацию и лояльность персонала, удовлетворенность трудом, а также влияния других факторов. Ключевые слова: методы оценки, внутренний маркетинг, внутренние коммуникации. ASSESSMENT METHODS OF INTERNAL MARKETING EFFICIENCY A. N. Starikova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This article discusses the assessment methods of internal marketing, reflecting motivation and allegiance of staff, work satisfaction and influence of other elements. Keywords: assessment methods, internal marketing, internal communications. Внутренний маркетинг (ВМ) представляет собой определенные усилия сотрудников отдела маркетинга компании, направленные на ориентацию ее персонала на потребителя и является необходимой частью ведения современного бизнеса. Он связан с ресурсами и деятельностью компании, которые влияют на ее корпоративную культуру и конкурентоспособность. Набор маркетинговых инструментов, направленный на мотивацию и контроль клиентоориентированного персонала, позволяет улучшить показатели деятельности предприятия. Для эффективного управления внутримаркетинговой деятельностью организациям необходимо проводить оценку ВМ на регулярной основе. Для оценки эффективности ВМ необходимо определить, какие показатели требуется анализировать. Среди используемых методов оценки можно выделить следующие: 1) анализ «важность – исполнение» в сочетании с теорией мотивации труда Ф. Херцберга, Б. Моснера, Б. Блоха Снидермана; 2) метод измерения лояльности персонала «Organizational Commitment Questionnaire» (OCQ), который был разработан зарубежными учеными Р. Маудеем, Р. Стиирсом и Л. Портером; 3) метод консалтинговой фирмы по вопросам стратегического маркетинга «Marketing & Communications Agency» (MCA) (С. Дрейк и Т. Амблер); 4) оценка эффективности внутреннего маркетинга с помощью метрик, предложенных Т. Амблером; 5) исследование внутреннего маркетинга с точки зрения изучения потребностей персонала и мотивационных факторов на основе «пирамиды потребностей» А. Маслоу.

Эффективный маркетинг создает нематериальные активы организации, и специалисты по маркетингу должны анализировать, что приносит пользу в краткой перспективе (в их стоимостном выражении), и обосновывать «нематериальные инвестиции» – рекламу, PR, мероприятия по продажам и др. Данные активы отражают «стоимость бренда» организации и должны стать предметом мониторинга [1]. При рассмотрении метрик, относящихся к внутреннему маркетингу, стоит заметить, что большинство имеет нефинансовые показатели, например, отношение персонала к работе, эффективность внутренних процессов, осведомленность о стратегии организации и др. Оценку внутренней среды можно также проводить с помощью анализа внедрения стратегии внутриорганизационного маркетинга (СВМ), которая представляет собой комплексный набор инновационных инструментов. Можно вывести определенный коэффициент СВМ – обобщенный универсальный показатель внутриорганизационной среды и процессов, показывающий присутствие и эффективность следующих семи элементов: 1) видение, миссия, ценности, позиционирование и предназначение; 2) корпоративная стратегия; 3) процессы, стандарты обслуживания и измерение качества обслуживания; 4) управление знаниями; 5) внутренние коммуникации; 6) кадровая стратегия; 7) интеграция внутреннего, внешнего маркетинга и маркетинга взаимодействия. При разработке оценки эффективности СВМ стоит заметить, что никакая организация не опрашивает

499

Решетневские чтения. 2017

своих сотрудников, эффективна ли корпоративная стратегия или согласны ли они с кадровыми изменениями [2]. Для оценки эффективности СВМ торговая сеть «Командор» учитывает, скорее, не то, насколько эффективен каждый элемент, а насколько эффективно его внедрение: знает ли персонал о существующей практике, разделяет ли принятые ценности, использует ли существующие стандарты и процессы в своей работе. Для получения обратной связи используются внутрикорпоративные ресурсы: корпоративный портал, электронная почта, мессенджеры Viber, What`s up, курсы повышения квалификации, рабочие встречи. В заключение стоит подчеркнуть, что оценка эффективности ВМ в компании должна быть направлена на выяснение мотивирующих факторов отношения персонала к труду и позволяет решить следующие задачи: – определение приоритетных потребностей персонала; – выяснение отношения сотрудников к своей работе, к коллективу и к организации; – исследование личностных возможностей персонала развиваться в организации [3]. Благодаря исследованию компания получает информацию, на базе которой можно улучшить такие показатели, как текучесть кадров, производительность труда, снизить уровень халатного и пренебрежительного отношения к своим обязанностям [4–8]. В долгосрочной перспективе проведение подобных анализов с определенной периодичностью и выполнение методологических рекомендаций позволяет на постоянной основе улучшать внутреннюю среду и повышать эффективность деятельности организации в целом. Полученные в ходе исследования результаты также позволяют прояснить ситуацию в отношении основных причин ухода сотрудников из компании и создать конкурентное преимущество в виде продвижения бренда на рынке. Библиографические ссылки 1. Амблер Т. Маркетинг и финансовый результат: новые метрики богатства корпорации. М. : Финансы и статистика, 2003. 248 с. 2. Новаторов Э. В. Аудит внутреннего маркетинга методом анализа «важность – исполнение» // Маркетинг в России и за рубежом. 2000. № 1. С. 11–15.

3. Херцберг Ф., Mocнер Б., Блох Снидерман Б. Мотивация к работе. М. : Вершина, 2007. 240 с. 4. Lorrie А., Thomson K. The buy-in benchmark // The Marketing & Communication. London : Agency Ltd and Market & Opinion Research International, 1998. P. 171. 5. Dunmore M. Inside-Out Marketing. How to Create an Internal Marketing Strategy. London : Kogan Page Ltd., 2002. 256 p. 6. HerzbergF., Mausner B., Snyderman B. B. The Motivation to Work. N. Y. : John Wiley, 1959. 157 p. 7. Herzberg F., Mausner B., Snyderman B. B. The Motivation to Work: with a new introduction by Frederick Herzberg 20th edition. New Brunswick ; N. Jersey : Transaction Publishers, 1993. P. 201–212. 8. Mowday R., Steers R. & Porter L. The measurement of organizational commitment // Journal of Vocational Behavior. 1979. № 14. Р. 224–227. References 1. Ambler T. Marketing i finansovyy rezul’tat: novyye metriki bogatstva korporatsii. M. : Finansy i statistika, 2003. 248 р. 2. Novatorov E. V. Audit vnutrennego marketinga metodom analiza «vazhnost’ – ispolneniye» // Marke-ting v Rossii i za rubezhom. 2000. № 1. Р. 11–15. 3. Khertsberg F., Mocner B., Blokh Sniderman B. Motivatsiya k rabote. M. : Vershina, 2007. 240 р. 4. Lorrie А., Thomson K. The buy-in benchmark // The Marketing & Communication. London : Agency Ltd and Market & Opinion Research International, 1998. P. 171. 5. Dunmore M. Inside-Out Marketing. How to Create an Internal Marketing Strategy. London : Kogan Page Ltd., 2002. 256 p. 6. HerzbergF., Mausner B., Snyderman B. B. The Motivation to Work. N. Y. : John Wiley, 1959. 157 p. 7. Herzberg F., Mausner B., Snyderman B. B. The Motivation to Work: with a new introduction by Frederick Herzberg 20th edition. New Brunswick ; N. Jersey : Transaction Publishers, 1993. P. 201–212. 8. Mowday R., Steers R. & Porter L. The measurement of organizational commitment // Journal of Vocational Behavior. 1979. № 14. Р. 224–227.

500

© Старикова А. Н., 2017

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

УДК 658.5 СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ И ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ РЕШЕНИЯ В. И. Тукуреев, Е. Г. Корепанова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Рассматриваются актуальные проблемы российского машиностроения и возможные пути их решения. Приводятся примеры программ обмена студентами, аналоги которых можно сделать в России. Ключевые слова: машиностроение, оборудование, модернизация, предприятие, обмен кадрами, промышленность. MODERN PROBLEMS OF DOMESTIC MECHANICAL ENGINEERING AND POSSIBLE SOLUTIONS V. I. Tukureev, E. G. Korepanova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article studies current problems of the Russian mechanical engineering and possible ways of their decision. The article gives examples of students’ exchange programs which analogs can be made in Russia. Keywords: mechanical engineering, equipment, modernization, enterprise, personnel exchange, industry. Машиностроительный комплекс в большинстве развитых стран признается ведущей отраслью производства. В настоящий момент в данной отрасли происходит слияние в крупные структуры. От уровня развития машиностроения зависит производительность труда, успешная деятельность ведущих отраслей экономики, обеспечение научно-технического прогресса страны в целом. Перспективы экономического и социального развития страны предъявляют новые требования к уровню машиностроения. Не лишним будет изучить функционирование машиностроения в странах, лидирующих в данном сфере на мировом рынке. Данная отрасль является двигательной силой для других отраслей промышленности в стране. Для улучшения ситуации в российском машиностроении можно предпринять несколько действий, которые могут поспособствовать достижению конкурентно способного уровня. В частности: модернизация старого оборудования, поддержка государства на региональном и федеральном уровнях, создание новых предприятий там, где они действительно нужны. Кроме того, можно перенять опыт немецких коллег. В Германии выстроена цепочка от изготовления материалов и узлов деталей до сборочного процесса и транспортировки готовой продукции [1]. Каждый этап проверяется и контролируется. Чтобы применить такую систему в России необходимо поднимать общий уровень кадров по стране, улучшать качество материалов, используемых в изготовлении. В настоящее время на многих заводах и предприятиях России широкое распространение получила

практика глубокой модернизации имеющихся станков, которые были произведены в СССР [2]. С помощью таких улучшений предприятия получают возможность использовать современные технологии, опираясь на мировые стандарты. Также это позволяет сэкономить немалую сумму денег. Зарубежная практика показывает, что модернизация и переоснащение старого оборудования проходит очень успешно и продуктивно. Многие странны Европы, выкупают у российских компаний станки, реставрируют их, а затем продают как новое оборудование, затрачивая при этом не так много средств. Для отечественных компаний решением многих проблем может стать именно модернизация старого оборудования своими силами, чем покупка нового. Кроме того, нужно понимать, что модернизировать множество предприятий сразу – невозможно. Для этого нет необходимых финансовых и человеческих ресурсов. Одной из основных задач государства является выбор приоритетных направлений машиностроения, которые смогут вывести страну на мировой рынок. Имеющееся отставание России от лидеров машиностроения необходимо ликвидировать с помощью государственной поддержки. Сложившаяся ситуация должна решаться на двух уровнях – федеральном и региональном. Таможенные пошлины, транспортные и другие налоги сильно занижают чистую прибыль предприятий. Данные меры могут служить решениями в сложившейся ситуации. Также одним из основных факторов повышения конкурентоспособности машиностроения предприятия должны отталкиваться от потребителей, а кон-

501

Решетневские чтения. 2017

кретно – от экономико-географического положения. В рейтинге «Топ-100 машиностроительных компаний 2015 года» судостроительные предприятия базируются на море (Калининград, Санкт-Петербург, Владивосток), авиационные заводы находятся в Москве и Московской области, так как Москва – один из мировых центров авиасообщения [3]. Россия – страна больших расстояний, затраты на транспортировку техники являются существенными и в некоторых случаях решающими. Одним из наиболее логичных решений будет строительство или восстановление предприятий в тех регионах, где это необходимо. Например, предприятия, которые изготавливают нефте и газодобывающее оборудование, должны базироваться в местах, где есть разработанные месторождения данных полезных ископаемых. Немаловажным аспектом повышения общего уровня машиностроения в стране является взаимовыгодное сотрудничество между предприятиями в плане обмена опытом и кадрами. Региональная поддержка может заключаться в субсидировании за счет средств из бюджета, программ помощи по трудоустройству населения и обеспечения их жильем. Также, средств из бюджета могло бы хватить на технологическое переоснащение и перевооружение основного оборудования на предприятиях. Такая практика имеет место быть только в Москве или ближайших к ней регионах. В США существует программа Work and Travel, благодаря которой студенты со всего мира могут получить работу на 3–4 месяца в любой части страны [4]. Данная программа является примером обмена опытом между людьми со всего мира. Похожие программы, которые пользуются спросом, существуют в Канаде и Европе. В России существует только обмен студентами между отечественными университетами и зарубежными студентами-партнерами, но после ввода санкций все меньше студентов едет за границу для обучения и обмена опытом. Для начала, необходимо сотрудничество с консульствами стран, которые выдают студенческие визы. Ведь для многих получение визы является отталкивающим фактом при обучении за границей. Если упростить её выдачу, то уехать учиться станет проще. Это увеличит поток обмена студентами между Россией и зарубежьем. Кроме того, следует отметить, что предоставление гарантированных мест в вузах и на предприятиях для зарубежных студентов положительно скажутся на взаимоотношениях между отечественными и заграничными предприятиями, учебными заведениями.

Подводя итоги вышеописанного можно сказать, что у России есть большой потенциал для развития машиностроения до конкурентоспособного уровня на мировом рынке. Однако существует немало препятствий для этого. Такие проблемы как плохое качество материалов и старое оборудование можно решить в ближайшие 3–5 лет. В долгосрочной перспективе необходимо готовить новых специалистов, пользоваться наработками коллег из-за рубежа. Не последнюю роль в решении этих проблем будут играть поддержка государства в лице финансирования и министерства образования. Библиографические ссылки 1. Информационно-аналитический портал «Конкуренция и рынок». [Электронный ресурс]. URL: http://konkir.ru/sites/default/files/archive/kir_60.pdf (дата обращения: 18.09.2013). 2. Машиностроительный портал «Сделано у нас». [Электронный ресурс]. URL: https://sdelanounas.ru/ blogs/70601/ (дата обращения: 19.11.2015). 3. Деловой портал «Управление Производством». [Электронный ресурс]. URL: http://www.up-pro.ru/ library/production_management/productivity/100mashine ry.html (дата обращения: 08.09.2015). 4. Центр международного обмена. [Электронный ресурс]. URL: http://workandtravel.iec.ru/ (дата обращения: 21.08.2017). References 1. Informacionno-analiticheskij portal “Konkurencija i rynok” (Information-analytical portal “Competitiveness and market” [Jelektronnyj resurs]. Available at: http:// konkir.ru/sites/default/files/archive/kir_60.pdf (accessed: 18.09.2013). 2. Mashinostroitel'nyj portal “Sdelano u nas”. (Machine building portal “Made by us”) [Jelektronnyj resurs]. Available at: https://sdelanounas.ru/blogs/70601/ (accessed: 19.11.2015). 3. Delovoj portal “Upravlenie Proizvodstvom”. (Business portal “Manufacture management”) [Jelektronnyj resurs]. Available at: http://www.up-pro.ru/library/ production_management/productivity/100mashinery.html (accessed: 08.09.2015). 4. Centr mezhdunarodnogo obmena. (The centre of International Exchange) [Jelektronnyj resurs]. Available at: http://workandtravel.iec.ru/ (accessed: 21.08.2017).

502

© Тукуреев В. И., Корепанова Е. Г., 2017

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

УДК 338.27 ДИВЕРСИФИКАЦИЯ НАПРАВЛЕНИЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КАК ОСНОВА УКРЕПЛЕНИЯ ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ Т. Р. Улицкая АО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 29 E-mail: [email protected] Рассмотрена специфика деятельности АО «Красмаш» как одного из крупнейших предприятий ОПК России, проанализированы основные причины экономической нестабильности. Предлагаются пути повышения экономической устойчивости. Ключевые слова: специфика деятельности предприятий ОПК, экономическая нестабильность, повышение экономической устойчивости. DIVERSIFICATION OF ACTIVITY LINES AS FOUNDATION OF TIGHTENING UP OF FINANCIAL AND ECONOMIC PERFORMANCE OF AN ENTERPRISE T. R. Ulitskaya JSC “Krasnoyarsk Machine-Building Plant” 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: [email protected] The article reviews activities of “Krasmash” as one of the largest enterprises of Russia defense industry complex, it considers the main reasons for economic instability, proposes possible ways of increasing economic security of the enterprise. Keywords: activities specificity of defense industry complex enterprises, economic instability, to increase economic security. АО «Красмаш» – одно из крупнейших предприятий ОПК России, ключевая роль которого в системе организаций ракетно-космической отрасли, задействованных в серийном изготовлении основных элементов боевой ракетной техники несомненна. Уникальность Общества состоит в наличии всех необходимых для изготовления данного рода продукции производств и технологий, включая базу для испытаний и утилизации. В настоящее время производственный потенциал Общества позволяет в полной мере обеспечить реализацию поставленных задач по изготовлению ракетнокосмической техники в рамках государственного оборонного заказа. Надежность создаваемых образцов техники, безусловное выполнение государственного оборонного заказа, а также обеспечение постоянной готовности и технологической устойчивости действующего производства всегда являлись для АО «Красмаш» наиболее приоритетными задачами. Руководством АО «Красмаш» определены и реализуются необходимые меры, направленные на безусловное выполнение поставленных задач. Необходимо отметить, что в отличие от основной массы предприятий и организаций, входящих в структуру Госкорпорации «Роскосмос», главной номенклатурой которых является изготовление космических

ракет-носителей и ракетно-космической техники двойного назначения, АО «Красмаш» специализировано на производстве более узкого сегмента – боевой ракетной техники. При производстве такой специфичной продукции, весьма проблематично обеспечить такие важные параметры, характеризующие результаты деятельности Общества, как прибыльность, экономическая эффективность и окупаемость вложений капитального характера. Кроме того, в условиях полностью контролируемого и жестко регулируемого государством процесса ценообразования на производство данной продукции, крайне сложно обеспечить экономическую эффективность функционирования организации, как хозяйствующей структуры, главной целью деятельности которой должно быть получение прибыли в интересах собственника. Таким образом, одной из важнейших задач менеджмента Общества является обеспечение баланса доходов и расходов организации, позволяющего сохранить в необходимых параметрах ее жизнедеятельность и обеспечить возмещение товарным выпуском условно-постоянных расходов в сложившихся условиях. Несмотря на высокую загрузку производства заказами по профильной тематике, АО «Красмаш» не

503

Решетневские чтения. 2017

ослабляет своих усилий в поиске альтернативных направлений производственной деятельности, освоении новых, экономически «весомых» направлений производственной деятельности, связанных с непрофильной гражданской продукцией и продукцией двойного назначения, способных обеспечить в перспективе производственную загрузку предприятия, поддержание устойчивости его финансово-экономического состояния, а также увеличения коммерческой составляющей доходов бюджета Общества. По всем присутствующим в настоящее время в производственной программе Общества сегментам гражданской продукции ее доля на рынке незначительна и в течение ряда последних лет имеет тенденцию к снижению. В основе этого явления лежит ряд внешних и внутренних факторов: – расширение объемов технологической подготовки производства по профильной тематике, увеличение объемов выполняемых Обществом профильных работ более привлекательны с экономической точки зрения, более полно накладываются на базовые технологии предприятия, позволяют более пропорционально и

равномерно обеспечивать загрузкой разные технологические переделы, имеют гарантированный спрос со стороны заказчика, обеспечены финансированием; – агрессивная, демпинговая политика, проводимая крупными конкурентами, в том числе отечественными, по вытеснению с рынка продукции Общества; – отсутствие возможности гибкого управления ценообразованием на гражданские виды продукции Общества, отсутствие возможности отнесения на себестоимость данной продукции массы накладных расходов в большем размере, чем может позволить среднерыночная цена, что делает гражданские направления неконкурентоспособными. Наиболее перспективными и стратегически важными направлениями развития гражданского производства для АО «Красмаш» на данном этапе являются: производство оборудования для атомной промышленности (хранение ОЯТ), оборудования для топливно-энергетического комплекса, оборудования для нефтегазовой и химической отраслей, производство криогенной продукции.

504

© Улицкая Т. Р., 2017

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

УДК 657.6 ОРГАНИЗАЦИЯ ВНУТРЕННЕГО КОНТРОЛЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ И. В. Федоренко Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] В ходе исследования рассмотрены проблемы организации внутреннего контроля на предприятиях. На основе анализа нормативных документов и авторских подходов к рассматриваемым проблемам сформулированы требования к внутреннему контролю и содержанию выполняемых для этого контрольных процедур. По результатам исследования выявлены факторы и предложен методический подход по организации внутреннего контроля на предприятиях. Ключевые слова: внутренний контроль, организация контроля. COMPANY INTERNAL CONTROL I. V. Fedorenko Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The research considers the problems of internal control at the enterprises. Based on the analysis of normative documents the author formulates approaches to these problems and the requirements for internal control and content of the control procedures carried out for this purpose. As a result the factors are identified and a methodical approach is proposed to organize internal control at enterprises. Keywords: internal control, organization of control. Внутренний контроль является важной составляющей в деятельности любого предприятия. Контроль обеспечивает систему управления информацией, необходимой для принятия тех или иных управленческих решений. По отношению к управлению контроль выполняет информационную функцию. Целью контроля является выявление происходящего, а целью управления – обеспечение того, чтобы выполняемая деятельность соответствовала планам [3, с. 434]. Из роли контроля в управлении следует важный вывод о том, что контроль нельзя рассматривать в отрыве от применяемой системы управления. В соответствии со статьей 19 Федерального закона № 402-ФЗ «О бухгалтерском учете» [1], каждый экономический субъект обязан организовать и осуществлять внутренний контроль совершаемых фактов хозяйственной жизни. Если экономический субъект, подлежит обязательному аудиту, то он также обязан организовать и осуществлять внутренний контроль ведения бухгалтерского учета и составления бухгалтерской (финансовой) отчетности, за исключением случаев, когда его руководитель принял обязанность ведения бухгалтерского учета на себя. На основе анализа нормативных документов и авторских подходов к осуществлению внутреннего контроля на предприятии сформулированы следующие требования: – обязательность внутреннего контроля вытекает как из требований законодательства, так и из практики ведения бизнеса;

– непрерывность и периодичность внутреннего контроля определяются поставленными перед ним задачами; – эффективность внутреннего контроля определяется задачами ведения бизнеса и должна оцениваться (согласно Рекомендациям Минфина России [2] и документам по аудиту); – рациональность внутреннего контроля также закреплена как требование к его организации (п. 20 Рекомендаций [2]); – документирование и надежность внутреннего контроля также требуется согласно Рекомендациям [2] и документам по аудиту. Надежность внутреннего контроля требуется на уровне разумной (достаточной) уверенности. Конечной целью внутреннего контроля является успешность деятельности предприятия, для чего необходимо, в частности: – обеспечить эффективность деятельности; – соблюдать законодательные и нормативные акты; – формировать достоверную отчетность. Другими словами, целью внутреннего контроля является обеспечение законности, целесообразности и эффективности деятельности предприятия. Задачи внутреннего контроля определяются уполномоченными лицами (совет директоров и т. п.) на основе дезагрегирования целей и особенностей предприятия. Выполнение функций внутреннего контроля реализуется через взаимосвязанное выполнение кон-

505

Решетневские чтения. 2017

трольных процедур в рамках функционирования системы внутреннего контроля (СВК). Процедуры контроля различны по своему содержанию, и для их планирования и осуществления должны быть определены следующие элементы: субъект контроля, объект контроля, предмет контроля, даты (периодичность) контроля. В структуре системы внутреннего контроля выделяют различное количество элементов. До 2008 года в нашей стране была распространена 3-х компонентная модель, которую позднее сменила 5-компонентная модель. Сравнение элементов внутреннего контроля для 5-компонентной модели согласно Рекомендациям [2] и стандартам аудита представлены в работе [4]. Проведенный анализ элементов системы внутреннего контроля согласно Рекомендациям и стандартам аудита показал, что в этих документах выделяется 5 элементов внутреннего контроля, имеющих сходное название и описание. Предложенный методический подход по организации внутреннего контроля основан на декомпозиции целей деятельности предприятия в задачи контроля (см. рисунок) на основе использования рискориентированного подхода.

ментам СВК, а выполнению поставленных перед внутренним контролем задач. Библиографические ссылки 1. Российская Федерация. Законы. О бухгалтерском учете [Электронный ресурс] : федер. закон [№ 402-ФЗ от 21.12.2011]. URL: http://www.consultant. ru/ (дата обращения 25.08.2017). 2. Организация и осуществление экономическим субъектом внутреннего контроля совершаемых фактов хозяйственной жизни, ведения бухгалтерского учета и составления бухгалтерской (финансовой) отчетности [Электронный ресурс] : проект «Рекомендаций в области бухгалтерского учета» [подготовлен Минфином России 19.09.2013: по состоян. на 01 авг. 2017 г.]. URL: http://www.consultant.ru/ (дата обращения: 25.08.2017). 3. Друри К. Управленческий и производственный учет. Вводный курс : учебник. 5-е изд., перераб. и доп. М. : ЮНИТИ-Дана, 2005. 735 с. 4. Федоренко И. В. Cоотношение понятий контроля и аудита на современном этапе // Учет, анализ, аудит: проблемы теории и практики : сб. науч. тр. / под общ. ред. Г. И. Золотаревой ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2012. Вып. 9. С. 146–154. References

Схема построения внутреннего контроля

Предложенный методический подход позволяет избежать выделения отдельных компонентов системы внутреннего контроля в качестве контролируемого объекта, уделив все внимание не структурным эле-

1. RF Federal Law. “O buhgalterskom uchete” of December 6, 2011 № 402-FZ. Available at: http://www. consultant.ru/ (accessed: 25.08.2017). (In Russ.) 2. Organizatsiya i osushchestvlenie ekonomicheskim sub"ektom vnutrennego kontrolya sovershaemykh faktov khozyaystvennoy zhizni, vedeniya bukhgalterskogo ucheta i sostavleniya bukhgalterskoy (finansovoy) otchetnosti: proekt Rekomendatsiy v oblasti bukhgalterskogo ucheta. Available at: http://www.consultant.ru/ (accessed: 25.08.2017). (In Russ.) 3. Druri K. Upravlencheskiy i proizvodstvennyy uchet. M. : Yuniti-Dana, 2005. 735 p. 4. Fedorenko I. V. [The relation of the concepts of control and audit at the present stage]. Uchet, analiz, audit: problemy teorii i praktiki. 2012. № 9. P. 146–155. (In Russ.)

506

© Федоренко И. В., 2017

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

УДК 657 НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РАСКРЫТИЯ ИНФОРМАЦИИ О ДОХОДАХ И РАСХОДАХ В ОТЧЕТНОСТИ ПО СЕГМЕНТАМ И. Ю. Федорова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Исследование посвящено выявлению направлений совершенствования раскрытия информации о доходах и расходах в отчетности по сегментам. Изучаемые направления могут быть реализованы в организациях различных отраслей и видов деятельности. Ключевые слова: отчетность, сегменты, информация, доходы, расходы, показатели DIRECTIONS TO IMPROVE INFORMATION DISCLOSURE ON INCOME AND EXPENSES FOR SEGMENT REPORTING I. Yu. Fedorova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The study is devoted to identifying ways of improving the disclosure of information on revenues and expenses for segment reporting. The studied areas can be implemented at organizations of different industries and activities. Keywords: reporting, segment information, revenues, costs, indicators. Одними из ключевых показателей деятельности сегментов организации, которые подлежат раскрытию как во внутренней, так и во внешней отчетности, являются доходы и расходы. Порядок формирования отчетности по сегментам для внешних целей в настоящее время урегулирован ПБУ 12/2010 «Информация по сегментам» и МСФО 8 «Операционные сегменты», которые содержат конкретные требования к раскрытию информации о показателях сегментов в отчетности [1; 2]. Требования к внутрифирменной отчетности по сегментам определяются и утверждаются руководством организации в зависимости от целей, которые обозначены в стратегии развития. Направления совершенствования раскрытия информации о доходах и расходах во внутрифирменной

отчетности по сегментам рассматриваются в исследовании с четырех позиций: пользователи, периоды, времени, охватываемые при раскрытии информации, содержание отчетности по сегментам, регламентация порядка раскрытия информации в отчетности по сегментам (см. таблицу). Выбор указанных позиций совершенствования формирования отчетности по сегментам обусловлен ключевым влиянием каждой из них на раскрытие информации о показателях. Рассматривая направления совершенствования раскрытия информации с позиции пользователей, следует отметить, что поскольку данные о расходах являются в большей степени конфиденциальной по сравнению с данными о доходах, в отношении них следует ограничить число лиц, имеющих доступ к каждому из направлений раскрытия информации.

Направления совершенствования раскрытия информации о доходах и расходах во внутрифирменной отчетности по сегментам Позиция, с которой рассматриваются направления совершенствования Пользователи Периоды времени, охватываемые при раскрытии информации Содержание отчетности по сегментам Регламентация порядка раскрытия информации

Направления совершенствования раскрытия информации в отчетности по сегментам по показателям доходы расходы Утверждение пользователей раскрываемой Закрепление пользователей по каждому информации о доходах сегментов в целом направлению раскрытия информации Установление таких периодов времени, за которые охватываемые показатели являются наиболее информативными для целей принятия управленческих решений Расширение объемов раскрытия информации о доходах по различным признакам

Расширение объемов раскрытия информации о расходах по различным признакам. Обеспечение сопоставимости информации Определение и актуализация локальной документации, закрепляющей порядок раскрытия информации в отчетности

507

Решетневские чтения. 2017

В отношении доходов сегментов достаточно обозначить общий круг пользователей, обладающих правом доступа к этой информации. С позиции периодичности составления отчетности по сегментам направлением совершенствования является установление периодов времени, за которые должны быть охвачены и раскрыты показатели сегментов и которые могут устанавливаться: – в зависимости от сезона деятельности организации при сезонных видах деятельности (показатели деятельности в сезон и межсезонный период); – зависимости от длительности цикла процесса производства, оказания услуг, выполнения работ (признание доходов и расходов и раскрытие информации о них по мере готовности либо по окончании технологического цикла) [3, 4]; – в зависимости от уровней принимаемых решений и др. Следующей позицией является содержание информации. Расширение объемов раскрытия информации о доходах может быть произведено по следующим направлениям: – методы признания и отражения доходов (кассовый, начисления); – категории контрагентов, обеспечивших получение доходов сегментов (юридические лица, индивидуальные предприниматели, физические лица); – форма получения доходов (денежная, неденежная) и др. Раскрытие информации о расходах сегментов может быть произведено по различным признакам, в частности: – раскрытие информации о расходах по их видам; – раскрытие информации о расходах по источникам их возникновения (местам возникновения затрат); – раскрытие информации о расходах по центрам ответственности [5]; – раскрытие информации о расходах по бизнеспроцессам; – раскрытие информации о расходах по межсегментным и не связанным с другими сегментами операциям и др. Другим направлением совершенствования, рассматриваемым в исследовании, является обеспечение сопоставимости информации о расходах, посредством включения в отчетность по сегментам следующих данных: – расходы конкурентов, производящих аналогичные товары, оказывающих идентичные услуги и выполняющих подобные работы; – расходы конкурентов, производящих товарызаменители; – нормативные расходы, рассчитанные исходя из особенностей технологического процесса; – расходы наиболее эффективного периода деятельности сегмента и др. Данное направление совершенствования позволит высчитывать отклонения при сопоставлении расходов и выявлять внутрихозяйственные резервы их сокращения [5].

Регламентация порядка раскрытия информации в отчетности по сегментам, рассматриваемая в качестве области совершенствования, должна охватывать все обозначенные направления с целью обеспечения их практической реализации. Таким образом, выбор направлений совершенствования раскрытия информации о доходах и расходах во внутрифирменной отчетности по сегментам должен быть обусловлен потребностями руководства в информационном обеспечении управления. Библиографические ссылки 1. Международный стандарт финансовой отчетности (IFRS) 8 «Операционные сегменты» [Электронный ресурс] : приказ Минфина РФ от 28 декабря 2015 г. № 217н. URL: http://www.consultant.ru/document/ cons_doc_LAW_193532/ (дата обращения: 04.09.2017). 2. Положение по бухгалтерскому учету «Информация по сегментам» (ПБУ 12/2010) [Электронный ресурс] : приказ Минфина РФ от 8 ноября 2010 г. № 143н. URL: http://base.garant.ru/12181101/ (дата обращения: 04.09.2017). 3. Положение по бухгалтерскому учету «Доходы организации» (ПБУ 9/99) [Электронный ресурс] : приказ Минфина РФ от 6 мая 1999 г. № 32н. URL: http:// base.garant.ru/12115839/ (дата обращения: 04.09.2017). 4. Положение по бухгалтерскому учету «Расходы организации» (ПБУ 10/99) [Электронный ресурс] : приказ Минфина РФ от 6 мая 1999 г. № 33н. URL: http:// base.garant.ru/12115838/ (дата обращения: 04.09.2017). 5. Вахрушина М. А., Сидорова М. И., Борисова Л. И. Стратегический управленческий учет: Полный курс МВА. М. : Рид Групп, 2011. 192 с. References 1. Mezhdunarodnyy standart finansovoy otchetnosti (IFRS) 8 “Operatsionnye segmenty” [FRS 8 “Operating Segments”] : prikaz Minfina RF ot 28 dekabrya 2015 g. № 217n. Available at: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_193532/ (accessed: 04.09.2017). 2. Polozhenie po bukhgalterskomu uchetu “Informatsiya po segmentam” (PBU 12/2010) [Position on accounting “Information on segments”] : prikaz Minfina RF ot 8 noyabrya 2010 g. № 143n. Available at: http://base. garant.ru/12181101/ (accessed: 04.09.2017). 3. Polozhenie po bukhgalterskomu uchetu “Dokhody organizatsii” (PBU 9/99) [Position on accounting «Incomes of organization»] : prikaz Minfina RF ot 6 maya 1999 g. № 32n. Available at: http://base.garant.ru/ 12115839/ (accessed: 04.09.2017). 4. Polozhenie po bukhgalterskomu uchetu “Raskhody organizatsii” (PBU 10/99) [Position on accounting “Expenses of the organization”] : prikaz Minfina RF ot 6 maya 1999 g. № 33n. Available at: http://base. garant.ru/12115838/ (accessed: 04.09.2017). 5. Vahrushina M. A., Sidorova M. I., Borisova L. I. Strategicheskij upravlencheskij uchet: Polnyj kurs MVA [Strategic management accounting]. M. : Read Group, 2011. 192 p. © Федорова И. Ю., 2017

508

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

УДК 339.9 МЕЖДУНАРОДНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ КОРИДОРЫ КАК ИННОВАЦИОННОЕ СРЕДСТВО РАЗВИТИЯ ЭКОНОМИКИ А. О. Шоховец, А. П. Сурник Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Настоящее время характеризуется расширением международного сотрудничества и углублением интеграционных процессов. При этом главная роль в решении транспортных проблем, связанных с международной транспортной инфраструктурой, принадлежит международным транспортным коридорам. Ключевые слова: международные транспортные коридоры, Северный морской путь, Транссибирская магистраль, международные перевозки, перспективы развития экономики. INTERNATIONAL TRANSPORT CORRIDORS AS INNOVATIVE MEANS OF ECONOMIC DEVELOPMENT A. O. Shokhovets, A. P. Surnik Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] Present time is characterized by expansion of international cooperation and deepening integration processes. At the same time the main role in solving transport problems related to the international transport infrastructure belongs to international transport corridors. Keywords: international transport corridors, the Northern Sea Route, the Trans-Siberian Railway, international transport, prospects for economic development. Ведущая роль Российской Федерации в международных связях между государствами Европы и Азиатско-Тихоокеанского региона обусловлена ее особым географическим положением. Россия, занимая 35 % Евразийского континента, располагает высокоразвитой транспортной системой и обеспечивает транзитные связи на этом направлении. В связи с этим Российская Федерация официально объявлена транзитной страной. По ее территории перемещаются потоки импортных, экспортных, а также транзитных товаров, перевозимых различными видами транспорта. Система международных транспортных коридоров (далее – МТК) в России преимущественно представлена следующими коридорами: евроазиатскими («Север-Юг», «Транссиб»), Северным морским путем, панъевропейскими транспортными коридорами № 1, № 2, № 9, каждому из которых присвоено специальное обозначение. Коридор «Транссиб» проходит через Центральную Европу, Москву, Екатеринбург, Красноярск, Хабаровск, Владивосток или Находку. При этом система его ответвлений через Санкт-Петербург, Киев, Новороссийск, Казахстан, Монголию, Китай и Корею сопрягается с общеевропейскими коридорами № 2, № 3, № 9. Панъевропейский коридор № 2 полностью включен в состав Транссиба.

Коридор «Северный морской путь» проходит через Мурманск, Архангельск, Кандалакшу, Дудинку и дальше продолжается на восток. Участок панъевропейского транспортного коридора № 9 (граница Финляндии – Санкт-Петербург – Москва) включен в состав транспортного коридора «Север-Юг». Основной объем перевозок между странами Европы и Азии осуществляется морским путем через Суэцкий канал (протяженность маршрута 21 тыс. километров), при этом сроки доставки составляют 30–35 суток. Стоит отметить, что сухопутный мост между Европой и Азией по Транссибу значительно короче – 11–12 тысяч километров. Однако по этому маршруту провозится лишь 1 % общего объема перевозок контейнерных грузов [1]. Транссибирская магистраль в настоящее время обеспечивает прохождение контейнерных поездов с укороченным временем оборота до Польши, Германии, Венгрии, Швейцарии со специальными раздвижными колесными парами для перехода с отечественной колеи (1520 мм) на европейскую (1435 мм). Увеличивается количество перевозок в районе Астрахани. Вместе с тем на этих направлениях остается много нерешенных проблем. Причины, сдерживающие увеличение перевозок грузов по Транссибу, – это, во-первых, высокие

509

Решетневские чтения. 2017

тарифные ставки на железнодорожный транзит (на Транссиб приходится не более 25 % суммарной тарифной ставки сухопутного маршрута между Европой и Азией), во-вторых, отсутствие сквозной тарифной ставки, которая бы действовала на всем направлении маршрута: от порта отправления до порта назначения, в-третьих, нестабильность сроков доставки грузов [2]. Что касается Северного морского пути, то в настоящее время его развитию придается большое значение, так как это позволит связать порты Северной и Западной Европы с портами Северной Америки, Японии, Кореи и Китая. Главными преимуществами Северного морского пути являются следующие: грузы из Европы в Азию доставляются в 2 раза быстрее, чем через Панамский или Суэцкий каналы, что экономит не только время, но и топливо, кроме этого, отсутствует угроза пиратства, характерного для прибрежных вод Африки. Морской порт дает более чем трехкратную экономию во времени при перевозке продукции из Дудинки в Шанхай: 19–20 дней против 60–65 дней по традиционному маршруту с осуществлением перевалки в портах Европы и Суэцкого канала. В Пекине 14–15 мая 2017 года прошел двухдневный международный форум, где представители из более чем 130 стран мира обсудили проекты в рамках инициативы «Один пояс – один путь». Выступая на открытии форума, президент РФ В. В. Путин сказал: «Мы значительные ресурсы вкладываем в развитие Северного морского пути, чтобы он стал глобально конкурентной транспортной артерией». Как отметил президент РФ, «если смотреть шире, инфраструктурные проекты, заявленные в рамках Евразийского экономического союза, и инициативы «Один пояс – один путь» в связке с Северным морским путем способны создать принципиально новую транспортную конфигурацию евразийского континента». Развитие Северного морского пути – это ключ к освоению территорий, к оживлению экономической и инвестиционной активности [3]. Россия начала благоустройство береговых территорий, чтобы будущие пользователи этой транспортной артерии могли быть уверены в безопасности, в том, что не наступит экологических последствий при транспортировке грузов. В этих условиях нужны новейшие технологии [4]. В настоящее время существуют барьеры, препятствующие развитию международных сообщений. Их можно разделить на следующие группы: – регулятивные (административные) – различия в разрешительных схемах квотирования, лицензирования и страхования; – трансграничные – большое количество предотгрузочных инспекций, расположенных на границе; – инфраструктурные – отсутствие обустроенных дорог и пограничных пунктов пропуска; – технические – недопустимое состояние транспортных средств; – фискальные – взимание государственных сборов, незаконные поборы на дорогах.

Чтобы повысить конкурентоспособность российских транспортных коридоров, следует уделить внимание следующим направлениям: – внедрение современных технологий в организацию перевозок; – приведение нормативно-правовых актов Российской Федерации в соответствие с международными актами; – совершенствование тарифной политики, формирование «сквозной тарифной ставки»; – сотрудничество с зарубежными железными дорогами и транспортными компаниями в области развития перевозок; – совершенствование технического оснащения таможенных пунктов пропуска; – создание специальных таможенных процедур для транзитных грузов [5]. Таким образом, международные транспортные коридоры являются эффективным средством развития экономики, а также способствуют развитию международных связей между государствами. Библиографические ссылки 1. Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Развитие внешнеэкономической деятельности» [Электронный ресурс] : распоряжение Правительства Российской Федерации от 18 марта 2013 года № 378-р. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_143608/ (дата обращения: 12.09.2017). 2. О Федеральной целевой программе «Развитие транспортной системы России (2010–2015 годы) [Электронный ресурс] : постановление Правительства Российской Федерации от 5 декабря 2001 года № 848. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_ 86305/ (дата обращения: 12.09.2017). 3. Интерфакс: Путин предложил новый способ использования Северного морского пути [Электронный ресурс]. URL: http://www.interfax.ru/business/562225 (дата обращения: 13.09.2017). 4. МИР24: Путин рассказал школьникам о преимуществах Северного морского пути [Электронный ресурс]. URL: https://mir24.tv/news/16265440/putinrasskazal-shkolnikam-o-preimushchestvah-severnogomorskogo-puti (дата обращения: 13.09.2017). 5. О Транспортной стратегии Российской Федерации на период до 2030 года [Электронный ресурс] : распоряжение Правительства Российской Федерации от 22 ноября 2008 года № 734-р. URL: http://www. consultant.ru/document/cons_doc_LAW_82617/ (дата обращения: 12. 09.2017). References 1. On approval of the state program of the Russian Federation “ Development of foreign economic activity” : Order of the Government of the Russian Federation of March 18, 2013 № 378-r. Available at: http://www. consultant.ru/document/cons_doc_LAW_143608/ (accessed 12.9.2017).

510

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

2. Decree of the Government of the Russian Federation of December 5, 2001 No. 848 “On the federal development program Development of the transport system of Russia (2010–2015)”. Available at: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_863 05/ (accessed: 12.9.2017). 3. Interfax: Putin proposed a new way of using the Northern Sea Route. Available at: http://www.interfax.ru/ business/562225 (accessed: 13.9.2017). 4. MIR24: Putin told schoolchildren about the advantages of the Northern Sea Route. Available

at: https://mir24.tv/news/16265440/putin-rasskazal-shkolnikam-o-preimuschestvah-severnogo-morskogo-puti (accessed: 13.9.2017). 5. Order of the Government of the Russian Federation of November 22, 2008 № 734-r On the “Transport Strategy of the Russian Federation for the period until 2030” Available at: http://www.consultant.ru/ document/ cons_doc_LAW_82617/ (accessed: 12.9.2017).

511

© Шоховец А. О., Сурник А. П., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 330 ПРИМЕНЕНИЕ КОНТРАКТОВ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ РАКЕТНО-КОМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ М. Н. Шульгин Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается возможность применения контрактов жизненного цикла (разновидность государственно-частного партнёрства) в ракетно-космической отрасли. Ключевые слова: контракты жизненного цикла, КЖЦ, государственно-частное партнёрство, ГЧП, ракетно-космическая отрасль, РКО. THE USE OF LIFE CYCLE CONTRACTS IN ENTERPRISE ACTIVITY AT ROCKET-SPACE INDUSTRY M. N. Shulgin Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This article describes the application of life cycle contracts (a type of public-private partnership) in the rocket and space industry. Keywords: life-cycle contracts (LCC), public-private partnership (PPP), rocket and space industry (RSI). Качественное и бесперебойное функционирование любой отрасли напрямую зависит от окружающей её инфраструктуры. В ракетно-космической отрасли (РКО) особенно щепетильно стоит вопрос в производственной инфраструктуре (дороги, склады, порты, системы связи), так как конечным результатом (продуктом) данной отрасли являются достаточно габаритная и тяжеловесная продукция, которую необходимо транспортировать на достаточно протяжённые расстояния в жёстких временных рамках с учётом соблюдения всех норм и правил действующих регламентирующих документов. Исходя из специфических особенностей данной отрасли, для исключения внештатных ситуаций, необходимо поддерживать в должном состоянии производственную инфраструктуру, а для достижения сокращения затрат на обслуживание и эксплуатацию постоянно производить модернизацию действующих объектов инфраструктуры [1]. В последнем десятилетии прошлого столетия в мировой практике стало распространяться государственно-частное партнёрство (далее ГЧП) – «юридически закрепленная форма взаимодействия государства и частного сектора в отношении объектов государственной и муниципальной собственности, а также услуг, исполняемых и оказываемых государственными и муниципальными органами, учреждениями, предприятиями в целях реализации общественно значимых проектов в широком спектре видов экономической деятельности» [2]. Наиболее востребованными формами ГЧП были и остаются договора подряда, поставок и концессий.

В последние годы набирает популярность разновидность государственно-частного партнёрства – контракт жизненного цикла (далее КЖЦ). Определение в российском законодательстве дано относительно недавно: «В случаях, установленных Правительством Российской Федерации, заключается контракт, предусматривающий закупку товара или работы (в том числе при необходимости проектирование, конструирование объекта, который должен быть создан в результате выполнения работы), последующие обслуживание, ремонт и при необходимости эксплуатацию и (или) утилизацию поставленного товара или созданного в результате выполнения работы объекта (контракт жизненного цикла)» [3]. Из определения следует, что в отличие от разных форм государственночастного партнёрства (договора подряда, поставок) контракты жизненного цикла подразумевают под собой целый комплекс работ и услуг, начиная от создания (проектирования), воплощения (строительство), эксплуатации и обслуживания, и заканчивая в некоторых случаях утилизацией объекта контракта [4]. Другими словами, КЖЦ можно охарактеризовать как долгосрочные контракты между государством (Заказчик) и частным сектором (Исполнитель), в котором Заказчик не несёт финансовой нагрузки до момента получения готового объекта контракта. Финансирование объекта контракта, начиная от проектирования и заканчивая вводом в эксплуатацию, осуществляется за счёт средств Исполнителя. Исполнитель заинтересован в создании качественного и современного объекта контракта, так как по условиям КЖЦ

512

Организационно-экономические проблемы авиационно-космических комплексов

Исполнитель осуществляет последующую эксплуатации и обслуживание объекта контракта [5]. В ракетно-космической отрасли для поддержания и/или развития транспортной инфраструктуры наиболее выгодным будет отказаться от обычных закупок работ и услуг, проводимых в рамках ГЧП в пользу заключения КЖЦ. Взаимодействие участников КЖЦ в рамках ГЧП обеспечивает следующие преимущества [6–8]: для публичного партнера – повышение качества выполняемых работ; формирование конкурентных рынков; социально-экономическое развитие предприятий и организаций РКО, стимулирование инноваций; получение дополнительных доходов в государственный бюджет; использование опыта и профессионализма бизнеса в реализации крупных проектов; для частный партнер – проникновение капитала в те сферы, которые ранее были для бизнеса недоступны; привлечение бюджетных средств для реализации проектов; получение в долговременное пользование государственных объектов на льготных условиях; возможность получения кредитов за счет государственных гарантий; упрощение работы с органами власти (например, получение лицензий, заключений надзорных органов); уменьшение налогов, предоставление льгот для частного сектора; формирование положительного имиджа за счет участия в государственных проектах; для пользователей инфраструктурных объектов РКО – улучшенное качество выполняемых работ и предоставляемых услуг; сниженная цена (за счет государственного участия); более эффективное распределение налоговых поступлений; контроль над процессом предоставления услуг, в отличие от деятельности частных компаний (за счет государственной отчетности). Таким образом, ГЧП является эффективным инструментом развития государственных структур, в том числе предприятий и организаций РКО. Действующие на данный момент ограничения в законодательстве, не позволяют в полной мере использовать зарубежный опыт и формы сотрудничества государства и бизнеса в сфере производственной деятельности. Именно концессия, как одна из форм ГЧП, дает возможность в современных условиях построить эффективную модель партнерских отношений для предприятий и организаций РКО и тем самым повысить свою конкурентоспособность. Библиографические ссылки 1. Лобков К. Ю. Значение деятельности предприятий и организаций РКП в инновационноинвестиционном развитии национальной экономики страны // Решетневские чтения : материалы ХIХ Междунар. науч. конф. посвящ. 55-летию Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева : в 3 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. Ч. 2. С. 356–358. 2. «Межгосударственная программа инновационного сотрудничества государств – участников СНГ на период до 2020 года». СПб., 2011. С. 141. 3. О контрактной системе в сфере закупок товаров, работ, услуг для обеспечения государственных и му-

ниципальных нужд : федер. закона № 44 от 05 апр. 2013 г. п. 16, ст. 34. 4. Харитонов А. В. Контракт жизненного цикла. Госзаказ: управление, размещение, обеспечение. 2014. № 37 [июль/сентябрь]. С. 70–77. 5. Ракута Н. В. Использование контрактов жизненного цикла при госзакупках. Опыт развитых стран. Вопросы государственного и муниципального управления. 2015. № 2. С. 53–78. 6. Сергеева С. А. Контракты жизненного цикла в сфере закупок товаров, работ, услуг для обеспечения государственных и муниципальных нужд // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 2. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=12639 (дата обращения: 14.09.2017). 7. Елизаров П. М. Контракты жизненного цикла для народнохозяйственной продукции и вооружения, военной и специальной техники: сходство и отличия. Машиностроение и смежные отрасли. 2014. CAD/ CAM/CAE Observer #8 (92). С. 29–33. 8. Дорожкин А. Г., Звездина Т. М. Контракт жизненного цикла: понятие, правовые основы, проблемы практической реализации // Журнал предпринимательского и корпоративного права. 2016. № 4. References 1. Lobkov K. Y. the Value activities of enterprises and organizations of the RCP in the innovative-investment development of national economy // Resetdevice reading : proceedings of the XIX Intern. scientific. Conf. internat. The 55-th anniversary of Siberian state aerospace University named after academician M. F. Reshetnev : at 3 ch. / under the General editorship of Yu. Y. Loginov ; Sib. state aerocosmic. univ. Krasnoyarsk, 2015. Part 2. P. 356–358. 2. The interstate program of innovation cooperation of States – participants of CIS for the period till 2020. 2011. P. 141. 3. Paragraph 16 of article 34 of Federal law No. 44 from 05 April 2013 “On the contract system in procurement of goods, works, services for state and municipal needs”. 4. Kharitonov A. V. Contract life cycle. State order: control, accommodation, provision. 2014. № 37. [July/ September] 70–77 p. 5. Rakuta N. V. The use of life cycle contracts in public procurement. The experience of developed countries. Issues of state and municipal management. 2015. № 2. 53–78 p. 6. Sergeeva S. A. Life cycle contracts in procurement of goods, works, services for state and municipal needs// Modern problems of science and education. 2014. № 2. Available at: https://science-education.ru/ru/article/view? id=12639 (date accessed: 14.09.2017). 7. Elizarov P. M. Life cycle contracts for domestic products and armaments, military and special equipment: similarities and differences. The engineering and allied industries. 2014. CAD/CAM/CAE Observer #8 (92). 29–33 p. 8. Dorozhkin A. G., Zvezdina T. M. Contract life cycle: concept, legal framework, problems of practical implementation. Journal of business law and corporate law. 2016. № 4.

513

© Шульгин М. Н., 2017

Секция

«ЛОГИСТИКА И УПРАВЛЕНИЕ ЦЕПЯМИ ПОСТАВОК НА ПРЕДПРИЯТИИ»

Логистика и управление цепями поставок на предприятии

УДК 658 РОЛЬ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ В РАЗВИТИИ ГОРОДА Е. В. Белякова, А. А. Рыжая Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Раскрыта роль транспортной инфраструктуры в развитии города, выделены основные объекты транспортной инфраструктуры, определены факторы, оказывающие влияние на состояние и развитие городской транспортной инфраструктуры. Ключевые слова: инфраструктура, транспортная инфраструктура города, объекты транспортной инфраструктуры. THE ROLE OF TRANSPORT INFRASTRUCTURE IN THE URBAN DEVELOPMENT E. V. Belyakova, A. A. Ryzhaya Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article indicates the role of transport infrastructure in development city. The research reflects basic transport infrastructure and factors, influencing the state and development of urban transport infrastructure. Keywords: infrastructure, the city transportation infrastructure, objects of transport infrastructure. Современная экономическая обстановка страны диктует определенные темпы развития экономики и условия существования субъектов РФ. В условиях повышенной урбанизации и постоянном развитии бизнеса создается необходимость кардинально пересматривать концепции и инструменты развития транспортной инфраструктуры городов. Современный город представляет собой сложный строительно-инженерный и инфраструктурный комплекс. Эффективно функционирующая транспортная инфраструктура способствует оптимальному размещению предприятий, удовлетворению потребностей населения, что влияет на развитие города в целом. Среди основных задач, стоящих перед органами управления на уровне города, можно выделить привлечение инвестиций в развитие транспортной инфраструктуры, повышение пропускной способности на транспорте через расширение дорог, строительство развязок и др. Развитие транспортной инфраструктуры напрямую зависит от ее основных составляющих, однако в настоящее время нет единого мнения о том, какие элементы включать в состав объектов транспортной инфраструктуры. В стратегии развития транспортной инфраструктуры до 2020 года дается перечень объектов, относящихся к транспортной инфраструктуре: наземные, водные и воздушные пути сообщения, трубопроводы, морские и речные порты, железнодорожные вокзалы и станции, аэропорты, аэродромы, транспортные терминалы, метрополитены, системы скоростного внеуличного транспорта, транспортные развязки, в том числе внутри крупных городов, ледо-

кольный флот, вспомогательный флот, а также сооружения и оборудование систем навигации, аварийно-спасательного комплекса, обеспечения безопасности транспортного процесса и другие сооружения транспортного комплекса [1]. В научной литературе представлены разные подходы к определению состава транспортной инфраструктуры. Одни авторы предлагают к основным элементам относить совокупность путей сообщения (сети) и транспортных терминалов, а также транспортных средств и предприятий как выполняющих перевозки, так и обеспечивающих их выполнение [2]. Другие считают, что к базовым элементам транспортной инфраструктуры следует относить только пути сообщения, пассажирские и грузовые вокзалы и станции [3]. На сайте «Центр управления финансами» к основным элементам отнесены железнодорожные, трамвайные и внутренние водные пути, контактные линии, автомобильные дороги, тоннели, эстакады, мосты, вокзалы, железнодорожные и автобусные станции, метрополитены, морские торговые, рыбные, специализированные и речные порты, портовые средства, судоходные гидротехнические сооружения, аэродромы, аэропорты, объекты систем связи, навигации и управления движением транспортных средств, а также иные обеспечивающие функционирование транспортного комплекса здания, сооружения, устройства и оборудование [6]. Проведенное исследование позволило выделить следующие группы элементов транспортной инфраструктуры: транспортная сеть, инженерные транс-

515

Решетневские чтения. 2017

портные сооружения и сооружения по обслуживанию транспортного хозяйства [1–6]. Остановимся на рассмотрении каждой группы элементов более подробно. 1. Транспортная сеть. Транспортная сеть в планировочной структуре современного города составляет основу транспортной инфраструктуры, вокруг которой образуются и развиваются элементы городской среды, а именно: микрорайоны, общегородские и районные центры, зоны, в которых размещаются производственные предприятия, объекты здравоохранения, спортивные комплексы и т. д. Составными частями городской транспортной сети являются [7; 8]: – улично-дорожная сеть, обеспечивающая транспортную доступность населения к элементам планировочной структуры города и перевозки различных грузов; – внеуличная транспортная сеть, состоящая из наземной, надземной и подземной сети и выполняющая те же функции, что и улично-дорожная сеть; – внешние (междугородные) транспортные сети, проложенные через городскую планировочную структуру. Таким образом, городская транспортная сеть образует совокупность улиц и транспортных проездов, обслуживаемых различными видами городского транспорта, а также подземные, наземные и надземные транспортные линии, связанные с уличной сетью лишь частично или не связанные с ней вообще (эстакадные автомагистрали, метро, монорельс). 2. Инженерные транспортные сооружения. Важнейшими, наиболее сложными и дорогостоящими элементами городской транспортной инфраструктуры являются транспортные инженерные сооружения, обеспечивающие непрерывность движения транспорта и пешеходов при встрече городской улицы с каким-либо препятствием. Транспортные сооружения, построенные в городах, можно разделить на 2 основные группы: – сооружения, пересекающие естественные препятствия местности, к которым относятся мосты и виадуки. Их конструкция определяется преимущественно видом препятствия, его характеристиками, а также транспортными требованиями; – сооружения, предназначенные для улучшения условий движения транспортных средств и пешеходов: путепроводы, эстакады, тоннели, транспортная развязка. Все перечисленные выше транспортные сооружения требуют к себе особого внимания в вопросах их содержания, качественного ремонта и эксплуатации. Хотя транспортные сооружения и разнообразны по конструкции, но имеют единое назначение, заключающееся в обеспечении эффективной работы транспорта в условиях городской среды. 3. Сооружения по обслуживанию транспортного хозяйства. К городской транспортной инфраструктуре относятся сооружения по обслуживанию транспортного хозяйства, в состав которых входят парки и депо для стоянки, ремонта и обслуживания подвижного состава, вокзалы, железнодорожные и автобусные

станции, грузовые терминалы, специализированные и речные порты, аэродромы, аэропорты, заправочные станции, станции технического обслуживания. Развитие транспортной инфраструктуры города зависит от влияния ряда факторов. Среди основных факторов можно выделить: Ресурсный фактор. В большинстве случаев, данный фактор является ключевым в выборе специализации города. Ресурсный фактор относится не столько к городу, сколько к региону, но, тем не менее, наличие месторождений природных ресурсов стимулирует строительство транспортных артерий. Это обусловлено необходимостью доставки сырья в город к месту дальнейшей переработки, для чего обязательно строительство ориентированных для данной отрасли транспортных путей. Природно-климатический фактор. Данный фактор оказывает существенное воздействие на развитие практически любых инфраструктурных объектов (не только транспортных). При строительстве объектов инфраструктуры нельзя не учитывать специфику почвенных пород, на которой будет возводиться объект. Также придается огромное значение колебанию температур данной территории, согласно особенностям, которого появляются ограничения на передвижение транспорта всех видов, а также применение специальных технологий строительства дорожного полотна. Социальный фактор. С ростом города и его населения возникает повышенный спрос на услуги транспорта как внутри самого города, так и за его пределами. Прежде всего, жители близлежащих населенных пунктов стремятся попасть в город для реализации своей продукции, покупки необходимых товаров, удовлетворения культурно-развлекательных потребностей, работы и т. д. Увеличивающийся спрос стимулирует рост предложения и благодаря этому открываются новые маршруты, создаются остановочные пункты, устанавливаются кассы и возникают другие инфраструктурные объекты. Географический фактор. К географическому фактору разумно отнести территориальное положение города и его площадь. Следует отметить, что благоприятное географическое положение города создает лишь предпосылки для его развития, а как они будут использованы – зависит от многих причин, т.е. благоприятное географическое положение еще надо реализовать. Кроме того, каждому городу присущи специфические черты, которые напрямую влияют на создание и развитие инфраструктуры. Поэтому также следует выделять частные факторы: – увеличение доли концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе автомобильным транспортом; – высокие темпы развития автомобилизации населения; – несовершенство системы общественного транспорта по таким показателям, как комфорт, безопасность, скорость; – диспропорция между ростом автомобилизации и обеспечением парковочных мест; – высокий показатель дорожного полотна и пр.

516

Логистика и управление цепями поставок на предприятии

Определение элементов транспортной инфраструктуры и факторов, оказывающих влияние на ее развитие, позволит оптимизировать работу городских служб, даст органам власти возможность проводить мониторинг состояния транспортной инфраструктуры, по результатам которого принимать решения о преобразовании города. Библиографические ссылки 1. Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2020 года [Электронный ресурс] : утв. приказом Минтранса № 45 от 12.05.2005. Официальный сайт Минтранса России. URL: http://www. mintrans.ru/ (дата обращения: 10.07.2017). 2. Скоробогатов А. Современные вопросы портовой и транспортной инфраструктуры [Электронный ресурс]. URL: http://www.apk-inform.com/ru/news (дата обращения: 10.07.2017). 3. Загорский И. О., Володыкин П. П., Рыжкова А. С. Транспортная инфраструктура. Хабаровск : Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2015. 228 c. 4. Копылова О. А., Рахмангулов А. Н. Методика формирования энергоэффективной транспортно-логистической инфраструктуры // Современные проблемы транспортного комплекса России. 2012. № 2. С. 45. 5. Ефимова Т. Б. Оценка эффективности региональной инфраструктуры железнодорожного транспорта : дис. … канд. экон. наук. Самара, 2012. 175 с. 6. Транспортная инфраструктура [Электронный ресурс]. URL: http://center-yf.ru/data/stat/Transportnayainfrastruktura.php (дата обращения: 10.07.2017). 7. Лобанов Е. М. Транспортная планировка городов. М. : Транспорт, 2011. 240 с. 8. Руднева Л. Н., Кудрявцев А. М. Транспортная инфраструктура региона: понятие и факторы форми-

рования // Российское предпринимательство. 2013. № 24 (246). С. 139–144. References 1. Transportnaya strategiya Rossiyskoy Federatsii na period do 2020 goda : utverzhdena prikazom Mintransa № 45 ot 12.05.2005 [Transport strategy of the Russian Federation for the period till 2020, approved by order of Ministry of transport № 45 dated 12.05.2005]. Available at: http://www.mintrans.ru/ (accessed: 10.07.2017). 2. Skorobogatov A. Sovremennye voprosy portovoy i transportnoy infrastruktury [Contemporary issues of ports and transportation infrastructure]. Available at: http:// www.apk-inform.com/ru/news (accessed: 10.07.2017). 3. Zagorskiy I. O., Volodykin P. P., Ryzhkova A. S. Transportnaya infrastruktura [Transport infrastructure]. Khabarovsk : Izd-vo Tikhookean. gos. un-ta, 2015. 228 р. 4. Kopylova O. A., Rakhmangulov A. N. Metodika formirovaniya energoeffektivnoy transportno-logisticheskoy infrastruktury // Sovremennye problemy transportnogo kompleksa Rossii. 2012. № 2. Р. 45. 5. Efimova T. B. Otsenka effektivnosti regional’noy infrastruktury zheleznodorozhnogo transporta : dis. … kand. ekon. nauk. Samara, 2012. 175 р. 6. Transportnaya infrastruktura. Available at: http:// center-yf.ru/data/stat/Transportnaya-infrastruk-tura.php (accessed: 10.07.2017). 7. Lobanov E. M. Transportnaya planirovka gorodov. M. : Transport, 2011. 240 р. 8. Rudneva L. N., Kudryavtsev A. M. Transportnaya infrastruktura regiona: ponyatie i faktory formirovaniya // Rossiyskoe predprinimatel’stvo. 2013. № 24 (246). Р. 139–144.

517

© Белякова Е. В., Рыжая А. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 658 СТАНДАРТ API КАК ОСНОВА СНАБЖЕНИЯ НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ Е. В. Белякова, В. А. Васильев Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрены особенности стандарта API, позволяющие повысить статус предприятий в области качества выпускаемой продукции. Выявлены преимущества и недостатки применения данного стандарта на машиностроительных предприятиях, производящих нефтегазовое оборудование. Обозначены требования и рекомендации данного стандарта для отдела материально-технического снабжения. Ключевые слова: стандарт API, нефтегазовая отрасль, машиностроение, ТМЦ, снабжение. API STANDARD AS THE BASIS SUPPLY OF OIL AND GAS ENTERPRISES E. V. Belyakova, V. A.Vasilev Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article considers the main features of API standard, which allows to increase the status of enterprises in the field of products quality. The article reveals advantages and disadvantages of this standard in engineering enterprises; it detects producing oil and gas equipment. The research designates requirements and recommendations of this standard for the logistics department. Keywords: API standard, oil and gas industry, mechanical engineering, inventor, supply. На сегодняшний день все больше компаний начинает уделять значительное внимание управлению рисками. Наступление рисковых событий несет колоссальные убытки для компании. Так в процессе закупок товарно-материальных ценностей отдел снабжения машиностроительных предприятий сталкивается с рядом рисков, связных с непоставкой материалов в необходимые сроки, нужном количестве и качестве. Новые мировые тенденции в области качества создают более жесткие требования к работе организаций. Одной из таких тенденций в нефтегазовой отрасли является применение стандарта, разработанного американским институтом API, что позволяет компаниям повысить свой статус в области качества выпускаемой продукции [1]. Покупатели нефтяного оборудования уже не хотят иметь дело с поставщиками, производящими оборудование, у которых данный стандарт отсутствует, тем самым ужесточая конкуренцию между организациями, участвующими в торгах и тендерах. Предприятие, обладающее данным стандартом, получает преимущество среди остальных аналогичных предприятий, в первую очередь, за счет подтверждения качества данной продукции. Однако данный инструмент усложняет работу самой организации. В особенности это касается отделов, занимающихся материально-техническим обеспечением. Так, отделу

снабжения необходимо закупать материалы, имеющие ключевое значение в изделии, только у поставщиков ТМЦ, которые обладают данным стандартом. Следует отметить, что на сегодняшний день в России только незначительная часть поставщиков обладает данным стандартом. Стандарты API представляют собой систему стандартов разработанной Американским институтом нефти (American Petroleum Institute) для упорядочения процессов добычи и переработки нефти. На сегодняшний день институт API поддерживает более 500 стандартов, охватывающих все сегменты нефтегазовой промышленности. Данные стандарты способствуют повышению безопасности, взаимозаменяемости оборудования и процессов, уменьшению затрат на обеспечение совместимости систем [2]. Также институтом API были разработаны два промышленно-ориентированных стандарта API Spec Q1 и API Spec Q2, для компаний производителей нефтегазодобывающего оборудования. Наличие данных стандартов у компаний демонстрирует заказчикам оборудования, что оно соответствует самым современным тенденциям нефтегазовой отрасли. Стандарт API Spec Q1 предназначен для компаний–изготовителей и содержит в себе требования к системе менеджмента качества на предприятии на всем цикле производства продукции. В свою очередь API Spec Q2 был создан для ремонтных и сервисных

518

Логистика и управление цепями поставок на предприятии

компаний. Если же компания осуществляет деятельность, как по производству оборудования, так и ремонтным и сервисным работам, то она должна соответствовать требованиям и обладать сертификацией API Q1 и Q2 [2]. На сегодняшний день, интересы крупных российских нефтегазодобывающих компаний таких как «Газпром», «Роснефть», «ЛУКОЙЛ» сложились в пользу оборудования зарубежного производства. Несмотря на высокую стоимость импортного оборудования, аналогичное отечественное оборудование остается в проигрыше в связи с низким качеством продукции. Требования к качеству продукции, в свою очередь, формируются крупнейшими транснациональными нефтегазодобывающими компаниями мира. Параметр качества продукции для современных заказчиков является одним из наиболее приоритетных при выборе поставщика. Таким образом, стандартизация по API выступает серьезным конкурентным преимуществом [3]. Организация, прошедшая сертификацию по API Spec Q1/Q2 получает такие преимущества, как: – повышение имиджа компании; – рост конкурентоспособности компании на рынке; – возможность работы с иностранными нефтедобывающими компаниями; – подтверждение качества выпускаемой продукции компании; – получение более выгодных условий при участии в торгах и тендерах. Внедрение стандарта API в организации значительно повышает требования системы менеджмента качества, что в свою очередь усложняет работу организации, но при этом позволяет снизить риск появления некачественной продукции. Одним из главных направлений API Q1 является управление рисками. Рекомендации, прописанные данным стандартом, в системе менеджмента качества нацелены на минимизацию рисковых ситуаций, связанных с производством нефтегазового оборудования и дальнейшей его эксплуатации [4]. Данные рекомендации затрагивают деятельность всех структурных подразделений организации, но при этом компания определяет сама, каким образом она будет их придерживаться. Так, для соответствия данному стандарту, отделом материально-технического обеспечения должен быть выполнен ряд требований в ключе закупаемых товарно-материальных ценностей: 1) определение закупаемых материалов на критичные – влияющие на качество, и не критичные – прочие материалы, не влияющие на качество выпускаемой продукции; 2) первоначальная оценка и выбор поставщиков; 3) дальнейшее управление поставщиками. Ключевыми особенностями стандарта API Spec Q1 для отделов материально-технического обеспечения выступает закупка критических материалов и ресурсов и работа с эксклюзивным поставщиком. Стандарт позволяет каждой компании определить, какой материал для нее является критичным. При этом следует

учитывать, что такие материалы и ресурсы должны быть произведены компаниями, сертифицированными по API. В отличие от зарубежных стран, в Россию данная система стандартов пришла относительно недавно, что сказывается на ограниченном количестве поставщиков прошедших сертификацию API. В свою очередь закупка материалов за рубежом представляет собой довольно сложный процесс, а также увеличивает себестоимость изделий. Таким образом, если поставщики в масштабе страны не обладают данной сертификацией, то, согласно стандарту, разрешается закупать материалы у любого продавца, если он отвечает требованиям API [5]. API Spec Q1 в ключе закупок делает акцент на работу с заводами-изготовителями. Однако, в реалиях, для работы с заводами изготовителями требуется большой объем закупаемой партии, который, в большинстве случаев, превышает необходимый объем материала для выпуска продукции под определенный заказ. Так же часть заводов изготовителей отказывает в предоставлении информации, которая является важной для соответствия стандарту API. Определение эксклюзивности поставщика стандарт API предоставляет компании заказчику ТМЦ. В понимании API, на рынке могут быть представлены несколько поставщиков аналогичной продукции, но по ряду определенных факторов заказчик рассматривает лишь одного. Важным критерием здесь выступает доказательство того, почему поставщик является эксклюзивным для заказчика. Еще одним немаловажным фактором соответствия данному стандарту является управление поставщиками, с которыми компания ведет работу, отделом материально-технического снабжения. Для эффективной работы, поставщики должны подвергаться переоценке за определенный интервал времени. Это обусловлено тем, что качество закупаемых материалов у одного и того же поставщика за разные периоды времени может значительно отличаться, что в результате негативно отразится на выпускаемой продукции. Новинки и инновации в современном мире крайне необходимы. С приходом стандартов API в нашу страну усилилась тенденция к развитию качества продукции в нефтегазодобывающей отрасли. Однако на данный момент рынок России еще не готов в полной мере к эффективной работе по данным стандартам. Это, в свою очередь, обусловлено небольшим сроком использования стандартов API в РФ, а также тем, что разработка изначально была направлена на зарубежный рынок, где и проходило совершенствование данной системы. Становление системы стандартов API на Российском рынке потребует еще значительного вложения времени и средств. Данная система позволит повысить конкурентоспособность компаний и выйти на международные рынки сбыта. В системе снабжения данный стандарт позволяет минимизировать наступление большинства рисков, связанных с несвоевременной поставкой материалов, а так же контролировать качество закупаемой про-

519

Решетневские чтения. 2017

дукции посредством выявления значимых для компании материальных ресурсов и контролем своих поставщиков, что позволит еще в самом начале логистической цепочки избежать множества проблем. Библиографические ссылки 1. Официальный сайт API [Электронный ресурс]. URL: http://www.api.org (дата обращения: 26.08.2017). 2. Зиннатулин Д. Р., Исмаилова Р. Н., Ситдикова Д. Ф. Принципиальные отличия изменений требований к системе менеджмента качества производственных организаций нефтяной и газовой промышленности API SPEC Q1 // Вестник Технологич. ун-та. 2017. Т. 20, № 10. С. 100–103. 3. API Spec Q1 / API Spec Q2 – Спецификация для программ обеспечения качества в нефтяной и газовой промышленности [Электронный ресурс]. URL: https://www.rusregister.ru/services/ms-certification/standards/detail/index.php?ID=1558# (дата обращения: 27.08.2017). 4. Стандарт API – «общий язык» на мировой арене [Электронный ресурс]. URL: http://www.hms.ru/ content/publications/?ELEMENT_ID=11026 (дата обращения: 28.08.2017). 5. Бунтовский С. Ю., Овчинникова Ю. А., Папикян Т. А. Развитие логистики как структуры розничной торговли (ритейла) // Молодой ученый. 2016. № 22. С. 151–153.

References 1. Official API site. Available at: http://www.api.org (accessed: 26.08.2017). 2. Zinnatulin Z. R., Ismailova R. N., Sitdikova D. F. Principialnie otlichiya izmeneniy trebovaniy k sisteme menedjhmenta kachestva proizvodstvennih organizaciy neftyanoi I gazovoi promishlennosti API SPEC Q1 [Principal differences between changes in the requirements for the quality management system of production organizations of the oil and gas industry] // Vestnik Tehnologicheskogo universiteta. 2017. Vol. 20, № 10. P. 100–103. (In Russ.) 3. API Spec Q1 / API Spec Q2 – Specification for quality assurance programs in the oil and gas industry. Available at: https://www.rusregister.ru/services/ms-certification/standards/detail/index.php?ID=1558# (accessed: 27.08.2017). 4. API standard – “common language” on the world stage. Available at: http://www.hms.ru/content/ publications/?ELEMENT_ID=11026 (accessed: 28.08.2017). 5. Butnovski S. U., Ovchinnikova U. A. Papikan Razvitie logostiki kak strukturi roznichnoy torgovli (riteyla) [Development of logistics as a structure of retail trade (retail)] // Molodoy ucheniy. 2016. № 22. P. 151–153. (In Russ.)

520

© Белякова Е. В., Васильев В. А., 2017

Логистика и управление цепями поставок на предприятии

УДК 65.0 (075.8) ПРИНЦИПЫ ОПЕРАЦИОННОЙ ЛОГИСТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ДИЛЕРСКОЙ КОМПАНИИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Н. Е. Гильц Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Определены особенности и принципы системы управления операционной логистической деятельности дилерской компании машиностроительного предприятия и сформулированы требования к системе ее управления. Ключевые слова: операционная логистическая деятельность, дилер, машиностроительное предприятие. THE PRINCIPLES OF LOGISTICS OPERATIONS OF MACHINE-BUILDING ENTERPRISE DEALER N. E. Gilts Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper determines the features and principles of the system for managing the operational logistics activities of a dealer company of the machine-building enterprise and sets out the requirements for its management system. Keywords: operational logistics activity, dealer, machine-building enterprise. В предпринимательской деятельности управление потоковыми процессами является важной научной проблемой, которая в качестве одного из элементов включает в себя выработку методологических принципов управления потоковыми процессами и требует самостоятельного изучения. Как показывает анализ научной литературы, существуют различные, с методологической точки зрения, подходы к проблеме управления потоковыми процессами. Это связано как со сложностью и динамичностью производственнохозяйственных и финансовых связей, так и с многоаспектностью деятельности машиностроительных предприятий. Под принципами принято понимать фундаментальные, основополагающие идеи, которые движут субъектами права, выполняющими ту или иную юридическую работу. Нарушение их способно сделать работу бесполезной. Вот почему принципы обычно выступают как требования, которые должны неуклонно исполняться [1]. Б. А. Аникин, кроме известных семи принципов логистики, в качестве основных принципов выдвигает следующие: необходимый продукт, определенное количество, соответствующее качество, нужное место, точное время, конкретный потребитель, оптимальные затраты, лучший сервис, меньший риск, высокая безопасность, сохранение экологии [2]. Другие авторы основными принципами операционного логистического управления считают системность, синергизм и адаптивность [3]. Ряд российских и иностранных исследователей рассматривают повышение устойчивости потоковых процессов с точки зрения системной оптимизации в

качестве основного принципа управления. Согласно их позиции, управление логистической системой и организационные преобразования в ней целесообразно осуществлять по «узкому звену», воздействуя на группу основных причин неустойчивости. Создание операционной логистической системы должно осуществляться в тесной связи с ее управлением и организацией. При этом под управлением следует понимать обеспечение диагностики и анализа системы, а под организацией – стабилизацию системы при следующей последовательности действий: концептуальное моделирование и оптимизация потоковых процессов по общесистемному критерию [4]. Систематизацию принципов управления операционной деятельностью в дилерской компании машиностроительных предприятий обосновала Е. В. Володина. Она выделяет три группы принципов, отражающих особенности логистического подхода к управлению операционной деятельностью. К ним относят общие, ситуационные и принципы, учитывающие операционную деятельность дилерских компаний. Выделенные принципы способствуют раскрытию деятельности дилерских компаний со всех их многогранных сторон [5]. Условия и особенности функционирования системы управления операционной логистической деятельностью дилерской компании, реализация и продвижение на рынок различных видов продукции могут отличаться. Следовательно, учитывая особенности операционной логистической деятельности, будут разными и требования к системе его управления, основанные на различных принципах (см. таблицу).

521

Решетневские чтения. 2017 Особенности и принципы системы управления операционной логистической деятельности дилерской компании машиностроительного предприятия и требования к системе ее управления Особенности операционной логистической деятельности Оперативность в выполнении заказов Ориентированность как на крупных, так и на малых заказчиков Высокая гибкость и мобильность при изменении факторов внешней среды Концентрация внимания руководства на вопросах управления операционной деятельностью компании Мониторинг отклонений процессов операционной логистической деятельности дилерской компании

Требования

Принципы управления

Гибкость; качество выполняемых заказов Оперативность; высокий ассортимент предлагаемой продукции Гибкость, мобильность, оперативность системы управления операционной деятельностью компании Соответствие целей стратегического и оперативного планирования деятельностью Временной интервал процессов должен стремиться к нулю

Соблюдение данных принципов создает предпосылки для эффективной работы управленческого аппарата и организации в целом, снижает вероятность возникновения непредвиденных ситуаций и неправильных решений. Классификационные признаки, положенные в основу взглядов различных специалистов на управление операционной логистической деятельностью, сами подходы, и набор параметров очень разнообразны. Это затрудняет выработать единый подход к принципам управления логистическими системами и усложняет разработку единой системы логистических принципов управления потоковыми процессами. Библиографические ссылки 1. Герасимов Б. И., Жариков В. В., Жариков В. Д. Организация планирования на предприятии. М. : Форум, 2013. 240 c. 2. Ананкина Ю. А. Методические рекомендации по рационализации управления функционированием логистической системы предприятия транспортного машиностроения // Экономика, статистика и информатика. Вестник УМО. 2013. № 4. С. 23–25. 3. Ролницки К. Управление каналами дистрибуции. М. : Добрая книга, 2015. 4. Виноградова С. Н. Коммерческая деятельность. М. : 2013. 5. Володина Е. В. Повышение экономической эффективности управления материальными запасами

Принцип точности и своевременности Принцип равномерности Принцип непрерывности Принцип координации и интеграции всех потоковых процессов Принцип соответствия объемов заказов и продаж Принцип непрерывности во времени Принцип гибкости Принцип устойчивости и адаптивности Принцип приоритета уставных целей дилерской компании Принцип использования специфических форм организации и мотивации труда Принцип прогнозирования Принцип непрерывности во времени

промышленного предприятия на основе логистической концепции : дис. … канд. экон. наук. Курган, 2013. 130 с. References 1. Gerasimov B. I., Zharikov V. V., Zharikov V. D. Organizacia planirovaniy na predpriatii [Organization of planning at the enterprise]. M. : Forum 2013. 240 c. 2. Anankina Yu. A. Metodicheskie rekomendacii po racionalizacii epravleniy fynkcionirovaniem logisticheskou sistemy predpriyatia transportnogo mashinostroenia [Methodological recommendations on the rationalization of the management of the functioning of the logistics system of a transport engineering enterprise] // Economics, Statistics and Informatics. Bulletin of the UMO 2013. № 4. P. 23–25. 3. Rolnicki K. Ypravlenie kanalami distribycii [Managing distribution channels]. M. : Good book, 2015. 4. Vinogradova S. N. Kommercheskay deytilnost [Commercial activity]. M. : 2013. 5. Volodina E. V. Povishenie ekonomicheskou effiktivnosti ypravlenia materialnimi zapasami promishlennogo predpriatia naosnove logisticheskou kooperacii [Increase of economic efficiency of management of material stocks of the industrial enterprise on the basis of the logistical concept] : Diss. to the soisk. uch. step. Cand. econ. sciences. Kurgan, 2013. 130 p.

522

© Гильц Н. Е., 2017

Логистика и управление цепями поставок на предприятии

УДК 519.85 ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АЛГОРИТМЫ В РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ НАХОЖДЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО МАРШРУТА ТРАНСПОРТИРОВКИ ГРУЗА* А. И. Жевнеров Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Рассмотрена задача нахождения оптимального маршрута транспортировки груза, с учетом загруженности точек маршрута. Также рассмотрена работа генетического алгоритма в решении задач нахождения кратчайшего пути. После этого определено, что особенность поставленной задачи вносит изменения в способ расчета пригодности индивидов. Ключевые слова: задача нахождения кратчайшего пути, оптимальный маршрут, генетический алгоритм, загруженность точек маршрута. GENETIC ALGORITHMS IN THE SOLUTION OF THE OPTIMIZATIONS TASK OF THE TRANSPORTATION ROUTE A. I. Zhevnerov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The paper considers the problem of finding the optimal route for cargo transportation taking into account the congestion of the route points. Also the work of the genetic algorithm to solve the problems of finding the shortest path is considered. After that, the research determines that the specific task posed makes a change in the way of calculating the suitability of individuals. Keywords: shortest-path problem, optimal route, genetic algorithm, congestion of route points. Проблема нахождение кратчайшего пути возникает достаточно часто не только при построении маршрутов грузоперевозок, но и при прокладывании различных сетей, коммуникаций и во многих других сферах деятельности. В любом крупном городе есть сети гипермаркетов, супермаркетов, просто магазины продуктов, в которые необходимо доставлять различные товары каждый день. Этим занимаются поставщики, которые каждый день отправляют загруженные машины со склада либо завода на маршрут для доставки. В каждом маршруте есть определенное количество торговых точек, в которые должен заехать автомобиль. В нашей задаче это число может варьироваться в интервале от 12 до 22, в зависимости от заявок. В конце рабочего дня водитель обязан вернуться на склад или завод с подтверждающими документами [1]. По регламенту доставка товара должна быть осуществлена до определенного часа. Часто случается, что регламент не выполняется, так как водителю не хватает времени на доставку. Вследствие этого компания-поставщик терпит убытки. __________________________

Весь процесс доставки можно разделить на три основных этапа: путь до магазина, ожидание в очереди, сдача товара. Для сокращения времени доставки можно минимизировать только первые два этапа, третий не зависит ни от поставщика, ни от водителя. Таким образом, рассмотренная задача имеет определенные ограничения при построении маршрута. В качестве ограничения выступаютзагруженности всех торговых точек в определенное время. Именно, из-за различного времени ожидания в различные промежутки времени не достаточно построить кратчайший путь, необходимо найти оптимальный маршрут, составленный с учетом загруженности каждой торговой точки [2]. При решении поставленной задачи оптимизации разумно использовать современные алгоритмы, ярким представителем которых является генетический алгоритм. Данный метод оптимизации позволяет решать достаточно сложные задачи, при этом он достаточно универсален [3]. Одна, хорошо написанная программа может работать с данными разного рода, так как алгоритм не использует данные напрямую, а оперирует так называемыми поколениями хромосом-решений [4].

* Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта № 16-41-240822.

523

Решетневские чтения. 2017

Сначала стоит рассмотреть работу генетического алгоритма в решении задачи нахождения кратчайшего пути. В качестве генов здесь выступают номера торговых точек, таким образом, в каждой хромосоме будут записаны различные варианты маршрутов [4]. В этом случае, стоит заметить, что в одной хромосоме не может быть двух одинаковых генов, так как в каждую точку маршрута необходимо заехать только один раз. Это ограничение не позволяет использовать стандартные процедуры скрещивания и мутации. Например, в стандартном генетическом алгоритме, во время процедуры мутации, гены изменяют свое значение на противоположное с определенной вероятностью. Если в хромосоме, которая представляет собой вариант маршрута, просто поменять один из генов, маршрут будет некорректен, так как в нем будут две одинаковые точки. В данной задаче можно определить мутацию как перестановку определенного количества генов, зависящего от вероятности мутации [4]. При решении задачи нахождения оптимального маршрута, составленного с учетом загруженности каждой торговой точки, необходимо учитывать не только расстояние, но и время, затраченное на прохождение маршрута [1]. Данная особенность не вносит изменений в саму работу генетического алгоритма, она вносит изменения в расчет пригодности [3]. В рассматриваемой задаче формула пригодности не будет иметь простой вид. В ней необходимо учесть время, которое потрачено на передвижение, расстояние, которое прошел автомобиль за день, на него также наложены ограничения, а кроме этого, время, которое потрачено на ожидание в каждой точке, причем это время должно иметь прогностический характер. То есть на основе предыдущих данных необходимо предугадать, насколько долгим будет пребывание в конкретной торговой точке в конкретное время. Таким образом, предложенное усложнение задачи построения оптимального маршрута вносит измене-

ния не в работу генетического алгоритма, а в алгоритм построения критерия оценки пригодности индивидов поколения. Библиографические ссылки 1. Жевнеров А. И. Optimization of the transportation route // Молодежь. Общество. Современная наука, техника и инновации : эл. сб. / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2017. 2. Основы транспортной логистики [Электронный ресурс]. URL: http://www.xcomp.biz/tema-2-osnovytransportnoj-logistiki.html (дата обращения: 10.09.2017). 3. Емельянов В. В., Курейчик В. В., Курейчик В. М. Теория и практика эволюционного моделирования. 2003. 4. Генетические алгоритмы [Электронный ресурс]. URL: https://www.itweek.ru/themes/detail_print.php?ID= 51105&print=Y (дата обращения: 10.09.2017). Reference 1. Zhevnerov A. I. [Optimization of the transportation route] // Molodezh'. Obshchestvo.Sovremennayanauka, tekhnikaiinnovatsii [The youth.Society.Modern science, technology and innovation] / Siberian State University of Science and Technology, Krasnoyarsk, 2017. (In Russ.) 2. Osnovy transportnoy logistiki [Basics of transport logistics]. Available at: http://www.xcomp.biz/ tema-2osnovy-transportnoj-logistiki.html. (In Russ.) 3. Emel’yanov V. V., Kureychik V. V., Kureychik V. M. Teoriya i praktika evolyutsionnogo modelirovaniya [Theory and practice of evolutionary modeling]. 2003. 4. Geneticheskie algoritmy [Genetic algorithms]. Available at: https://www.itweek.ru/themes/ detail_print. php?ID=51105&print=Y. (In Russ.)

524

© Жевнеров А. И., 2017

Логистика и управление цепями поставок на предприятии

УДК 65.011.56 ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИАЛЬНОГО СНАБЖЕНИЯ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ О. В. Казакова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Исследована организация запасов и управление материальными запасами на предприятиях отраслей промышленности. Рассмотрена и усовершенствована автоматизация учета сырья и материалов. Указаны современные проблемы ведения учета материальных запасов в системе и предложены пути их устранения. Ключевые слова: материальные запасы, автоматизация учета материальных запасов, проблемы ведения учета материальных запасов, снабжение. ORGANIZATION FEATURES OF MATERIAL SUPPLY AT INDUSTRIAL ENTERPRISES O. V. Kazakova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The organization of stocks and management of material stocks at the enterprises of industries are investigated. The automation of accounting raw materials and materials is considered and improved. The modern problems of accounting for inventories in the system are indicated and ways of their elimination are proposed. Keywords: material stocks, automation of inventory accounting, problems of inventory management, supply. Процедура планирования и организации материального снабжения в настоящее время очень актуальная для большинства промышленных предприятий в силу наличия больших потоков материальных ценностей. Учет материалов предполагает, что обеспечивается решение задач по контролю за сохранностью материалов, тому насколько они соответствуют документам; по соблюдению учета того, как происходит поступление и списание материалов. Учет материалов позволит получить топ-менеджменту необходимую информацию, используемую при принятии управленческих решений. Однако в настоящее время ряд принципиальных вопросов, в частности организации учета производственных запасов на складах, остаются дискуссионными и требуют усовершенствования на местах в зависимости от отрасли производства и видов деятельности предприятия. Контроль выполняется на основе высококачественного планирования и прогнозирования управленческой и хозяйственной деятельности [5]. Одной из важных проблем эффективного функционирования предприятий является рациональное использование материальных запасов, создание соответствующих условий их хранения, обеспечения динамической соответствия между спросом и предложением, обеспечение строгого режима экономии, в частности на этапе приема, хранения и расходования сырья, материалов, комплектующих изделий и т. п. Учитывая это, важно создать не только надлежащие условия для хранения материальных ценностей,

но и обеспечить возможность оперативного формирования информации о потребности в них. По сути, оперативный учет движения запасов должен быть приспособлен к виду производства. Экономия материальных ресурсов характеризуется снижением абсолютной и удельного расхода отдельных их видов и позволяет из одинакового количества сырья и материалов изготовлять больше продукции без дополнительных затрат общественного труда и повышать эффективность производства. Поэтому актуальность этой темы не вызывает сомнения и требует дальнейшего исследования. Проблеме совершенствования организации и учета материальных запасов на предприятиях посвящены работы Л. А. Артемьевой [1], Т. В. Ситниковой [8], В. Г. Когденко [7], О. Г. Бирюк [2] и многие др. Однако в работах не освещен ряд аспектов, которые влияют на учет материальных запасов на предприятиях. Это обусловило необходимость более глубокого изучения этой проблемы. Поскольку доля материальных запасов в себестоимости продукции предприятий составляет более 60 %, то обеспечение рационального их использования, уменьшения количества отходов и брака должно стать приоритетом для работников учетно-контрольных и аналитических служб предприятий отрасли. Конкурентная среда требует от предприятий улучшения качественных показателей использования материальных запасов, уменьшение их удельного веса в себестоимости продукции, повышения прибыльно-

525

Решетневские чтения. 2017

сти и эффективности функционирования. В основу этого процесса они возлагают инновационные и ресурсосберегающие технологии, направленные на освоение новой продукции [3]. Понятие «материальные запасы» охватывает все сферы материального производства, поскольку материальный поток на пути его перемещения от источника сырья до конечного потребителя может накапливаться в виде запаса на любом участке производства. Подавляющее большинство материальных запасов предприятия приобретут у поставщиков на основании заключенных договоров (контрактов, соглашений). На отгруженные материальные ценности поставщик выписывает счет-фактуру и другие расчетно-платежные документы (в которых указываются название, номенклатурный номер, единица измерения, количество, сорт, отпускаемых, ставка и сумма НДС, общая сумма, подлежащая к оплате), а также налоговую накладную [6]. Анализируя в целом деятельность некоторых предприятий с учета материальных запасов, можно выделить следующие негативные аспекты: – сложность определения справедливой (рыночной и нерыночной) стоимости запасов, заключающихся в использовании предприятиями бартерного обмена, более того, обмена на неподобные активы; – низкий уровень оперативности информационного обеспечения управления материальными запасами предприятий; – неподходящий уровень контроля и оперативного регулирования процессов образования запасов; – ограниченность контроля использования материальных запасов и т. д. Решение этих проблем требует обновления системы получения информации о материальных запасах, использование нетрадиционных для отечественной учетной практики подходов к эффективному их использованию и оптимизации результатов деятельности предприятия. Важной предпосылкой учета материальных запасов является их оценка, влияет на определение себестоимости продукции. Особого внимания данный вопрос приобретает в современных условиях хозяйствования, когда рыночные цены на материальные запасы постоянно меняются, преимущественно растут [4]. Итак, на предприятиях для получения своевременной и полезной информации, минимизации затрат рабочего времени на обработку документов и сокращение сроков их передвижения между отдельными службами предприятия, должен быть организован действенный документооборот, который характеризуется оптимальностью и высокой скоростью движения документов по учету материальных запасов. Решение комплекса противоречивых и спорных вопросов учетно-аналитического управления материальными запасами является актуальным для предприятий России и требует дальнейших исследований

с целью создания предпосылок для формирования более эффективной учетно-управленческой модели. Библиографические ссылки 1. Артемьева Л. А. Учет МБП // Баланс. 2017. № 53. C. 24–25. 2. Бирюк О. Г. Формирование учетной политики в отношении материальных запасов. 2015. № 2. C. 25–29. 3. Борисова И. С. Разработка модели эффективности использования материальных ресурсов хозяйственных обществ // Агромир. 2016. № 19. С. 14. 4. Бутромеева И. И., Кабитова А. Н. Методические рекомендации по проверке учета запасов на предприятиях // Финансовый контроль. 2015. № 4. C. 48–53. 5. Васьковская М. С. Особенности организации учета запасов в компьютерной управленческой системе «1С: Предприятие 8.1». 2016. № 6. С. 90–94. 6. Дегтяренко В. П. Основы логистики и маркетинга. Ростов н/Д : Экспертное бюро : М. : Гардарика, 2014. 502 с. 7. Когденко В. Г. Методология и методика экономического анализа в системе управления коммерческой организацией : монография. М. : ЮНИТИ-Дана, 2014. С. 103–104. 8. Ситникова Т. В. Проблемы формирования материальных запасов на промышленных предприятиях // Экономика и управление. 2015. № 19. С. 176–181. References 1. Artemieva L. A. Accounting IBE. Balance. 2017. № 53. C. 24–25. 2. Biryuk O. G. Formation of accounting policy in respect of inventories. 2015. № 2. C. 25–29. 3. Borisova I. S. Development of a model for the effectiveness of the use of material resources of economic societies // Agromir. 2016. № 19. P. 14. 4. Butromeeva I. I., Kabitova A. N. Methodical recommendations on verification of inventory accounting at enterprises // Financial control. 2015. № 4. C. 48–53. 5. Vaskovskaya M. S. Peculiarities of Inventory Accounting in the Computer Management System “1C: Enterprise 8.1”. 2016. № 6. P. 90–94. 6. Degtyarenko VP Fundamentals of logistics and marketing. Rostov n/a : Expert bureau : M. : Gardarika, 2014. 502 p. 7. Kogdenko V. G. Methodology and methodology of economic analysis in the management system of a commercial organization: monograph. M. : Unity-Dana, 2014. P. 103–104. 8. Sitnikova T. V. Problems of the formation of material reserves in industrial enterprises // Economics and management. 2015. № 19. P. 176–181.

526

© Казакова О. В., 2017

Логистика и управление цепями поставок на предприятии

УДК 330.1 МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РИСКОВ ЛОГИСТИЧЕСКОЙ СТРАТЕГИИ А. С. Лифарь1, 2*, А. Е. Бром1 1

Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (МГТУ им. Н. Э. Баумана), Российская Федерация, 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., 5/1 2 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] На современном этапе в связи с распространением технологии ремонтов «по состоянию» в промышленности активно внедряется логистическая стратегия, направленная на минимизацию затрат эксплуатационных процессов. В этой связи актуальным представляется рассмотрение методов оценки рисков логистической стратегии. Рассмотрены методы качественной и количественной оценки рисков, а также предложена таблица соотношения групп рисков и методов их оценки в гидроэнергетической отрасли. Ключевые слова: логистическая стратегия, оценка риска, качественные методы оценки, количественные методы оценки. RISK ASSESSMENT METHODS OF LOGISTIC STRATEGY A. S. Lifar1, 2*, A. E. Brom1 1

Bauman Moscow State Technical University 5/1, 2-ya Baumanskaya Str., Moscow, 105005, Russian Federation 2 Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] At the present stage, it is relevant to consider risk assessment methods of logistic strategy because of active extension of on-condition maintenance, as a consequence, the logistic strategy . Qualitative and quantitative methods of risk assessment are considered in the article. Also ratio table of risk groups and methods of their assessment in the hydro power industry is proposed. Keywords: logistics strategy, risk assessment, qualitative evaluation methods, quantitative evaluation methods. C 1960 годов мировая промышленность начала путь перехода от системы планово-предупредительных ремонтов к системе ремонтов «по состоянию». Начиная с внедрения в авиационно-космическую и атомную промышленность, на сегодняшний день технология не только начала применяется в других отраслях промышленности, но и трансформировалась в стратегию управления затратами – логистическую стратегию. Логистическая стратегия представляет собой такой подход к управлению затратами предприятия на эксплуатацию основных фондов, при котором основной акцент делается на прогнозирование рисков, обусловленных внезапными отказами, а экономия и оптимизация расходов образуется за счет рационального планирования системы материально-технического обеспечения [1]. Поскольку основу логистической стратегии составляется концепция наработки оборудования до состояния близкого к отказу и внедрения системы датчиков мониторинга основного производственного оборудования, целесообразно рассматривать логи-

стисческую стратегии со стороны оценки рисков ее внедрения. Под оценкой рисков понимается совокупность аналитических мероприятий, позволяющих спрогнозировать возможность получения дополнительного предпринимательского дохода или определенной величины ущерба от возникшей рисковой ситуации и несвоевременного принятия мер по предотвращению риска. Традиционным в литературе принято разделение всех методов на качественные и количественные [2]. Качественный подход идентифицирует виды риска/групп рисков, описывает их, а также определяет возможный ущерб. Основу качественного анализа составляет метод экспертной оценки, а также различные его вариации (метод Делфи, спираль рисков). При экспертной оценке используется опыт квалифицированных специалистов на основе комплект логических и математико-статических методов и процедур [3]. Рассматривая в качестве примера гидроэнергетическую отрасли, можно идентифицировать следующие группы внутренних рисков логистической стратегии.

527

Решетневские чтения. 2017 Количественные методы оценки риска Группа рисков

Качественный метод оценки риска Эксплуатационные риски Анализ дерева отказов (FTA-метод)

Характеристика метода

Суть метода заключается в вычислении вероятности вершинного события (некоторого нежелательного события) при наличии информации о вероятностях событий-факторов Кадровые риски Метод экспертных оце- Заключается в ранжировании рисков по степени влияния на кадровую нок (шкала Харрингто- безопасность организации. В результате оценки должны быть полуна) чены экспертные оценки: уровня кадровых рисков; значимость (рейтинг) выявленных факторов кадровых рисков – профиль кадровых рисков; значения показателей состояния факторов кадровых рисков [5] Анализ чувствительно- Метод позволяет оценить изменение результирующих факторов при Финансовые риски различных значениях заданных переменных. Этот вид анализа позвоРиск низкой дисциплины сти ляет определить наиболее критические переменные, которые в наипоставок большей степени могут повлиять на осуществимость и эффективность проекта Управленческие риски Метод сценариев Предполагает построение как минимум трех сценариев развития (оптимистического, пессимистического и базового) по которым оцениваются основные выводимые параметры. Реализации метода сценариев состоит в преобразовании исходной информации о факторах неопределенности в информацию о вероятностях отдельных условий реализации и соответствующих показателях эффективности или об интервалах их изменения Риски неточности данных Имитационное модели- Метод предполагает замену фактических данных величинами, котомониторинговых систем рование рые генерирует компьютер. Имитационное моделирование позволяет и автоматической систесмоделировать различные условия работы систем и проследить колемы управления (АСУ). бания отслеживаемых элементов

1. Эксплуатационные риски 2. Кадровые риски 3. Риск низкой дисциплины поставок комплектующих 4. Управленческие риски 5. Финансовые риски 6. Риск неточности данных систем мониторинга и автоматической системы управления (АСУ). Углубленный анализ рисков, помимо качественной оценки риски, то есть их описательной части, предполагает применение количественных методов – расчетной части оценки риска. Количественные методы, базируясь на теории вероятности и математической статистики, позволяют определить числовые значения величин отдельных рисков и риска объекта в целом [4]. В литературе к количественным методам относят: анализ дерева отказов, анализ чувствительности, метод сценариев, имитационное моделирование, дерево решений и т. д. Применительно к гидроэнергетической отрасли, количественные методы могут быть соотнесены к группам риска следующим образом (см. таблицу). Предложенное соотношение методов и групп риска позволит промышленным предприятиям, в частности гидроэнергетической отрасли, провести полный анализ рисков внедрения логистической стратегии и определить целесообразность ее внедрения. Поскольку риски неточности данных систем мониторинга и автоматической системы управления (АСУ), особенно на начальных этапах внедрения логистической стратегии, могут нести критический характер представляется также актуальным дальнейшая проработка вопросов имитационного моделирования оценки данной категории риска.

Библиографические ссылки 1. Бром А. Е., Колобов А. А., Омельченко И. Н. Интегрированная логистическая поддержка жизненного цикла наукоемкой продукции : учебник / под ред. А. А. Колобова. М. : Изд-во МГТУ им Н. Э. Баумана, 2008. 296 с. 2. Ланкина С. А., Флеганов В. И. Классификация и проблемы оценки рисков промышленных предприятий [Электронный ресурс] // Интернет-журнал «Науковедение». 2015. № 3 Т. 7. URL: https:// naukovedenie.ru/PDF/90EVN315.pdf (дата обращения: 12.09.2017). 3. Цамутали С. Е. Оценка рисков реальных инвестиций [Электронный ресурс] // Экономика и управление. 2013. № 4. С. 33–37. URL: https://cyberleninka.ru/ article/v/otsenka-riskov-realnyh-investitsiy (дата обращения: 31.08.2017). 4. Панягина А. Е. Обзор современных методов количественной оценки рисков [Электронный ресурс] // Экономика и менеджмент инновационных технологий. 2014. № 3. Ч. 1. URL: http://ekonomika.snauka.ru/ 2014/03/3966 (дата обращения: 26.05.2017). 5. Митрофанова А. Е. Разработка методики управления кадровыми рисками в системе управления персоналом организации [Электронный ресурс] // Интернет-журнал «Науковедение». URL: https://naukovedenie.ru/PDF/85evn113.pdf (дата обращения: 10.09.2017). References 1. Brom A. E., Kolobov A. A., Omelchenko I. N. Integrirovannaya logisticheskaya podderzhka zhiznennogo tsikla naukoyemkoy produktsii : uchebnik / pod red.

528

Логистика и управление цепями поставок на предприятии

A. A. Kolobova. M. : Izd-vo MGTU im N. E. Baumana. 2008. 296 р. 2. Lankina S. A., Fleganov V. I. Klassifikatsiya i problemy otsenki riskov promyshlennykh predpriyatiy [Elektronnyy resurs] // Internet-zhurnal “Naukovedeniye”. 2015. № 3 T. 7. Available at: https://naukovedenie.ru/ PDF/90EVN315.pdf (accessed: 12.09.2017). 3. Tsamutali S. E. Otsenka riskov realnykh investitsiy [Elektronnyy resurs] // Ekonomika i upravleniye. 2013. № 4. Р. 33–37. Available at: https://cyberleninka.ru/ article/v/otsenka-riskov-realnyh-investitsiy (accessed: 31.08.2017).

4. Panyagina A. E. Obzor sovremennykh metodov kolichestvennoy otsenki riskov [Elektronnyy resurs] // Ekonomika i menedzhment innovatsionnykh technologiy. 2014. № 3. Ch. 1. Available at: http://ekonomika. snauka.ru/2014/03/3966 (accessed: 26.05.2017). 5. Mitrofanova A. E. Razrabotka metodiki upravleniya kadrovymi riskami v sisteme upravleniya personalom organizatsii [Elektronnyy resurs] // Internet-zhurnal “Naukovedeniye”. Available at: https://naukovedenie.ru/ PDF/85evn113.pdf (accessed: 10.09.2017).

529

© Лифарь А. С., Бром А. Е., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 164.01 РОЛЬ ЛОГИСТИКИ ВО ВНЕШНЕЭКОНОМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ А. В. Селиванов, М. А. Буркацкий Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Статья посвящена проблемам логистики внешнеэкономической деятельности промышленных предприятий. Раскрывается сущность понятия «логистика внешнеэкономической деятельности» и обосновывают её значимость для крупных промышленных предприятий. Представлена общая характеристика логистики внешнеэкономической деятельности, обозначены основные проблемы и даны общие рекомендации по совершенствованию логистики внешнеэкономической деятельности для промышленных предприятий. Ключевые слова: промышленные предприятия, внешнеэкономическая деятельность, логистика. THE ROLE OF LOGISTICS IN FOREIGN-ECONOMIC ACTIVITY OF INDUSTRIAL ENTERPRISES A. V. Selivanov, M. A. Burkatsky Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article is devoted to the problems of logistics of foreign economic activity of industrial enterprises. The authors reveal the essence of the concept of “logistics of foreign economic activity” and justify its significance for large industrial enterprises. The article presents the general characteristics of the logistics of foreign economic activity, identifies the main problems and gives general recommendations on improving the logistics of foreign economic activity for industrial enterprises. Keywords: industrial enterprises, foreign economic activity, logistics. Многие промышленные предприятия в поисках оптимальных источников снабжения производства, закупают материалы у поставщиков в других странах. В свою очередь, коммерческие службы подобных компаний, стремятся расширить масштабы сбыта не только в рамках региона, но и в другие страны. Крупные промышленные компании, как правило, имеют ресурсы и возможности для осуществления перевозок, как в рамках двух отдельных стран, так и нескольких с использованием транзитных механизмов. В современном бизнесе организации не ограничивают себя регионами и национальными границами, они находятся в постоянном поиске вариантов выполнения операций: инновационные средства коммуникации, схемы протекания финансовых потоков, эффективные цепочки поставок, транспорт, коммерческие соглашения. В связи с этим, логистика внешнеэкономической деятельности промышленных предприятий направлена на перемещение материальных потоков с применением сложных цепей поставок и выполнение сопутствующих транспортировке задач [1]. Различия между странами требуют от логистов, работающих в данной области разнообразных дополнительных навыков и большого опыта. Конкурентоспособность, высокое качество закупаемых материалов, экономия на крупномасштабном

производстве – требуют эффективной координации принципов логистики в глобальном масштабе, необходимо учитывать не только специфику отдельных государств, но и общие принципы построения цепей поставок [2]. Зачастую, при движении материальных потоков с пересечением границ различных стран и организация транспортировки на дальние расстояния возникает множество проблем в организации качественной цепи поставок и логистики в целом. Как правило, большая часть проблем связана с языковым барьером и специфическими национальными обычаями. Проблемы экономического характера связаны с тарифами и местными национальными системами налогообложения, так как, каждое отдельное государство имеет своё собственное законодательство, экономическую систему, инфраструктуру и другие факторы, оказывающие сильное влияние на бизнес-процессы не только в рамках отдельно взятого государства, но и всего мира [3]. В большинстве случаев перевозчик предоставляет информацию о движении партии товара и его местонахождении. При возникновении задержек груза в пути или на одном из перевалочных пунктов, отправителю и получателю необходимо знать причину возникшей проблемы, для принятия эффективного управленческого решения.

530

Логистика и управление цепями поставок на предприятии Основные проблемы логистики внешнеэкономической деятельности Основная проблема

Доля ответов экспортеров, %

Документация на экспорт

23

Затраты на перевозку

20

Высокие пошлины на импорт Невозможность отыскать знающих представителей в другой стране Задержки в передаче денежных средств

17

Колебания стоимости валют

12

Языковый барьер

10

Трудности с обслуживанием продукции

10

16 13

Зачастую поданная перевозчиком информация принимается в искажённом виде, что связанно с языковыми барьерами [4]. При этом стоит отметить, что усугубить проблему передачи информации могут компании-посредники, если в их подразделениях отсутствует координация. Логистика внешнеэкономической деятельности ставить перед специалистами ряд проблем, которые вызваны национальными условиями построения цепи поставок. Основные проблемы логистики внешнеэкономической деятельности с мнением экспертов в данной области представлены в таблице [5]. Исходя из анализа международных логистических потоков и выявленных проблем, можно выделить ряд общих рекомендаций по совершенствованию международной логистики промышленных предприятий: 1. Транспортные издержки должны быть такими, чтобы совокупные логистические издержки были минимальными. Достичь этого можно достижением баланса транспортных расходов и качества транспортного обслуживания, критериями которого в первую очередь должны быть скорость и надежность перевозки. Надежность – постоянная частота и продолжительность перевозок, что позволяет оптимизировать уровни запасов и повышать эффективность логистики. 2. Международная логистика сталкивается с многими проблемами. Одни вызываются различиями в условиях, обусловленными национальными особенностями, к ним нужно приспособиться. Другие можно преодолеть простыми административными согласованиями, третьи решаются созданием таможенных союзов. Для выхода на зарубежные рынки организация может использовать разные варианты. Сама компания экспортирует свою продукцию или пользуется услугами местных дистрибьюторов. У каждого из них свои преимущества ведения логистической деятельности. Но в последнее время наблюдается тенденция к глобальным операциям на едином интегрированном рынке. Существует множество возможных структур глобальных цепей поставок. 3. Интер/мультимодальные перевозки повышают надежность транспортного обслуживания, сокращают

стоимость и сроки доставки грузов. Это обеспечивает интеграция разных видов транспорта, минимизация задержек груза на всем пути следования, обслуживание одним оператором всего календарно-технологического графика и новейшие компьютерные технологии. Библиографические ссылки 1. Джонсон Джеймс, Вуд Дональд, Ф., Вордлоу Дэниел, Л., Мерфи-мл., Поль Р. Современная логистика. 7-е изд. : пер. с англ. М. : Вильямс, 2016. 2. Круминыш Н., Витолиныш К. Логистика в Восточной Европе. М., 2015. 3. Кузьмин А. С. Международные перевозки. Серия: Ответы на экзаменационные вопросы. Минск : ТетраСистемс, 2014. 4. Троицкая Н. А. Транспортные коридоры России для международного сообщения. М. : АСМАП, 2015. 5. Уотерс Д. Логистика. Управление цепью поставок : пер. с англ. М. : Юнити-Дана, 2014. 6. Логистические системы [Электронный ресурс]. URL: http://www.logsystems.ru/articles/logistic-systems (дата обращения: 10.9.2017). References 1. Johnson James, Wood Donald, F., Wordlaw, Daniel, L., Murphy-Jr., Paul, R. Modern Logistics, 7th ed.: Trans. with English. M. : The Williams House, 2016. 2. Kruminysh N., Vitolinysh K. Logistics in Eastern Europe. M., 2015. 3. Kuzmin A. S. International shipping. Series: Answers to exam questions. Minsk : Publishing TetraSistems, 2014. 4. Troitskaya N. A. Transport corridors of Russia for international communication. M. : ASMAP, 2015. 5. Waters, D. Logistics. Supply Chain Management : [trans. from English]. M. : UNITY-Dana, 2014. 6. Logistic systems [Electronic resource]. URL: http:// www.logsystems.ru/articles/logistic-systems (circulation date: 10.9.2017).

531

© Селиванов А. В., Буркацкий М. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 658.7 ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЗАПАСАМИ НА ПРЕДПРИЯТИИ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Е. О. Сычева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрены проблемы и ограничения при управлении запасами на предприятии ракетно-космической промышленности. Ключевые слова: управление запасами, материально-техническое обеспечение предприятия ракетнокосмической промышленности. PROBLEMS OF INVENTORY MANAGEMENT AT THE ENTERPRISE OF THE ROCKET AND SPACE INDUSTRY E. O. Sycheva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This article discusses the problems and limitations in inventory management at the enterprise of the rocket and space industry. Keywords: inventory management, material and technical support of the rocket and space industry enterprise. Производство на предприятия ракетно-космической промышленности имеет длительный цикл изготовления изделий. Процесс производства космических аппаратов, являясь высокотехнологичным, включая в себя большую долю трудовых и финансовых ресурсов, длящийся во времени от года до десяти лет, имея широчайшую номенклатуру сырья, материалов, комплектующих, требует особого внимания к организации материально-технического снабжения. При его осуществлении предприятия данной отрасли сталкиваются с рядом проблем и ограничений. Основными из них являются: длительный цикл изготовления изделий и широкая номенклатура потребляемых ресурсов. Сложность снабжения ракетно-космического производства обусловлена широтой используемых материальных ресурсов. Статистика говорит о более чем 10000 сортаментов материалов, сырья и более 20000 радиоэлементов и комплектующих [1]. Значительная доля материальных ресурсов, используемых при производстве изделий, изготавливается и поставляется с учётом специальных требований к качеству продукции, входному контролю, упаковке, входному контролю сверхнормативно-технической документации заводов изготовителей, ГОСТ, ОСТ и других отечественных и международных стандартов. С одной стороны – это приводит к монополизации изготовителей и поставщиков, с другой к ожидаемому качеству поставляемых материальных ресурсов, что обеспечивает гарантию надежности последних; уникальность потребляемых ресурсов. Большая часть материальных ресурсов, используемых в ракетнокосмическом производстве, разработана специально для использования в космическом пространстве. По-

требители такой номенклатуры единичны, а производство, как правило, небольшое со значительной долей НИОКР [2]. Инновационное производство невозможно без применения новейших технологий, материальных ресурсов и аппаратуры. Данный продукт в большинстве случаев является трудоемким и сложным по процессу изготовления, а также требует своевременного планирования и организации. Это приводит к увеличению интервала времени на изготовление продуктов, требуемых для ракетно-космических производств. Средний цикл поставок такой продукции составляет от 4 до 14 месяцев. В процессе заказа, изготовления, поставки и хранения ресурсов происходит их моральное и физическое устаревание. Это вызвано рядом факторов, таких как: длительный цикл изготовления ресурсов, быстрое развитие научно-технического прогресса, заблаговременная закупка с целью создания стратегического задела. При длительном цикле изготовления материальных ресурсов, и отсутствии конструкторской документации на момент закупки, возникает планирование в условиях неопределенности. Исходя из этого, минимальный интервал планирования составляет цикл поставки таких ресурсов и варьируется от 1 до 24 месяцев. Экономическая составляющая рентабельности поставки для производителя приводит к необходимости определения минимальных транзитных норм поставки, что порой является не целесообразным для предприятий-покупателей. Большая доля закупаемой продукции ракетно-космическими предприятиями является инновационной. Ее закупка при минимальных транзитных нормах приводит к образованию ненуж-

532

Логистика и управление цепями поставок на предприятии

ных остатков ресурсов на складах, а учитывая фактор их морального и физического устаревания, приводит данную продукцию в разряд неликвидов и как следствие убытков [2–3]. Исходя из ряда проблем и ограничений, с которыми сталкивается МТС на предприятии РКП, основной функцией является управление запасами. Как показывает анализ отечественных и зарубежных теоретических исследований в области управления запасами, основным недостатком принципиальных систем регулирования запасов является ограниченность их применения в реальных условиях функционирования предприятий и взаимодействия поставщиков и потребителей в рамках осуществления их хозяйственных связей. В оборотных средствах предприятий РКП удельный вес запасов товарно-материальных ценностей составляет около 60 %. Необходимость в создании запасов вызвана несовпадением скорости, времени производства и потребления сырья и материалов. Важной задачей запасов на предприятии данной отрасли является обеспечение непрерывности производственного процесса. Для того чтобы обеспечить наиболее эффективные результаты производства при наименьших издержках, требуется поддерживать достаточный, но не чрезмерный уровень запасов, так как излишние запасы ведут к замораживанию вложенных в них оборотных средств и невозможности их использования в других целях. Если запасы малы, то может нарушиться производственный процесс на предприятии [4]. Для предприятий РКП весьма актуальным является своевременное и комплексное обеспечение всеми необходимыми материальными ресурсами в установленные сроки с наименьшими издержками. Для снижения риска задержки производства из-за отсутствия материалов надлежащего качества в необходимом количестве на предприятии, необходимо осуществлять контроль посредством многофункциональной системы и инструментов управления запасами. Управление материальными запасами относится к наиболее сложным задачам управления предприятием. Дополнительные трудности возникают из-за высокой неопределенности внешней среды, низкой хозяйственной дисциплины рыночных субъектов, разбалансированности финансовой системы, а также в силу необходимости принятия инвестиционного риска при формировании запасов [5–6]. Для российских предприятий эти проблемы имеют принципиально новый характер, что вместе с повышенной нестабильностью экономической среды является главной причиной неэффективного управления материальными запасами. Таким образом, объективно возникает задача совершенствования стратегии управления материальными запасами для повышения конкурентоспособности предприятия в рыночных условиях, улучшения его финансового состояния, повышения финансовых результатов. Библиографические ссылки 1. Бурмак В. В., Миронович В. В. Современные тенденции управления закупочной деятельностью предприятия ракетно-космической отрасли ОПК // Решетневские чтения : материалы XX Междунар. на-

уч.-практ. конф., Сиб. гос. аэрокосмич. ун-та им. акад. М. Ф. Решетнева 2016, г. Красноярск : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. Ч. 2. 2. Единая информационная система в сфере закупок [Электронный ресурс]. URL: http://zakupki.gov.ru/ epz/main/public/home.html (дата обращения: 10.10.2017). 3. Гильц Н. Е. Анализ и систематизация факторов, влияющих на производство инновационной продукции на машиностроительных предприятиях ОПК // Решетневские чтения : материалы XIX Междунар. науч.практ. конф., посвящ. 55-летию Сиб. гос. аэрокосмич. ун-та им. акад. М. Ф. Решетнева (10–14 нояб. 2015, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. Ч. 2. 4. Проблемы воспроизводства научно-технического потенциала предприятий оборонно-промышленного комплекса : монография / Г. П. Беляков, А. А. Лукьянова, В. И. Лячин и др. ; под общ. ред. Г. П. Белякова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2010. 164 с. 5. Стерлигова А. Н. Управление запасами в цепях поставок : учебник. М. : Инфра-М, 2013. С. 35–47. 6. Ерина А. Е. Управление потоками в системе НИОКР: инновационный подход // Логистика. 2013. № 8. С. 43–46. References 1. Burmak V. V., Mironovich V. V. Modern tendencies in procurement management of the enterprise of the rocket and space industry OPK // Reshetnevskie chteniya : materials XX International. scientific-practical. Conf., Sib. state. aerospace. University of them. acad. M. F. Reshetneva 2016, Krasnoyarsk : at 2 pm / under the total. Ed. Yu. Yu. Loginova ; Sib. state. aerospace. un-t. Krasnoyarsk, 2015. Part 2. 2. Unified information system in the field of procurement [Electronic resource]. Available at: http:// zakupki.gov.ru/epz/main/public/home.html (accessed: 10.10.2017). 3. Gilts N. E. Analysis and systematization of factors affecting the production of innovative products at machine-building enterprises of the OPK // Reshetnevskie chteniya : materials XIX International. scientificpractical. conf., dedicated. 55 anniversary of Sib. state. aerospace. University of them. acad. M. F. Reshetneva (10–14 November 2015, Krasnoyarsk) : 2 hours / under the total. Ed. Yu. Yu. Loginova ; Sib. state. aerospace. un-t. Krasnoyarsk, 2015. Part 2. 4. Problems of reproduction of the scientific and technical potential of enterprises of the defense-industrial complex : monograph / G. P. Belyakov, A. A. Lukyanova, V. I. Lyachin and others ; under the Society. Ed. G. P. Belyakova ; Sib. state. aerospace. un-t. Krasnoyarsk, 2010. 164 р. 5. Sterligova A. N. Inventory management in supply chains: a textbook. M. : Infra-M, 2013. 35–47 p. 6. Erina A. Ye. Management of flows in the system of research and development: an innovative approach // Logistics. 2013. № 8. P. 43–46.

533

© Сычева Е. О., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 658.7 РОЛЬ КОНЦЕПЦИИ «УПРАВЛЕНИЕ ВЗАИМОТНОШЕНИЯМИ С ПОСТАВЩИКАМИ» В СОВРЕМЕННЫХ ЭКОНОМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ Г. Р. Таишева, Е. В. Старикова Казанский инновационный университет имени В. Г. Тимирясова (ИЭУП) Российская Федерация, 420000, г. Казань, ул. Московская, 42 Казанский инновационный университет имени В. Г. Тимирясова (ИЭУП) Российская Федерация, 423800, г. Набережные Челны, просп. Вахитова, 53/02 E-mail: [email protected] Рассмотрена роль внедрения концепции «Управление взаимоотношениями с поставщиками» на крупных промышленных предприятиях, функционирующих в современных экономических условиях. Ключевые слова: управление взаимоотношениями, поставщики, экономические условия. THE ROLE OF THE CONCEPT “MANAGEMENT OF RELATIONSHIPS WITH SUPPLIERS” IN MODERN ECONOMIC CONDITIONS G. R. Taisheva, E. V. Starikova Kazan Innivative University named after V. G. Timirysov (IEML) 42, Moskovskaya Str., Kazan, 420000, Russian Federation Kazan Innivative University named after V. G. Timirysov (IEML) 53/02, Vakhitova Av., Naberezhnye Chelny, 423800, Russian Federation E-mail: [email protected] The article considers role of introduction of the concept “Management of relationships with suppliers” at large industrial enterprises functioning under the current economic conditions. Keywords: relationship management, suppliers, economic conditions. Сегодня под воздействием быстро изменяющихся экономических условий концепция управления цепями поставок приобретает ключевое значение как инструмент эффективного осуществления финансовохозяйственной деятельности предприятий, в том числе предприятий тяжелой промышленности, которые с каждым годом увеличивают свою ценность в экономике страны. На существенную роль логистики и управление цепями поставок в операционной и производственной деятельности предприятий обращают внимание М. В. Бабаченко, Т. Е. Евтодиева: «Особую значимость концепция управления цепями поставок как эффективная технология организации деятельности предприятия приобретает в стратегически важных сферах деятельности…» [1, с. 6]. Эффективное управление цепями поставок на предприятии органически связано с современной концепцией «Управление взаимоотношениями с поставщиками» (Supplier Relationship Management, далее – SRM). В. И. Сергеев, И. П. Эльяшевич справедливо выделяют объективные причины появления концепции SRM для развития бизнеса в целом и снабжения в частности (рис. 1). Выделенные причины, по нашему мнению, являются сильным стимулом для фундаментальной реконструкции модели взаимодействия с поставщиками. Сегодня в условиях рыночной экономики топ-менеджеры крупных компаний активно вне-

дряют или собираются внедрять современную концепцию управления цепями поставок – «SRM». Примером подобного внедрения концепции SRM может служить совершенствование бизнес-модели в области снабжения крупного промышленного предприятия ПАО «КАМАЗ». Для решения главной задачи достижения прозрачности в ценообразовании и исключения коррупционных схем руководством предприятия ПАО «КАМАЗ» принята программа и создана служба по развитию поставщиков. Реализация программы позволила достичь прозрачности взаимоотношений с поставщиками, исключить посредников, осуществлять закупки и заключать прямые договоры с производителями, оптимизировать цены, но не качество закупаемого сырья [4–5]. Осмысление теоретических разработок и практических материалов позволило нам усилить роль концепции SRM. Мы предполагаем, что ее внедрение обеспечит гарантии для ведения эффективной финансово-хозяйственной деятельности промышленных предприятий в условиях санкций (рис. 2). На приведенной ниже схеме (рис. 2) видно, что в современных экономических условиях внедрение концепции SRM является движущей силой для обеспечения грамотного управления промышленным предприятием в целом и снабжением в частности.

534

Логистика и управление цепями поставок на предприятии 1. Невозможность эффективно управлять закупками во всей цепи поставок существующими методами

2. Трудности нахождения нужных товаров и поставщиков с желаемыми характеристиками

3. Неэффективность ручных процедур в закупках

1.1. Отсутствие процессного подхода к снабжению

2.1. Хранение необходимой информации в различных системах

3.1.Выбор нужных продуктов и согласование их характеристик

1.2. Спонтанный рост числа поставщиков и закупаемых продуктов и закупаемых продуктов

2..2. Отсутствие общей классификации данных. Наличие неполных и противоречивых данных

3.2. Анализ затрат на закупки

1.3. Низкий процент закупок по контрактам

2.3. Разрозненные каталоги поставщиков

3..3. Создание запросов и оценка предложений

1.4. Неэффективное планирование и взаимодействие контрагентов в цепях поставок

1.5. Недостаточный учет логистических ограничений потребителей поставщиками Рис. 1. Причины появления концепции SRM Источник: обработано и составлено по данным [2, с. 153; 3, с. 82]

Регулирование Разработка мер в случае неблагоприятных условий (санкций)

Предприятие

Взаимоотношение

Выполнение условий контракта Гарантия Импортозамещение Внедрение современных технологий в производство Локализация производства Повышение качества продукции Рис. 2. Внедрение концепции SRM в современных экономических условиях

535

Поставщики

Решетневские чтения. 2017

Библиографические ссылки

References

1. Бабаченко М. В., Евтодиева Т. Е. Контрактные отношения и особенности их формирования в логистических цепях поставок в современных условиях (на примере металлургического комплекса РФ). Самара : Научно-технический центр, 2016. 199 с. 2. Корпоративная логистика в вопросах и ответах / под ред. В. И. Сергеева. М. : Инфра-М, 2013. 634 с. 3. Сергеев В. И., Эльяшевич И. П. Управление взаимоотношениями с поставщиками // Логистика и управление цепями поставок. 2012. № 3 (50). С. 82–86. 4. Закупки: никаких секретов [Электронный ресурс]. URL: https://kamaz.ru/press/corporate-magazine/ (дата обращения: 07.09.2017). 5. Неподкупные закупки: опыт КАМАЗа [Электронный ресурс]. URL: http://www.up-pro.ru/library/ logistics/procurement/zakupki-kamaz.html (дата обращения: 07.09.2017).

1. Babachenko M. V., Eustodieva T. E. Contractual relations and features of the formation in logistics supply chains in modern conditions (for example, the metallurgical complex of the Russian Federation). Samara : Publishing house of Scientific and Technical Center LLC, 2016. 199 p. 2. Corporate logistics in questions and answers / Ed. by V. I. Sergeev. M. : Infra-M, 2013. 634 p. 3. Sergeev V. I., Elyashevich I. P. Supplier Relationship Management // Logistics and Supply Chain Management. 2012. № 3 (50). P. 82–86. 4. Procurement: no secrets [Electronic resource]. URL: https://kamaz.ru/press/corporate-magazine/ (accessed: 07.09.2017). 5. Incorruptible purchases: KAMAZ's experience [Electronic resource]. URL: http://www.up-pro.ru/library /logistics/procurement/zakupki-kamaz.html (accessed: 07.09.2017). © Таишева Г. Р., Старикова Е. В., 2017

536

Логистика и управление цепями поставок на предприятии

УДК 658.7 ЗАКУПОЧНАЯ ЛОГИСТИКА СЕТЕВЫХ РОЗНИЧНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Н. В. Широченко, Е. А. Худкина Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Автоматизированная закупочная логистика предприятия дает конкурентное преимущество, позволяет принимать обоснованные и эффективные решения, а также минимизировать затраты. Рассмотрено применение технологии электронных конкурентных закупок на примере сети гастрономов «Красный Яр». Ключевые слова: закупочная логистика, сетевая розничная торговля, электронные конкурентные закупки. PROCUREMENT LOGISTICS OF NETWORK RETAIL ENTERPRISES N. V. Shirochenko, E. A. Khudkina Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] Automated procurement logistics of the enterprise gives a competitive advantage, allows to make informed and effective decisions, as well as minimize costs. The article deals with the application of electronic competitive procurement on the example of the network of the “Krasny Yar” deli. Keywords: procurement logistics, network retail, electronic competitive procurement. Перед отделом закупок торгового предприятия стоит множество целей и задач: приобретать товар по наиболее выгодной цене, должного качества и при этом гарантировать его доставку, поддерживать высокую оборачиваемость товарных запасов, работать только с надежными поставщиками, сотрудничество с другими подразделениями предприятия, снижать долю расходов на закупки в общих логистических издержках и т. д. Но главной и общей целью остается снабжение торгового предприятия материальными ресурсами, которые необходимы для достижения эффективной производственной и финансовой [1]. На пути достижения ключевых целей встречается немало проблем. Например, существуют проблемы связанные с выбором надежных поставщиков, также имеются проблемы связанные с прогнозированием покупательского спроса, что прямым способом влияет на формирование ассортимента, существуют проблемы связанные с автоматизацией закупочного процесса на предприятии [2]. Проблемы с поставщиками решаются с помощью глубокого анализа существующих и потенциальных поставщиков. Проблемы с прогнозированием покупательского спроса решаются путем достижения стабильности в формировании ассортимента и обеспечение бесперебойного сбыта [3; 4]. Проблемы, связаннее с автоматизацией закупочного процесса на каждом предприятии решаются поразному. Например, с 2016 года сеть гастрономов «Красный Яр» использует электронные конкурентные закупки. Всеми знакомые магазинчики «у дома», в которых всегда можно найти все от скоропортящих-

ся продуктов до непродовольственных товаров в прошлом находились на грани разорения, тогда пришлось находить пути, чтобы сократить расходы на непроизводственные нужды и оптимизировать затраты. Магазины «Красный Яр» одни из первых начали практиковать электронные конкурентные закупки для снижения и оптимизации непроизводственных затрат. Проект стартовал в тестовом режиме летом 2016 года, а уже к осени закупки стали проходить в плановом режиме. Стоить отметить, что распространяется это не только на работу с поставщиками основной товарной группы, но и на такие направления как: всевозможное специальное оборудование, материалы для упаковки и хранения продукции, а также специальная одежда и хозяйственные товары, услуги сторонних организаций. Данный инструмент работает в режиме онлайн. Информация автоматически публикуется на корпоративном сайте с электронной торговой площадки о закупках. Любой поставщик в разделе «Закупки для собственных нужд» видит все тендеры и условия закупки. С начала внедрения такой практики экономический эффект составил более 11,09 млн руб. Среднее количество участников – 4,93, что создает конкуренцию на торгах. За 5 месяцев после запуска электронных закупок проведено сделок на сумму более 78 млн руб. Многие поставщики приняли такой способ с энтузиазмом. Причиной этого стало отсутствие барьеров, честные и равные условия для всех участников, электронная площадка, которая позволяет учувствовать в торгах бесплатно. Оставшиеся традиционные по-

537

Решетневские чтения. 2017

ставщики, узнавшие про систему тендеров стали снижать цены на свои услуги [5]. Сеть гастрономов «Красный Яр» на сегодняшний день имеют конкурентное преимущество, так как экономия на операционной деятельности – это точка роста, которую остальные пока не используют. Электронные конкурентные закупки дают возможность не только экономить бюджет, но и контролировать весь закупочный процесс. Поэтому гастрономы «Красный Яр» планируют транслировать опыт некоммерческих закупок онлайн на трудно формализуемые закупки: строительство, изготовление рекламных материалов, закупку коммерческих товаров. Библиографические ссылки 1. Белозерцева Н. П., Близнюк Ю. С. Некоторые аспекты автоматизации закупочной деятельности // Экономика и предпринимательство. 2016. № 5 (70). С. 656–660. 2. Лизакова Р. А. Закупочная логистика : курс лекций. Гомель : ГГТУ им. П. О. Сухого, 2013. 76 с. 3. Ельдештейн Ю. М. Логистика [Электронный ресурс]. URL: http://www.kgau.ru/distance/fub_03/eldeshtein/logistika/02_01.html (дата обращения: 21.08.2017). 4. Сысолятин А. В. Оценка эффективности закупочной деятельности [Электронный ресурс]. URL:

http://nauka-rastudent.ru/13/2370/ (дата обращения: 21.08.2017). 5. RETAIL & LOYALTY NEWS [Электронный ресурс]. URL: http://www.retail-loyalty.org/news/krasnoyarskaya-set-gastronomov-krasnyy-yar-i-diskauntery-baton-razrushayut-stereotip-o-nekommerchesk/ (дата обращения: 21.08.2017). References 1. Belozertseva N. P., Bliznyuk Yu. S. Some aspects of automation of procurement activity // Economics and Entrepreneurship. 2016. № 5 (70). P. 656–660. 2. Lizakova R. A. Purchasing logistics : the course of lectures. Gomel : GSTU them. P. O. Sukhoi, 2013. 76 p. 3. Eldeshtein Yu. M. Logistics [Electronic resource]. Available at: http://www.kgau.ru/distance/fub_03/ eldeshtein/logistika/02_01.html. 4. Sysolyatin AV Evaluation of the efficiency of procurement activities [Electronic resource]. Available at: http://nauka-rastudent.ru/13/2370/. 5. RETAIL & LOYALTY NEWS [Electronic resource]. Available at: http://www.retail-loyalty.org/news/ krasnoyarskaya-set-gastronomov-krasnyy-yar-i-diskaunterybaton-razrushayut-stereotip-o-nekommercheshk/.

538

© Широченко Н. В., Худкина Е. А., 2017

Логистика и управление цепями поставок на предприятии

УДК 658 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОГО РЫНКА ЛОГИСТИЧЕСКИХ ОПЕРАТОРОВ Н. В. Широченко Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрены проблемы, перспективы развития и ценность рынка логистических услуг для современного бизнеса в России. Обозначены основные причины низкого уровня услуг российских операторов. Ключевые слова: логистическая услуга, логистический оператор, логистический аутсорсинг. PROSPECTS OF DEVELOPMENT OF RUSSIAN MARKET OF LOGISTICS OPERATORS N. V. Shirochenko Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article reviews problems, prospects of development and the value of the market of logistic services for the modern business in Russia. The research indicates the main reasons for the low level of services to Russian operators. Keywords: logistics service, logistics provider, logistic outsourcing. Процесс фундаментальных изменений, происходящих на рынке логистических услуг, оказывают большое значение на роль и масштабы деятельности его участников. На сегодня емкость российского рынка логистических услуг оценивается экспертами на уровне 90–100 млрд долл. Порядка 90 % этой суммы отводится на транспортные перевозки, хранение и складские перевозки – 8 %, экспедирование и управление цепями поставок до 2 % отобщего объема операций [1]. Поскольку рынок логистических операторов является функцией рынка потребления, с его ростом в стране компаниям приходится все больше специализироваться на своем основном виде деятельности. При этом растет потребность в квалифицированных PL-провайдерах для организации цепи поставок и передачи им логистических операций, не связанных с основным видом деятельности. В России процесс передачи на аутсорсинг логистических функций и отдельных операций происходит крайне медленно. В целом по стране до 25 % совокупного объема логистических операций выполняются специализированными компаниями. В то время, как в США и европейских государствах их объем составляет больше 60 %, в Китае больше 40 % [1]. Среди основных причин крайне низкого уровня развития логистических услуг в России называют страх передачи главных логистических бизнес-процессов сторонним организациям, отсутствие соответствующей складской инфраструктуры, слабое развитие региональных рынков [2; 3]. Развитие логистических операторов пришло в упадок в кризисные годы. В настоящее время в структуре

российского рынка логистического аутсорсинга по прежнему основное место занимают грузоперевозки Доля услуг по комплексному логистическому сопровождению бизнеса и управленческой логистике попрежнему мала [1; 4]. Основными факторами роста становятся расширение круга клиентов, ввод новых операционных площадок. По темпам роста лидируют компании, оказывающие услуги по экспресс-доставке, а также компании работающие в сегменте перевозок автомобилей и комплектующих для сборочных предприятий на территории России. Сегодня лишь 2 % отечественных логистических компаний могут быть позиционированы как 3PL-провайдоры [5; 6]. На пути становления рынка логистических услуг имеется множество трудностей, основными из которых можно выделить следующие: рынок находится в начальной стадии своего формирования; контрактная логистика в России не получила должного распространения; основная доля логистических компаний с соответствующей инфраструктурой находится в Москве и Санкт-Петербурге; транспортно-логистическая инфраструктура в регионах практически отсутствует; законодательная база, позволяющая обеспечить ответственность экспедитора перед грузовладельцем не достаточно совершенна. Несмотря на указанные проблемы, ценность логистических операторов очевидна. Это и экономия времени, когда можно сосредоточится на основном виде деятельности и бысрая и адекватная настройка каналов дистрибуции, и возможность передачи вспомогательного сервиса профессионалам.

539

Решетневские чтения. 2017

В России о широком развитии логистических операторов говорить пока рано. Крайне редки случаи использования 4 PL-схем работы. Основной сектор отечественного рынка 3 PL в основном занимают международные провайдеры. К списку основных отечественных логистических опекраторов можно отнести: РЛП (Русский логистический провайдер), РЛС (Русская логистическая служба), НЛК (Национальная логистическая компания). Множество крупных европейских провайдеров уже работают на рынке России. Однако большинство из них лишь организовали в России таможенные склады и не начинали широкой экспансии. Этот факт вселяет надежду на возможный быстрый рост отечественного рынка логистических провайдеров. Библиографические ссылки 1. Международные исследования в сфере развитие сотрудничества с логистическими операторами [Электронный ресурс] // Делойт 2017. URL: http://www2. deloitte.com/ru/ru.html/ (дата обращения: 10.10.2017). 2. Волошина А. С., Широченко Н. В. Оценка эффективности передачи функций на аутсорсинг логистическому оператору // Актуальные проблемы авиации и космонавтики / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2017. 3. Будрина Е. В. Особенности создания и развития отраслевых инструменты рынков: транспорт множество повышении. СПб. : Изд-во СПбГИЭУ, 2016. 243 с. 4. Волошина А. С., Широченко Н. В. ABC-анализ в выборе в обосновании выбора стратегии управления ресурсами логистического оператора // Логистические системы в глобальной экономике / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2017.

5. Гепферт И. Состояние логистических развития логистики аутсорсинга и тенденции будущего // Логинфо. 2014. № 7. С. 26. 6. Логистический Оператор России. [Электронный ресурс] // Logistics.ru (отраслевой определение портал). 2017. URL: http://www.logistics.ru/scm/news/ reyting-logisticheskiy-operator-rossii роста (дата обращения: 10.10.2017). References 1. International research in the field of development of cooperation with logistic operators. [Electronic resource] // Deloitte 2017. Available at: http://www2.deloitte.com/ ru/ru.html. 2. Voloshin A. S., Shirochenko N. V. Evaluation of the effectiveness of the transfer of functions to outsourcing the logistic operator // Actual problems of aviation and cosmonautics / Sib. state. aerocosmic. univ. of Illinois Krasnoyarsk, 2017. 3. Budrina E. V. Peculiarities of creation and development of industrial tools markets: transport many / increase SPb. : Publishing house of SPbGIEU, 2016. 243 с. 4. Voloshin A. S., Shirochenko N. V. ABC-analysis in choosing the rationale for the selection of resource management strategies logistics operator // Logistics system in the global economy / Sib. state. aerocosmic. univ. of Illinois Krasnoyarsk, 2017. 5. Geppert I. logistics the development of logistics outsourcing and future trends // Loginfo. 2014. № 7. Р. 26. 6. Logistics Operator Of Russia. [Results] // Logistics.ru (industry definition the portal). 2017. Available at: http://www.logistics.EN/scm/news/reytinglogisticheskiy-operator-rossii growth. © Широченко Н. В., 2017

540

Логистика и управление цепями поставок на предприятии

УДК 658 РОССИЙСКИЙ РЫНОК АУТСОРСИНГА СКЛАДСКИХ УСЛУГ Н. В. Широченко, П. Е. Прутковенко Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрены вопросы реализации стратегии перехода на логистический аутсорсинг складских услуг, основные проблемы, достоинства и недостатки отечественного рынка аутсорсинга складских услуг. Ключевые слова: логистический аутсорсинг, PL-оператор, транспортные и складские услуги. RUSSIAN OUTSOURCING MARKET OF WAREHOUSE SERVICES N. V. Shirochenko, P. E. Prutkovenko Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This article considers the implementation of the strategy of transition to logistics outsourcing of warehousing services, the main advantages and disadvantages of the domestic warehouse outsourcing market are described. Keywords: logistics outsourcing, PL-operator, transport and warehouse services. Современная организация производства невозможна без использования в своей деятельности стратегии логистического аутсорсинга. В отличие от сервисных услуг, которые ограничены началом и концом, а также имеют единовременный характер, на аутсорсинг чаще всего передают функции, связанные с профессиональной поддержкой бесперебойной работоспособности структуры и отдельных подсистем на основе контракта, длительностью, как правило, более года. Согласно данным аналитического агентства «M. A. Research», около 70, а по данным департамента консалтинга «РБК» – около 90 российских и около 50 западных компаний, работающих в РФ, можно отнести к сегменту 3PL-операторов – компаний, оказывающих не только традиционные услуги транспортировки и управления складскими помещениями, но и занимающиеся нестандартными сервисами – перегрузкой, складированием, обработкой грузов и другими дополнительными услугами с добавленной стоимостью [7; 8]. 120–140 3PL-операторов для всего рынка РФ – критически малая величина. Экономические показатели также подтверждают данное явление – совокупная валовая выручка логистических провайдеров в РФ оценивается в 6,7 млрд долл., т. е. 9 % рынка транспортно-логистических услуг (в Евросоюзе на 3PLуслуги приходится около 20 % всего оборота рынка). На весь рынок логистического аутсорсинга, включая 2PL-услуги (традиционные услуги управления складами и грузоперевозок) в России приходится только 25 % объема рынка ТЛУ, в то время как в США – 64 %, в среднем по Европе – 65 %, в Китае – 45 % [8]. Особые проблемы в организации складской логистики. Казалось бы, рынок логистических услуг к ее

организации был готов еще в 2016 году [6]. C одной стороны, многие по традиции относят склад к профильной ценностнообразующей функции любого крупного предприятия, с другой стороны, далеко не все верят в клиентоориентированность логистических операторов [1]. Никаких исследований, посвящённых уровню сервиса услуг логистичечских операторов, нет, поэтому каждый руководитель оперирует лишь своим практическим опытом. Конкурентная среда в регионах РФ различна, соответственно там, где она выше, больше качественных игроков. Тем не менее, за последние 5 лет логистические операторы значительно расширили комплекс предоставляемых услуг, в том числе и складских. PL-операторы не просто хранят грузы на собственных складах, но и оказывают услуги по их консолидации (объединение грузов нескольких разных отправителей для последующей их транспортировки одним транспортом. Данная схема позволяет упростить порядок оформления документов и сэкономить значительные суммы), проверке на брак, а также упаковке и комплектации партий [3; 4]. Различные факторы: объем, длительность и сложность проекта, трудовые риски и сезонность оказывают влияние на стоимость услуг. Работа со специализированным PL-оператором решает для предприятия ряд проблем. Имея собственные склады, клиент всегда ограничен объемом хранения. Проще переложить данную задачу на логистического посредника, который специализируется в сфере ответственного хранения. Логистический посредник может предоставить квалифицированный персонал для осуществления контроля запасов и таких сопутствующих функций, как периодическая или цикличе-

541

Решетневские чтения. 2017

ская инвентаризация, расследования по претензиям, подбор по заказам, отчёты для клиентов [2; 5]. Аналитики считают, что в условиях рецессии логистическим посредникам придется гораздо больше идти навстречу компаниям-клиентам [6; 8]. При этом PL-операторы будут стараться углублять партнерские отношения, расширять диапозон клиентов, консолидировать сервисы, предлагать дополнительные услуги, повышать комплексность и технологичность предоставляемых услуг. Вероятнее всего, это следует воспринимать, как перспективу развития 3PL-провайдеров в сторону 4PL-организации всей логистической цепочки предприятий-заказчиков, и может быть, 5PL (организации «виртуальной» логистики за счет использования глобального информационно-технологического пространства). Библиографические ссылки 1. Долгопольский А. Д. На что способен аутсорсинг? // Нефтегазовая вертикаль. 2013. № 16. С. 37 2. Календжанян С. О. Эффект от партнера. Российское предпринимательство // Логинфо. 2013. № 8. С. 63. 3. Овчаренко Н. Я. Рейтинг завершен рейтинг продолжается: итоги рейтинга «Логистический оператор России» // Логинфо. 2016. № 5. С. 43. 4. Проценко О. Д. Логистика важнейший фактор повышения конкурентоспособности организации // Российское предпринимательство. 2015. № 10. С. 53. 5. Шершульский В. Г. Все на аутсорсинг // Эксперт. 2015. № 26. С. 6. 6. Логистический Оператор России 2016. [Электронный ресурс] // Logistics.ru (отраслевой портал). 2016. URL: http://www.logistics.ru/scm/news/reyting-logisticheskiy-operator-rossii (дата обращения: 09.07.2017). 7. Международные исследования в сфере сотрудничества с логистическими операторами [Электронный ресурс] // Делойт и Туш РКСЛ. 2016. URL: http://www2.deloitte.com/ru/ru.html (дата обращения: 22.08.2017).

8. Рынок транспортно-логистических услуг в 20152016 годах и прогноз до 2017 года (обновленная версия). [Электронный ресурс] // РБК RESEARCH. 2016. № 2. URL: http://marketing.rbc.ru/research/562949985 348366.shtml (дата обращения: 11.08.2017). References 1. Dolgopolskiy A. D. Na chto sposoben autsorsing? [What is outsourcing capable of?] // Neftegazovaya vertical’. 2013. № 16. P. 37. (In Russ.) 2. Kalendzhanyan S. O. Effekt ot partnera. Rossiyskoye predprinimatel’stvo. [The effect of the partner. Russian Entrepreneurship] // Loginfo. 2013. № 8. P. 63. (In Russ.). 3. Ovcharenko N. Ya. Reyting zavershen reyting prodolzhayetsya: itogi reytinga “Logisticheskiy operator Rossii” [Rating is completed rating continues: the results of the rating “Logistic Operator of Russia”] // Loginfo. 2016. № 5. P. 43. (In Russ.) 4. Protsenko O. D. Logistika vazhneyshiy faktor povysheniya konkurentosposobnosti organizatsii. [Logistics is the most important factor in increasing the competitiveness of the organization] // Russian Entrepreneurship. 2015. № 10. P. 53. (In Russ.) 5. Shershul’skiy V. G. Vse na autsorsing. [All for outsourcing] // Ekspert. 2015. № 26. P. 6. (In Russ.) 6.  Logisticheskiy Operator Rossii 2016. Available at: http://www.logistics.ru/scm/news/reyting-logisticheskiyoperator-rossii (accessed: 09.07.2017).  7. Mezhdunarodnyye issledovaniya v sfere sotrudnichestva s logisticheskimi operatorami. Available at: http://www2.deloitte.com/ru/ru.html (accessed: 22.08.2017).  8. Rynok transportno-logisticheskikh uslug v 20152016 godakh i prognoz do 2017 goda. Available at: http://marketing.rbc.ru/research/562949985348366.shtml (accessed: 11.08.2017).

542

© Широченко Н. В., Прутковенко П. Е., 2017

Секция

«ЭКОНОМИКА ТРУДА И УПРАВЛЕНИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКИМИ РЕСУРСАМИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ»

Решетневские чтения. 2017

УДК 005.5 УПРАВЛЕНИЕ ТАЛАНТАМИ КАК ИНСТРУМЕНТ РАЗВИТИЯ ПЕРСОНАЛА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ОБОРОННО-ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА Г. Ю. Барашкова, О. В. Гостева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрена значимость процессов адаптации и командообразования как основ управления талантами. Ключевые слова: персонал, талант, управление, команда, вовлеченность. TALENT MANAGEMENT AS A TOOL FOR STAFF DEVELOPMENT AT DEFENCE INDUSTRY ENTERPRISES G. Yu. Barashkova, O. V. Gosteva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This article discusses the importance of processes of adaptation and team building as the foundation for talent management. Keywords: personnel, talent, management, team engagement. При всей значимости технико-технологического базиса для предприятий оборонно-промышленного комплекса значимость кадрового ресурса представляется бесспорным аспектом [1]. Управление талантами как инструмент развития персонала на предприятиях ОПК обнаруживает два наиболее значимых целевых векторов: во-первых, необходимость максимизировать процессы самореализации работников, что естественным образом способствует достижению целей предприятия; во-вторых, осуществлять мотивационное воздействие (то есть реализовывать мотивацию труда) применительно к каждому сотруднику предприятия. Изначально важна эффективная адаптация персонала – часть кадрового планирования; цель адаптации – не только обеспечение предприятий ОПК персоналом в должном (необходимом) качестве, количестве, но и создание таких условий, в которых вновь привлекаемый к работе сотрудник имел бы возможность максимально оперативно стать «частью коллектива», значимым «элементом» компании [2]. Практика реализации системы адаптации персонала для организаций ОПК может быть осуществлена посредством следующих «элементов»: Во-первых, так называемый «welcome – тренинг»: фактически «вводный курс», в рамках которого каждый сотрудник компании знакомится с ее историей, миссией, целями, кодексом корпоративной этики и пр. Во-вторых, практика обучения сотрудника: здесь важно наличие индивидуального планирования. Реа-

лизация сотрудником своего функционала, обучение – все это должно происходить в рамках нескольких последовательных этапов. В-третьих, активизация такого эффективного инструментария как наставничество: адаптационный процесс будет максимально эффективен, если новый сотрудник будет иметь возможность взаимодействовать – на основе эффективного партнерства – с опытными кадрами. Управление талантами как инструмент развития персонала на предприятиях ОПК обнаруживает, кроме прочего, необходимость реализации практики эффективного командообразования. Командообразование может быть определено инвариантно. Во-первых, это процесс формирования некоторой относительно устойчивой группы, каждый участник которой реализует определенный функционал, а совместная деятельность подчинена достижению заданных целевых установок. Во-вторых, командообразование есть комплексный процесс, в рамках которого происходит некоторое преобразование формальной – то есть определенной «сверху» – структуры в рабочую группу, характеризуемую специфической сложившейся субкультурой [3]. Именно «группирование талантов» позволяет максимизировать эффективность развития персонала на предприятиях ОПК. Этапы командообразования могут быть структурированы в рамках следующей общей схемы: цель команды – определение позиции и функционала лидера, мотивация – определение участников команды – согласование целей всех участников команды с общими целями проекта – установле-

544

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

ние коммуникативных связей – распределение многообразного функционала между членами команды – реализация проекта – завершение проекта, определение эффективности функционирования команды. Этапы командообразования справедливо охарактеризовать следующим образом: Этап адаптации: имеют место процессы поиска членами команды наиболее эффективных способов коммуникации. Формируется некоторая, фигурально говоря, «ролевая матрица», в рамках которой каждый участник команды «приобретает» свой функционал. Группирование: происходит установление внутренних подгрупп, становление механизмов коммуникации между ними. Кооперация: возникает чувство сопричастности, коммуникации получают наибольшую эффективность. Нормирование деятельности: детерминируется круг формализованных механизмов коммуникации внутри команды. Функционирование: конструктивная деятельность каждого члена команды, использование налаженных механизмов коммуникации, достижение синергетического эффекта от совместной деятельности. Таким образом, «эволюция» команды в структурных подразделениях предприятий ОПК, достижение ее целевых установок – все это возможно исключительно в рамках последовательной, логической схемы. Адаптация и вовлечение в коллектив предприятия ОПК должны осуществлять системно, что позволяет максимизировать в краткосрочный период времени личную эффективность сотрудников, и, следовательно, достичь целевых показателей [4].

Библиографические ссылки 1. Авдеев В. В. Управление персоналом: технология формирования команды : учеб. пособие. М. : Финансы и статистика, 2013. 2. Травин В. В. Основы кадрового менеджмента : практ. пособие. 3-е изд., исп. и доп. М. : Дело, 2015. 3. Гостева О. В. Инструменты анализа стратегии эффективного использования интеллектуального капитала на предприятиях ракетно-космической промышленности // Вестник СибГАУ. 2013. № 1 (47). С. 196–201. 4. Управление талантами [Электронный вариант] : статья. URL: http://www.tadviser.ru/index.php/:Статья Управление_талантами_(talent_management) (дата обращения: 29.03.2017). References 1. Avdeev V. V. Upravlenie personalom: tehnologija formirovanija komandy : ucheb. posobie. M. : Finansy i statistika, 2013. 2. Travin V. V. Osnovy kadrovogo menedzhmenta: prakticheskoe posobie. 3-e izd., isp. i dop. M. : Delo, 2015. 3. Gosteva O. V. Instrumenty analiza strategii jeffektivnogo ispol’zovanija intellektual’nogo kapitala na predprijatijah raketno-kosmicheskoj promyshlennosti // Vestnik SibSAU. 2013. № 1 (47). Р. 196–201. 4. Stat'ja Upravlenie talantami: sajt. Available at: http://www.tadviser.ru/index.php/Stat’ja:Upravlenie_talan tami_(tal ent_management) (accessed: 29.03.2017).

545

© Барашкова Г. Ю., Гостева О. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 377.5 ПРОБЛЕМЫ ПОДГОТОВКИ РАБОЧИХ КАДРОВ В УЧЕБНОМ ЦЕНТРЕ ОАО «РЖД» И. В. Бешлиу Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Раскрыта проблема подготовки рабочих кадров в транспортном и ракетно-космическом комплексе; рассмотрены формы подготовки рабочих кадров; стратегия обучения и подготовки кадров предприятия. Ключевые слова: подготовка кадров, кадровый потенциал, повышение квалификации, инженерные кадры. PROBLEMS OF TRAINING WORKING PERSONNEL IN THE EDUCATIONAL CENTER OF JSC “RUSSIAN RAILWAYS” I. V. Beshliu Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article deals with the problem of training workers in the transport and space-rocket complex; forms for the training of workers; strategy of training and staff training. Keywords: personnel training, personnel potential, advanced training, engineering personnel. Подготовка высококвалифицированного персонала всегда представляла собой одну из важнейших задач для экономических структур любого уровня, начиная с отдельного предприятия, заканчивая целыми народнохозяйственными комплексами, отраслями и макроэкономикой в целом. Сегодня данная задача стоит и перед российской макроэкономикой, российскими народнохозяйственными комплексами, в том числе транспортным и ракетно-космическим комплексом. Модернизация отечественной экономики и ее главных отраслей возможна исключительно при условии новых и качественно подготовленных кадров, которые в полной мере должны отвечать требованиям сегодняшнего дня. Поэтому вполне обоснованно в центре внимания руководителей государства и промышленных предприятий выступает кадровая проблема и вопросы подготовки профильных специализированных кадров. Кадровый вопрос был и остается одним из самых актуальных в рамках транспортного и ракетно-космического комплекса [1]. В условиях повышенной актуальности подготовки кадров для собственного производства можно наблюдать увеличение внимания государства к данной проблематике, обусловившего появление различных государственных программ, ориентированных на повышение качества подготовки специалистов в профильных вузах, в частности, в Московском авиационной институте (МАИ) и ряде других. Последнюю четверть прошлого века подготовка молодых специалистов для ракетно-космической

промышленности находилась на крайне низком уровне, значительно ниже ее потребностей, что напрямую обусловлено особенностями управления, администрирования и финансирования отрасли. Достаточно невысокий уровень оплаты интенсивного по своей напряженности и высокой интеллектуальности труда способствовал оттоку высококвалифицированных специалистов за границу. Вследствие чего не происходило притока новой рабочей силы, способной сменить уходящее на пенсию поколение. В ракетнокосмической промышленности становилось все меньше молодых профессионалов, а доля 30–40 летних работников сократилась с одной трети до одной пятой всего кадрового состава отрасли, а именно с 32 % до 18 % [2]. Подтверждением кадрового «голода» и в настоящее время служит тот факт, что средний возраст работников отрасли находится на уровне 52–56 лет, а доля молодых специалистов до 30 лет крайне незначительна и составляет порядка 10–15 % от общего количества работников. Основной причиной данного явления служит уход наиболее подготовленных специалистов в молодом и среднем возрасте в иные отрасли экономики с более высокой заработной платой [3]. Важно понимать, что знания специалистов устаревают и это побуждает предприятия всех отраслей создавать собственные системы постоянного непрерывного повышения квалификации. Производя акцент на транспортный комплекс, особое внимание стоит уделить практике подготовки кадров на примере

546

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

ОАО «РЖД». Важную роль при формировании кадрового потенциала в организации играет ориентация на создание уникального кадрового состава, по своему профессиональному и творческому потенциалу [4]. Применительно к численности кадровый состав распределяется по категориям следующим образом: руководители – 6,9 %, специалисты – 19,3 %, служащие – 4,4 %, рабочие – 69,3 %. Доля работников в возрасте до 30 лет составляет 22,9 %. ОАО «РЖД», прежде всего, предусматривает подготовку современных руководителей всех уровней из числа молодых специалистов как условие реализации стратегических целей. Однако аналогично ракетно-космической промышленности в транспортном комплексе наблюдается дефицит молодых перспективных сотрудников, который порожден современным состоянием молодежного рынка труда, характеризующегося рядом черт: – деформация профессионального стремления нового поколения; – несформированность профессиональных интересов у молодежи; – ограниченные финансовые возможности молодежи для трудовой мобильности на рынке труда; – дисбаланс спроса и предложения; – несоответствие уровня квалификации требованиям работодателей; – низкая оплата труда и неудовлетворительные условия труда [5]. Важно понимать, что знания специалистов устаревают и это побуждает предприятия всех отраслей создавать собственные системы постоянного непрерывного повышения квалификации, что и было сделано в ОАО «РЖД» посредством создания Корпоративного университета ОАО «РЖД». Также в 2009 году начал свою работу Координационно-методический совет по вопросам подготовки рабочих кадров, произведено внедрение дистанционного обучения и тестового контроля знаний учащихся технических школ и учебных центров. Непосредственно для рабочих кадров существует программа подготовки машинистов локомотивов и их помощников в учебных центрах профессиональных квалификаций (УЦПК). На 2017 год их количество составляет 16, по одному на каждую из существующих железных дорог. И у каждого из центров имеются свои филиалы, что увеличивает их доступность. Совершенствование нормативно-правовой базы осуществляется путем корректировки и дополнений при непосредственном участии Дирекции тяги. В настоящее время в ОАО «РЖД» функционирует уникальная система непрерывного образования для всех категорий и уровней работников, в основе которой лежит компетентностный подход. С целью повышения престижности для молодежи железнодорожных профессий ОАО «РЖД» введена система грантов и стипендий. В частности, в 2013 году расходы по данному направлению составили порядка 245 млн руб. Благодаря внедрению системы непре-

рывного образования удалось выстроить единую образовательную вертикаль на всех сетях дорог, что позволило эффективно решить задачи по организации полного цикла обучения. И по итогам 2013 года по рабочим профессиям прошли переподготовку и обучились новым и вторым профессиям 57 тыс. человек, 154,3 тыс. рабочих повысили квалификацию, в том числе 25 тыс. человек повысили квалификационный разряд [6]. Таким образом, систематизируя основные проблемы подготовки российских инженерных кадров, можно сделать вывод, что трудности в большей степени связаны с поиском финансирования кадров, оттоком наиболее квалифицированных кадров за границу, ускорением инновационного развития в сфере современной техники и технологий, что приводит к устареванию образовательных программ и порождает предприятия создавать собственные учебные центры с ориентацией на непрерывное повышение квалификации персонала. Библиографические ссылки 1. Харитонова Ю. В. Подготовка кадрового состава авиационной и ракетно-космической промышленности в рамках объединения в авиационно-космический комплекс // Грамота. 2015. № 10. С. 145–147. 2. Государственная программа «Развитие авиационной промышленности на 2013–2025 годы» [Электронный ресурс]. URL: http://cluster.hse.ru/news/367/ (дата обращения: 14.09.2017). 3. Захаров А. В. Развитие системы подготовки персонала авиакомпании в области человеческого фактора // Педагогическое образование. 2009. № 4. С. 132–138. 4. Наумов А. И., Мраморнова О. В. Проблемы профессионального обучения на железнодорожном транспорте // Известия Саратов. ун-та. 2015. № 3. С. 270–276. 5. Жигунова А. В. Проблемы формирования кадрового потенциала ОАО «РЖД // Проблемный анализ и государственно-управленческое проектирование. 2011. № 3. С. 45–51. 6. ОАО «Российские железные дороги» [Электронный ресурс]. URL: http://www.rzd.ru (дата обращения: 14.09.2017). References 1. Kharitonova Yu. V. Podgotovka kadrovogo sostava aviatsionnoy i raketno-kosmicheskoy promyshlennosti v ramkakh ob”edineniya v aviatsionno-kosmicheskiy kompleks [Training the staff for aviation and space industry within the framework of merger in airspace complex] // Gramota. 2015. № 10. P. 145–147. 2. Gosudarstvennaya programma “Razvitie aviatsionnoy promyshlennosti na 2013–2025 gody” [State program “Development of the aviation industry for 2013– 2025”]. Available at: http://cluster.hse.ru/ news/367/ (accessed: 14.09.2017).

547

Решетневские чтения. 2017

3. Zakharov A. V. Razvitie sistemy podgotovki personala aviakompanii v oblasti chelovecheskogo faktora [Development of the personnel training system for the airline in the field of human factors] // Pedagogicheskoe obrazovanie. 2009. № 4. P. 132–138. 4. Naumov A. I., Mramornova O. V. Problemy professional'nogo obuchenija na zheleznodorozhnom transporte // Izvestija Saratovskogo universiteta. 2015. № 3. P. 270–276.

5. Zhigunova A. V. Problemy formirovaniia kadrovogo potentsiala OAO “RZhD” [Problems of human resource capacity of JSC “Russian Railways”]. Problemnyi analiz i gosudarstvenno-upravlencheskoe proektirovanie [Problem analysis and public management design], 2011. № 3. P. 45–51. 6. OAO “Rossijskie zheleznyie dorogi” (JSC “Russian Railways”. Site). Available at: http://www.rzd.ru (accessed: 14.09 2017). © Бешлиу И. В., 2017

548

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

УДК 331.1 КАСКАДНОЕ ОБУЧЕНИЕ КАК МЕТОД РАЗВИТИЯ КАДРОВОГО ПОТЕНЦИАЛА СТРУКТУРНОГО ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ ООО «РЖД» В. Е. Боброва Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Описано понятие термина «каскадное обучение» и особенности его внедрения в организацию, приведены проблемы и пути их решения при реализации каскадного обучения. Ключевые слова: обучение, каскадное обучение, внешние провайдеры, эмпирический метод, рефлексивный метод.

CASCADE TRAINING AS A METHOD OF DEVELOPMENT OF PERSONNEL POTENTIAL OF THE STRUCTURAL UNIT OF OOO “RUSSIAN RAILWAYS” V. E. Bobrova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This paper describes the concept of the term “cascade training” and especially its implementation in the organization. The paper presents the problems and their solutions, the implementation of cascade training Keywords: training, cascade training, externalproviders, the empirical method, reflective method. Обучение представляет собой единство процессов преподавания и учения. Обучение представляет одну из основных задач развития личности – передать молодому поколению знания из опыта человечества. Обучение ставит перед индивидуальным развитием ученика – овладеть современными для данной эпохи информации. Задача обучающего, обладающего некоторым богатством знаний, передать эту информацию ученикам, т. е. своим сотрудникам. Каскадное обучение – это обучение персонала, проходящее в несколько этапов, после чего обучающийся сотрудник должен поделиться опытом с другими. Каскадное обучение начинается с централизованного принятого решения, для обучения сотрудников из отделов узким специальным знаниям (маркетолог, бухгалтер), не требующих поголовного обучения, лучше использовать ресурс внешних провайдеров. Наиболее эффективным будет привлечь к обучению сотрудников отдельных направлений на открытые тренинги по заранее составленному на год плану обучения, а далее использовать систему каскадного обучения. Обучение каскадным методом является наиболее простым и быстрым способом донести информацию до каждого работника организации. Однако он не позволяет охватить 100 % работников, особенно в крупной организации, но, тем не менее, это наиболее разумный способ на первых этапах.

Каскадный способ означает, что вначале подробное обучение, как правило, у специалистов, проходит высшее руководство организации. Далее оно обучает средний уровень руководителей, который в свою очередь обучает нижние уровни руководителей (своих подчинённых) и т. д. Каждый руководитель в минимальные сроки после прохождения обучения по стандартным материалам обучает своих подчинённых. В систему каскадного обучения будет входить следующее: сотрудники, прошедшие обучение, делятся своим опытом внутри организации с помощью тренингов, лекций и на личном примере. Раздаточный материал находится в общем доступе в библиотеке и на сайте организации. Каскадное обучение состоит из четырех ступеней В самом низу лестнице находится «Выбор», так как это одна из главных ступеней, фундамент всей работы, от того, какого сотрудника вы выберете и отправите на обучение будет зависеть дальнейшая работа всей организации. Выше на ступени, но не менее значимое «Обучение», где ученик (работник) будет черпать свои знания и навыки. Третья ступень «Распространение», заключается в распространение информации на предприятии, работник, прошедший обучение, должен поделиться своими знаниями с коллегами, провести лекции, показать презентации, учебную литературу, донести информацию до других сотрудников, а также на собственном примере смотивировать своих коллег для дальнейшей работы и обучения.

549

Решетневские чтения. 2017

Последняя ступень «Аттестация», после пройденного этапа, нужно проверить знания работников и дать оценку, насколько эффективно работает метод каскадного обучения в организации. Знания можно проверить, как в виде тестирования, так и опроса. Проблемы эффективного каскадного обучения и выделяет пять основных критериев: 1) метод обучения должен быть эмпирическим и рефлексивным, а не транслирующим (Эмпирический метод – чувственное познание, ощущение, восприятие, представления; рефлексивный метод – формирование адекватного межличностного повеления; транслирующий метод – нет четкого деления на этапы, опирается на индивидуальный алгоритм. Мы не используем транслирующий метод обучения, так как каскад включает в себя поэтапное обучение, работа ведется, как индивидуально, так и коллективно, в большей степени упирается на межличностное поведение, восприятие и понимание информации, что содержат в себе эмпирический и рефлексивный метод.); 2) выбор незаинтересованного работника в обучении (работник должен понимать для чего он начинает обучаться и какая ответственность на нем лежит); 3) неорганизованный подход к обучению (работнику не удалось полностью освоить курс, донести информацию до своих коллег); 4) опыт должен распространяться системно как можно шире, и не должен концентрироваться наверху; (информация должна распространяться равномерно, на всех работников); 5) децентрализация обязанностей в рамках каскадной структуры является желательной (децентрализация – процесс перераспределения власти и сил, передача полномочий из центра в другие органы).

Обучение будет проводиться по специально разработанным программам, использующим современный инструментарий развития персонала и ориентированным на выявление и использование потенциала каждого работника ОАО «РЖД», стимулирование новых творческих идей и формирование в ОАО «РЖД» системы лидерства как платформы дальнейших преобразований. Формирование программ обучения для работников каждого уровня будет производиться в соответствии с масштабами задач и направлений деятельности на каждом уровне управления. Библиографические ссылки 1. Программа обучения тренера. 1-е изд. М. : Изд-во ЧУ «Центр педагогического мастерства», 2015. 97 с. 2. Учебное пособие теория обучения: научная книга / под ред. Е. М. Буслаева, Я. В. Елисеева, А. С. Зубакова. 2012. 3. Семёнычев Ф. А. «14 правил успешного старта» 2014. 54 с. URL: https://interactive-plus.ru/discussion_platform.php?requestid=5642 (дата обращения: 09.10.2017). References 1. Publishing house of CHU “Center of excellence”. Training program coach: first edition. 2015. 97 р. 2. Tutorial learning theory: scientific book / Under the editorship of E. M. Buslaeva, Y. V. Eliseeva, A. S. Zubkova. 2012. 3. Semenychev F. A. “14 rules of successful start” 2014. 54 р. Available at: https://interactive-plus.ru/ discussion_platform.php?requestid=5642. © Боброва В. Е., 2017

550

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

УДК 685.5 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КАРЬЕРНЫХ ОЖИДАНИЙ ШКОЛЬНИКОВ И СТУДЕНТОВ Е. А. Брюханова, С. М. Самохвалова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] На основании анкетирования изучены карьерные ожидания учащихся школ и вузов в творческой, инженерно-технической, экономической сфере. Оценены затраты на карьерный старт, разработаны варианты моделей карьеры по трем профилям, дан прогноз эффективности затрат на карьерный старт. Ключевые слова: творческая карьера, инженерная карьера, экономическая карьера, моделирование карьеры, модели карьеры. COMPARATIVE ANALYSIS OF CAREER EXPECTATION OF PUPILS AND STUDENTS E. A. Bruykhanova, S. M. Samokhvalova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] Career expectations of pupils and university students in such fields as creativity, engineering, technology and economics are studied on the basis of questionnaire survey. Career start expenses are estimated, variations of career patterns are worked out according to three profiles, cost-effectiveness for a career start is projected. Keywords: creative career, engineer career, economic career, career modeling, examples of careers. В современном обществе происходит постоянное ускорение развития технологий. Это приводит к росту конкуренции на мировом рынке труда, росту ответственности каждого работника на рабочем месте. Для достижения профессионального успеха человеку сейчас необходимо максимально правильно управлять своими ресурсами уже на старте карьеры [1]. При этом очевидно, что, планируя карьеру, человеку важно учитывать особенности и различия моделей карьеры в экономике и бизнесе, творческой среде, инженерной среде. Целью исследования является исследование моделей карьеры для различных профилей карьеры (инженерно-техническая карьера, творческая карьера, карьера в экономике и бизнесе). Методы проведенных исследований: анкетирование, инвестиционный анализ. В ходе исследования автором решены следующие задачи: – дана характеристика предложенных различными авторами вариантов моделей карьеры (динамичная или статичная, вертикальная или горизонтальная, центростремительная) [2; 3]; – на основе разработанной анкеты изучены карьерные ожидания учащихся на уровне младшей школы, старшей школы, университета; – проведена оценка затрат учащихся на карьерный старт для различных профилей карьеры (инженернотехническая карьера, творческая карьера, карьера в экономике и бизнесе);

– разработаны варианты моделей карьеры по трем указанным профилям. Выявлено, что для инженернотехнической карьеры характерна модель «змея», для творческой – «трамплин», для экономической – «перепутье»; – дан прогноз эффективности затрат на карьерный старт. Выявлено, что в творческой среде затраты окупаются к 8 году с момента возможного начала получения доходов, в 22 года, в экономической среде окупаемость расходов наступает к концу первого года работы – в 21 год, в инженерно-технической среде окупаемость расходов наступает к концу первого года работы – 23 года (с учетом обучения в специалитете). В работе сделаны следующие выводы и рекомендации: 1. Творческая карьера чаще всего является индивидуальной (значит, зависит прежде всего от самого человека), а экономическая и техническая – корпоративными (реализуются внутри организации). 2. Творческая карьера начинается раньше других, инженерную карьеру можно начать уже в старших классах, экономическую – только при наличии специального образования. 3. Инженерная карьера является самой стабильной с точки зрения роста доходов и рисков понижения в должности. 4. Экономическая карьера предполагает самый медленный прирост доходов. 5. Для успешного карьерного старта в инженерной сфере важно начать дополнительные занятия в техни-

551

Решетневские чтения. 2017

ческой студии с 4 класса (так как интерес там высок), в творческой сфере – с дошкольного возраста, в экономической сфере – важны хорошая учеба и дополнительные занятия, как на элективных курсах, так и в университете. 6. Важно уже для младшеклассников создавать интерес к профессиям естественно-научного профиля, возможно, привлекая их в школьную экологическую, биологическую лабораторию и т. д. Во-первых, такие проекты будут интересны и старшеклассникам, во-вторых, они позволят, в будущем, вырастить профессионалов-исследователей в области физики, химии, биологии, энергетики. Во всем мире сейчас именно эти направления находятся на передовом крае науки. Библиографические ссылки 1. Армстронг М. Практика управления человеческими ресурсами : учебник. 8-е изд. СПб. : Питер, 2007. 832 с.

2. Управление персоналом организации : учебник / под ред. А. Я. Кибанова. 3-е изд., доп. и перераб. М. : Инфра-М, 2008. 638 с. 3. Могилевкин Е. А. Карьерный рост: диагностика, технологии, тренинг : монография. СПб. : Речь, 2007. 336 с. References 1. Armstrong M. Praktika upravleniya chelovecheskimi resursami [Management practice of human resources] : uchebnik. 8-e izd. SPb. : Piter, 2007. 832 р. 2. Upravlenie personalom organizatsii [Management by staff in organization]:uchebnik / pod red. A. Ya. Kibanova. 3-e izd., dop. i pererab. M. : Infra-M, 2008. 638 р. 3. Mogilevkin E. A. Kar’ernyy rost : diagnostika, tekhnologii, trening : monografiya. SPb. : Rech’, 2007. 336 р.

552

© Брюханова Е. А., Самохвалова С. М., 2017

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

УДК 331.1 ПРЕКАРИЗАЦИЯ ЗАНЯТОСТИ КАК ФАКТОР РИСКА ПЕРСОНАЛА ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ ЧИСЛЕННОСТИ А. Ю. Буланкин Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрены факторы прекаризации занятости, вызывающие риски персонала при планировании численности, и предложены действия по снижению влияния прекаризации при планировании численности. Ключевые слова: прекаризация, планирование, риски персонала, факторы прекаризации. PRECARIZATION OF EMPLOYMENT AS A FACTOR OF PERSONNEL RISK IN NUMBER PLANNING A. Y. Bulankin Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article studies preconditioning factors of employment causing staff risks in the planning numbers and actions are proposed to reduce the influence of precarization in planning the number. Keywords: precarization, planning, personnel risks, factors of precarization. Обострение противоречий в социально-трудовых отношениях произошло за счет экономического кризиса, следствием которого стало усиление прекаризации труда. Прекаризация труда в последнее время получила большие масштабы и различные формы, такие как: отсутствие оплачиваемого отпуска и больничного листа, занижение заработной платы и другие. Занятость населения стала массовой и неустойчивой, выходя за рамки трудовых отношений, а также затрагивает человеческое бытие, отрицательно влияет на

межличностные отношения и ущемляет их достоинство [1; 3]. Деятельность современных российских предприятий напрямую зависит от влияния прекаризации занятости, которую следует учитывать при долгосрочном планировании численности [4]. Прекаризация занятости делится на следующие уровни: организации и работника. На каждом уровне прекаризации возникают различные факторы, влияющие на кадровую политику предприятия (см. рисунок).

Факторы прекаризации Организационный уровень

Уровень работника Готовность работать без оформления трудового договора Готовность работать за низкую заработную плату Готовность работать без социальных гарантий Низкий уровень дохода, заставляющий искать приработки Незнание своих трудовых прав Менталитет

Стремление снизить издержки на рабочую силу Стремление снизить издержки на охрану труда и технику безопасности Низкое качество рабочих мест Необходимость гибкого использования рабочей силы Трудности в оформлении иностранной рабочей силы Наем работников через агентства занятости Увеличение продолжительности испытательных сроков

Факторы прекаризации занятости [2]

553

Решетневские чтения. 2017 Классификация рисков персонала [5] Признак По функциям управления

Виды кадровых рисков Риски планирования Риски оценки персонала Риски развития персонала Риски, связанные с экономикой труда Риски, связанные с мотивацией Риски, связанные с культурой

По видам потерь

Финансовый Информационный Материально-технический Моральный Квалификационный Кадровый

По возможности диверсификации

Систематический Специфический

По периоду действия

Краткосрочные Долгосрочные

По степени предсказуемости

Ожидаемые планово Прогнозируемые непредвиденные

По степени допустимости

Минимальный Повышенный Критический Недопустимый

К факторам организационного уровня прекаризации относят снижение затрат на рабочую силу, включающие в себя повышение квалификации и переподготовку работников; уменьшение расходов на охрану труда и технику безопасности приводит к увеличению травматизма работников на предприятии. Факторы прекаризации занятости, отраженные на рисунке, возникают вследствие существующих объективных причин: задержки заработной платы, снижение качества выпускаемой продукции, низкий уровень производительности труда, рост посуточной занятости и др., порождающих последствия. Такими последствиям становятся риски персонала, которые влекут за собой нежелательные результаты, влияющие на деятельность предприятия. Риски персонала называют кадровыми и возникают в зависимости от различных признаков, таких как: функции управления, виды потерь, степень предсказуемости и допустимости, период действия, а также возможность диверсификации, и подразделяются на различные виды. Каждый вид риска несет свою угрозу деятельности предприятия. Например, риск планирования персонала возникает при ошибке разработки кадровой политики и планирования количества и требований к работникам. Квалификационный риск связан с потерей сотрудников знаний, умений и навыков в профессиональной деятельности или недополучения их в ходе повышения квалификации. Систематиче-

ский риск возникает вследствие сезонных, суточных колебаний трудовых параметров и динамики рынка труда. Более подробная классификация риска персонала показана в таблице, из которой видно, что каждый вид риска в зависимости от признака несет определенную угрозу деятельности предприятия. Для снижения рисков необходимо их анализировать и управлять ими с помощью различных методов. Правильно управляя рисками персонала, будет снижаться влияние прекаризации при планировании численности и как следствие улучшение конечного результата деятельности предприятия. Библиографический список 1. Федорова А. Э., Парсюкевич А. М. Прекаризация занятости и ее влияние на социальноэкономическое благополучие наемных работников // Известия Уральского государственного экономического университета. 2013. № 5 (49). С. 76–81. 2. Федорова Н. В. Методологические подходы к исследованию прекаризации занятости // Информационный гуманитарный портал Знание. Понимание. Умение. 2015. № 6. С. 70–78. 3. Долженко Р. А. Понятие и сущность прекаризации, а также основные направления её исследования // Известия высших учебных заведений. Серия: Эконо-

554

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

мика, финансы и управление производством 2016. № 4 (30). С. 28–36. 4. Шамсутдинова А. Р. Современные проблемы планирования численности персонала на российских предприятиях // Проблемы и перспективы развития менеджмента в России. 2016. С. 101–106. 5. Угрозы кадровых рисков [Электронный ресурс]. URL: http://projectimo.ru/upravlenie-riskami/kadrovyeriski.html (дата обращения: 12.09.2017). References 1. Fedorova A. E., Parsyukevich A. M. [Social pollution from economic activity of economic entities: the development of a categorical apparatus] // Managing director. 2013. № 5 (49). P. 76–81. 2. Fedorova N. V. [Methodological approaches to the study of employment precariousness] // Informational

Humanitarian Portal Knowledge. Understanding. Skill. 2015. № 6. P. 70–78. 3. Dolzhenko R. A. [The concept and essence of precarization, as well as the main directions of its research]. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Series: Economics, Finance and Production Management 2016. № 4 (30). P. 28–36. 4. Shamsutdinova A. R. [Modern problems of planning the number of personnel at Russian enterprises]. In the collection: Problems and prospects for the development of management in Russia. 2016. P. 101–106. 5. Threats of personnel risks. Available at: http://projectimo.ru/upravlenie-riskami/kadrovye-riski.html (accessed: 12.09.2017).

555

© Буланкин А. Ю., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 37.012.4 ОСОБЕННОСТИ ПЛАНИРОВАНИЯ ОБУЧЕНИЯ ПЕРСОНАЛА В УСЛОВИЯХ СДЕРЖАННОЙ БЮДЖЕТНОЙ ПОЛИТИКИ Д. В. Дятлов, А. А. Бганцев АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected] Представлены этапы формирования плана обучения персонала, максимально учитывающего бюджетные ограничения и стратегические приоритеты предприятия ракетно-космической отрасли. Ключевые слова: план обучения, сдержанная бюджетная политика. SPECIFIC FEATURES OF PERSONNEL TRAINING PLANNING UNDER THE CONDITIONS OF RESTRAIN BUDGETARY POLICY D. V. Dyatlov, A. А. Bgantsev JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] The research includes the stages of the training plan forming. It describes an approach taking into account budget constraints and strategic priorities. Кeywords: training plan, restrain budgetary policy. Согласно данным Европейского агентства по спутниковым системам глобальной навигации, сегодня в мире работает около 5 млрд устройств, использующих спутниковую навигацию. А к 2020 году их число достигнет 8 млрд (т. е. больше одного на каждого жителя планеты). По данным агентства, до 2020 года рынок будет расти на 6 % в год. Годовая выручка от продажи услуг, основанных на глобальной спутниковой навигации, по данным агентства, к 2025 году достигнет 195 млрд евро. У России есть хорошие шансы занять заметную долю и этого рынка благодаря системе ГЛОНАСС. На основе технологий ГЛОНАСС уже создаются новые системы и продукты. Так, Национальная сеть высокоточного позиционирования (НСВП) позволит обеспечить сантиметровую точность определения местоположения объектов на территории всей страны. Другая разработка – Система высокоточного мониторинга смещений инженерных сооружений (ВМСИС) – позволяет непрерывно контролировать смещения и колебания элементов конструкций АЭС, мостов, плотин, башен и т. д. При этом обеспечивается миллиметровая точность определения местоположения. Наконец, система мониторинга малых беспилотных авиационных средств (БАС) позволит организовать безопасное массовое применение беспилотников, принимая, обрабатывая и распространяя информацию о местоположении, маршруте и параметрах полета тысяч таких аппаратов [1]. Таким образом, перспективы стратегического роста портфеля заказов АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева»,

мирового лидера по разработке и производству спутниковых систем, имеют реальную рыночную основу. Реализация долгосрочных планов современного высокотехнологичного предприятия коррелирует с действующей системой планирования обучения персонала, так как развитие имеющихся и формирование новых компетенций сотрудников определяет уровень и качество долгосрочных решений и разработок по созданию космической техники. В то же время обучение высокотехнологичных кадров относится к наиболее емким статьям корпоративного бюджета. Российские космические предприятия уже достаточно продолжительное время развиваются в условиях существенных ресурсных ограничений. В 2017 году финансирование государственной программы вооружений РФ 2018–2025 гг. и Федеральной космической программы 2016–2025 – сокращены на 30 %. В условиях ужесточения конкуренции на мировом космическом рынке, экспансии космических разработок Китая, Индии, Ирана, Южной Кореи, а также режима экономических санкций против России, обостряется борьба российских космических фирм за стратегические продуктовые преимущества, в частности, за ценовое лидерство. Соответственно, актуальной проблемой остается управление себестоимостью создания наукоемкой космической техники. В данном случае даже снятие внешних барьеров и регуляторов со стороны государства, в виде, например, возможности включения затрат на обучение персонала в себестоимость изделия, открытых возможно-

556

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

стей финансирования программ дуального обучения рабочих кадров со стороны предприятий, не снижает значимости поиска высокоточных управленческих решений по оптимизации планов обучения персонала в условиях сдерживания издержек. На сегодняшний день большинство предприятий планируют обучение персонала, основываясь на интуитивных методах и моделях односторонних предпочтений со стороны руководителей отделов обучения, либо на простой экстраполяции. АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнева» на протяжении не-

скольких лет сформирована и реализуется уникальная в масштабах отрасли система планирования обучения персонала. Система построена на принципе гибкости, обратной связи, последовательной итерации, формализации. Этапы планирования обучения приводятся в виде схемы на рисунке. На первом этапе руководители подразделений предприятия направляют в отдел обучения и развития персонала предварительные заявки на обучение с указанием стоимости программ и курсов.

План технического перевооружения перспективные задачи предприятия план заказов

Предельный годовой бюджет обучения персонала

Предварительные заявки на обучение от руководителей подразделений с указанием стоимости программ и курсов Анализ заявок, сопоставление с годовым бюджетом обучения

Нет

Бюджет совокупного плана превышает предельный годовой бюджет обучения

Да Запрос руководителям подразделений на пересмотр приоритетов и корректировку заявки

Анализ повторных заявок, составление предварительного плана и бюджета обучения на год

Заявленная подразделениями потребность в два раза превышает бюджет обучения

Взаимодействие с руководителями подразделений: персональная корректировка потребности в обучении

Формирование листа ожиданий из числа кандидатов на обучение

Оперативная корректировка плана посредством включения в него кандидатов из листа ожидания План обучения персонала, соответствующий бюджетным ограничениям и стратегическим задачам предприятия

Этапы планирования обучения персонала АО «ИСС»

557

Решетневские чтения. 2017

Специалисты отдела обучения и развития составляют сводный план и оценивают совокупные затраты на обучение. Очевидно, что совокупный предварительный план значительно превышает бюджетные ограничения и в этом случае специалисты отдела обучения делают повторный запрос руководителям подразделений на пересмотр приоритетов и корректировку заявки. Таким образом, посредством ряда итераций достигается формат, когда заявленная подразделениями потребность не более чем в два раза превышает бюджет обучения. Как правило, повторные итерации координируются непосредственно руководителем отдела обучения и развития персонала. Второй этап планирования предполагает персональную работу с руководителями подразделений по индивидуальному согласованию кандидатов на обучение. В качестве обоснования так же, как и на первом этапе, выступает План технического перевооружения, перспективные задачи предприятия, план заказов. В итоге формируется лист приоритетов, являющийся основой для годового плана обучения предприятия, и лист ожидания – из числа кандидатов второй очереди предпочтений. Гибкая корректировка плана в течение года возможна за счет оперативного

перемещения кандидатов из листа ожидания в основной список при условии выбытия приоритетной заявки. Таким образом, уже на этапе планирования достигается паритет, принципиально важный в условиях роста конкуренции на космическом рынке и необходимости соблюдения бюджетных рамок, и обеспечивается выполнение стратегических приоритетов развития предприятия. Библиографическая ссылка 1. Маурин Ф. Космос 2.0: Как России не проиграть в новой космической гонке [Электронный ресурс]. URL: http://nvo.ng.ru/concepts/2017-08-25/8_962_space. html (дата обращения: 03.09.2017). References 1. Maurin F. Kosmos 2.0: Kak Rossii ne proigrat’ v novoy kosmicheskoy gonke [How Russia does not lose in the new space race]. Available at: http://nvo.ng. ru/concepts/2017-08-25/8_962_space.html (accessed: 03.09.2017).

558

© Дятлов Д. В., Бганцев А. А., 2017

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

УДК 685.5 УПРАВЛЕНИЕ КАРЬЕРОЙ И ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ДОЛЖНОСТНЫМ ПРОДВИЖЕНИЕМ РАБОТНИКА В СОВРЕМЕННЫХ ОРГАНИЗАЦИЯХ К. П. Зверобоева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Посвящена аспектам управления карьерой и профессионально-должностным продвижением работника в организации примере АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнева. Рассмотрены основные проблемы построения вектора развития работников, с которыми может столкнуться руководство организации, и пути их преодоления. Ключевые слова: кадровый потенциал, непрерывное образование, деловая карьера, управление персоналом, индивидуальный план развития. CAREER MANAGEMENT AND PROFESSIONAL OFFICIAL PROMOTION OF AN EMPLOYER AT MODERN ORGANIZATIONS K. P. Zveroboeva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article is devoted to the aspects of career management and professional and job promotion of an employee at the organization based on the example of JSC “ISS” named after academician M. F. Reshetnev. The article considers main problems of constructing the vector of development of employees with which the management of the organization and ways for their overcoming can face. Keywords: personnel potential, continuous education, business career, personnel management, individual development plan. Корректировку сложившихся представлений о карьере и профессионально-должностном продвижении управленческих кадров внесло включение России в мировую экономическую систему. Главным фактором эффективной деятельности любого предприятия, в том числе это касается предприятий ракетнокосмической направленности, становятся человеческие ресурсы и их рациональное использование. Изменение роли сотрудника в организации выражается в его профессионально-должностном развитии персонала. Карьера – это процесс профессионального роста работника, роста его авторитета, власти, статуса в среде, выражающийся в его продвижении по ступеням квалификационной лестницы и престижа. Планирование карьеры – это процесс составления работником плана личного продвижения в своей профессиональной карьере. Человек планирует свое будущее исходя из своих потребностей и социально-экономических возможностей. Управление профессиональной карьерой – это системное планомерно организованное воздействие на процессы формирования, распределения, перераспределения и использования человеческого капитала в целях обеспечения его соответствия объему и

структуре основного капитала для наиболее полного удовлетворения рыночной потребности в товарах и услугах. В АО «ИСС» им. академика М. Ф. Решетнева, как и в других предприятиях, процесс становления деловой карьеры сотрудника идет непрерывно и начинается с момента его трудоустройства. При собеседовании обсуждаются возможности для развития и дальнейшего карьерного роста в данной организации, определяются мотивы и стремления работника реализовать собственный профессиональный потенциал. Для этого оцениваются профессиональные способности, навыки, умения. После определения личных целей и соответствия им сотрудника составляется план индивидуальной работы работника организации, предусматривающий достижение личных целей в профессиональной деятельности. План карьеры, обычно, составляется на год и в него включаются потребности работника по достижению этапов карьеры, долгосрочные цели работника, обязанности организации по оказанию помощи работнику в достижении целей. Карьера в организации – это не обязательно восхождение вверх по карьерной лестнице, она так же предполагает и возможные горизонтальные перемещения работника из одного структурного подразделе-

559

Решетневские чтения. 2017

ния в другое. В индивидуальном плане развития указывается перечень позиций, которые работник может занимать в ходе карьерного роста. Происходит сравнение возможностей работника с требованиями к той или иной должности, для чего стоит учитывать особенности каждого сотрудника. Другими словами, успешная карьера – это не только продвижение по должностям, от низкой должности к более высокой, это также хорошее овладение профессией, знаниями и навыками. Важной движущей силой в карьере работника является мотивация – она стимулирует работника на достижение целей. Управление карьерой работника – это не только постановка целей его профессионального развития, но и определение средств по их достижению. Планированием карьеры сотрудников руководители начинают заниматься после проведения аттестации. С помощью аттестации выявляются наиболее перспективные сотрудники организации, которые в дальнейшем могут достичь наибольших успехов в своей профессиональной деятельности. Управление карьерой сотрудника представляет собой непрерывное взаимодействие работника, отдела управления персоналом и руководителя организации. Руководитель выявляет потребности организации в развитии того или иного сотрудника. Сам сотрудник отвечает за успешное развитие карьеры, а отдел управления персоналом, с другой стороны, контролирует весь процесс управления карьерой. Этапом развития деловой карьеры работника также является реализация плана развития карьеры, для реализации которого следует периодически проводить оценку результатов работы сотрудника. Необходимостью проведения таких проверок является то, что работник не только должен получать новые навыки и знания, но также и уметь использовать их в своей работе. Проверки могут проводиться параллельно с аттестацией или как отдельное мероприятие. Результаты проверки дают понять, в какой мере работник успешно осваивает программу, на что стоит обратить внимание в дальнейшем и какие дополнительные профессиональные навыки, знания и умения ему необходимы. Таким образом, управление деловой карьерой работника – важная составляющая всего процесса управления персоналом в организации. Квалифицированные, обученные сотрудники – это успех компании в будущем. В современном деловом мире становится ясно, что от кадров зависит, насколько эффективно используются на предприятии средства производства и насколько успешно работает предприятие в целом. Следовательно, эффективность производства зависит от квалификации работников, их расстановки и использования, что влияет на объем и темпы прироста вырабатываемой продукции, использование материальнотехнических средств. То или иное использование кадров прямым образом связано с изменением показателя производительности труда. Рост этого показателя является важнейшим условием развития производи-

тельных сил страны и главным источником роста национального дохода. Библиографические ссылки 1. Богатырева М. Р., Шкильдина А. Л. Планирование карьеры посредством развития трудового потенциала работника // Гуманитарные научные исследования. 2014. № 3. С. 27. 2. Богатырева М. Р., Ефимова А. С. Текучесть кадров: хорошо это или плохо? // Научный обозреватель. 2014. № 5. С. 30–31. 3. Каштанова Е. В., Кибанов А. Я. Управление деловой карьерой, служебно-профессиональным продвижение и кадровым резервом. М. : Проспект, 2014. 4. Мухаметлатыпов Ф. У., Махмутова В. М. Обучение, как одна из проблем управления персоналом // Экономика и социум: Современные модели развития общества в аспекте глобализации: сборник конференции. Саратов, 2014. С. 127–129. 5. Рабцевич А. А. Адекватность работников современным требованиям к рабочей силе как фактор инновационного развития // Социально-экономическое развитие России: возможности, проблемы, перспективы. Взгляд молодых: статьи и тезисы докладов XIX Международной молодёжной научной конференции, 24 апреля 2014 г. Челябинск : АТиСО, 2014. С. 154–155. 6. Рафикова Р. Р., Рабцевич А. А. Управление трудовой карьерой молодых специалистов // Молодой ученый. 2013. № 2. С. 178–180. References 1. Bogatyreva M. R. Shkildina A.L. Career planning through the development of the labor potential of the employee // Humanitarian scientific research. 2014. № 3. Р. 27. 2. Bogatyreva M.R. Efimova A.S. Staff turnover: is it good or bad? // Scientific Observer. 2014. № 5. Р. 30–31. 3. Kashtanova E. V., Kibanov A. Ya. Management of a business career, professional-professional promotion and personnel reserve. M. : Prospekt, 2014. 4. Mukhametlatypov F. U., Makhmutova V. M. Training as one of the problems of personnel management // Economics and society: Modern models of the development of society in the aspect of globalization: a collection of conferences. Saratov, 2014. P. 127–129. 5. Rabtsevich A. A. Adequacy of workers with modern requirements to the labor force as a factor of innovative development // Socio-economic development of Russia: opportunities, problems, prospects. Young people's view: articles and abstracts of the reports of the XIX International Youth Scientific Conference, April 24, 2014. Chelyabinsk : АТиСО, 2014. Р. 154–155. 6. Rafikova R. R., Rabtsevich A. A. Managing the career of young professionals // Young Scientist. 2013. № 2. P. 178–180.

560

© Зверобоева К. П., 2017

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

УДК 685.5 ПЛАНЫ СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ А. А. Кочетков Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Раскрывается вопрос социального развития на предприятии энергетического комплекса. Ключевые слова: социальное развитие, социальный показатель, анализ, персонал, развитие. PLANS OF SOCIAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISES IN THE ENERGY COMPLEX A. A. Kochetkov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article studies the question of social development at the enterprise of an energy complex. Keywords: social development, social indicators, analysis, staff development. В современных условиях вопросы подготовки кадров приобретают все более возрастающее значение. План социального развития предприятия представляет собой научно обоснованную и материально обеспеченную систему мероприятий, направленных на всестороннее и гармоничное развитие всех членов коллектива на основе прогрессивных изменений структуры, условий жизни трудового коллектива, усиления социальной однородности труда, наиболее полное удовлетворение материальных и духовных потребностей членов коллектива. Разработке плана социального развития предшествует тщательный анализ состояния и динамики социальных показателей, т. е. анализ состояния социального развития и выявления тенденций его изменения, анализ выполнения плановых заданий предшествующего периода, тенденцией технического и организационного развития производства. Только качественно проведенный анализ и взвешенная оценка возможности реализации нерешенных социальных проблем позволят усилить обоснованность плана и возможность его практического выполнения. Так как любое предприятие держится на персонале, его организованности и трудоспособности, предприятие в свою очередь должно следить за удовлетворенностью потребностей работников, за счет средств и возможностей предприятия. Таким образом, предприятие должно сформировать так социальное развитие работников, чтобы затронуть всех работников предприятия и сформировать вопросы о потребностях так, которые зависят только от предприятия: 1. Потребность улучшения условий труда. 2. Потребность улучшения качества жизни. 3. Потребность развития отношений в коллективе. 4. Потребность развития социальной структуры.

Все эти потребности хорошо просматриваются на предприятии энергетического комплекса. Для обеспечения выполнения заданий по пунктам пречисленным выше, устанавливаются конкретные задания, сроки и лица, ответственные за выполнение; выделяются необходимые средства; коллектив мобилизуется на выполнение запланированных мероприятий и работ; вводится контроль за реализацией заданий плана. Мероприятия этого плана включаются в оперативно-календарные планы соответствующих производственных подразделений и отделов, которые несут ответственность за их выполнение наравне с планами производства. Все мероприятия плана социального развития коллектива согласуются с другими разделами и в первую очередь с планом по труду, планом технического и организационного развития производства, финансовым планом. Библиографические ссылки 1. Кобец Е. А. Планирование на предприятии : учеб. пособие. Таганрог : Изд-во ТРТУ, 2015. 2. Бухалков М. Н. Внутрифирменное планирование : учебник. М. : Инфра-М, 2016. 3. Фатхутдинов Р. А. Управление конкурентоспособностью организаций. М. : Эксмо, 2016. References 1. Kobets E. A. Planirovanie na predpriyatii [Planning at the enterprise] : Uchebnoe posobie. Taganrog : Izd-vo TRTU, 2015. 2. Bukhalkov M. N. Vnutrifirmennoe planirovanie [Intrafirm planning] : Uchebnik. M. : Infra-M, 2016. 3. Fatkhutdinov R. A. Upravlenie konkurentosposobnost’yu organizatsiy [Organizational Competitiveness Management]. M. : Eksmo, 2016.

561

© Кочетков А. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 685.5 РАЗВИТИЕ КОРПОРАТИВНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ КАК ФАКТОР СТИМУЛИРОВАНИЯ ИННОВАЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ ПЕРСОНАЛА ПРЕДПРИЯТИЯ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ С. Г. Кукушкин, О. В. Арефина, Ю. С. Рудько, С. М. Самохвалова АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected] Обосновывается важность корпоративных компетенций персонала предприятий ракетно-космической отрасли, а также необходимость включения в модель инновационных компетенций. Ключевые слова: предприятие ракетно-космической отрасли, корпоративные компетенции, инновационная активность персонала. DEVELOPING CORPORATE COMPETENCIES AS A FACTOR OF PERSONNEL INNOVATIVE ACTIVITY STIMULATION AT SPACE AND ROCKET INDUSTRY S. G. Kukushkin, O. V. Arefina, Y. S. Rudko, S. M. Samokhvalova JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] The article justifies the corporate competencies importance and highlights the necessity of innovative personnel competences for space and rocket industry. Keywords: space and rocket industry, corporate competencies model, innovative personnel competences. Мировая космонавтика и российская ракетнокосмическая отрасль в настоящее время переживает период перелома, сравнимый с 60–70-ми годами XX века. 25 лет пребывания российской космической промышленности в рыночных условиях означают не только рисковые аспекты замедления темпов воспроизводства научно-технологического и кадрового потенциала и постоянные проблемы финансирования. Была создана новая ракета, спроектирован и строится новейший пилотируемый космический корабль «Федерация». Россия по-прежнему является полноценным участником стратегических решений, как на мировом космическом рынке, так и в сфере космических наук. Роскосмос как ключевой партнер по МКС участвует в рассмотрении проекта по созданию международной окололунной посещаемой платформы в рамках международных групп IECST (ISS Exploration Capabilities Study Team) и SCWG (Spacecraft Working Group). Планируется инвестирование Японией инфраструктуры российского космодрома Восточный и возможности осуществления оттуда коммерческих запусков, возобновление программы послеполетной реабилитации космонавтов РФ на Кубе, а также ввод в строй российских наземных станций ГЛОНАСС по всему миру [1]. В то же время очевиден факт сверхбыстрых изменений в сфере высоких технологий – отсюда современные требования к участникам космического рынка можно вписать в цитату из Л. Кэрролла «даже

для того, чтобы находиться на месте, нужно очень быстро бежать». Ключевым ресурсом, обеспечивающим претворение в жизнь любых абстрактных инновационных планов, являются высокопрофессиональные и мотивированные к созданию и продвижению новшеств команды. В космической отрасли качество и инновационная компетентность персонала – это фактор научнотехнологического лидерства компании, что отражается в стратегических планах и политике Госкорпорации Роскосмос и поддерживается не только инициативами, но и реальными практиками предприятий. Кадровая политика АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» формирует единую взаимообусловленную систему кадровой поддержки технологического лидерства предприятия на национальном уровне и мировом уровне. Миссия управления персоналом АО «ИСС» сформулирована как «управление изменениями в квалификациях и компетенциях персонала, формирование нового типа работников для обеспечения лидерства компании в новых условиях». Декларативный характер миссии находит отражение и практическое воплощение в конкретных планах, технологиях работы с персоналом компании и приоритетом здесь является задача привлечения, развития и удержания инновационно-активных работников. Необходимость проактивного решения данной задачи на общеотраслевом уровне связана с риском от-

562

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

тока наиболее квалифицированных специалистов в негосударственный сектор космических исследований и разработок, примером здесь является активная деятельность SpaceX, в команде которой успешно трудятся многие лучшие разработчики NASA. Безусловно, модель управления космическим сектором США коренным образом отличается от российской, но, с одной стороны, Роскосмос уже ведет переговоры о сотрудничестве с представителями отечественных частных космических фирм, а, с другой стороны, так называемое поколение Y, входящее в трудоспособный возраст, в большинстве случаев, интегрировано в мировое пространство посредством владения иностранными языками, наличия опыта участия в международных студенческих проектах, вхождения в международные профессиональные интерент-сообщества, и, следовательно, открыто для гибкой профессиональной деятельности. В этой связи имеющиеся технологии управления персоналом, успешно используемые сейчас на ракетно-космических предприятиях, должны быть модифицированы при условии сохранения лучших достижений и опыта. Реализация любой технологии, нуждается в специальных инструментах и технологии управления персоналом не являются исключением. По нашему мнению, все вышеперечисленные изменения становятся управляемыми при использовании компетентностного подхода при подборе, мотивации, развитии и удержании персонала ракетно-космического предприятия. С 2014 года в АО «ИСС» разработан и используется в оценке инженеров-конструкторов словарь деловых характеристик, основанный на профессиональном стандарте специалиста по проектированию и конструированию космических аппаратов и систем, разработанном предприятием в 2013 году. Словарь охватывает кластер деловых, профессиональных и личностных компетенций и выделяет 5 уровней поведенческих индикаторов. В 2016 году Госкорпорация Роскосмос разработала и начала внедрение на предприятиях модели корпоративных компетенций, включающей кластеры «стратегическое мышление», «мотивация на достижение», «управленческая ответственность», «командное лидерство», «анализ проблем и принятие решений», «персональное влияние». Как уже отмечено ранее, высокотехнологичные разработки требуют инновационно-активных сотрудников, это означает, что при подборе, оценке, отборе в кадровый управленческий резерв действующих и потенциальных сотрудников необходимо ориентироваться на оценку инновационных компетенций. Анализ индикативного содержания двух указанных моделей компетенций выявил следующее: – в кластере личностных компетенций инженераконструктора присутствуют две компетенции, напрямую указывающие на инновационную активность работника – «способность генерировать идеи, выступать с докладами на НТК, готовить публикации», «готовность к инициативе», инновационная восприимчи-

вость работника характеризуется компетенцией «адаптивность, готовность к изменениям». Не вызывает сомнений, что практически вся сфера деятельности инженера-конструктора носит инновационный характер, поэтому к инновационным можно отнести такие профессиональные компетенции, как «Разработка предложений по совершенствованию технических проектов в перспективных разработках», «Разработка разделов эскизных и технических проектов», «Разработка проектной конструкторскую и рабочей конструкторской документации», «Использование современных САПР», «Математическое моделирование разрабатываемых составных частей КА и КС», «Анализ технических проектов, показателей эксплуатационно-технических характеристик составных частей КА и КС», «Применение современных программных средств трехмерного моделирования». Примерно в половине случаев инновационная составляющая присутствует на уровне развития, что обеспечивает учет инновационных характеристик сотрудника при отборе в кадровый управленческий резерв предприятия. – в модели корпоративных компетенций, ориентированной на действующих руководителей и резервистов, составляющая инновационной активности работника косвенно отражена в таких кластерах, как «Стратегическое мышление» и «Управленческая ответственность». Таким образом, в перспективе формирования кадрового управленческого резерва, определения программ обучения резервистов, создания системы оценки их управленческих качеств и принятии решения о выдвижении на руководящие должности, представляется необходимым конкретизировать составляющую инновационной активности персонала в кластерах «Стратегическое мышление», «Мотивация на достижение», «Командное лидерство», «Персональное влияние» Методическим ориентиром может выступить словарь деловых характеристик инженераконструктора АО «ИСС» в части кластера личностных компетенций, а также модель управления инновационным циклом – начиная от стадии генерирования идей до стадии вывода на рынок и модернизации изделий. Библиографическая ссылка 1. Савельев С. Интервью РИА «Новости» [Электронный ресурс]. URL: http://www.skyscrapercity.com/ showthread.php?t=1045319&page=343 (дата обращения: 25.08.2017). Reference 1. Saveliev S. Interv'yu RIA “Novosti” [RIA News interview]. Available at: http://www.skyscrapercity.com/ showthread.php?t=1045319&page=343 (accessed: 25.08.2017).

563

© Кукушкин С. Г., Арефина О. В., Рудько Ю. С., Самохвалова С. М., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 331 КОНКУРС В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ СРЕДЕ КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ УПРАВЛЕНЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ МОТИВАЦИИ ПЕРСОНАЛА РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ Л. Н. Маймакова1, Ю. Е. Бабенкова2* 1

АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 2 НКО «Центр Событий» Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, ул. Красной Армии, 10/3. * E-mail: [email protected] Проведен анализ эффективности применения конкурса в профессиональной среде как управленческого инструмента мотивации персонала в ракетно-космической отрасли на примере проекта «Космическая Одиссея». Ключевые слова: мотивация персонала, методы управления. PROFESSIONAL SKILL COMPETITION IN CONTEXT OF BEING EFFECTIVE MANAGEMENT MEANS MOTIVATING THE ROCKET&SPACE INDUSTRY PERSONNEL L. N. Maymakova1, I. E. Babenkova2* 1

JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation 2 ANO “Center of Events” 10/3, Krasnoy Armii Str., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation * E-mail: [email protected] The professional skill competition effectiveness is analyzed in terms of effective management means motivating the rocket & space industry personnel and illustrated by the Space Odyssey project. Keywords: employee motivation, management means. Мотивация – побуждение персонала к активной деятельности, осуществляемой в интересах организации. И не всегда между понятиями «эффективная мотивация» и «материальная мотивация» можно ставить знак равенства, ведь так мы рискуем лишить работника удовольствия от работы, творческого и карьерного роста. Любая из существующих теорий мотивации персонала основана на ранжировании приоритетов/потребностей работника. И обращаясь к любой из них, мы можем убедиться: нигде этот важный показатель не ограничен только лишь материальным благополучием. В данной статье мы применяем начальный подход к формированию процессуальной мотивации сотрудника ракетно-космической отрасли с помощью конкурсов в профессиональной среде. В качестве примера конкурса в профессиональной среде, который стал эффективным инструментом мотивации сотрудников, мы рассматриваем научно-образовательный проект «Космическая Одиссея», автором которого является лётчик-космонавт, Герой России, А. И. Лазуткин. Данный проект представлял собой уникальную научно-образовательную, зрелищную, событийную платформу, предназначенную для мотивации нескольких категорий молодых людей строить карьеру в ракетнокосмической промышленности: речь об абитуриентах, студентах вузов профильных направлений, а также

о молодых сотрудниках предприятий ракетно-космической отрасли. В рамках проекта предполагался первичный набор участников – тех, кто желает узнать всё о ракетно-космической отрасли России и попробовать себя в роли «космонавта». На протяжении 10 месяцев молодые люди должны были пройти курс физической и теоретической подготовки, написать и защитить научный проект под руководством специалистов этой сферы, пройти этап «выживания», парашютной подготовки и, наконец, отправиться в Звёздный городок, чтобы пройти обучение и совершить учебно-тренировочный полёт на симуляторе «Союз-ТМА». Изначально были отобраны 48 студентов и сотрудников предприятий ракетно-космической отрасли Красноярского края. В процессе отсева участники проекта поделились на 2 группы: конкурсантов, продолжающих бороться за поездку в Звёздный городок и «исследователей», занимающихся научными работами по актуальным темам ракетно-космической сферы. За 10 месяцев участники сдали сложные физические нормативы, сессию по дисциплинам ракетнокосмической сферы, прошли этап «Выживание в тайге», успешно сдали парашютную подготовку, занимались научными исследованиями и отправлялись в Звездный городок. Среди навыков и умений, кото-

564

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

рые приходилось проявлять участникам в проекте, особенно выделяем следующие: способность быстро усваивать и использовать получаемую информацию, умение работать в мини-группах и большой команде, лидерство и ответственность, изобретательность, коммуникабельность. Факторы, воздействующие на мотивацию сотрудника в процессе участия в конкурсе в профессиональной сфере следующие: 1. Азарт и конкуренция – следствие: стремление развить свои навыки и упрочить знания для опережения соперников. 2. Быстрая сменяемость видов работы и руководителей групп – следствие: развитие коммуникабельности и работы в команде. 3. Разнонаправленные задания, требующие оперативного исполнения – следствие: умение распределять приоритеты, трезво оценивать свои ресурсы и эффективно ими управлять, а также управлять несколькими сложными задачами. Обязательные элементы мотивирования: – поддержание личной заинтересованности в проекте; – формирование единого командного духа посредством создания специальных событий; – создание символических ритуалов, отождествляющихся у каждого с единством команды; – погружение в среду профессионалов высокого уровня, профессиональное и непосредственное общение; – соревновательный элемент. Приобретённые навыки, характеристики и умения: Сдача физических нормативов, улучшение качества здоровья; Знакомство с работой профильных предприятий Красноярского края; Знакомство с сотрудниками предприятий ракетнокосмической отрасли нашего региона, расширение профессиональных связей внутри своей сферы; Знакомство с особенностями работы космической техники и актуальными новациями данной сферы; Усвоение насыщенного курса по предметам, связанным с изучением пилотируемой и непилотируемой космонавтики – значительное расширение спектра профессиональных компетенций работников. Фактические результаты проекта: Пятеро участников получили повышения по службе, среди которых один приглашён работать в федеральную структуру сферы РКП. Двое участников начали заниматься научной и изыскательской деятельностью. Одна участница поощрена институтом в виде повышенной стипендии. Одна участница приняла предложение заниматься наукой в Опорном вузе. Шесть из шести финалистов проекта подали заявки на вхождение в состав отряда космонавтов России.

Учитывая специфичность такого параметра, как личная мотивация сотрудника, обуславливающую трудность измерений, мы вывели коэффициент эффективности конкурса мотивации сотрудников РКП на примере реализации научно-образовательного проекта «Космическая Одиссея»: из 48 участников качественные изменения профессиональной карьеры и сопутствующих факторов претерпело 15, что соответствует 31,25 % от общего числа участников. Библиографические ссылки 1. Лячин М. А., Подвербных О. Е. Мотивация сотрудников на инновационный труд // Управление человеческими ресурсами – основа развития инновационной экономики. 2015. № 6. С. 165–170. 2. Гребнева М. В. Современные методы мотивации // Экономические науки. 2014. № 19-1. С. 81–85. 3. Вдовиченко Д. В. Эффективные методы мотивации персонала. // Экономика и менеджмент инновационных технологий. 2016. № 3 (54) С. 77–81. 4. Пигасова Е. В. Современные тенденции влияния организационных ценностей на индивидуальные ценности сотрудников // Гуманитарные научные исследования. 2013. № 1(2). С. 185–191. 5. Жигун Л. А. Современные модели оплаты труда государственных служащих США // Управление персоналом. 2014. № 3. С. 48–55. 6. Ветлужских Е. Мотивация и оплата труда: Инструменты. Методики. Практика. М. : Альпина Бизнес-Букс, 2007. С. 149. References 1. Lyapin M., Podverbnyh O. Motivacia sotrudnikov na innovacionnyj trud [Motivation of employee for innovative work]. 2015. № 6. P. 165–170. 2. Grebneva M. Sovremennye metody motivacii [modern methods of motivation] // Ekonomicheskie nauki.2014. № 19-1. P. 81–85. 3. Vdovichenko D. Effektivnye metody motivacii personala [Effective methods of multiple staff] // Ekonomika i menedgment innovacionnyh technologii. 2016. № 3 (54). P. 77–81. 4. Pigasova E. Sovremennye tendencii vliyaniya organizacionnyh cennostey na individualnye cennosti sotrudnikov [Modern trends in the impact of organizational values on individual values of employees] // Gumanitarnye nauchnye issledovaniya. 2013. № 1(2). P. 185–191. 5. Zhigun L. Sovremennye modeli oplaty truda gosudarstvennyh sluzhachih Soedinennyh Shtatov Ameriki [Modern models of payment of civil servants’ salaries in USA] // Upravlenie personalom. 2014. № 3. P. 48–55. 6. Vetluzhskih Motivacia I oplata truda: Instrumenty. Metodiki. Praktika [Motivation and payment:Instruments. Methods. Practice]. M. : Alpina Buisness . 2007. 149 p. © Маймакова Л. Н., Бабенкова Ю. Е., 2017

565

Решетневские чтения. 2017

УДК 65 СТРУКТУРА СТРАТЕГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ НА ПРИМЕРЕ ООО УСК «СИБИРЯК» А. М. Мухаметшина, А. В. Кукарцев Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматриваются актуальные проблемы развития структуры стратегического управления, а также задачи, которые необходимо решить для успешного существования предприятий в условиях современной экономики. Ключевые слова: структура стратегического управления, стратегические планы, менеджеры, организационные изменения. THE STRUCTURE OF THE STRATEGIC ENTERPRISE MANAGEMENT ON THE EXAMPLE OF OOO USK “SIBIRYAK” A. M. Mukhametshina, A. V. Kukartsev Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article discusses significant problems to develop the strategic management structure, as well as tasks that need to be addressed for the successful existence of companies in today's economy. Keywords: structure of strategic management, strategic planning, managers, organizational change. Глобальные изменения, которые произошли в России в конце ХХ века, привели к необходимости решения новых задач в управлении организациями. В условиях высокоцентрализованной экономики вопросы стратегического управления, управления развитием и изменениями лишь частично решались менеджерами российских предприятий [1]. Сегодня менеджмент фирмы должен самостоятельно планировать текущую деятельность, выбирать направление развития, формировать цели и разрабатывать способы их достижения и обеспечивать реализацию выбранных решений. Менеджерам приходится пересматривать существовавшие долгое время взгляды на структуру организации, корпоративную культуру, систему управления организацией и инновациями. Актуальность выбранной темы состоит в том, что никакая организация не может успешно выживать в конкурентной среде, если она не имеет четко разработанной системы стратегического управления, определенных ориентиров, направлений, которые задают то, к чему она стремится, чего она хочет добиться в своей деятельности. Большинство проблем, с которыми столкнулись менеджеры российских компаний, обусловлены отсутствием опыта работы в условиях рынка, попытками решать новые задачи старыми методами, пробелами в сфере подготовки и переподготовки руководителей. Важнейшей задачей, которую необходимо решать руководителям российских предприятий, является задача формирования структуры стратегического управления организацией.

Для ее решения необходимо научиться анализировать стратегическую ситуацию, в которой находится предприятие, выявлять возможные варианты развития, анализировать их достоинства и недостатки, формировать цели организации, выбирать пути их достижения [2]. Вопрос, как правильно выбрать цели, как формировать систему целей в организации, как увязать между собой долгосрочные и текущие цели, как формировать видение и философию организации, не всегда решается правильно и в полном объеме. В своей деятельности многие руководители ориентируются в основном на краткосрочные и среднесрочные оперативные цели. Вопросом, зачем создана и какой должна стать организация, в долгосрочной перспективе задаются немногие. Лишь некоторые менеджеры формируют правильную структуру управления предприятия, предвосхищающую будущие возможности и проблемы, и опирающуюся на сильные и слабые стороны организации. Стратегические планы предприятий либо отсутствуют, либо похожи на годовые оперативные планы. В результате стратегические решения, связанные с дальнейшим развитием организации, принимаются в спешке, когда организация сталкивается с необходимостью решать возникшие перед ней проблемы. Другая не менее важная задача – реализация выбранной стратегии. Решение этой задачи предполагает проведение изменений, которые обеспечат развитие организации и реализацию стратегического плана. Главным препятствием на пути решения этой задачи

566

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

является внутриорганизационное сопротивление изменениям. Поэтому менеджеры должны уметь не только формировать стратегию организации, но и претворять ее в жизнь. Для этого они должны знать и понимать, что такое новация и инновация, уметь управлять внутриорганизационными изменениями и преодолевать сопротивление новациям со стороны отдельных сотрудников и организации в целом. Практика успешных предприятий показывает, что только те добиваются успеха, кто нацелен на инновации, умеет управлять изменениями, и делает инновацию одним из основных инструментов по достижению конкурентных преимуществ [3]. Причин негативного отношения к любым организационным изменениям и, в первую очередь, инновационным несколько. Одна из них обусловлена узкой трактовкой понятия инновационного развития. Под инновацией многие менеджеры понимают совершенствование существующего бизнеса, либо создание чего-то принципиально нового. В первом случае задача сводится только к улучшению того, что делала организация длительное время, а во втором менеджеры считают, что инновациями должны заниматься научные и проектные организации или крупные фирмы с мощной и высокоразвитой исследовательской и конструкторской базой. И в том и в другом случае сужается сфера развития предприятия, сковывается инициатива сотрудников. У работников организации появляется страх перед принципиальными изменениями сферы деятельности и перед необходимостью пересмотра взглядов на существующий бизнес. Другая причина объясняется стремлением людей к стабильности, к экстенсивному развитию предприятия, страхом перед новым и неизвестным положением вещей. Следствием этого является нежелание всех членов организации, включая и менеджеров, пересматривать состояние дел и менять что-либо в организации без крайней необходимости. Третья причина негативного отношения к новациям связана с ограничением инициативы сотрудников руководителями организации. Предопределенность бизнеса, ограничение сферы деятельности функциональными обязанностями, отсутствие конкуренции и возможности начать собственное дело привели к тому, что люди не видели необходимости менять что-либо в деятельности своего предприятия. Четвертая причина обусловлена тем, что многие новации, проводимые в организациях, потерпели неудачу. Причина этого во многом объясняется неумением менеджеров встроить инновационную деятельность в текущую деятельность организации. Попытки включить новаторство в должностные инструкции и вменить его в обязанности сотрудников привели к отрицательному результату [4]. Люди предпочитают выполнять ту работу, которую можно контролировать, за которую можно отчитаться, которая приносит результат каждый день.

Пятая причина неприятия новаций связана с отсутствием развитой инфраструктуры, поддерживающей инновационную деятельность. Высокие кредитные ставки, нежелание банков и инвестиционных компаний кредитовать рискованные проекты, слаборазвитый лизинг не способствуют развитию инновационного предпринимательства. К шестой причине относится отсутствие опыта и специального образования у менеджеров в сфере психологии. Сопротивление изменениям в большинстве случаев имеет психологическую основу. Итог – отсутствие у менеджеров опыта и знаний в управлении развитием и желания проводить какиелибо изменения, а также отсутствие системного подхода к вопросу развития организации и управления изменениями. Проанализировав структуру стратегического управления компании ООО УСК «Сибиряк», можно сделать вывод, что она так же находится на низком уровне развития и в совокупности содержит все 6 причин негативного развития организационных изменений. Для решения этих проблем необходим системный подход к стратегическому управлению компанией, основанный на практическом опыте существующих предприятий. Своевременное решение выявленных проблем позволит улучшить систему управления предприятием. Библиографические ссылки 1. Томпсон А. А., Стрикленд А. Д. Стратегический менеджмент: концепции и ситуации для анализа / пер. с англ. А. Р. Ганиева, Э. В. Кондукова. М. : Вильямс, 2015. 928 c. 2. Маркова В. Д., Кузнецова С. А. Стратегический менеджмент. Курс лекций : учебник. М. : Инфра-М, 2013. 288 c. 3. Андреев В. И. Саморазвитие менеджера. М. : Дело, 2014. 275 с. 4. Лаптева М. В. Проблема эффективного делегирования в компании [Электронный ресурс] // Экономика и менеджмент инновационных технологий. 2017. № 3. URL: http://ekonomika.snauka.ru (дата обращения: 13.04.2017). References 1. Thompson A. A., Strickland A. D. Strategic management: concepts and situations for analysis / TRANS. from English. A. R. Ganieva, E. V. Kondakova. M. : Williams, 2015. 928 р. 2. Markova V. D., Kuznetsova S. A. Strategic management. A course of lectures: textbook. М. : Infra-M, 2013. 288 р. 3. Andreev V. I. the Manager Self-development. M. : Case, 2014. 275 р. 4. Laptev V. M. The Problem of effective delegation in the company [Electronic resource] // Economics and innovations management. 2017. № 3. URL: http:// ekonomika. snauka.ru (accessed: 13.04.2017).

567

© Мухаметшина А. М., Кукарцев А. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 330.1 ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СОБСТВЕННОСТЬ КАК ФОРМА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО КАПИТАЛА ПРЕДПРИЯТИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ Д. С. Ощепкова, В. И. Лячин Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрена интеллектуальная собственность на предприятиях ракетно-космической отрасли как современные отношения, возникающие по поводу присвоения / отчуждения человеческого капитала. Ключевые слова: интеллектуальная собственность, человеческий капитал, человеческий потенциал, социальная справедливость, инновацию. INTELLECTUAL PROPERTY AS A FORM OF FUNCTIONING OF THE HUMAN CAPITAL OF THE ENTERPRISES OF THE ROCKET-SPACE INDUSTRY D. S. Oshchepkova, V. I. Lyachin Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article is devoted to the consideration of intellectual property at the enterprises of the rocket and space industry as modern relations arising from the appropriation / alienation of human capital. Keywords: intellectual property, human capital, human potential, social justice, innovation. Российской Федерации выпала великая миссия – быть родиной космонавтики. Ракето-космическая отрасль (далее – РКО), являясь стратегической отраслью экономики, не только обеспечивает национальную безопасность и обороноспособность государства, но и интегрирует науку и промышленность, удивляя мировое сообщество своими достижениями и инновациями (первый выход человека в открытый космос, первая долговременная пилотируемая космическая станция, самая производительная система космодромов для запусков космических аппаратов и пр. [1]). Бесспорно, инновационность РКО обеспечивает человеческий капитал предприятий, поэтому сегодня одной из главных задач экономики труда в данной отрасли становится создание условий для максимальной реализации человеческого капитала. Под человеческим капиталом предлагается совокупность накопленного человеком (в том числе результате инвестиций) потенциала и творчества, реализуемую в производственных отношениях с целью создания высокой прибавочной стоимости и формирования конкурентных преимуществ. Таким образом, качество человеческого капитала зависит не только от состояния образовательной сферы, но и от готовности работников использовать творчество в трудовой деятельности [2]. Сегодня в производственном процессе (особенно наукоемких отраслей хозяйствования) человеческий капитал выходит на первое место среди прочих факторов производства, что свидетельствует об изменении содержания отношений собственности, возникно-

вении ее новых форм. Преобладающая до настоящего времени частная форма собственности закрепляет господство физического капитала над прочими факторами, из которого следует эксплуатация труда, высокая степень отчуждения работника по отношению к своему труду и его результатам (приводит к отказу от творчества). Трансформация рабочей силы в человеческий капитал привела к возникновению нового типа собственности – интеллектуальной, под которой предлагается понимать отношения по поводу присвоения / отчуждения человеческого капитала (господствующего фактора производства). В качестве основных принципов реализации интеллектуальной собственности следует определить социальную справедливость и субъективность [3]. Социальная справедливость. Полноценное функционирование человеческого капитала повышает эффективность использования физического капитала. Изменение значимости факторов производства неизбежно должно повлечь изменение социально-экономического положения их владельцев. Под социальной справедливостью предлагается понимать компромисс между интересами владельца физического капитала и работника, который может принимать форму формального / неформального соглашения. Компромисс интересов должен привести к социально-экономической паритетности владельца капитала и работника. Субъективность. Сегодня владельцем человеческого капитала является человек творческий (ранее владелец рабочей силы – экономический человек).

568

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

Это свидетельствует об изменении структуры потребностей современных работников. В отличие от экономического, творческий человек наряду с материальными потребностями нуждается в удовлетворении широкого спектра нематериальных потребностей (в уважении, признании, развитии, эстетике и пр.). Суть субъективности как принципа интеллектуальной собственности заключается в исследовании потребностей работников и стремлении к их максимальному удовлетворению, развитию поддерживающих и гармоничных трудовых отношений, основанных на доверии и уважении. Реализация указанных принципов интеллектуальной собственности на предприятиях РКО осложняется закрытым характером отрасли. Поэтому в качестве наиболее распространенных инструментов рекомендуется использовать командообразование с оценкой деятельности команд в ходе соревнования (по подобию японских «кружков качества» [4]), пожизненный найм, наставничество [5], управление коммуникациями, мотивацию и расширенный спектр социальных гарантий, ориентированных на потребности работников, делегирование ответственности, воспитание «чувства хозяина» и пр. Развитие отношений интеллектуальной собственности в соответствии с вышеуказанными принципами позволит сформировать производственные отношения, в которых работник осознает значимость своего труда и заинтересован в максимальном функционировании человеческого капитала. Кроме того, исследование отношений интеллектуальной собственности создает основу для научного обоснования новых (более свободных, чем наем) форм соединения работника со средствами производства, соответствующих современному этапу развития экономики (инновационной экономики). В заключение стоит отметить, что РКО – отрасль высоких технологий и инноваций, движущей силой которой является человеческий капитал. Владелец человеческого капитала – творческий человек, вступает в особые отношения собственности. Развитие интеллектуальной собственности внутри предприятий РКО способствует повышению инновационности и конкурентоспособности, достижению стратегических целей отечественной экономики, поддержанию имиджа лидера в области ракетостроения, космонавтики и связи.

Библиографические ссылки 1. Бауэр В. П., Ковков Дж. В., Московский А. М., Сенчагов В. К. Состояние и механизмы развития ракетно-космической промышленности России. М. : Институт экономики РАН, 2012. 53 с. 2. Ощепкова Д. С. Человеческий капитал как фактор экономического развития аэрокосмической отрасли // Вестник СибГАУ. 2015. № 3 (16). С. 787–791. 3. Ощепкова Д. С. Интеллектуальная собственность как базовая категория креатосферы // Вестник Белгородского университета кооперации, экономики и права. 2016. № 5. С. 294–301. 4. Имаи М. Кайдзен: Ключ к успеху японских компаний. М. : Альпина Паблишерз, 2011. 274 с. 5. Брод Р. Коучинг и наставничество в профессиональном развитии менеджеров: проблемы и возможности // Университетское управление: практика и анализ. 2005. № 7. С. 57–64. References 1. Bauer V. P., Kovkov Dzh. V., Moskovskiy A. M., Senchagov V. K. Sostoyanie i mekhanizmy razvitiya raketno-kosmicheskoy promyshlennosti Rossii [The state and mechanisms of the development of the rocket and space industry in Russia]. M. : Institut ekonomiki RAN Publ., 2012. 53 p. 2. Oshchepkova D. S. Chelovecheskiy kapital kak faktor ekonomicheskogo razvitiya aerokosmicheskoy otrasli [Human Capital as a Factor of Economic Development of the Aerospace Industry] // Vestnik SibSAU. 2015. № 3 (16). P. 787–791. (In Russ.) 3. Oshchepkova D. S. Intellektual'naya sobstvennost' kak bazovaya kategoriya kreatosfery [Intellectual property as a base category of the creatosphere] // Vestnik Belgorodskogo universiteta kooperatsii, ekonomiki i prava. 2016. № 5. P. 294–301. (In Russ.) 4. Imai M. Kaydzen: Klyuch k uspekhu yaponskikh kompaniy [The key to the success of Japanese companies]. M. : Al'pina Publ., 2011. 274 p. 5. Brod R. Kouching i nastavnichestvo v professional’nom razvitii menedzherov: problemy i vozmozhnost [Coaching and mentoring in the professional development of managers: problems and opportunities] // Universitetskoe upravlenie: praktika i analiz. 2005. № 7. P. 57–64. (In Russ.)

569

© Ощепкова Д. С., Лячин В. И., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 331.5.024.54 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РЫНКА ТРУДА И РЫНКА ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСЛУГ: ПРОБЛЕМЫ И НАПРАВЛЕНИЯ А. А. Платонова, Т. А. Рудзитис Красноярский государственный педагогический университет имени В. П. Астафьева Российская Федерация 660049, г. Красноярск, ул. Ады Лебедевой, 89 E-mail: [email protected] Предложена модель взаимодействия вузов и предприятий и организаций, которая включает в себя эффективные направления совместной деятельности по подготовке востребованных на рынке труда специалистов. Ключевые слова: трудоустройство выпускников, рынок труда, конкурентоспособность, рынок образовательных услуг. INTERACTION OF THE LABOR MARKET AND MARKET OF EDUCATIONAL SERVICES: PROBLEMS AND DIRECTIONS A. A. Platonova, T. A. Rudzitis Krasnoyarsk State Pedagogical University named after V. P. Astafiev 89, Ada Lebedeva Str., Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation E-mail: [email protected] The interaction model that includes effective directions of team work for training personnel that would be demanded on the labor market is proposed in the article. Keywords: employment of graduates, labor market, competitive ability, market of educational services. Введение. Формирование конкурентоспособной экономики напрямую связано с проблемой подготовки квалифицированных кадров в процессе обучения в высших учебных заведениях. Нескоординированностъ действий высших учебных заведений и предприятий и организаций по подготовке квалифицированных специалистов приводит к возникновению диспропорции между потребностями рынка труда и выпускниками вузов. Одним из перспективных способов взаимодействия вузов с предприятиями и организациями аэрокосмического и транспортного машиностроения является осуществление целевой подго-

товки студентов по специально разработанной программе. Совершенствование сотрудничества университетов с предприятиями и организациями может существенно повлиять на качество подготовки выпускников вузов, их востребованность на рынке труда (см. рисунок). Ситуация с занятостью населения Российской Федерации показывает, что выпускники вузов пополняют ряды безработных. В последнее время наблюдается постепенное повышение спроса на направления технических специальностей (технологи, инженеры и все родственные им специальности).

Участие ведущих специалистов и руководителей бизнес-структур в проведении занятий

Модель взаимодействия высших учебных заведений и предприятий (организаций)

570

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

В результате ускорения темпов развития компьютерных технологий, а также всеобщей информатизации хозяйственных процессов повышается спрос на специалистов в сфере информационных технологий [1]. Кроме того, Российская Федерация входит во Всемирную торговую организацию (ВТО), что диктует необходимость в высококвалифицированных кадрах, знающих и свободно владеющих различными иностранными языками (английским, немецким и т. д.). Основным направлением совершенствования системы подготовки кадров является партнерство вузов и рынка труда [2]. Исследование показывает, что университеты и предприятия функционируют каждый в своей области и работают в соответствии со своей собственной логикой, при этом мало осознавая взаимовыгодный характер сотрудничества. В результате выпускники вузов недостаточно востребованы на рынке труда. В то время как регионы нуждаются в высококвалифицированных специалистах производственной сферы, в управленческом персонале среднего звена со знанием профиля производства и его специфики, высшие учебные заведения выпускают менеджеров, экономистов, лингвистов (переводчиков английского и немецкого языков) без увязки с конкретной сферой их будущей деятельности. Это приводит к дополнительным расходам по профессиональной подготовке молодых специалистов. Основные проблемы, с которыми сталкиваются высшие учебные заведения и предприятия в настоящее время, выглядят следующим образом: − для некоторых образовательных организаций сотрудничество с предприятиями рассматривается как маркетинговый ход для привлечения абитуриентов; − специалисты с высшим образованием на рынке труда оказываются вовлеченными в работу на должностях, не требующих высокой квалификации; − у многих выпускников вузов возникают трудности с практическим применением полученных в вузе знаний; − работодатели вынуждены затрачивать время и деньги на обучение молодых специалистов профессии на рабочем месте; − большинство работодателей без особого энтузиазма относятся к предложению сотрудничества с вузами по обучению студентов и не готовы нести бремя затрат на подготовку и переподготовку молодых специалистов. Разработка образовательных программ профессиональной подготовки выпускников и переподготовки молодых специалистов с участием бизнес-структур представляет собой общий интерес в качестве средства повышения конкурентоспособности выпускников на рынке труда. В этом случае модель взаимодействия вузов с предприятиями должна выглядеть следующим образом (см. рисунок).

Кроме того, целесообразно активно использовать такую образовательную технологию, как обучение через исследовательские проекты, выполняемые студентами под руководством сотрудников предприятия заказчика и преподавателей вуза. Данная форма целевой подготовки студентов могла бы способствовать [1]: − развитию навыков самостоятельной проектной и научно-исследовательской деятельности студентов; − подготовке и закреплению молодых специалистов – выпускников вузов на предприятиях, что поможет решению кадровых вопросов; − экономии времени адаптации выпускников к реальным производственным условиям; − росту научно-технических исследований и разработок; − развитию научно-технического потенциала вузов и предприятий; − решению определенных научных и практических задач, стоящих перед работодателем. Таким образом, именно через партнерскую взаимосвязь вузов и предприятий, без снижения значимости фундаментального знания, усилится качественная практическая подготовка студентов вуза. Согласование с работодателями содержания образовательных программ, перечня профессиональных компетенций выпускников является необходимой мерой для подготовки конкурентоспособных специалистов. Из вышесказанного следует, что совершенствование сотрудничества университетов с предприятиями и организациями региона может существенно повлиять на качество подготовки выпускников вузов, их востребованность на рынке труда. Библиографические ссылки 1. Кехян М. Г. Востребованность выпускников высших учебных заведений на региональном рынке труда // Вестник Саратовского государственного социально-экономического университета. 2014. №. 4 (53). С. 46–49. 2. Касымова Ю. Н. Роль человеческого капитала в условиях перехода к экономике, основанной на знаниях // Интернет-журнал «Науковедение». 2015. Т. 7. № 5 (30). References 1. Kehyan M. [Demand for higher school graduates on the regional labor market].Vestnik of Saratov State Social and Economic University. 2014. № 4 (53). P. 46–49. 2. Kasymova J. [ The role of human capital in the transition to a knowledge-based economy]. Internet Journal of Science. 2015. Vol. 7, № 5(30).

571

© Платонова А. А., Рудзитис Т. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 685.5 К ВОПРОСУ О РЕАЛИЗАЦИИ ИННОВАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА ПЕРСОНАЛА КОСМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ О. Е. Подвербных, А. В. Кутузова, Т. В. Шендель Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Уточняется понятие «инновационный потенциал персонала», обосновывается важность реализации инновационного потенциала на космических предприятиях, систематизирутся компоненты реализации инновационного потенциала персонала. Ключевые слова: инновационный потенциал, реализация, космическая промышленность. TO THE QUESTION OF THE IMPLEMENTATION OF THE INNOVATIVE PERSONNEL CAPACITY AT THE SPACE INDUSTRY О. Е. Podverbnih, A. V. Kutuzova, T. V. Shendel Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] There is the notion of “innovative personnel capacity”, it substantiates the importance of implementing innovative capacity at space enterprises, the components of realization of the innovative capacity of personnel are systematized. Keywords: innovative personnel capacity, implementation, space industry. По мнению экспертов, единственной высокотехнологичной сферой, которая в последние четверть века стояла несколько в стороне от глобальных технологических прорывов, была мировая космонавтика. Однако в начале XXI века развивавшиеся во времена холодной войны за счет госбюджетов космические программы претерпели переформатирование и начали все больше встраиваться в рынок. И вот уже мы видим, как Илон Маск отбирает заказы на космические запуски у былых лидеров рынка из России и США. В 1957 г. Советский Союз первым отправил на орбиту искусственный спутник земли, чем открыта космическая эра в истории человечества. Спустя 60 лет относительно новый космический игрок – Индия – запустила в космос сразу 104 спутника. Работу по выводу спутников выполнила индийская четырёхступенчатая ракета-носитель PSLV-C37. Для сравнения – первый советский спутник весил 83,6 кг. Суммарная масса всех спутников индийского пуска – 1 378 кг [1]. Готовность к инновациям в космической сфере – это не только значительные средства бюджета или частных инвесторов. Основополагающее значение для успешных новшеств, связанных с созданием и сопровождением космической техники имеет способность трудовых коллективов, проектных команд в ограниченные сроки, в условиях высокой неопределенности довести нестандартные рыночные идеи до практического рыночного воплощения в виде готового продукта, способного воплотить самые амбициозные планы заказчиков. Профессиональная деятельность на космическом предприятии сегодня остается привлека-

тельным сегментов рынка труда для технически продвинутых молодых поколений. Но нужно хорошо понимать, что космические новации – это результат взаимодействия огромного числа квалификаций, но и грамотная интеграция компетенций опытных сотрудников и креативной молодежи. Учитывая данный факт, сегодня космические предприятия должны уделять значительное внимание не только привлечению и созданию инновационного потенциала персонала, но также активной и системной реализации инновационной готовности. Отечественные и зарубежные ученые выделяют несколько трактовок инновационного потенциала персонала. Так, под инновационным потенциалом персонала понимают способность сотрудника воспринимать новую информацию и возможность решать нестандартные задачи, а также находить новые способы их решения [2]. Есть также мнение, что инновационный потенциал персонала – это готовность персонала к позитивно критическому восприятию информации, предложению новых идей, а также реализация своих навыков на практике для предвидения и предотвращения критической ситуации на предприятии, а также воплощения практической материализации новшеств [3]. По мнению Д. Хоукинса и К. Роджерса, инновационный потенциал персонала представляет собой совокупность знаний, навыков, способностей и личностных характеристик персонала, определяющих меру его готовности к восприятию, внедрению и продуцированию инноваций, обеспечивающих эффективное функционирование организации в условиях инновационной деятельности [4; 5].

572

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли Компоненты реализации инновационного потенциала персонала Характеристика

Характер влияния на мотивацию работника

Функционал работника

Компоненты

Функциональная гибкость, готовность к смене специализации, элементы творчества, более широкая зона принятия решений в отношении выполняемой работы

Работа, включающая решение эвристических задач, способствует более высокой вовлеченности, познавательной активности и концентрации усилий работника на развитии профессионализма

Стиль руководства

Стиль повседневного управления, поддерживающий сотрудничество, командную работу, инициативу, индивидуальное развитие и рост подчиненных. Руководитель в роли наставника

Справедливость оценки индивидуального вклада работника, доступность и готовность руководителя помочь в решении рабочих задач, содействие его саморазвитию и росту способствуют повышению самооценки сотрудника, его уверенности в собственных силах, готовности, преодолевая трудности и ошибки, продвигать новшества

Организационная культура

Эффективность труда, качество работы с клиентами и партнерами, индивидуальная инициатива и приверженность как абсолютные ценности организации; модели эффективного поведения – нормативный компонент культуры; атмосфера, поддерживающая инициативу на любом уровне и любом рабочем месте в организации

Ценностную составляющую личностного мотивационного потенциала, связанную с работой в конкретной организации, формируют ценности, нормы и ожидания организации. Вследствие этого изменяется ментальная модель работника, основанная на глубокой внутренней убежденности в том, что его профессиональный успех и личное благополучие могут быть достигнуты, если его действия помогут улучшить деятельность организации

Ресурсы саморазвития

Доступность обучения для всех категорий работников, широкая сеть источников профессиональных знаний, поддержка экспертов и наставников, систематический обмен опытом и знаниями

Чем шире и доступнее ресурсы знаний, получаемых в том числе путем обмена опытом, тем больше возможностей для развития личной компетентности и инициативы. Помощь со стороны экспертов и наставников стимулирует интерес работников к инновационной деятельности и поддерживает активную вовлеченность в инновационные процессы

Синтезируя указанные определения, авторы предлагают рассматривать инновационный потенциал персонала как способность создавать и поддерживать инновационный цикл высокотехнологичного производства, взаимодействовать в командах генерации и практического воплощения новшеств, обеспечивающих устойчивый рыночный роста предприятия. В таблице представлена модель, основанная на связи соответствующих индивидуальных и организационных компонентов, обеспечивающих сонаправленность векторов реализации инновационного потенциала работника и организации, в которой организационная среда выступает как источник мотивации работника к самореализации и саморазвитию. На практике элементами такой среды являются организационная культура, сфокусированная на саморазвитии и инициативе сотрудников, развивающее лидерство и инфраструктура саморазвития: возможности обучения для всех сотрудников, наставничество на всех уровнях организации, широкие группы экспертов, сообщества практиков и др. Немаловажной для реализации инновационного потенциала становится инновационная корпоративная культура. Это такая ценностно-смысловая модель, которая обеспечивает созидательную направленность развития предприятия в условиях адекватной системы человеческих взаимоотношений и такого стиля управления, который позволяет непрерывно развивать капитал корпоративных знаний и, одновременно, способствовать наиболее полной творческой самореализации каждой личности и корпоративного сообщества в целом. В этой связи, актуальным представляется

более детальное изучение вопроса управления инновационным корпоративным человеческим капиталом, который представляет собой воспроизводимую в рамках организации совокупную и индивидуальную способность и готовность к реализации инноваций. В связи с этим, одним из актуальнейших вопросов современного управления персоналом является изучение сущности и способов формирования среды для эффективной реализации инновационного потенциала персонала, обеспечивающего устойчивую конкурентоспособность и гибкость в условиях динамично развивающейся бизнес-среды. Библиографический список 1. Космический дайджест [Электронный ресурс]. URL: http://russiancouncil.ru/space2017 (дата обращения: 29.08.2017). 2. Авдеев В. В. Управление персоналом: оптимизация командной работы. Реинжиниринговая технология : учеб. пособие. М. : Финансы и статистика, 2008, 334 с. 3. Колмакова В. С. Разработка методики оценки компетенции «Инновационность» // Проблемы современной экономики : материалы VI Междунар. науч. конф. (август 2017, г. Самара). Самара : АСГАРД, 2017. С. 100–102. 4. Роджерс К. Взгляд на психотерапию. Становление человека. М. : Прогресс, 2004. 277 с. 5. Хоукинс Д. Креативная экономика. «Классика XXI» при содействии финансовой корпорации «Открытие», 2011. 190 с.

573

Решетневские чтения. 2017

References 1. Kosmicheskij dajdzhest [Space Digest]. Available at: http://russiancouncil.ru/space2017 (accessed: 29.08.2017). 2. Avdeev V. V. Upravlenie personalom: optimizacija komandnoj raboty. reinzhiniringovaja tehnologija [Stuff Management: Team Work Optimization. The Technology of Reingineering]. M. : Finansy i statistika, 2008. 3. Kolmakova V. S. Razrabotka metodiki ocenki kompetencii «Innovacionnost’» [The Elaboration of «Innivation Ability» Competence Assessment Policy] //

Problemy sovremennoj jekonomiki : materialy VI Mezhdunar. nauch. konf. (Samara, august 2017). 2017. P. 100–102. 4. Rodzhers K. Vzgljad na psihoterapiju. Stanovlenie cheloveka. [The View at Psychoterapy. Man Making]. M. : Progress, 2004. 5. Houkins D. Kreativnaja jekonomika [The Creative Economy]. M. : Klassika XXI, 2011.

574

© Подвербных О. Е., Кутузова А. В., Шендель Т. В., 2017

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

УДК 685.5 СТРАТЕГИЧЕСКИЕ АЛЬТЕРНАТИВЫ УПРАВЛЕНИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКИМИ РЕСУРСАМИ В СФЕРЕ ПЕРЕДОВЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ О. Е. Подвербных, И. А. Межова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Уточняется понятие «инновационный потенциал персонала», обосновывается важность реализации инновационного потенциала на космических предприятиях, систематизируются компоненты реализации инновационного потенциала персонала. Ключевые слова: инновационный потенциал, реализация, космическая промышленность. STRATEGIC ALTERNATIVES FOR HUMAN RESOURCE MANAGEMENT IN THE SPHERE OF ADVANCED PRODUCTION TECHNOLOGIES О. Е. Podverbnih, I. A. Mejova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] There is the notion of "innovative personnel potential", it substantiates the importance of implementing innovative capacity at space enterprises, the components of realization of the innovative potential of personnel are systematized. Keywords: innovative personnel potential, realization, space industry. За последние 5 лет в России осуществлен ряд системных мер поддержки инновационной деятельности в промышленности, малом и среднем бизнесе, образовательной сфере. С 2014 года разворачивается программа «Национальная технологическая инициатива» – как долгосрочный комплекс мер и действий по обеспечению лидерства российских компаний на новых высокотехнологичных рынках, которые будут определять структуру мировой экономики в ближайшие 15–20 лет – это беспилотные летательные аппараты, средства человеко-машинных коммуникаций, энергетические сети, беспилотные автотранспортные сети, персонализированная медицина и системы безопасности, морские интеллектуальные системы, децентрализо-

ванные финансовые системы и валюты [1]. По данным Росстата, число передовых производственных технологий, разработанных в нашей стране, выросло с 2010 по 2016 годы в 1,8 раза [2]. В тоже время, если сопоставить данную цифру со статистикой международных объемов разработок и внедрения новшеств, картина не выглядит столь утешительной. В табл. 1 приведены некоторые выдержки из отчета «Наукометрические характеристики развития технологических направлений перспективных производственных технологий (ППТ) в России на фоне глобальных тенденций» (руководитель – Наталия Куракова), подготовленного по заказу Сколковского института науки и технологий [3]. Таблица 1

Уровень освоения и развития перспективных производственных технологий в России Технологии Промышленная и сервисная робототехника Порошковая металлургия и новые сплавы Легкие сплавы для авиа- и автопрома Композиты, иерархические материалы Компьютерные технологии для проектирования и производства ИТ для управления производственным циклом Компьютерный дизайн для разработки материалов с заданными свойствами Аддитивное производство

Доля выданных в РФ патентов с российским приоритетом в общемировом массиве Orbit, % 2,83 2,28 2 1,87 0,81 0,58 0,3 0,14

575

Доля выданных иностранным заявителям патентов в общем числе патентов РФ, % 28,23 51,47 73,9 80,61 47,88 80,0 94,0 89,31

Решетневские чтения. 2017 Таблица 2 Особенности стратегии управления человеческими ресурсами в сфере передовых производственных технологий Тип конкурентной стратегии Стратегия инновации и инжиниринга издержек

Особенности стратегии управления персоналом Зоны управленческого влияния Практические действия в области персонала Включают: Включают: – высокую степень творчества; – работу кросскультурных межфункциональных, – более долгосрочную перспективу причасто виртуальных команд, которые требуют спевлечения команд; циального гибкого управления; – высокую степень сотрудничества, взаи– виды работ, позволяющие людям развивать так мозависимого поведения; называемые soft-skills, а также широкие профес– высокую степень терпимости к риску; сиональные навыки, которые могут быть исполь– высокую степень терпимости к неопреде- зованы ими в других должностях в рамках организации; ленности на начальных стадиях; – более широкий диапазон развития карьеры, – основное внимание качественным достиобеспечивающий приобретение новых умений и жениям команды при условии сохранения навыков; бюджетных ограничений; – наличие информационной системы – ассессмент, отражающий долгосрочные и управления проектами и процессами; групповые достижения, фиксирующий личност– высокая степень нормирования интеллек- ный и командный потенциал сотрудников туального труда – формализованное описание работы в виде карт компетенций команды проекта; – гибкое планирование обучения

Невзирая на тотальную роботизации и цифровизации, долгосрочный успех и продвижение в указанной области по-прежнему обеспечивают человеческие ресурсы, а именно, команды передовых производственных проектов. Известно, что срок существования любой команды ограничен сроками проекта, что, на первый взгляд, означает невозможность стратегического управления командой проекта. Однако в случае, если речь идет о проектноориентированной компании, а таких в сфере передовых производственных технологий большинство, то можно утверждать актуальность централизованного корпоративного стратегического подхода к управлению командами. Для выявления ключевых особенностей стратегии управления человеческими ресурсами компаний в сфере передовых производственных технологий рассмотрим известные на сегодняшний день исследования взаимосвязи общей стратегии организации и стратегии управления человеческими ресурсами. Так, И. Б. Гурковым предложена стратегия фирмы – «проспектора», когда компания предлагает принципиально новый продукт или услугу и фактически создает рынок или целую отрасль. Управление персоналом имеет особую конфигурацию (не совсем подходит само слово «управление»): деятельность компании – увлекательная «езда в неведомое», которая заканчивается для ключевого персонала либо сказочным обогащением, либо сожалением об увлекательно, но бесцельно проведенных годах жизни; нет специалистов в собственном понимании этого слова (никто не знает, как это делается, мало уверенности, что это получится, нет уверенности, но есть вера, что продукт будет востребован потребителем); отбор персонала идет в основном на «низшие, но ключевые должности», так как нет четкой управленческой иерархии; постоянная переподготовка персонала под возможность постановки принципиально новых задач; постоянное кросс-функциональное про-

движение; оценка персонала по принципу «оценки по 360 градусов» [4]. В рамках данного исследования авторами предложена концепция стратегии инновации и инжиниринга издержек, основанная на подходе, известном в зарубежной литературе как «подход конкурентной стратегии» предложенный М. Портером, а также подходе М. Армстронга, сформулировавшего особенности стратегии управления персоналом по типам конкурентных стратегий [5]. Основные характерные особенности концепции стратегии инновации и инжиниринга издержек в разрезе управления человеческими ресурсами приводятся в табл. 2. Библиографические ссылки 1. Национальная технологическая инициатива [Электронный ресурс]. URL: http://www.nti2035.ru/nti/ (дата обращения: 20.08.2017). 2. Число разработанных в РФ передовых производственных технологий [Электронный ресурс]. URL: http://www.gks.ru/dbscripts/cbsd/dbinet.cgi (дата обращения: 20.08.2017). 3. Дежина И., Пономарев А., Фролов А. Перспективные производственные технологии в России: контуры новой политики // Форсайт. 2015. № 1, Т. 9. С. 20–31. 4. Гурков И. Б., Зеленова О. И., Мутовин А. А. Бизнес-стратегии и социально-кадровая политика российских предприятий [Электронный ресурс]. URL: https://www.hse.ru/data/540/907/1224/Publ1_Gurkov.pdf (дата обращения: 16.08.2017). 5. Армстронг М. Практика управления человеческими ресурсами. СПб. : Питер, 2012. 848 с. References 1. Nacional'naja tehnologicheskaja iniciativa [National Technologie Initiative]. Available at: http://www.nti2035.ru/nti/ (accessed: 20.08 2017).

576

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

2. Chislo razrabotannyh v RF peredovyh proizvodstvennyh tehnologij [Number of Russian Advanced Industrial Technologies]. Available at: http://www.gks.ru/ dbscripts/cbsd/dbinet.cgi (accessed: 17.08 2017). 3. Dezhina I., Ponomarev A., Frolov A. Perspektivnye proizvodstvennye tehnologii v Rossii: kontury novoj politiki // Forsajt. 2015. № 1, T. 9. Р. 20–31. 4. Gurkov I. B., Zelenova O. I., Mutovin A. A. Biznesstrategii i social'no-kadrovaja politika rossijskih predpri-

jatij [Business Startagies and social-staff policy of Russian Enterprises]. Available at: https://www.hse.ru/ data/540/907/1224/Publ1_Gurkov.pdf (accessed: 16.08.2017). 5. Armstrong M. Praktika upravlenija chelovecheskimi resursami [The Practice of Human Resources Management]. SPb. : Piter, 2012.

577

© Подвербных О. Е., Межова И. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 331.2 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ KPI ДЛЯ СОТРУДНИКОВ КРАСНОЯРСКСТАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ «РАСЧЕТ ПРЕМИАЛЬНЫХ ВЫПЛАТ» А. А. Сивухина Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается определение ключевых показателей эффективности (англ. Key Performance Indicators, KPI), их роль в мотивации персонала, также ставится задача разработать систему KPI для сотрудников Красноярскстата. Ключевые слова: система ключевых показателей эффективности, мотивация персонала, премия, производительность труда. DEVELOPMENT OF KPI SYSTEM FOR EMPLOYEES OF KRASNOYARSKSTAT WITH THE USE OF AUTOMATED SYSTEM “CALCULATION OF PREMIUM PAYMENTS” A. A. Sivukhina Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article examines the definition of Key Performance Indicators (KPI), their role in personnel motivation, and also sets the task of developing a KPI system for Krasnoyarskstat employees. Keywords: system of key performance indicators, personnel motivation, bonus, labor productivity. Под системой KPI понимается система финансовых и нефинансовых показателей, влияющих на количественное или качественное изменение результатов по отношению к стратегической цели. Система сбалансированных показателей включает KPI, необходимые для каждого объекта контроля, и методику их оценки [1]. Мотивация персонала на базе KPI, в отличие от базовой заработной платы, ориентирована на достижение долгосрочных и краткосрочных целей компании, «мотивирующей на выполнение должностных обязанностей» самого работника, а оклад – это фиксированная ежемесячная заработанная плата [2]. Управление Федеральной службы государственной статистики по Красноярскому краю, Республике Хакасия и Республике Тыва (Красноярскстат) осуществляет деятельность по проведению федеральных статистических наблюдений, обработке полученных в результате наблюдения данных, формированию и предоставлению официальной статистической информации. Стратегической целью деятельности Красноярскстата является обеспечение потребностей государства и общества в полной, достоверной, научно обоснованной и своевременно предоставляемой официальной статистической информации о социальных, экономических, демографических, экологических и дру-

гих общественных процессах в Красноярском крае, Республике Хакасия и Республике Тыва [3]. В настоящее время в Красноярскстате каждый сотрудник имеет фиксированный процент премии от оклада, поэтому для того чтобы повысить мотивацию персонала на увеличение качества труда, необходимо разработать систему KPI для каждого отдела. Исходя из положений отделов и должностных инструкций сотрудников, предлагается ввести следующий расчет системы KPI [4] Индекс KPI =

Факт  База 100 % План  База

Сумма = ∑ (Индекс KPI · Вес). Факт (фактический уровень) – фактическое значение показателя. База (базовый уровень) – критические значения показателя. План (плановый уровень) – плановое значение показателя. Данную систему KPI можно применять для отраслевых отделов, административного отдела, финансово-экономического и других отделов со своим набором показателей. Для примера приведем несколько таблиц расчетов KPI (данные берутся на весь отдел) (табл. 1–3).

578

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли Таблица 1 Ключевые показатели эффективности для отраслевых отделов № 1 2 3

KPI Своевременная сдача отчета Минимальное количество ошибок Выполнение плана Рейтинг отдела

План 0 дн. 0 ош. 400 от.

База 2дн. 30 ош. 300 от.

Факт 0 дн. 10 ош. 350 от.

Вес 0,3 0,2 0,5

Индекс KPI 100 % 66,6 % 50 % 68,32 % Таблица 2

Ключевые показатели эффективности для отдела информационных технологий № 1 2 3

KPI Количество выполненных заявок Время выполнения заявок Минимальное количество ошибок Рейтинг отдела

План 1000 з. 145 ч 5 ош.

База 700 з. 115 ч 15 ош.

Факт 800 з. 132 ч 0 ош.

Вес 0,15 0,5 0,35

Индекс KPI 33,3 % 56,6 % 150 % 85,79 % Таблица 3

Ключевые показатели эффективности для административного отдела № 1 2

KPI Скорость закрытия вакансий Отсутствие штрафов Рейтинг отдела

План 20 дн. 0 р.

Показатель «Своевременная сдача отчета» означает, что отдел должен в срок отправить отчет о собранных первичных данных от респондентов в Росстат. Показатель «Минимальное количество ошибок» означает, что отдел должен допустить минимальное количество ошибок при проверке отчетов от респондентов, а также при составлении отчета в Росстат. Показатель «Выполнение плана» означает, что отдел должен выполнить план по сбору первичных данных от респондентов. Показатель «Количество выполненных заявок» означает, какое количество заявок должен выполнить отдел. Показатель «Время выполнения заявок» показывает время затраченное сотрудниками на выполнение заявок. Показатель «Минимальное количество ошибок» означает, что при выполнении заявок сотрудники должны допустить минимум ошибок. Показатель «Скорость закрытия вакансий» означает, что отдел должен как можно быстрее найти кандидата на должность. Показатель «Отсутствие штрафов» означает, что отдел при сдаче отчетов в проверяющие органы не должен допускать ошибок. Расчет системы KPI будет производиться в автоматизированной системе «Расчет премиальных выплат». В данной системе имеется один пользователь – бухгалтер. Все данные о выполненных работах поступают в электронном виде от начальников отделов и загружаются в систему. Далее пользователю необходимо произвести расчет в программе. После применения системы KPI можно отследить качество выполнения работ отделом.

База 35 дн. 500 р.

Факт 22 дн. 0 р.

Вес 0,6 0,4

Индекс KPI 86,6 % 100 % 91,96 %

Библиографические ссылки 1. Ключевые показатели эффективности: разработка системы KPI [Электронный ресурс]. URL: http://www.prognoz.ru/products/kpi (дата обращения: 04.09.2017). 2. Мотивация персонала на базе KPI [Электронный ресурс]. URL: http://hrdir.ru/motivaciya-personala-nabaze-kpi/ (дата обращения: 04.09.2017). 3. Управление федеральной службы государственной статистики по Красноярскому краю, Республике Хакасия и Республике Тыва. URL: http://krasstat. gks.ru/ (дата обращения: 05.09.2017). 4. KPI и мотивация персонала. [Электронный ресурс]. URL: http://chuprina.kz/wp-content/uploads/ 2014/01/Kniga_KPI_Klochkov.pdf (дата обращения: 05.09.2017). References 1. Key performance indicators: KPI system development. Available at: http://www.prognoz.ru/ products/kpi (accessed: 04.09.2017). 2. Motivation of personnel based on KPI. Available at: http://hrdir.ru/motivaciya-personala-na-baze-kpi/ (accessed: 04.09.2017). 3. Department of the Federal State Statistics Service for the Krasnoyarsk Territory, the Republic of Khakassia and the Republic of Tuva. Available at: http:// krasstat.gks.ru/ (accessed: 05.09.2017). 4. KPI and staff motivation. Available at: http:// chuprina.kz/wp-content/uploads/2014/01/Kniga_KPI_Klochkov.pdf (accessed: 05.09.2017).

579

© Сивухина А. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 331.1 ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОЦИАЛЬНОЙ ПОЛИТИКИ ПРЕДПРИЯТИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ Е. Л. Соколова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Кадровое обеспечение предприятий ракетно-космической отрасли во многом определяется эффективностью проводимой социальной политики. Представлены основные подходы к определению направлений социальной политики предприятия. Ключевые слова: предприятия ракетно-космической отрасли, кадровое обеспечение, кадровый потенциал, социальная политика. THE BASIC DIRECTIONS OF SOCIAL POLICY OF THE SPACE-ROCKET INDUSTRY ENTERPRISES E. L. Sokolova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] Effective social policy of an enterprise largely determines staffing companies in the rocket and space industry. The research demonstrates the main approaches to the formation of areas of social policy. Keywords: enterprises of rocket and space industry, staffing, human resources, social policy. Социальная политика сегодня является общепризнанным механизмом обеспечения предприятий ракетно-космической отрасли высококвалифицированными кадрами. Формирование социальной политики предполагает определение ее ключевых направлений. В современной науке и практике нет единого представления о направлениях социальной политики предприятия. Ряд специалистов выделяет внутреннюю социальную политику, ориентированную на персонал организации, и внешнюю, которая реализуется для местного сообщества в регионе функционирования компании или ее подразделений [1]. Традиционно, во внутренней социальной политике выделяют такие области деятельности как развитие персонала, повышение профессионально-квалификационного уровня работников; формирование корпоративной культуры; рекреация и оздоровление работников и членов их семей; привлечение и поддержка молодежи, в том числе и образовательные программы; спортивные программы; оказание материальной помощи; помощь ветеранам; реализация разнообразных детских программ. Политика, ориентированная на территорию присутствия организации может включать спонсорство и корпоративную благотворительность; содействие охране окружающей среды; взаимодействие с местным сообществом и местной властью и др. Также выделяют направления социальной политики предприятий по содержанию деятельности: социальное развитие, социальное партнерство и социаль-

ная ответственность бизнеса [2]. К деятельности по социальному развитию относят профессиональное образование, раскрытие инновационного потенциала на предприятии, нематериальную мотивацию работников, обеспечение жильем работников. В рамках социального партнерства определяют политику предприятия по оплате труда, материальные выплаты и компенсации, системы личного и медицинского страхования, негосударственное пенсионное обеспечение, санаторно-курортное обеспечение. Социальная ответственность бизнеса включает работу организации во внешней среде по сохранению национальнокультурной самобытности, поддержке культуры, помощи малочисленным народам региона, содействию социальным группам и общественным объединениям, социальную ответственность градообразующих предприятий, природоохранную деятельность и экологическую безопасность. Направления социальной политики можно выделять по виду воспроизводимого человеческого потенциала – потенциала человека как труженика, потребителя, субъекта свободного времени либо жителя территории [3]. Содержание деятельности по воспроизводству потенциала человека как труженика включает определение условий оплаты и охраны труда, социального партнерства, производственного обучения, планирования карьеры. Воспроизводство потенциала человека как потребителя требует от организации предоставления набора гарантий, льгот, компенсаций в соответствии

580

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

с коллективным договором, индексации номинальной заработной платы, доступности базовых социальных благ и услуг (здравоохранение, образование, жилье). Работая с потенциалом человека как субъекта свободного времени необходимо предусмотреть расходы на культурно-массовую, физкультуру и спорт, активный отдых и туризм. Развитие потенциала человека как жителя территории предполагает поддержание и развитие социальной инфраструктуры, охрану окружающей среды, поддержку жизнедеятельности малых коренных народов. Ряд руководителей и специалистов предприятий ОПК, раскрывая содержание мероприятий социальной политики, обозначают в качестве приоритетных мероприятия, ориентированные на персонал организации, социальное развитие и социальное партнерство, воспроизводство потенциала человека как труженика. Так, кадровая и социальная политика АО «Концерн ВКО «Алмаз-Антей», содержит мероприятия по привлечению и закреплению молодых квалифицированных специалистов и высококвалифицированных специалистов, в том числе назначение ежегодных стипендий специалистам, занятым разработкой новой техники и внедрением передовых технологий, по поддержке в реализации права на получение образования, предоставлению займов на приобретение жилья, дополнительного пакета корпоративных социальных льгот и гарантий для наиболее востребованных работников. [4]. В АО «Корпорация Тактическое ракетное вооружение» реализация поддержки молодым специалистам предусматривает единовременное пособие и адаптационные надбавки [5]. В АО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева» в рамках социальной политики предусмотрено решение такого сложного вопроса, как обеспечение жильем молодых специалистов и студентов, приезжающих на практику [6]. Социальная политика таких высокотехнологичных организаций, как предприятия РКО может включать мероприятия в разных направлениях, предполагать использование разнообразных механизмов и инструментов, но для обеспечения эффективности необходимо, чтобы она поддерживала приоритетную цель – привлечение высококвалифицированных специалистов и создание условий для развития и реализации их трудового потенциала.

Библиографические ссылки 1. Погосян М. С. Социальные программы в социальной политике организаций // Социальнополитические науки. 2011. № 1. С. 130–133. 2. Каримов А. Б. Корпоративная социальная политика и ее роль в воспроизводстве трудового потенциала : автореф. дис. … канд. экон. наук. М., 2009. 3. Бобров Д. В. Корпоративная социальная политика: содержание, основные направления, факторы эффективности [Электронный ресурс] // Науковедение. 2013. № 2. URL: https://naukovedenie.ru/PDF/48evn 213.pdf (дата обращения: 01.09.2017). 4. Кадровая и социальная политика [Электронный ресурс]. URL: http://www.almaz-antey.ru/355/ (дата обращения: 01.09.2017). 5. Обносов Б. В. О путях решения социальных вопросов на предприятиях ОПК [Электронный ресурс] // Крылья Родины. 2013. № 3. URL: http://www.ktrv.ru/ files.images/krilya_rodini_3-2013.pdf (дата обращения: 01.09.2017). 6. Дегтярь В. «Оборонке» требуются инженеры [Электронный ресурс]. URL: http://vpk-news.ru/ articles/12854 (дата обращения: 01.09.2017). References 1. Pogosyan M. S. [Social programs and social policy in organizations] // Sotsial'no-politicheskie nauki. 2011. № 1. (In Russ.) 2. Karimov A. B. Korporativnaya sotsial’naya politika i ee rol’ v vosproizvodstve trudovogo potentsiala. [Corporate social policy and its role in the reproduction of the labor potential. Сand. econ. sci. diss.] M., 2009. (In Russ.) 3. Bobrov D. V. [Corporate social policy: content, main directions and factors of effectiveness] // Naukovedenie. 2013. № 2 Available at: https://naukovedenie.ru/ PDF/48evn213.pdf (accessed: 01.09.2017). (In Russ.) 4. Kadrovaya i sotsial’naya politika [Human resources and social policy]. Available at: http:// www.almazantey.ru/355/ (accessed: 01.09.2017). (In Russ.) 5. Obnosov B. V. [About ways of solving social issues in the defense enterprises] // Kryl'ya Rodiny. 2013. № 3. Available at: http://www.ktrv.ru/ files.images/krilya_ rodini_3-2013.pdf (accessed: 01.09.2017). (In Russ.) 6. Degtyar’ V. “Oboronke” trebuyutsya inzhenery [The defense industry requires engineers]. Available at: http://vpk-news.ru/articles/12854 (accessed: 01.09.2017). (In Russ.) © Соколова Е. Л., 2017

581

Решетневские чтения. 2017

УДК 377.5 ПРИНЦИПЫ ДУАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ РАБОЧИХ КАДРОВ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ К. В. Энс Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Раскрыта проблема подготовки кадров и её актуальность в настоящее время на примере стратегически значимого предприятия национального уровня «Роскосмос»; рассмотрены формы подготовки рабочих кадров. Ключевые слова: обучение персонала, дуальное обучение, принципы дуальной подготовки, высококвалифицированный персонал, механизм взаимодействия государства и работодателей. THE PRINCIPLES OF DUAL TRAINING OF PERSONNEL ON RAILWAY TRANSPORT K. V. Ens Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article reveales the problem of training and its relevance to the present life based on the example of strategically significant national-level enterprises Roskosmos; it considers forms of training. Keywords: tutoring of personnel, dual tutoring, principles of dual preparation, highly skilled personnel, mechanism of interaction of the state and employers. Рыночные условия предъявляют высокие требования к процессу обучения не только руководителей, но и непосредственно рабочих кадров. Одной из методик обучения персонала, применяемой на российских предприятиях, выступает дуальное обучение. Так, в 2016 году госкорпорация «Роскосмос» в рамках Пермского инженерно-промышленного форума открыла центр дуального образования на загородной площадке предприятия «Протон-ПМ «Протон-ПМ». Проект является якорным в инновационном территориальном кластере ракетного двигателестроения «Технополис «Новый Звездный», который за последние несколько лет стал интегратором практикоориентированной модели подготовки кадров, позволяющей готовить специалистов, ориентированных на промышленность, а также обладающих необходимыми навыками и компетенциями для работы на предприятиях кластера. Этот центр является связующим звеном между техникумом и окончательным производством, здесь студенты приобретают реальные навыки и проводят 50 % учебного времени. В рамках реализации проекта «Развитие инновационного территориального кластера «Технополис «Новый Звездный» краевые власти привлекли свыше 20 млн рублей из федерального бюджета на приобретение самого современного оборудования для Центра дуального образования. Дуальное обучение представляет собой профессиональное обучение, теоретическая часть которого проходит на базе профессиональной образовательной организации (порядка 30–40 % учебного времени),

практическая же часть подготовки происходит непосредственно на рабочем месте и составляет 60–70 % учебного времени. Суть концепции дуального обучения заключается в усилении практической направленности при подготовке кадров через синтезирование учебного и производственного процессов [1–2]. Дуальная подготовка рассматривается в качестве педагогической альтернативы и успешно адаптирована к условиям рыночной экономики различных стран, в частности, и России. Дуальность предполагает построение согласованного взаимодействия образовательной и производственной сфер в рамках различных форм обучения. Данное взаимодействие лежит на базе трех методологических оснований: – онтологическом (компетентностный подход); – аксиологическом (паритетность производственных и образовательных целей и ценностей); – технологическом (организация производственной и образовательной деятельности) [3]. ОАО «РЖД» является большим холдингом, в котором присутствуют разнообразие профессий, по своим целям и ценностям относительно экономике страны и ее развития в целом, компания нисколько не уступает такой гокорпорации, как «Роскосмос». ОАО «РЖД» со всем вниманием подходит к укомплектованности штата высококвалифицированными кадрами, ведет активную молодежную политику, которая дает уверенности персоналу в завтрашнем дне. Но необходимо понимать, что, вкладывая в молодой персонал, должны получать отдачу, выраженную в высококлассных знаниях, умениях и навыках.

582

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

Опыт госкорпорации «Роскосмос» показывает, что дуальное образование рабочих кадров это один из самых эффективных вложений в молодых специалистов, которые будут являться движением к развитию. К целям внедрения дуальной подготовки для рабочих кадров железнодорожного транспорта относится: – совершенствование подготовки рабочего персонала с учетом потребностей экономики в квалифицированных кадрах; – разработка профессиональных стандартов по актуальным профессиям; – разработка и последующая модернизация образовательных программ согласно требованиям профессиональных стандартов; – разработка механизма независимой оценки квалификации рабочих кадров [4]. Принципами дуальной подготовки рабочих кадров на железнодорожном транспорте на примере ОАО «РЖД» выступают: – практикоориентированность (обеспечение профессионального опыта обучающихся при погружении в их профессиональную среду в процессе обучения, профессионально-ориентированные технологии обучения, направленные на формирование необходимых в профессиональной деятельности умений, знаний, навыков, качеств); – комплексность (обеспечение единой образовательно-производственной среды); – интегративность (межпредметные связи, основанные на модульных образовательных программа с целью формирования необходимой квалификации); – универсальность (единство теоретического и практического аспектов подготовки); – гибкость и вариативность содержания и технологий образовательного процесса; – партнерство (реализация обучения кадров для предприятия на базе равноправного партнерства [5]. Таким образом, в статье раскрыта тема специфики дуальной подготовки рабочих кадров железнодорожного транспорта на примере ОАО «РЖД» в сравнении с опытом внедрения дуальной подготовки кадров госкорпорации «Роскосмос» и, главным образом, принципы и цели данного вида профессионального обучения персонала. Доказана актуальность проблемы образования молодых специалистов не только на предприятиях железнодорожного транспорта, но также

ракетно-космических и машиностроительных предприятий. Библиографические ссылки 1. Терещенкова Е. В. Дуальная система образования как основа подготовки специалистов // Концепт. 2014. № 4. С. 1–6. 2. Землянский В. В. Дуальная система подготовки как форм интеграции профессионального образования и производства // Интеграция образования. 2010. № 3. С. 9–14. 3. Наумов А. И., Мраморнова О. В. Проблемы профессионального обучения на железнодорожном транспорте // Известия Саратовского университета. 2015. № 3. С. 270–276. 4. Дуальная модель обучения как основа механизма взаимодействия образовательных учреждений и предприятий // Заочные электронные конференции. URL: http://econf.rae.ru/pdf/2014/09/3687.pdf (дата обращения: 07.10.2017). 5. Анисимов П. Ф. О состоянии и перспективах среднего технического образования // СПО. 2016. С. 2–7. References 1. Tereshhenkova E. V. Dual'naja sistema obrazovanija kak osnova podgotovki specialistov // Koncept. 2014. № 4. P. 1–6. 2. Zemljanskij V. V. Dual'naja sistema podgotovki kak form integracii professional'nogo obrazovanija i proizvodstva // Integracija obrazovanija. 2010. № 3. P. 9–14. 3. Naumov A. I., Mramornova O. V. Problemy professional'nogo obuchenija na zheleznodorozhnom transporte // Izvestija Saratovskogo universiteta. 2015. № 3. P. 270–276. 4. The Dual training model as the basis of the mechanism of interaction between educational institutions and enterprises // Part-time e-conferences. Available at: http://econf.rae.ru/pdf/2014/09/3687.pdf. 5. Anisimov P. F. On the status and prospects of technical secondary education // SPO. 2016. P. 2–7.

583

© Энс К. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 377.5 НОВЫЕ ФОРМЫ ПОДГОТОВКИ РАБОЧИХ КАДРОВ ДЛЯ СТРАТЕГИЧЕСКИХ ОТРАСЛЕЙ ЭКОНОМИКИ К. В. Энс, И. В. Бешлиу Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Раскрыта проблема подготовки кадров и её актуальность в настоящее время на примере ракетнокосмической отрасли в сравнении с развитием рабочих кадров в железнодорожной отрасли; рассмотрены формы подготовки рабочих кадров. Ключевые слова: подготовка кадров, кадровый потенциал, непрерывное образование, дуальное образование, высококвалифицированный персонал. NEW FORMS OF TRAINING FOR STRATEGIC SECTORS OF THE ECONOMY K. V. Enns, I. V. Beshliu Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article reveals the problem of training and its relevance at present time based on the example of rocket and space industry in comparison with the development of the workforce in the railway industry; and the article considers the training of personnel. Keywords: training, human resources, continuing education, dual education, highly qualified staff. В современных условиях вопросы подготовки кадров приобретают все более возрастающее значение. Главным образом предприятиям необходимо сформировать собственную систему подготовки, переподготовки и повышения квалификации кадров, гарантирующую эффективность работы и конкурентоспособное положение предприятия на рынке [1]. АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» приняли участие в программе «Подготовка рабочих кадров, соответствующих требованиям высокотехнологичных отраслей промышленности Красноярского края, на основе дуального образования в области машиностроения». Организация получила огромный опыт в организации учебного процесса совместно с Сибирским федеральным университетом, Сибирским государственным университетом науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева и пятью профессиональными образовательными организациями Красноярска, Сосновоборска и Железногорска. Особое внимание должно уделяться именно кадровому потенциалу, выступающему в роли основного ресурса предприятия, и его непосредственному формированию. К примеру, эффективность функционирования ОАО «РЖД», представляющего собой российское вертикально интегрированное предприятие и важнейшего оператора российской сети железных дорог, напрямую зависит не столько от производительности оборудования, сколько от производительности сотрудников. Основная задача предприятия

сводится к тому, чтобы сформировать уникальный кадровый состав, опережающий конкурирующие компании по профессиональному и творческому потенциалу, что в долгосрочной перспективе позволит не только преодолевать возникающие трудности, но и повышать доходность предприятия [2]. Численность работников ОАО «РЖД» составляет более 1 млн человек и немаловажным аспектом подготовки рабочих кадров ОАО «РЖД» выступает тот факт, что в 2009 году Советом директоров ОАО «РЖД» была утверждена Концепция системы дополнительного корпоративного образования – Корпоративный университет ОАО «РЖД». По итогам 2009 года по рабочим профессиям было обучено 60 тыс. человек, 157 тыс. рабочих повысили квалификацию, в том числе 25 тыс. человек повысили квалификационный разряд. Также в 2009 году начал свою работу Координационно-методический совет по вопросам подготовки рабочих кадров, произведено внедрение дистанционного обучения и тестового контроля знаний учащихся технических школ и учебных центров. На базе дорожных технических школ и учебных центров созданы 15 учебных центров профессиональных квалификаций железных дорог, имеющих в своем составе 62 подразделения. С целью повышения престижности для молодежи железнодорожных профессий ОАО «РЖД» введена система грантов и стипендий. В частности, в 2013 году расходы по данному направлению составили порядка 245 млн руб. Благо-

584

Экономика труда и управление человеческими ресурсами на предприятиях ракетно-космической отрасли

даря внедрению системы непрерывного образования удалось выстроить единую образовательную вертикаль на всех сетях дорог, что позволило эффективно решить задачи по организации полного цикла обучения [3]. Отличительной особенностью российской системы подготовки рабочих кадров выступает согласованность действий федеральных органов исполнительной власти и институтов развития. Так, в сфере подготовки рабочих кадров возрастает роль деятельности Агентства стратегических инициатив по продвижению новых проектов (АСИ), действующая в 11 августа 2011 года. Данная организация представляет собой некоммерческую организацию, созданную Правительством Российской Федерации для реализации мер в экономической и социальной сферах, в частности, для развития профессиональных кадров, продвижению приоритетных проектов, улучшению предпринимательской среды России. В сфере подготовки кадров непосредственно поддерживает проекты в области кадрового обеспечения, взаимодействия работодателей и образовательных учреждений. С 2014 года АСИ реализует инициативу «Кадровое обеспечение промышленного роста», представляющую собой комплекс мер для обеспечения промышленности России рабочими и инженерами нового поколения в горизонте до 2020 года и включающей в себя как международный уровень (интеграция России в движения WorldSkills, движение Global Education Futures, диалог и обмен опытов на международных площадках), так и реализацию на федеральном и региональном уровне (движение WorldSkills Russia, дуальное образование, лидерские проекты) [4]. В рамках реализации проекта «Дуальное образование», осуществляемого АСИ с 2017 года, по данной модели обучение студентов началось по образовательным программам, разработанным с учетом требований работодателей. Одними из первых данный проект был внедрен в практику ОАО «РЖД». В 2013–2014 гг. было разработано 34 профессиональных стандарта по профессии, специфичным для железнодорожного транспорта. Среди ключевых аспектов стратегии ОАО «РЖД» в части обучение и подготовки кадров выделяются: – все структуры предприятия работают в едином технологическом поле, имеют единую базу; – создание системы единых корпоративных требований (ЕКТ), предусматривающей четко структурированные и формализованные требования к сотрудникам холдинга; – формирование среды и условий для развития кадрового потенциала [5]. Все перечисленные подходы поддерживаются ОАО «РЖД», активно взаимодействующим с ведущими российскими бизнес-школами, академическими университетами и консалтинговыми агентствами. Таким образом, в статье раскрыта проблема подготовки рабочих кадров на примере ОАО «РЖД» и формы подготовки кадров, реализуемые на предприятии. Была отмечена значимость взаимодействия

крупных корпораций с образовательными учреждениями, которые готовят кадровые ресурсы под определенное предприятие и под конкретные требования работодателей. А для достижения безупречного результата и при подготовке высококлассных специалистов, дуальная система образования показала себя наиболее эффективной, этот факт доказывает опыт предприятий, специализирующихся в разных сферах деятельности. Библиографические ссылки 1. Жигунова А. В. Проблемы формирования кадрового потенциала ОАО «РЖД // Проблемный анализ и государственно-управленческое проектирование. 2011. С. 45–51. 2. Санкова Л. В., Горнастаева Н. В. Исследование проблем конкурентноспособности работников в экономике знаний: инновации и традиции // Инновационная деятельность. 2014. № 3. C. 46–55. 3. ОАО «Российские железные дороги»: [Электронный ресурс]. URL: http://www.rzd.ru (дата обращения: 24.08.2017). 4. Адольф В. А., Лукьяненко М. В., Чурляева Н. П. Количественная оценка компетентности выпускников интегрированной системы обучения и возможности ее повышения // Педагогическое образование и наука. 2011. № 11. С. 22–30. 5. Адольф В. А., Степанова И. Ю. Проектирование образовательного процесса профессионального становления специалиста на основе компетентностного подхода // Высшее образование в России. 2008. № 3. С. 158–161. References 1. Sankova L. V., Gornastaeva N. V. Issledovanie problem konkurentnosposobnosti rabotnikov v ekonomike znanii: innovatsii i traditsii [Study of the problems of competitiveness of workers in the knowledge economy: innovation and tradition] // Innovatsionnaia deiatel’nost’ [Innovation activity]. 2014. P. 46–55. 2. JSC “Russian Railways” (JSC “Russian Railways”. Site). Available at: http://www.rzd.ru (accessed: 24.08.2017). 3. Zhigunova A. V. Problemy formirovaniia kadrovogo potentsiala JSC “RZhD” [Problems of human resource capacity of JSC “Russian Railways”]. Problemnyi analiz i gosudarstvenno-upravlencheskoe proektirovanie [Problem analysis and public management design]. 2011. № 3. P. 45–51. 4. Adolf V. A., Lukyanenko M. V., Churlyaeva N. P. Quantitative assessment of the competence of graduates of an integrated training system and possibilities of its improvement // Pedagogical education and science in 2011. № 11. Р. 22–30. 5. Adolf V. A., Stepanov I. Yu. Designing of educational process of professional formation of a specialist on the basis of competence approach // Higher education in Russia. 2008. № 3. P. 158–161.

585

© Энс К. В., Бешлиу И. В.,2017

Секция

«ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ, ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СОБСТВЕННОСТЬ И МЕЖДУНАРОДНАЯ КООПЕРАЦИЯ В АЭРОКОСМИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ»

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 334.752, 339.944 КОНКУРЕНТНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА МЕЖДУНАРОДНЫХ СТРАТЕГИЧЕСКИХ АЛЬЯНСОВ В ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ А. А. Адаменко Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Представлено исследование международных стратегических альянсов в высокотехнологичных отраслях. Отображена значимость международного сотрудничества в обеспечении конкурентных преимуществ в наукоемких отраслях. Проанализированы партнерские соглашения в различных областях. Сделан вывод о необходимости интеграции предприятий. Ключевые слова: стратегический альянс, высокотехнологичная отрасль, сотрудничество, конкурентоспособность, НИОКР. COMPETITIVE ADVANTAGES OF INTERNATIONAL STRATEGIC ALLIANCES IN HIGH-TECH INDUSTRIES A. A. Adamenko Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper presents a study of international strategic alliances in high-tech industries. It shows the importance of international cooperation in ensuring competitive advantage in knowledge-intensive industries. The article analyzes partnership agreements in various fields. The paper contains conclusion about the necessity of integration enterprises. Keywords: strategic alliance, high-tech industry, cooperation, competitiveness, research and development. На сегодняшний момент происходят кардинальные изменения в мировой хозяйственной системе, давно устоявшиеся методы и принципы управления сменяются новыми экономическими парадигмами, происходит снижение объемов промышленного производства. Резкие манипуляции на финансовых рынках сопровождаются сокращением финансирования высокотехнологических отраслей, что в свою очередь неблагоприятно сказывается на научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработках, потери конкурентных преимуществ промышленными предприятиями, а также способности компаний конкурировать на мировом рынке. В данной ситуации огромное значение приобретает вопрос о международных стратегических альянсах, как инструмента конкурентной борьбы в высокотехнологических отраслях. Все эти проблемы обусловили актуальность данной работы. Под высокотехнологической отраслью понимается промышленное производство, в большей степени занимающееся не просто изготовлением и выпуском продукции, а опытно-конструкторскими работами, теоретическими исследованиями, моделированием, на которые приходится более 60 % всех затрат. Следует отметить, что наукоемкие производства являются неотъемлемой частью эффективной экономики, способной конкурировать на международной арене.

Международный стратегический альянс представляет собой определенные функциональные соглашения по сотрудничеству в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах, а также производственной деятельности двух и более самостоятельных организаций с целью создания или модернизации продукта [1]. В высокотехнологических секторах экономики главным инструментом в конкурентной борьбе выступают способности компании к эффективному взаимодействию, то есть созданию международных стратегических альянсов. Как показывает мировой опыт, высокотехнологичным субъектам экономики в рамках объединенных предприятий легче выйти на внешний рынок, а также значительно облегчается доступ к необходимым общественным благам и ресурсам, которые в свою очередь способствовали бы поднятию имиджа и конкурентоспособности предприятия на внутреннем рынке, так как продукт является уникальным. Также стоит отметить, что довольно высокая степень присутствия международных стратегических альянсов отмечается в производстве программных продуктов, фармацевтике, машиностроении, аэрокосмической промышленности и авиастроении. Образование альянсов именно в этих отраслях высоких технологий обуславливается тем, что сотрудничество помогает компаниям нивелировать высокие издержки по входу на рынок, высо-

587

Решетневские чтения. 2017

кие тарифные и нетарифные барьеры, технологические и операционные риски, а также получить конкурентные преимущества на международном рынке [2]. Одним из конкурентных преимуществ международных стратегических альянсов является обмен знаниями, возможность создания или улучшения технологии производства, синергия ресурсов, направленных на разработку принципиально нового продукта [3]. Данное преимущество способствует выявлению необходимой информации из всего многообразия знаний; получению доступа к специфическим ресурсам; созданию условий для эффективного технологического производства; возможность преимущества эффекта масштаба, а также снижению косвенных и трансакционных издержек посредством интеграции двух независимых инфраструктур. Другим конкурентным преимуществом международных стратегических альянсов выступает их роль проводника и новатора высоких технологий в отраслевом производстве. Будучи единственными распространителями высокотехнологичных продуктов, не имеющих аналогов, тем самым данный альянс получает превосходство над остальными компаниями этой отрасли [4]. Разработка нового продукта международным стратегическим альянсом ведет к потребностям по обслуживанию или оказанию услуг в эксплуатации данного изделия. Тем самым это приводит к появлению множества компаний в сфере услуг (консалтинг, инжиниринг, реинжиниринг и научно-исследовательские работы). С ростом числа компаний увеличивается наукоемкость сферы услуг и косвенных отраслей, таким образом, возникает рост в потребности малого и среднего бизнеса. Следует отметить, что часто компании-партнеры стратегического альянса преследуют разные цели от данного сотрудничества, вследствие чего участники оказываются в не выгодном положении, теряя свои конкурентные преимущества. Более того, такое совместное предприятие требует долгого решения вопросов, из-за чего может затянуться производственный процесс, либо завершиться невыгодным для одной из сторон компромиссом [5]. Также стоит обратить внимание, что перед международным стратегическим альянсом стоят задачи по преодолению таких барьеров, как: политические (различные политические режимы, разные законодательства, санкции); экономические (система налогообложения); языковые, культурные (этикет, различные системы взглядов на мир); идеологические (вероисповедание). Результатом нерациональных управленческих решений фирмы-партнера может являться нанесение ущерба имиджу стратегического альянса, потери важной информации и технологий производства, а также проблема оценки эффективности данного предприятия и анализа его рентабельности. Примером эффективного международного стратегического альянса в высокотехнологичном секторе является сотрудничество между компанией «Google» и «Sony» в мае 2010 года. Целью данного соглашения было установка на все смартфоны от «Sony» про-

граммного обеспечения Android от «Google». В рамках данного альянса проводились совместные исследования и разработки по адаптации ПО в мобильных устройствах «Sony». Ярким примером успешного стратегического альянса выступает Европейская организация по ядерным исследованиям «ЦЕРН», которой присвоен один из уникальнейших проектов – «Большой адронный коллайдер». Данное изобретение внесло огромный вклад в развитие ядерной физики. В целом, конкурентные преимущества международных стратегических альянсов в высокотехнологичных отраслях превышают риски и недостатки, если придерживаться изначальных договоренностей и согласованно принимать эффективные управленческие решения. В таком случае данное партнерство будет приобретать положительный синергетический эффект. Таким образом, международный стратегический альянс позволяет создавать такой продукт, который будет обладать высокой жизнеспособностью и конкурентоспособность, что особо актуально в наукоемких отраслях. Библиографические ссылки 1. Маннапов А. Г. Система управления инновационной деятельностью в организации // Проблемы теории и практики управления. 2013. № 6. С. 98–104. 2. Сумина Е. В., Зябликов Д. В. Innovative regional development: needs of diversified economic growth of siberia under the conditions of reindustrialization // Вестник СибГАУ. 2015. Т. 16, № 2. С. 515–523. 3. Фаер М. Е., Сумина Е. В. Стратегически альянс как форма международной корпоративной интеграции // Вестник СибГАУ. 2015. Т. 2, № 19. С. 446–448. 4. Porter M. E. Competition in Global industries, Harvard Business School Press, 1986. P. 581. 5. Harvard Business Review. Идеи, которые работают // Стратегические альянсы. М. : Альпина Бизнес Букс, 2008. С. 244. References 1. Mannapov A. G. Sistema upravleniya innovatsionnoy deyatel’nost’yu v organizatsii. [the System of management of innovative activity in organizations] // Problemy teorii i praktiki upravleniya. 2013. № 6. P. 98– 104/ (In Russ.) 2. Sumina E. V., Zyablikov D. V. [Innovative regional development: needs of diversified economic growth of siberia under the conditions of reindustrialization] // Vestnik SibSAU. 2015. Vol 16, № 2. P. 515–523/ (In Russ.) 3. Faer M. E., Sumina E. V. [Strategic alliance as a form of international corporate integration] // Vestnik SibSAU. 2015. Vol 2, № 19. P. 446–448/ (In Russ.) 4. Porter M. E. Competition in Global industries. Harvard Business School Press. 1986. P. 581. 5. Harvard Business Review. [Ideas that work. Strategic alliances]. Idei, kotorye rabotayut. Strategicheskie al’yansy. 2008. P. 244. (In Russ.)

588

© Адаменко А. А., 2017

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 005.342 ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ГОСУДАРСТВЕННОМ УПРАВЛЕНИИ К. С. Акинфиев, Г. А. Абрамчик Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрены основные проблемы государственного управления. Предложены направления по усовершенствованию структур органов власти с использованием инновационных методов управления для упрощения космических исследований. Ключевые слова: инновации, государственное управление, органы исполнительной власти, реформирование. INNOVATIVE TECHNOLOGIES IN PUBLIC ADMINISTRATION C. S. Ackinfiev, G. A. Abramchik Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article examines the main problems of public administration. It proposes directions to improve a structure of state bodies using innovative management methods to simplify space research. Keywords: innovations, public administration, executive authorities, reforming. Как показывает практика в плане реформирования органов государственной власти и государственного управления, для оптимизации и достижения максимальной эффективности управленческих структур, в настоящее время порой бывает недостаточно обеспечения сбалансированных бюрократических механизмов администрирования, что тормозит развитие многих отраслей экономики государства, таких как лесная промышленность, развитие информационных технологий, ракетостроение, развитие инфраструктуры. Под инновацией, что в переводе с английского означает «нововведение» понимается создание, организация, расширение и внедрение какого-либо новшества, ранее не испытанного для удовлетворения потребностей как человека, так и всего общества в целом. Сущность данного новшества должна заключать деятельность, направленную на поиск и достижение новых результатов и достижений. В плане ликвидации однообразных, малоэффективных условий труда, структур в сфере менеджмента, а также форм жизнедеятельности [5]. Инновационная методика по большей части направлена на координацию органов в интересах общества, а также учет мнения различных групп населения, которые являются потребителями услуг. На основе данных выводов, можно определить приоритетные направления инновационного развития в федеральном управлении [1]. Управление по результатам. Низкая функциональность централизованного аппарата является одной из главных задач, которую предстоит решить, поскольку она препятствует необходимому проведению социальных и экономических преобразований в стране.

Для повышения функциональности исполнительной власти рекомендуется провести следующие мероприятия: – создание и внедрение комбинированной системы планирования и проектного распределения важнейших задач и получение результатов жизнедеятельности, конкурентного распределения имеющихся ресурсов между отделами и подразделениями. – разработка основных показателей, для отражения эффективности исполнительных учреждений; – применение новейших технологий в области управления и процессов, посредством установления за каждой конкретной целью определенного исполнителя; – разработку и внедрение управленческого учета, главной целью которого является распределение ресурсов в соответствии с поставленными перед ними задачами, а также контроль за их достижением [3]. Установление стандартов. Недостаток необходимых стандартов качества и классификаций, низкий уровень доступности услуг в Российской Федерации не позволяет максимально эффективно конкретизировать обязанности структурного подразделения перед обществом [2]. Важнейшими задачами на пути решения данной проблемы являются разработка и внедрение новых стандартов и норм оказываемых услуг, а также модернизация имеющихся способов обжалования решений представителей власти и их должностных лиц. Перераспределение функций, призванных обеспечить снижение коррупции. Наличие у органов большого числа избыточных функций и методы их реализации являются бесполезными и значительно тормо-

589

Решетневские чтения. 2017

зят развитие предпринимательства и малого бизнеса, подрывают доверие частных предпринимателей к существующей системе в стране. Главными задачами данной реформы являются координация функций служебных подразделений, в том числе, связанных с контролем и надзором, позволяющих снизить уровень коррупции, что позволит увеличит приток средств, выделяемые из бюджета в наиболее приоритетные области развития, в том числе в области ракетостроения и исследования космического пространства [4]. Проведение указанных мероприятий планируется обеспечить за счет: – развития статистических служб и системы статистики, посредством проведения социальных обследований различных потребителей предоставляемых услуг; – использование на практике новых классификаций и группировок, характерных для Российской Федерации, в соответствии с международными аналогами, которые позволят повысить прозрачность предоставляемой информации и уровень открытости органов власти. Библиографические ссылки 1. Инновационный менеджмент : метод. указания к самостоят. работе и практ. занятиям / сост. Н. И. Задисенская, 2000. 32 с.

2. История государственного управления в России : учебник / Ф. О. Айсина [и др.] ; под ред. А. Н. Марковой, Ю. К. Федулова, 2015. 319 с. 3. Курченко Л. Ф. Бюджетная система Российской Федерации: субфедеральный и местный уровни : учеб. пособие. 2016. 250 с. 4. Государственное управление [Электронный ресурс]. URL: http://www.be5.biz/upravlenie/gosudarstvennoe_upravlenie.html (дата обращения: 21.09.2017). 5. Цабрия Д. Д. Система управления: к новому облику : гос.-правовые аспекты. 1990. 271 с. References 1. Innovacionnyj menedzhment : metod. ukazanija k samostojat. rabote i prakt. zanjatijam / sost. N. I. Zadisenskaja, 2000. 32 р. 2. Istorija gosudarstvennogo upravlenija v Rossii : uchebnik / F. O. Ajsina [et al.] ; pod red. A. N. Markovoj, Ju. K. Fedulova, 2015. 319 р. 3. Kurchenko L. F. Bjudzhetnaja sistema Rossijskoj Federacii: subfederal'nyj i mestnyj urovni : uchebnoe posobie. 2016. 250, 4. Gosudarstvennoe upravlenie [Jelektronnyj resurs]. Available at: http://www.be5.biz/upravlenie/gosudarstvennoe_upravlenie.html (accessed: 21.09.2017). 5. Cabrija D. D. Sistema upravlenija: k novomu obliku : (Gos.-pravovye aspekty). 1990. 271 р.

590

© Акинфиев К. С., Абрамчик Г. А., 2017

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 338.2 ПРОБЛЕМЫ СОТРУДНИЧЕСТВА ИННОВАЦИОННОГО ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА И ВУЗОВСКОЙ НАУКИ В. Г. Акулич*, Е. А. Краус Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Эффективность ракетно-космической промышленности может быть существенно увеличена за счет создания в отрасли системы поддержки инновационной деятельности, в том числе и за счет непосредственного сотрудничества с вузовской наукой. Ключевые слова: инновационная деятельность, вуз, коммерциализация, проект, научно-техническая деятельность, сотрудничество, предпринимательство. THE PROBLEMS OF COOPERATION OF INNOVATIVE ENTREPRENEURSHIP AND HIGH SCHOOL SCIENCE V. G. Akulich*, E. A. Kraus Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The efficiency of the aerospace industry can be significantly increased through the creation of industry-support system for innovative activities, including through direct cooperation with high school science. Keywords: innovation activity, the University, commercialization, project, scientific and technical activities, cooperation, entrepreneurship Проблема поддержки инновационной деятельности ракетно-космической промышленности в тесном сотрудничестве с прикладной наукой, представленной специализированными высшими учебными заведениями страны, на сегодняшний день становится актуальной. Эффективность внедрения и совершенствования новых технологий в космической отрасли, подготовка для нее высококвалифицированных специалистов – все это во многом зависит от условий взаимодействия вузов и ракетно-космической промышленности. Обеспечение полномасштабного взаимодействия вузов и предприятий ракетно-космической отрасли – вот путь, по которому должна развиваться инновационная деятельность данной отрасли. В свою очередь это вплотную отразится на качестве подготовки специалистов в вузе, так как инженерное и экономическое образование в настоящее время требует проведения большинства практических занятий на базе предприятий [1]. Огромная роль в разработке инноваций для предпринимательства принадлежит во всем мире вузовской науки. Но в настоящее время вузы и научные институты оказывают очень слабую поддержку инновационным компаниям и коммерциализации НИОКР по следующим причинам: 1. Политика коммерциализации результатов инновационной деятельности в научно-образовательных учреждениях все еще находится на ранних этапах раз-

вития. Не сформированы каналы взаимодействия и обмена информацией между учеными, инновационными предприятиями, элементами инновационной инфраструктуры, руководством вузов и НИИ, а также потенциальными клиентами. Система управления в вузах и НИИ не направлена на стимулирование работ по коммерциализации результатов научных исследований, а вузы не в полной мере используют ресурсы поддержки работ по коммерциализации. Поскольку ракетно-космическая промышленность представлена в виде федеральных государственных унитарных предприятий (ФГУП); акционерных обществ с преимущественным участием государства (51 % акций государства и более) и акционерных обществ с ограниченным участием государства (менее 51 % акций государства и без государственного участия), имеется в виду сотрудничество вузов с предприятиями всех административно-правовых форм собственности. 2. Отсутствие поддержки инновационных компаний со стороны вузов и НИИ в части оборудования, исследовательской деятельности и «мягкой» поддержки. Малые инновационные предприятия работают в основном самостоятельно. Не существует системы помощи таким компаниям в вопросах интеграции ресурсов, сотрудничества, обеспечения доступа к масштабным контрактам и крупным проектам. Вузы и научно-исследовательские институты неактивны в проработке инновационных проектов, и не оказы-

591

Решетневские чтения. 2017

вают должной поддержки изобретателям/предпринимателям на прединкубационном этапе. Научные подразделения пытаются самостоятельно проводить работу по коммерциализации объектов ИС. Инфраструктура поддержки инноваций в университетах и институтах не имеет достаточного влияния и ресурсов, а также должным образом подготовленного персонала для эффективной коммерциализации (не говоря уже о постоянном языковом барьере при коммуникациях на международном уровне). Фактически инновационная инфраструктура существует часто формально, в условиях отсутствия необходимых человеческих и иных ресурсов. В вузах и НИИ эта инфраструктура занимается, в основном, административными функциями и не имеет коммерческой ориентации. Этой инфраструктуре недостает политической и финансовой поддержки как на внутреннем (организационный), так и на внешнем (региональный) уровнях. Поддержка, оказываемая научному сообществу и инновационным компаниям в части коммерциализации результатов их деятельности, является ограниченной и не направлена на создание дополнительной экономической стоимости [2]. 3. В научно-исследовательских организациях, особенно в НИИ, отсутствует централизованная политика по отбору и продвижению наиболее перспективных проектов. Не используются возможности участников инновационной системы по реагированию на комплексные и многосторонние потребности рынка. В результате, коммерциализация приносит очень низкий доход (лицензионные соглашения и стартапы), что, в свою очередь, не способствует выводу вопросов коммерциализации в статус приоритетных. 4. Промышленные предприятия не мотивированы сотрудничать с местным научным сообществом. Для того, чтобы начать переговоры, предприятия обычно хотят видеть некий прототип или образец, который их заинтересует, но вузы и НИИ во многих случаях не могут их создать из-за недостатка ресурсов. Как правило, заказчики желают получить результаты экспериментов/испытаний и в меньшей степени заинтересованы в совместном патентовании этих результатов или установлении долгосрочных договорных отношений с научно-образовательными организациями [3]. Получается, что университетам предоставили юридическое право выхода на рынок с результатами своей научно-исследовательской деятельности, но не обеспечили базовое финансирование научной деятельности вузов. Только при должном финансовом обеспечении вузовских лабораторий со стороны промышленного сектора экономики обеспечит целевое направление исследований, проводимых вузами. Только после этого у университетов появится возможность учреждать собственные коммерческие бизнес – центры. А государству нужно закрепить за собой исключительные права только на результаты на-

учно-технической деятельности, непосредственно связанные с интересами обороны и национальной безопасности, а также права на результаты научнотехнической деятельности, относительно которых оно имеет намерение самостоятельно довести разработки до промышленного применения и реализации готовой продукции. Поскольку права на результаты научной деятельности отданы университетам – разработчикам новой техники, они и будут напрямую взаимодействовать с инвесторами. Только при таких условиях у преподавателей и студентов появится интерес к новым научно-исследовательским разработкам, которые найдут свое отражение в диссертационных исследованиях. В таком случае защита кандидатской или докторской диссертации будет выглядеть как действительный научный вклад в инновационное развитие ракетно-космической промышленности экономики страны в целом. Библиографические ссылки 1. Алексеев А.В. Приоритеты государственной политики создания инновационной экономики в РФ. Новосибирск : ИЭОПП СО РАН, 2015. 424 с. 2. Инновационные процессы в российской экономике : монография / под ред. М. Я. Веселовского, И. В. Кировой. М. : Научный консультант, 2016. 327 с. 3.Федышак Я. В. Политика управления инвестиционно-инновационным потенциалом корпорации. Ч. I // Менеджмент сегодня. 2017. № 3. С. 178–194. 4. Мау В. В ожидании новой модели роста: социально-экономическое развитие России в 2013 г. // Вопросы экономики. 2014. № 2. С. 4–32. 5. Алексеева И. А. Инновации в управлении человеческим капиталом российских вузов // Экономика и управление. 2017. № 4. С. 49–56. References 1. Alekseev A. V. public policy Priorities creation of innovative economy in Russia. Novosibirsk : IEIE SB RAS, 2015. 424 p. 2. Innovation processes in the Russian economy. Collective monograph / Ed. M. J. Veselovsky, I. V. Kirov. M. : Publishing house “Scientific consultant”, 2016. 327 p. 3. Fedyszak, Ya. V. Management policy of investment and innovation potential of the Corporation. Part I // Management today. 2017. № 3. P. 178–194. 4. Mau V. V ozhidanii novoj modeli rosta: socialnoekonomicheskoe razvitie rossii v 2013 g. // Voprosy ekonomiki. 2014. № 2. P. 4–32. 5. Alekseeva I. А. Innovations in human capital management in Russian universities // Economy and management. 2017. № 4. P. 49–56.

592

© Акулич В. Г., Краус Е. А., 2017

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 658 КОНЦЕПЦИЯ КЛЮЧЕВЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ В УПРАВЛЕНИИ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТЬЮ ПРЕДПРИЯТИЯ В АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ И. А. Апрелкова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматриваются вопросы управления конкурентоспособностью организации в аэрокосмической отрасли. Разрабатываются вопросы формирования конкурентных преимуществ, а также современная теория конкурентных преимуществ на основе ключевых компетенций. Ключевые слова: ключевые компетенции, конкурентоспособность предприятия. THE CONCEPT OF KEY COMPETENCIES IN MANAGING COMPETITIVENESS OF ENTERPRISES IN AEROSPACE INDUSTRY I. A. Aprelkova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article deals with the management of competitiveness at an organization in the aerospace industry. The issues of formation of competitive advantages are developed, as well as the modern theory of competitive advantages based on key competences. Keywords: key competences, enterprise competitiveness. В настоящее время инновационное развитие отраслей экономики страны является актуальным в реализации перехода к шестому технологическому укладу, ухода от «сырьевого проклятия» экономики России. В этой связи, возникает необходимость поиска новых факторов конкурентоспособности организаций в аэрокосмической отрасли как одной из главных отраслей для инновационного развития экономики страны. Возникшая актуальная проблема формирования и повышения конкурентоспособности таких предприятий определяет поиск новых инструментов и методов управления конкурентоспособностью. В истории развития управленческой мысли и подходов к стратегическому управлению организации формировались разные модели и принципы управления конкурентоспособностью организации в ответ на изменения, происходящие в окружающей организационной среде. На сегодняшний день конкурентоспособность рассматривается как универсальное многоуровневое понятие. Факторами конкурентной борьбы выступают не только рыночно-экономические, но и политические и военные механизмы в условиях международной среды. Внутренними факторами конкурентоспособности является используемые технологии в данной отрасли, навыки и квалификация персонала, система организации производства. Чтобы выстоять в этой борьбе, предприятиям различных отраслей необходимо принимать участие в процессе интенсивного роста – в широком использовании инновационного потенциа-

ла, активизации инновационной деятельности и усиления конкурентных преимуществ, что невозможно в современных условиях без особой системы управления, создающие знания, которые сложны для копирования конкурентами. В этой системе важными составляющими являются компетенции, которые можно рассматривать как на уровне персонала, так и на уровне организации [1]. Гэри Хэмел (Gary Hamel) и Прахалад (Prahalad), которые сделали этот термин знаменитым, определяют ключевые компетенции как «навыки и умения, которые позволяют компании предоставлять потребителям фундаментальные выгоды». Они также используют термин «ключевая компетенция» для обозначения набора умений и технологий, массы бессистемно накопленного организацией знания и опыта, которая становится основой успешной конкуренции. Хэмел и Прахалад утверждают, что с точки зрения перспектив стратегическое планирование не представляется ни достаточно радикальным, ни достаточно долгосрочным. Вместо этого его целью остается постепенное улучшение [2]. С этой точки зрения может быть выделено три категории компетенций в управлении конкурентоспособными предприятиями: 1. Широко используемые. Компетенции, которые уже взяты на вооружение основными конкурентами и превратились в отраслевые стандарты. Они не дают фирме конкурентных преимуществ и являются скорее обязательным условием выживания на рынке.

593

Решетневские чтения. 2017

2. Компетенции, которые в данный момент имею статус закрытой информации, но в ближайшем будущем могут стать широко доступными. В кратко- и среднесрочной перспективе фирма должна решительно защищать достижения такого рода и максимально их использовать. Однако базой долгосрочной стратегии они быть не могут. Задача же соперников в том, чтобы выявить и нейтрализовать подобные компетенции. 3. Стратегическое значение имеют только те компетенции, которые фирма может защитить на протяжении длительного времени, т. е. которые являются устойчивыми или ключевыми. При этом данные компетенции должны быть надежно защищены. В этой связи важно выяснить, что представляет собой надежная защита ключевой компетенции. Ряд авторитетных исследователей считают, что для этого надо обеспечить следующее: – сложность ключевой компетенции, которая должна быть достаточно высокой, чтобы конкурент не мог понять и легко ее использовать; – секретность и скрытность ресурсов; – величину предприятия. Конкурент должен опасаться финансовых, политических и рыночных санкций со стороны крупного соперника; – высокие издержки перехода клиента от одного поставщика к другому. Если эти издержки достаточно высоки, то клиент не решится воспользоваться услугами конкурента; – временной фактор, связанный со скоростью разработок и продвижения продукта на рынок; – каналы сбыта продукции. Примером ключевых компетенций организации в российской аэрокосмической отрасли является производство втулки винта для Ми-26. Китайцы пытались повторить втулку винта для Ми-26 (вертолет). Она имеет нетривиальную конструкцию. Подбор материалов, с учетом последующего режима резания, фрезерования, обработки, охлаждения, приводил к набору нужного набора свойств. Китайцы повторили геометрию с точностью до микрона и даже пытались пилить и выяснить микроструктуру материала. Но китайская втулка винта физически разрушалась уже через полгода, что не шло ни в какое сравнение

с запчастями производства РФ и, конечно и совершенно не соответствовала требованиям безопасности полетов. Ключевые компетенции организации – это то, что способно дать конкурентные преимущества на долго или инновационные технологии, воспроизведение которых потребует от конкурентов значительных финансовых и временных ресурсов. Но как только знания станут товаром, технологией, т. е. будут описаны и документированы, они станут доступны конкурентам. Вместе с тем, перевод нематериальных активов (знаний) в материальные (патенты, технологии, услуги) позволяет извлечь прибыль для компании в целом. Инновационные знания в аэрокосмической области, формируемы на основе ключевых компетенций организации, обеспечивает лидирующие позиции России во внешнеполитических отношениях, что обеспечивает не только экономическую но и политическую безопасность страны. Библиографические ссылки 1. Сумина Е. В. Теоретические подходы к достижению устойчивого конкурентного преимущества в стратегическом развитии предприятия // Проблемы повышения эффективности региона : межвуз. сб. науч. тр. / под общ. ред. проф. Г. П. Белякова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2005. 2. Prahalad C. K., Hamel G. The core competence of the corporation, Harvard Business Review. 1990. References 1. Sumina E. V. Theoretical approaches to achieving sustainable competitive advantage in strategic enterprise development // Problems of increasing the efficiency of the region : Interuniversity sb. sci. tr. / Ed. prof. G. P. Belyakov ; SibSAU. Krasnoyarsk, 2005. 2. Prahalad C. K., Hamel G. The core competence of the corporation, Harvard Business Review. 1990.

594

© Апрелкова И. А., 2017

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 339.138 ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕРНЕТ-МАРКЕТИНГА КАК ОСНОВА МЕЖФИРМЕННОЙ КООРДИНАЦИИ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СФЕРЕ УСЛУГ С. А. Баранова1, Е. В. Сумина2 1

Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 2 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 1 E-mail: [email protected] Рассмотрен такой инновационный инструмент интернет-маркетинга, как Big Data. Определены возможные сценарии использования данных технологий в сфере услуг. Приведен опыт успешного внедрения данных технологий российскими компаниями. Ключевые слова: большие данные, инновации, интернет-маркетинг, сфера услуг, маркетинг услуг. INNOVATIVE TECHNOLOGIES OF INTERNET MARKETING AS A BASIS OF INTER-COMPANY COORDINATION AND COOPERATION IN THE SERVICE SECTOR S. A. Baranova1, E. V. Sumina2 1

Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation 2 Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 1 E-mail: [email protected] The article considers an innovative Internet marketing tool as Big Data. The paper identifies possible scenarios to use these technologies in the service sector. The experience of successful implementation of these technologies by Russian companies is demonstrated. Keywords: big data, innovations, Internet marketing, services, service marketing. Современная экономика зачастую отожествляется с информационной экономикой. Это произошло благодаря развитию информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), цифровой связи, компьютерных сетей и автоматизированных систем управления. Эффективная маркетинговая стратегия выстраивается на основополагающем принципе – адаптивность к современным условиям. Таким образом, переход к информационной экономике повлек за собой расширение маркетинговой деятельности. В условиях современной экономики стремительно накапливается и создается большое количество данных. Как в промышленности, так и в сфере услуг накапливаются не только текстовая, но и аудио-, фото- и видеоинформация, которая являются ключом к эффективному управлению. Рост объема информации является причиной появления программного обеспечения, способствующего оперативной обработке больших объемов информации, а также снижению издержек, связанных с хранением, сбором и передачей информации. Благодаря двум процессам – увеличению потребности бизнеса в обработке и хранению больших данных, а также появлению технической возможности

оперативно обрабатывать такие данные с минимальными издержками, появилось такое перспективное направление, как Big Data (Большие данные). Несмотря на то, что в сфере услуг реализовано не так много проектов связанных с Большими данными, интерес к этой области растет. Компании внедряют данные технологии для решения проблем конкурентоспособности и совершенствованию взаимоотношений с клиентами. Термин больших данных появился не так давно, поэтому невозможно дать общепринятое определение. Одним из первых в науке этот термин использовал Клиффорд Личн, описывая Большие данные как набор подходов, методов и инструментов обработки структурированных, а также неструктурированных данных в огромном количестве для приведения информации к воспринимаемому человеком виду [1]. Согласно международной исследовательской и консалтинговой компании IDC, объемы существующих данных будут увеличиваться на 40 %, а рынок Big Data достигнет 150,8 млрд долл. дохода [2]. Лидерами на рынке услуг, использующие технологии Больших данных, являются Интернет и телекоммуникационные компании. Например, маркетинговый отел Яндекса планирует запустить платформу «Атом»,

595

Решетневские чтения. 2017

которая будет функционировать на основе Больших данным. Основной его задачей является адаптация сайта в соответствии с интересами потребителей, основываясь на экспресс анализе активности посетителей. Специалисты компании отмечают положительный эффект от использования Больших данных, например, увеличение рыночной доли «Яндекса» [3]. По словам руководства Альфа-Банка, использование Big Data позволяет компании достичь большего конкурентного преимущества. Так, с помощью платформы Oracle, банк, используя информацию из различных источников, в том числе и социальных сетей, формирует уникальное предложение для клиентов, то позволяет эффективно предлагать банковские продукты [4]. С точки зрения маркетинга, Большие данные позволяют найти новые источники информации и выявить скрытые взаимосвязи. Также новые технологии позволяют ускорить процесс принятия решений в области кастомизации предложений и удержания клиентов. Специалисты маркетинга на основе технологий Big Data могут разработать и реализовать инновационные сценарии взаимодействия с клиентами. Рассмотрим несколько из них. Один из возможных сценариев подразумевает испольование технологий Больших данных в качестве инструмента сбора и обработки информации о поведении клиента на сайтах, его финансовых операций и данных из профиля социальных сетей. Используя эти данные, компания может сформировать уникальное предложение, основанное на поведении конкретного потребителя, и отправить его наиболее приемлемым путем (электронное письмо, смс, сообщение в мессенджере или социальных сетях). Второй сценарий предусматривает оперативную маркетинговую реакцию на изменение спроса к определенной услуге. На основе анализа данных посещения клиентом страниц определенной услуги система позволяет сформировать персональное предложение по данной услуге. Данное предложение будет получено клиентом при посещении другого сайта или социальных сетей при помощи контекстной рекламы. Третий сценарий рассматривает возможность использования Больших данных для анализа разговоров call-центра. Технологии позволяют оператору во время разговора с клиентом посмотреть необходимую информацию о клиенте, содержание предыдущих разговоров, а также предоставляют подсказки в работе

с клиентом, побуждающие его к определенным действиям [5]. Таким образом, технологии Big Data являются инновационным инструментом в руках маркетолога. На основе поведения потребителя в Интернете компании могут составить уникальное торговое предложение для потребителя, что позволит увеличить выручку и уменьшить отток клиентов за счет повышения эффективности маркетинговых кампаний. Библиографические ссылки 1. Clifford A. Lynch, “Big data: How do your data grow?” Nature. 2008. Vol. 455, № 7209 (September 3). 2. International Data Corporation, Worldwide Semiannual Big Data and Analytics Spending Guide [Электронный ресурс]. Available at: https://www.idc. com/getdoc.jsp?containerId=IDC_P33195 (accessed: 13.09.2017). 3. Яндекс: Технологии Big Data уже помогли нам увеличить рыночную долю [Электронный ресурс]. URL: http://www.cnews.ru/articles/yandeks_tehnologii_ big_data_uzhe_pomogli (дата обращения: 13.09.2017). 4. Савинова М. Альфа-банк: как Большие данные совершенствуют большой банк [Электронный ресурс]. URL: ttps://blogs.oracle.com/russia/alfabankbigdatabigbank (дата обращения: 13.09.2017). 5. 10 российских банков из топ-30 используют технологии Big Data [Электронный ресурс]. URL: http://www.cnews.ru/news/top/10_rossijskih_bankov_iz_t op30_ispolzuyut (дата обращения: 13.09.2017). References 1. Clifford A. Lynch, “Big data: How do your data grow?” Nature. 2008. Vol. 455, № 7209 (September 3). 2. International Data Corporation, Worldwide Semiannual Big Data and Analytics Spending Guide [Электронный ресурс]. Available at: https://www.idc.com/ getdoc.jsp?containerId=IDC_P33195 (accessed: 13.09.2017). 3. Jandeks: Tehnologii Big Data uzhe pomogli nam uvelichit’ rynochnuju dolju [Jelektronnyj resurs]. Available at: http://www.cnews.ru/articles/yandeks_ tehnologii_big_data_uzhe_pomogli (accessed: 13.09.2017). 4. Savinova M. Al'fa-bank: kak Bol'shie dannye sovershenstvujut bol'shoj bank [Jelektronnyj resurs]. Available at: ttps://blogs.oracle.com/russia/alfabankbigdatabigbank (accessed: 13.09.2017). 5. 10 rossijskih bankov iz top-30 ispol'zujut tehnologii Big Data [Jelektronnyj resurs]. Available at: http://www.cnews.ru/news/top/10_rossijskih_bankov_iz_t op30_ispolzuyut (accessed: 13.09.2017).

596

© Баранова С. А., Сумина Е. В., 2017

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 338.45:621 УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ КООПЕРАЦИИ МАШИНОСТРОИТЕЛЕЙ ЕАЭС Г. Я. Белякова, Д. А. Фокина Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрены условия для развития производственной кооперации машиностроителей стран-участниц Евразийского экономического союза, новые инструменты развития производственной кооперации, а также современные формы и виды кооперации, применяемые в машиностроении. Ключевые слова: промышленная политика ЕАЭС, условия развития производственной кооперации, Евразийская сеть промышленной кооперации, контрактация. CONDITIONS FOR DEVELOPMENT OF PRODUCTION COOPERATION OF ENGINEERING WHITHIN THE EAEU G. Y. Belyakova, D. A. Fokina Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] This article considers conditions for the development of industrial cooperation of machine builders of the countries participating in the Eurasian Economic Union. The paper also studies main tools to develop production cooperation, as well as modern forms and types of cooperation used in engineering. Keywords: industrial policy of the EAEU; conditions for the industrial cooperation; Eurasian network of industrial cooperation. Восстановление и последующее развитие производственных кооперационных связей между машиностроительными предприятиями стран участниц Евразийского экономического союза (ЕАЭС) является одной из важнейших задач модернизации промышленности данных стран. Уровень развития производственных сил, степень отраслевой и межстрановой специализации предприятий на постсоветском пространстве являются объективной основой кооперации машиностроителей стран-участниц ЕАЭС. Производственная кооперация позволяет осуществить развитие узкоспециализированного производства и реализацию крупномасштабных проектов, которые нередко неосуществимы усилиями одной страны. Подписание в сентябре 2015 г. Договора о ЕАЭС является важным условием для развития промышленного сотрудничества и кооперации предприятий стран-участниц ЕАЭС. В соответствии со статьей 92 «Промышленная политика и сотрудничество» утверждены Основные направления промышленного сотрудничества (ОНПС) закрепляющие основные условия для развития производственной кооперации в рамках Евразийского экономического союза [1]. В настоящее время ученые определяют производственную кооперацию как форму длительных и устойчивых связей между хозяйственно самостоятельными хозяйствующими субъектами, занятыми совместным изготовлением определенной продукции на

основе специализации их производства [2]. Среди форм производственной кооперации применяемых машиностроителями, на сегодняшний день можно выделить следующие: совместные научные исследования по разработке, производству и сбыту товаров и услуг; материально-техническое обеспечение производства узлами и агрегатами; субконтракция. Машиностроительные предприятия, включенные в цепочку производственной кооперации, осуществляют производство отдельных видов промежуточной продукции (комплектующих, узлов и агрегатов, запасных частей и элементов) для производства конечного продукта. Применяя те или иные формы производственной кооперации, основанные на совместном сотрудничестве, отдельные предприятия полностью сохраняют свою хозяйственную самостоятельность [3]. При использовании любой формы производственной кооперации предприятия проводят согласование условий совместной деятельности и координацию производственной и хозяйственной деятельности. Современное промышленное кооперирование прослеживается не только в рамках одной отрасли, но и широко используется между предприятиями, входящими в разные отрасли, отличающимися видами деятельности и используемыми методами. Основываясь на функциях кооперации, использование этой формы международного сотрудничества позволяет решить следующие задачи:

597

Решетневские чтения. 2017

– эффективное использование производственного потенциала предприятий; – формирование долгосрочных производственных отношений; – гарантировать экспорт произведенной продукции; – проводить контроль качества производимой продукции. Для развития промышленной кооперации в странах ЕАЭС формируется нормативно правовая основа, предлагающая новые инструменты. Например, формируется Евразийская сеть трансфера технологий, промышленной кооперации и субконтрактации. Важным условием для использования этого инструмента является формирование единого цифрового пространства промышленности в ЕАЭС. Для формирования и последующего использования Евразийской сети промышленной кооперации и субконтрактации страны – участницы на базе национальных систем проводят следующие мероприятия: – создают национальные сегменты системы субконтрактации; – создают общую сетевую систему для поиска контракторов, субконтракторов; – интегрируют Евразийскую сетевую систему в международную. В настоящее время Евразийская экономическая комиссия проводит разработку и согласование принципов, форматов и механизмов взаимодействия и функционирования в системы субконтрактации. Для успешной работы единой сети странам-участницам ЕАЭС необходимо выработать совместные решения по следующим вопросам: – разработка системы управления сетью; – установление принципов и механизмов отбора/включения участников в сеть; – разработка стандартов и регламентов предоставления услуг и их содержание; – разработка инструментов работы сети. Среди условий, оказывающих положительное влияние на развитие производственной кооперации машиностроителей ЕАЭС, можно выделить следующие. Утвержденное Советом ЕЭК Положение о проведении Мониторинга рынка промышленной продукции в рамках Евразийского экономического союза. Проведение подобного мониторинга позволяет своевременно получать комплексную оценку рынка промышленной продукции в целом по интеграционному объединению. Информационная система поиска и организации заказов в промышленности (базы данных о предприятиях промышленности и выпускаемой продукции, производственные мощности и имеющиеся ресурсы) организуют и проводят биржи субконтрактации (площадка для поиска партнеров, проведения переговоров и заключения предварительных договоров). Проведение консультативной поддержки предприятий промышленности по поиску партнеров в кооперации. Среди инструментов развития производственной кооперации машиностроителей можно выделить ин-

формационную систему субконтрактации «SUBCONTRACT.RU» [4]. Данная система содержит постоянно обновляемые базы данных поставщиков, заказов и заказчиков. Регулярно проводимые «БИРЖИ СУБКОНТРАКТОВ» это прямые переговоры «Заказчик–Поставщик» по вопросу изготовления продукции согласно техническому заданию Заказчика, с предварительным квалификационным отбором Поставщиков. Международный опыт формирования сетевых структур, основанных на объединении национальных инструментов и систем поддержки промышленной кооперации, демонстрирует, что одним из ключевых условий успеха является наличие детально разработанных и согласованных принципов, форматов и механизмов взаимодействия и функционирования в рамках единой сети. Применительно к сети промышленной кооперации и субконтрактации это включает проработку совместных решений по следующим вопросам: – система управления сетью (координация на межгосударственном и национальных уровнях); – принципы и механизм отбора/включения участников в сеть; – стандарты и регламенты предоставления услуг и их содержание; – инструменты работы сети (система мероприятий, информационно-коммуникационная платформа, форматы информационных объектов и т. д.) – система мониторинга и оценка результативности и эффективности деятельности сети; – механизмы финансовой поддержки сети [5]. При формировании данных условий необходимо принимать во внимание важность выработки согласованных подходов к развитию сети, основанных на глубоком изучении современного международного опыта и примеров лучших практик. Так же существует необходимость учета особенностей национальных систем поддержки промышленной кооперации и субконтрактации в странах – участницах ЕАЭС. Осуществляя разработку концепции создания Евразийской сети промышленной кооперации и субконтрактации, включающей порядок ее формирования и финансирования, в рамках специальной научноисследовательской работы (НИР) необходимо учитывать, что данная сеть имеет интеграционный и инфраструктурный характер, характеризующийся долгосрочным горизонтом планирования деятельности (7–10 лет). В настоящее время в странах ЕАЭС есть необходимые условия для развития производственной кооперации машиностроителей ЕАЕС. Производственная кооперация как форма международного сотрудничества имеет перспективы и преимущества перед традиционными формами поддержки производителей машиностроительной продукции, например – непосредственным субсидированием производителей. Нормативно установленные на межнациональном уровне условия и инструменты развития производственной кооперации призывают машиностроительные предприятия ЕАЕС активно включаться в данную систему на взаимовыгодных условиях.

598

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

Библиографические ссылки

References

1. Договор ЕАЭС. Статья 92 «Промышленная политика и сотрудничество» [Электронный ресурс]. URL: http://www.eurasiancommission.org/ru/act/prom_i_agropro m/dep_prom/SiteAssets/XXIV_prom.pdf (дата обращения: 10.09.2017). 2. Большой юридический словарь. Академик.ру. 2010. [Электронный ресурс]. URL: http://jurisprudence.academic.ru/ (дата обращения: 10.09.2017). 3. Зубова Я. В. Основы внешнеэкономической деятельности : учеб. пособие. Ухта : УГТУ, 2008. 80 с. 4. Информационная система субконтрактации [Электронный ресурс]. URL: http://www.subcontract.ru/ (дата обращения: 10.09.2017). 5. Нормативно-правовая основа формирования Евразийской сети промышленной кооперации и субконтрактации [Электронный ресурс]. URL: http://www. eurasiancommission.Org/ru/act/prom_i_agroprom/dep_pr om/Pages/subkontrakt-osnova.aspx (дата обращения: 10.09.2017).

1. The agreement of the EAEC. Article 92 “Industrial policy and cooperation” [Electronic resource]. Available at: http: //www.eurasiancommission.org/ru/act/prom_i_ agroprom/dep_prom / SiteAssets / XXIV_prom.pdf (accessed: 10.10.2017). 2. A large legal dictionary. Akademik.ru. 2010. [Electronic resource]. Available at: http://jurisprudence. academic.ru/ (accessed: 10.09.2017). 3. Zubova Y. V. Fundamentals of foreign economic activity. Ukhta : USTU, 2008. 80 s. 4. Information system of subcontracting [Electronic resource]. Available at: http://www.subcontract.ru/ (accessed: 10.09.2017). 5. Normative and legal basis for the formation of the Eurasian network of industrial cooperation and subcontracting [Electronic resource]. Available at: http:// www.eurasiancommission.Org/en/act/prom_i_agroprom/ dep_prom/Pages/subkontrakt-osnova.aspx (accessed: 10.09.2017). © Белякова Г. Я., Фокина Д. А., 2017

599

Решетневские чтения. 2017

УДК: 347.77 ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРАВАМИ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ КОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ В. П. Вашкевич АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 Е-mail: [email protected] Рассмотрено формирование системы управления правами на результаты интеллектуальной деятельности с нормативно-методическим обеспечением на предприятии космической отрасли. Ключевые слова: предприятие космической отрасли, результат интеллектуальной деятельности, правовая охрана, интеллектуальная собственность, нормативно-методические документы. FORMING RIGHTS MANAGEMENT SYSTEM FOR INTELLECTUAL PROPERTY AT SPACE INDUSTRY ENTERPRISES V. P. Vashkevich JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation Е-mail: [email protected] The research determines the management system to intellectual property rights with regulatory and methodological support at a space industry enterprise. Keywords: space industry enterprise, result of intellectual activity, legal protection, intellectual property, standard documents. В последнее время концепция системы управления интеллектуальной собственностью является предметом повышенного внимания [1–4]. Структурированный, плановый подход для извлечения максимальной выгоды от патентования вызывает интерес многих предприятий разных отраслей, в том числе космической. Проведенный автором анализ показал, что на большинстве предприятий космической отрасли отсутствует локальная база нормативно-методических документов, касающихся создания, охраны, защиты и использования (капитализация и коммерциализация) результатов интеллектуальной деятельности (РИД), определяющих политику и стратегию предприятия в сфере интеллектуальной собственности. Эффективный контроль и решение вопросов в области управления правами на РИД требует системного подхода. Система управления правами на РИД должна являться частью программы инновационного развития, а также частью общей стратегии предприятия и определять цели, принципы, правила патентнолицензионной деятельности. На данный момент не существует универсальной (типовой) системы управления правами на РИД, она должна быть сформирована в частном порядке для каждого предприятия индивидуально с учетом особенностей и специфики деятельности. Особенностями при формировании системы управления правами на РИД предприятий космической отрасли являются: отсутствие возможности контроля и пресечения нарушения прав при несанк-

ционированном копировании разработок, сохранение секретов производства с обеспечением режима коммерческой тайны, создание механизма трансфера технологий и коммерциализации. Формирование системы управления правами на РИД на предприятиях космической отрасли должно быть основано на базе нормативно-методических документов, для чего в Акционерном обществе «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» (АО «ИСС») был разработан стандарт организации «Инновационная деятельность. Результаты интеллектуальной деятельности. Система управления правами на результаты интеллектуальной деятельности» с нормативно-методическим обеспечением, состоящим из комплекса документов и стандартов. Комплексное нормативно-методическое обеспечение образует единую, целостную и дифференцированную правовую, нормативную и методическую систему охраны, защиты и использования РИД, а также регламентирует правовые отношения участников данной системы. Нормативно-методическая документация разрабатывается патентно-информационным отделом АО «ИСС». Состав документации будет дополняться и совершенствоваться в процессе развития системы управления правами на РИД. Далее представлены направления развития системы управления правами на РИД предприятия космической отрасли АО «ИСС» [5]:

600

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

– развитие беспатентной формы правовой охраны – ноу-хау с обеспечением режима коммерческой тайны; – расширение перечня РИД, подлежащих патентованию по Евразийской региональной системе; – выход на уровень международного патентования по системе PCT; – развитие лицензионной деятельности (практика заключения лицензионных договоров на передачу/приобретение охранных документов РИД); – развитие и совершенствование корпоративной культуры использования интеллектуальной собственности в инновационном процессе; – обучение и подготовка квалифицированных специалистов в сфере интеллектуальной собственности; – совершенствование системы учета и оценки стоимости объектов интеллектуальной собственности; – создание механизма трансфера технологий и коммерциализации; – совершенствование системы поощрения авторов патентоспособных РИД; – создание системы контроля нарушения прав предприятия третьими лицами; – совершенствование взаимодействия между патентно-информационным отделом и подразделениями АО «ИСС», при правовой охране РИД, посредством введения в структуру предприятия патентных уполномоченных; – совершенствование локальной базы нормативно-методических документов, определяющих совокупность взаимосвязанных организационных мероприятий, направленных на достижение поставленных целей и задач при правовой охране, защите и использовании РИД. Совершенствование и развитие локальной базы нормативно-методических документов, определяющих политику и стратегию предприятия космической отрасли в сфере интеллектуальной собственности позволит сформировать эффективно-функционирующую систему управления правами на РИД. Библиографические ссылки 1. Верба В., Петрова И., Гук В. Система управления интеллектуальной собственностью как фактор поддержки развития промышленного предприятия // Интеллектуальная собственность. Промышленная собственность. 2013. № 4. С. 5–12. 2. Гаврилин Н. П. Интеллектуальная собственность в наукоемких организациях // Экономический

научный журнал «Оценка инвестиций». 2016. № 3 (3). С. 21–29. 3. Исхакова Э. И. Формирование и эффективное функционирование системы управления интеллектуальной собственностью на предприятии : дис. … канд. экон. наук : 08.00.05. Уфа, 2011. 158 с. 4. Рекомендации по управлению правами на результаты интеллектуальной деятельности в организациях // Минэкономразвитие России [Электронный ресурс]. URL: http://economy.gov.ru/minec/activity/ sections/instdev/doc20140207_55 (дата обращения: 12.09.2017). 5. Вашкевич В. П. Формирование стратегии охраны и использования результатов интеллектуальной деятельности предприятия космической отрасли // Инновационный арсенал молодежи : сб. тр. VII науч.технич. конф. (01–03 июня 2016, г. Санкт-Петербург) / Балтийский гос. технич. ун-т «Военмех». СПб., 2016. С. 368–371. References 1. Verba V., Petrova I., Guk V. [The intellectual property management system as a support factor for the development of an industrial enterprise] // Intellektual’naya sobstvennost’. Promyshlennaya sobstvennost'. 2013. № 4. P. 5–12. (In Russ.) 2. Gavrilin N. P. [Intellectual property in knowledgebased organizations]. Ekonomicheskiy nauchnyy zhurnal “Otsenka investitsiy”. 2016. № 3 (3). P. 21–29. (In Russ.) 3. Iskhakova E. I. Formirovanie i effektivnoe funktsionirovanie sistemy upravleniya intellektual’noy sobstvennost’yu na predpriyatii. Dis. … kand. ekon. nauk. [Formation and effective functioning of the intellectual property management system in the enterprise. Cand. sci. (econ.) diss.]. Ufa, 2011. 158 p. 4. Rekomendatsii po upravleniyu pravami na rezul’taty intellektual'noy deyatel'nosti v organizatsiyakh [Recommendations for managing the rights to the results of intellectual activity in organizations]. Available at: http://economy.gov.ru/minec/activity/sections/instdev/doc 20140207_55 (accessed: 12.09.2017). 5. Vashkevich V. P. [Formation of a strategy for the protection and use of the results of intellectual activity of the space industry enterprise] // Sbornik trudov VII nauch.-tekhnich. konf. “Innovatsionnyy arsenal molodezhi” [Digest of articles VII scientific. conf. “Innovative Arsenal of Youth”]. Baltiyskiy gos. tekhnich. un-t “Voenmekh” Publ., SPb., 2016. P. 368–371. (In Russ.)

601

© Вашкевич В. П., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 658.5 ЭДЖАЙЛ-МЫШЛЕНИЕ В ГАЛАКТИЧЕСКОМ КЕЙСЕ Н. Е. Гильц, В. А. Очаковская Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается эффективность использования инновационного метода гибкого управления проектами в качестве инструмента для оценки перспектив развития бизнеса. Предложенная методика может быть использована в качестве профессиональных и командных тренингов специалистов, в том числе и ракетнокосмического комплекса. Ключевые слова: кейс, стратегическое мышление, эджайл, конкурентное преимущество, бизнес. AGILE THINKING IN GALAXY CASE N. E. Gilts, V. A. Ochakovskaya Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article analyses the effectiveness of using the innovative method of agile project management as an instrument to assess the prospects of business development. The proposed methodology can be used as team trainings for employees, including the rocket-space complex. Keywords: case, strategic thinking, agile, competitive advantage, business. В интересах устойчивого развития бизнеса необходимо непрерывное использование инновационных технологий. Одной из таких технологий является методология agile. Эджайл (англ. agile – сообразительный, подвижный, быстрый) – конкурентное преимущество. Это инновационный метод гибкого управления проектами, в котором: проект разделен на отдельные части; существует командная ответственность; подразумевается постоянная направленность на результат [4]. В июле 2017 года Андрей и Елена Садыковы, генеральный и исполнительный директора ООО «Юнион консалтинг» провели кейс «Стратегическое мышление» для участников международного молодёжного форума «ТИМ Бирюса». Стратегический кейс проводится в формате квеста, который помещает участников в ситуацию, моделирующую условия, вынуждающие игроков развивать навык ситуационного управления [1]. Он следует основным принципам эджайл методологии. Правила игры. Игроки разделяются на команды по три–пять человек. На 5 игровых лет они становятся гражданами одной галактики и жителями разных планет-звёзд под номерами от одного до двадцати. Игровая валюта называется «тувалу», а драгоценными камнями считаются «кристаллиты». Стартовым капиталом для каждой команды-планеты считаются 30 тувалу. В галактическом пространстве планеты расположены по кругу. Через каждые две планеты расположены чёрные дыры, которые могут поглотить одну из

ближайших планет, находящуюся в направлении часовой стрелки (то есть, две планеты одновременно не могут быть уничтожены одной чёрной дырой). Чёрные дыры питаются кристаллитом, поэтому каждый игровой год необходимо делать взнос 100 кристаллитов в банк, чтобы закрыть чёрную дыру и избежать поглощения. Эффективно ли использование agile подхода в качестве инструмента для оценки перспектив развития бизнеса? Проанализируем деятельность планетучастников, распределив их по трём группам: 1. Планеты-предприниматели: Опираются на поддержку правительства. Политика таких планет отличается наличием стандартных легальных операций (например: покупка кристаллитов; сдерживание активности чёрной дыры; продажа ресурсов по фиксированной цене, устанавливаемой правительством). Они заинтересованы в том, чтобы максимально обезопасить себя, поэтому не совершают незаконных операций и не делают сложных ходов. Зависят от экономического положения в галактике; к финалу игры они располагают некоторым количеством кристаллитов и денежных единиц; Считают нецелесообразным открытое соперничество с крупными командами-конкурентами. Их основные цели: встроиться в систему законов; избежать «оговорок Джейсона»; оставаться добросовестными налогоплательщиками; сформировать высокий кредитный рейтинг или, по возможности, обойтись без кредитования; каждый игровой год делать взнос 100 кристаллитов в банк; обладать достаточной пла-

602

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

тёжеспособностью и отвечать по своим обязательствам за счет имеющихся ресурсов в течение пяти игровых лет. 2. Планеты-монополизаторы: С первых ходов начинают манипулировать другими игроками: организовывают скупку кристаллитов на кажущихся выгодными условиях (стоимость одного кристаллита в галактическом совете = 1,4 тувалу; покупают ресурсы по более высокой цене за единицу кристаллита = 1,6 тувалу); воздействуют на психологию других планет: располагают свои точки обмена «кристаллиты – тувалу» рядом с базой галактического совета. Используют сложные схемы при движении к финишу. Их целью является постепенный захват рынка с помощью: внедрения шпиона в галактический совет; организации выступлений за национализацию собственности; концентрирования ресурсов в одних руках (возможна их продажа по завышенным ценам); выдача жителям звёзд кредитов под залог собственности. 3. Планеты с внешнеэкономической политикой: Деятельность планет в начале игрового процесса направлена на совершенствование коммерческой деятельности, осуществление инвестиционной деятельности, а также достижение устойчивых конкурентных преимуществ с помощью: – анализа рынка для поиска свободных рыночных ниш: оценка потребительского сегмента; изучение каналов сбыта; регулирование потоков доходов, выбор способа заработка; определение ключевых ресурсов (кристаллиты или тувалу) и структуры затрат; – построение дерева вариантов с целью решения различных задач, а именно: «как заработать кристаллиты?», «чем может заниматься планета?»; – создания рыночной инфраструктуры для развития собственного бизнеса. Например, регистрация собственной кристаллитодобывающей компании в галактическом совете и накопление клиентской базы. – построения модели сотрудничества с другими игроками галактического рынка: выбор партнёров (в зависимости от: места расположения планет, их финансовых возможностей, численности населения, удалённости от чёрной дыры). Следовательно, если рассматривать игровую вселенную с точки зрения эджайл философии, то можно заметить, что галактика выступает в роли проекта, а звёзды являются его элементами. Методология agile не используется во всей галактике. Её внедрение происходит только в сеть планет-участников. Это означает, что вместо централизованного управления планетам предоставляется возможность для самоорганизации и создания конкурентоспособной стратегии, модели, бизнес продукта [2]. Так, например, у планет существует единая цель (закрыть все чёрные дыры), поэтому между ними существует налаженная коммуникация. Но каждый участник, выполняя свою задачу, проводит индивидуальную политику.

Пять игровых лет – это этапы реализации agile проекта, каждый из которых характеризуется достигнутыми результатами. Периодическая гибель одной из планеты позволяет остальным участникам научиться мгновенному корректированию своей игровой тактики, планированию и управлению имеющимися ресурсами [3]. Таким образом, подтверждается эффективность agile проекта как метода поиска: инновационных идей и активации стратегического мышления; сценария дальнейшего развития бизнеса с учётом стратегических особенностей поведения участника; подходящей политики управления, адаптированной для определённой компании; квалифицированных работников [5]. Библиографические ссылки 1. Садыков А. Г. Интуиция и предвидение в стратегических решениях. [Электронный ресурс]. URL: https://clck.ru/BoxHG (дата обращения: 20.08.2017). 2. Санданова Б. Д. Взаимосвязь типов инноваций и элементов человеческого капитала работников на предприятиях оборонно-промышленного комплекса // Вестник СибГУ. Том 17, № 3. С. 836–839 3. Левшина В. В., Савчик Е. Н., Манакова И. А. Организационно-управленческие инновации как инструмент обеспечения качества на предприятиях высокотехнологичных отраслей // Вестник СибГУ. Т. 17, № 4. С. 1124–1128. 4. Открывая организации будущего / Лалу Фредерик ; пер. с англ. В. Кулябиной ; [науч. ред. Е. Голуб]. М. : Манн, Иванов и Фербер, 2016. 432 с. 5. Стимулирование инновационной деятельности высокотехнологичных предприятий / О. Е. Подвербных, Е. С. Семёнкин, А. А. Кузнецов, С. М. Самохвалова // Вестник СибГУ. 2014. № 5 (57). С. 280–287. References 1. Sadykov A. G. Intuition and foresight in strategic decisions. Available at: https://clck.ru/BoxHG (accessed: 20.08.2017). 2. Sandanova D. Relationship between types of innovation and elements of human capital of employees in the enterprises of military-industrial complex // Vestnik SibGAU. Vol. 17, No. 3. P. 836–839. 3. Levshina V. V., Savchik E. N., Manakova I. A. Organizational and managerial innovations as an instrument of quality assurance at the enterprises of hightech industries // Vestnik SibGU. Vol. 17, № 4. P. 1124–1128. 4. Frederic Laloux. Reinventing Organizations. Pub.: Mann, Ivanov and Ferber, 2016. 432 p. 5. Stimulation of innovation activity of high-tech enterprises / O. E. Podverbnykh, E. S. Semenkin, A. A. Kuznetsov, S. M. Samokhvalova // Vestnik SibGU. 2014. № 5(57). P. 280–287.

603

© Гильц Н. Е., Очаковская В. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 001.8 НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ В ОБЕСПЕЧЕНИИ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ МЕЖДУНАРОДНЫХ ПРОЕКТОВ И ПРОГРАММ В. А. Гришан Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается роль научно-технологического прогнозирования в отраслях экономики, ведущих предприятий и проектной деятельности государства на внутренних и внешних уровнях. Также в статье присутствует исследование методов и перспектив развития научно-технологического прогнозирования. Ключевые слова: научно-технологический прогноз, международное сотрудничество, технологическое прогнозирование, фундаментальное исследование. SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL FORECASTING TO ENSURE THE COMPETITIVENESS OF INTERNATIONAL PROJECTS AND PROGRAMS V. A. Grishan Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article discusses the foresight role in the economy, leading businesses and project activities of the state at internal and external levels. The article also presents the research methods and the narrative perspectives to develop scientific-technological forecasting. Keywords: scientific and technological forecast, international cooperation, technological forecasting and basic research. В настоящий момент одной из основных тенденций развития мировой экономики является переход к развитию технологического устройства, основанному на нано- и биотехнологиях, который будет определять технологическую конкурентоспособность страны на мировых рынках. Для обеспечения эффективного стратегического планирования деятельности государства и отдельных предприятий невозможно без научно-технологического прогнозирования. Понятие научно-технологического прогнозирования можно интерпретировать как вероятная и обоснованная оценка перспектив развития областей науки и технологий, и необходимых для реализации прогноза мер. Развитие мирового разделения труда формируется на основе дефиниции стран производящих ресурсов и поставщиков первичных ресурсов. Россия относится к поставщикам первичных ресурсов, но для освоения позиции мирового технологического лидера необходима инновационная производственная база, основанная на высокотехнологичном оборудовании и научно-исследовательских разработках. Поэтому, особенно актуальным является повышение и обеспечение конкурентоспособности российских промышленных предприятий на основе управления техническим развитием существующих ресурсов и производственных фондов. Основополагающим компонентом является долгосрочный научно-технический прогноз, обеспечивающий информационную базу для роста технического уровня промышленного производства.

Далее перечислим основные методы формирования научно-технологического прогнозирования для обеспечения долгосрочных конкурентных преимуществ: метод экспертной оценки, метод аналогии, метод экстраполяции, метод нормативных расчетов и метод математического моделирования. Данные методы имеют ряд преимуществ и недостатков, поэтому требует внедрения более инновационного – метод «форсайт». Такой метод направлен на более расширенный прогноз с учетом анализа политических, экономических и социальных факторов международной деятельности, анализа кросс-культурных особенностей, также их взаимовлияние. Особенностью «форсайта» является изучение взаимодействия между социальными и технологическими особенностями, т. е. поведение клиентов при внедрении технологических инноваций на внутренние и внешние рынки. Также стоит добавить, что идейное лидерство является одной из основных частей в обеспечении конкурентных преимуществ. В быстроразвивающихся условиях качественная составляющая прогнозирования развития технологий в России находится на достаточно низком уровне, поэтому возникает несоответствие масштабу стоящих перед нашей страной задач и международных вызовов. Прогноз научно-технологического развития до 2030 года в некой степени включает в себя обзор научно-технологических направлений, которые были

604

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

положены в основу стратегий развития ведущих промышленных компаний мира еще 5–10 лет назад. Но совершенствования методов недостаточно для обеспечения конкурентоспособности, существует необходимость в модернизации научно-технологической политики. Сущность данной политики основывается на реальных конкурентных преимуществах России для дифференцированных технологий и для каждой стадии жизненного цикла создаваемой технологии или продукта. Одним из вариантов является новая парадигма научно-технологической политики – политика «быстрого реагирования». В целях обеспечения стратегического лидерства промышленные компании и страны в настоящее время должны постоянно актуализировать сведения о развитии технологических трендов, о новых возможностях по освоению рыночных ниш, образующихся вследствие ускорения генерации научных знаний. Для этого необходимо имплементация инструментария, способного обеспечить оценку глобальной конкурентоспособности российских промышленных компаний. Далее перечислим основные векторы развития политики «быстрого реагирования»: 1) внедрение краткосрочного прогноза в научнотехнологической сфере и актуализация национальных научно-технологических приоритетов; 2) управление проектной деятельностью в технологической отрасли, модернизация информационной базы при принятии управленческих решений; 3) создание мероприятий по повышению эффективности отечественного производства в разделе НИОКР. Далее рассмотрим перспективные международные проекты и программы. Проект «Большой Андронный Коллайдер» направлен на долгосрочное исследование ученых о возникновении планеты «Земля». В строительстве и исследованиях приняли участие и продолжают деятельность более 10 тысяч учёных и инженеров более чем из 100 стран. Не менее важным примером является Организация Объединённых Наций, которая содержит 19 проектов (конвенций и соглашений) и объединяет 193 страны на 2017 год. Таким образом, научно-техническое прогнозирование в России позволяет определить недостатки деятельности государственной политики и продуктивности предприятий, посредством не только оценки экономической целесообразности, но и конкурентоспособность экономики и организации на микроуровне в долгосрочной перспективе. Для достижения высоких лидерских позиций на международной арене необходимо внедрение метода «форсайта», политики «быстрого реагирования» для управления изменениями и инновациями. Библиографические ссылки

годы // Портал Государственных программ Российской Федерации. 2. Белоусов Д. Р. Проблемы российской экономики: политико-экономический взгляд. Российская экономическая стагнация: краткосрочные и долгосрочные источники, возможности преодоления. Центр макроэкономического анализа и краткосрочного прогнозирования (презентация от 27 сентября 2013 г.). 3. Долгосрочный прогноз научно-технологического развития Российской Федерации до 2030 года. URL: http://prognoz2030.hse.ru (дата обращения: 10.10.2017). 4. Актуализация приоритетов научно-технологического развития России: проблемы и решения / Н. Г. Куракова [и др.]. М. : Дело, 2013 (Научные доклады: технологическое прогнозирование). 5. Sumina E. V., Zyablikov D. V. [Innovative regional development: needs of diversified economic growth of Siberia under the conditions of reindustrialization] // Vestnik SibSAU. 2015. Vol 16, № 2. P. 515–523. (In Russ.) 6. Unido technology foresight manual. Organization and Methods. Volume 1. United nations industrial development organization. Vienna, 2005. 260 р. 7. World development indicators. International Bank for Reconstraction and Development. 2011. P. 466. References 1. State program of the Russian Federation “Development of science and technology” for 2013–2020 // Portal of State programs of the Russian Federation. 2. Belousov D. R. problems of the Russian economy: a politico-economic view. The Russian economic stagnation: short-term and long-term sources, the possibility of overcoming. Center for macroeconomic analysis and short-term forecasting (presentation from September 27, 2013). 3. Dolgosrochnyy prognoz nauchno-tekhnologicheskogo razvitiya Rossiyskoy Federatsii do 2030 goda. Available at: http://prognoz2030.hse.ru (accessed: 10.10.2017). 4. Golomysov updating the priorities of scientific and technological development of Russia: problems and solutions / N. G. Kurakova [et al.]. M. : the Thing is, 2013 (Scientific reports: technological forecasting). 5. Sumina E. V., Zyablikov D. V. [Innovative regional development: needs of diversified economic growth of Siberia under the conditions of reindustrialization] // Vestnik SibSAU. 2015. Vol 16, № 2. P. 515–523. (In Russ.) 6. Unido technology foresight manual. Organization and Methods. Volume 1. United nations industrial development organization. Vienna, 2005. 260 c. 7. World development indicators. International Bank for Reconstruction and Development. 2011. P. 466.

1. Государственная программа Российской Федерации «Развитие науки и технологий» на 2013–2020

605

© Гришан В. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 629.7.01 ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ И РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА В АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ Р. А. Данилкин, И. А. Мисинева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрены особенности организации производства в авиационной промышленности, обозначены проблемы и предложены направления возможного развития. Ключевые слова: развитие авиастроения, авиакосмическая промышленность. SPECIFIC FEATURES OF ORGANIZATION AND DEVELOPMENT OF PRODUCTION IN THE AEROSPACE INDUSTRY R. A. Danilkin, I. A. Misineva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] In this article attention is paid to the specific features of the production organization in the aviation industry, the research identifies the main problems and directions of possible development. Keywords: the development of aviation, aerospace engineering. В условиях современного глобального мира авиастроение является одной из наиболее крупных и значимых отраслей мировой экономики и машиностроения, в частности. Результаты практически всех отраслей машиностроения используются в авиастроительном производстве. Все новшества науки и передовых технологий быстро находят широкое применение в данной отрасли. И это является особенностью развития авиастроительного производства. Экономика любого государства всегда нуждалась и в будущем будет нуждаться в современном транспорте для целей обеспечения потоков грузоперевозок и пассажироперевозок. На данный момент авиационный транспорт является самым быстрым, удобным, безопасным видом транспорта, позволяющим организовать связь с самыми отдаленными территориями страны. Но не каждое государство может позволить себе иметь собственное авиационное производство. Среди причин могут быть названы различные, включая такие как недостаточный уровень развития экономики страны в целом, уровень развития отрасли машиностроения, в частности, недостаточный уровень квалификации кадров, обеспечение которого требует выстраивания определенной траектории, включающей этап практической отработки навыков на конкретных предприятиях и др. Летательные аппараты являются сложной и наукоемкой продукцией. Для создания таких аппаратов необходимы специальные научно-технические знания. Эксперты отмечают, что для накопления таких знаний требуется большие объемы экспериментальных работ, специального оборудования и квалифицированный персонал [1].

Существующие классификации предполагают следующий состав производств авиакосмической отрасли: производство летательных аппаратов, производство бортового оборудования, агрегатов, двигателестроение, производство авиационного вооружения и авиационных средств спасения, производство съемного оборудования летательных аппаратов – кассет, бункеров, баков, лебедок и другого оборудования, производство наземного оборудования для наземного обслуживания, средств аэродромно-технического обеспечения, контрольно-проверочную аппаратуру, контрольно-измерительные приборы общего применения, инструмент и приспособления [2]. Другая классификация производств авиакосмической промышленности включает в себя несколько отраслей, в зависимости от назначения готовой продукции: 1) авиастроение гражданской техники – отрасль, отвечающая за производство, разработку и ремонт авиационной техники гражданского назначения. К ним относят пассажирское и транспортное авиастроение; 2) авиастроение военной техники – отрасль, производящая пилотируемые и беспилотные летательные аппараты, для выполнения военных задач; 3) авиастроение техники двойного назначения – отрасль, производящая авиационную технику, которая используется в целях обеспечения потребностей граждан, безопасности общества и государства, а также для обеспечения разнообразных потребностей народного хозяйства [3–4]. Выполненное изучение развития отрасли позволило выделить ряд существующих проблем в авиацион-

606

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

ной промышленности. Среди основных проблем отрасли можно назвать существующие схемы финансирования и подготовки профессиональных кадров. В качестве решения вопросов подготовки кадров, соответствующим современным и перспективным требованиям развития отрасли, можно предложить формирование специальной кадровой политики государства. Сложность и растущие объемы производства требуют значительных финансовых вложений. И, как правило, ни одна компания в мире не в состоянии осилить такое финансирование самостоятельно. Поэтому развитие авиационной промышленности требует активного государственного участия в различных вопросах, включая вопросы финансирования, формирования государственного заказа на производство, подготовку кадров и ряда других. Так же в ряду особенностей, характерных для отрасли авиастроения, находятся большая длительность производственного цикла и позаказный характер организации производственного процесса. Высокая капиталоемкость программ разработки, производства и послепродажного обслуживания также формируют особые требования к финансированию авиационной промышленности. Главные направления вкладывания средств, где проявляются сложности обеспечения финансирования, отмечены на стадии разработки техники, которая включает затраты на проектирование, изготовление опытных машин, проведение испытаний, проведение научных исследований. Анализ современной ситуации в российской авиастроительной и космической отраслях также показал присутствие последствий международных экономических санкций, по отношению к России, со стороны правительств ряда государств [5; 6]. При этом отмечено также и продолжение сотрудничества со стороны реальных производителей из Франции, Германии и ряда других стран в вопросах организации совместного решения вопросов в области транспортного авиастроения, несмотря на существующие государственные запреты в данных странах. Выполненное исследование позволяет заключить, что авиастроение в современных условиях является одной из наиболее перспективных, прогрессивных отраслей машиностроения. Авиастроительным предприятиям необходима поддержка и реализация различных форм участия со стороны правительств стран, частных инвесторов, участие в международных схемах, союзах, способных финансировать данную отрасль и предлагать различные варианты участия в развитии.

Библиографические ссылки 1. Бодрунов С. Д., Дмитриев О. Н., Ковальков Ю. А. Авиационно-промышленный комплекс России на рубеже ХХI века. Проблемы эффективного управления. В 2 ч. Ч. 1. М. : Аэрокосмическое оборудование, 2014. 552 с. 2. Бодрунов С. Д., Ковальков Ю.А. Экономика и организация авиастроения в России. М. : Аэрокосмическое оборудование, 2015. 304 с. 3. Володин С. В. Стратегическое управление проектами. На примере аэрокосмической отрасли. М. : Ленанд, 2014. 152 с. 4. Володин С. В. Управление сроками, стоимостью и результатами наукоемких программ. На примере аэрокосмической отрасли. М. : Ленанд, 2015. 176 с. 5. Курицына В. В. Объекты аэрокосмического производства. М. : LAP Lambert Academic Publishing, 2014. 180 с. 6. Мисинева И. А. Развитие инновационных процессов в высокотехнологичных компаниях : Решетневские чтения : материалы XV Междунар. науч. конф., посвящ. памяти генер. конструктора ракет.-космич. систем акад. М. Ф. Решетнева (10–12 ноябр. 2011, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. Ч. 2. С. 785–786. References 1. Bodrunov S. D., Dmitriev O. N., Kovalkov Yu. А. Aviation-industrial complex of Russia at the turn of the twenty-first century. The problem of effective management. In 2 parts. Part 1. M. : Aerospace equipment, 2014. 552 p. 2. Bodrunov S. D., Kovalkov J. A. Economics and organization of aircraft industry in Russia. M. : Aerospace equipment, 2015. 304 p. 3. Volodin S. V. Strategic management of projects. On the example of the aerospace industry. M. : Lenand, 2014. 152 p. 4. Volodin S. V. managing the timing, cost and results of knowledge-based programs. On the example of the aerospace industry. M. : Lenand, 2015. 176 p. 5. Kuritsyn V. V. the Objects of aerospace production. M. : LAP Lambert Academic Publishing, 2014. 180 p. 6. Misineva I. A. Тhe Development of innovation processes in high tech companies // Resetdevice reading : proceedings of the XV Intern. scientific. Conf. internat. memory generators. designer of missiles.-space. systems Acad. M. F. Reshetnev (10–12 Nov., 2011, Krasnoyarsk) : 2 CH. / under the General editorship of Y. Y. Loginov ; Sib. state aerocosmic. univ. of Illinois. Krasnoyarsk, 2011. Part 2. P. 785–786. © Данилкин Р. А., Мисинева И. А., 2017

607

Решетневские чтения. 2017

УДК629.78.01:001.6 ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРИБОРОВ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ В. В. Двирный, Е. П. Маслов, Е. А. Старостин* АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 * E-mail: [email protected] Статья содержит обоснования инновационных подходов при производстве приборов многофункциональных космических аппаратов. Ключевые слова: система электропитания (СЭП), космический аппарат (КА), энергопреобразующая аппаратура (ЭПА), радиоэлектронная аппаратура (РЭА), гипертеплопроводящая секция (ГТПС). INNOVATIVE TECHNOLOGIES DURING THE MANUFACTURE OF INSTRUMENTS OF MULTIFUNCTIONAL SPACECRAFT V. V. Dvirniy, E. P. Maslov, E. A. Starostin* JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation * E-mail: [email protected] This article contains the innovative approach validation during the manufacture of instruments of multifunctional spacecraft. Keywords: electric power supply system (EPSS), spacecraft, energy-converting equipment(ECE), radioelectronic equipment, hyperheat-conducting section(HCS). Развитие АО «ИСС» в области создания нового поколения систем электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА) мощностью более 20 кВт и выходным напряжением 100В/27В предопределяет повышение надежности и конкурентоспособности энергопреобразующей аппаратуры (ЭПА), входящей в состав СЭП. СЭП является одной из важнейших частей в составе оборудования спутника, обеспечивая энергией все его служебные системы и полезную нагрузку КА. Комплекс энергопреобразующий (КЭП), как один из основных составляющих СЭП, обеспечивает стабильное питание потребителей и согласование источников между собой. Для таких приборов как КЭП, имеющих высокое тепловыделение, проблемы обеспечения тепловых режимов работы имеют особую значимость. Развитие силовой электроники, используемой в космической радиоэлектронной аппаратуре (РЭА), вопросы отвода тепла от электрорадиоизделий (ЭРИ) и обеспечение оптимального теплового режима бортовой РЭА являются одним из важнейших факторов, определяющих срок её активного существования (САС). Применение современных высоко интегрированных ЭРИ и силовых ЭРИ с высокой удельной мощностью, усугубляют эту проблему. Результатом повышения САС космических аппаратов до 15 лет является ужесточение требований по обеспечению тепловых режимов ЭРИ. Традиционные способы отвода тепла для бортовой РЭА уже не при-

менимы, так как ведут к существенному увеличению её массы [1]. Для обеспечения оптимальных тепловых режимов требуется применение нестандартных решений. Для этого необходимо уменьшение теплового сопротивления от каждого ЭРИ до термостабилизированной поверхности, уменьшение плотности теплового потока. Уменьшение теплового сопротивления от ЭРИ до посадочной поверхности прибора может быть достигнуто за счет: – конструктивного исполнения несущих рамок силовых блоков КЭП (материала металлического основания, медных полигонов в конструкции печатных плат, и т. д.); – способов монтажа силовых ЭРИ и обеспечение условий отвода тепла от них; Еще один путь снижения температуры основания КЭП – использование ГТПС [2] между посадочной поверхностью прибора и панелью КА. Применение ГТПС позволяет распределить тепло между нагруженными и ненагруженными блоками, и тем самым понизить температуру теплонагруженных блоков [3]. Уменьшение теплового сопротивления от ЭРИ до посадочной поверхности прибора также достигается за счет применения теплопроводящих клеев, паст, медных полигонов в конструкции печатных плат, металлического основания несущих рамок в составе каждой рамки. Для установки керамических подложек и силовых ЭРИ в блоках КЭП применяется клей-герметик

608

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

Эласил 137–182 [4], обеспечивающий необходимые параметры теплопроводности, совместно с подслоем П-11 [5], повышающим адгезию клея-герметика к склеиваемым поверхностям. Для реализации всех вышеперечисленных КТР на предприятии разработаны соответствующие технологические процессы, которые были квалифицированы и внедрены по результатам НЭО предыдущих заказов. Выводы: 1. Энергопреобразующая аппаратура систем электропитания космических аппаратов любого назначения является важнейшей аппаратурой, обеспечивающей бортовое электропитание КА требуемого качества. Это обстоятельство требует обеспечения высокой надежности ЭПА при длительных сроках ее эксплуатации, обеспечение качества бортового электропитания как в статических, так и динамических электрических режимах эксплуатации ЭПА. 2. Для решения перспективных задач необходимо определять приоритеты и поэтапно проводить выполнение работ по внедрению новых конструкторскотехнологических решений. 3. Основным направлением работы технологических служб приборного производства является проведение дальнейших работ по отработке и совершенствованию технологии производства, анализ мировых тенденций изготовления бортовой аппаратуры и отработка новейших конструкторско-технологических решений еще до момента внедрения ее на штатной бортовой аппаратуре. 4. В процессе отработки технологии необходимо обеспечить стабильность технологических процессов, оптимизировать технологические режимы, обеспечить строгое выполнение требований КД и НТД, а также многое другое, что позволит с минимальными затратами решать сложнейшие технические и технологические задачи. В связи с этим потребовалось применение инновационных технологий. Библиографические ссылки 1. Чеботарев В. Е., Косенко В. Е. Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения : учеб. пособие / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. 488 с.

2. Нестеров Д. А., Деревянко В. В., Сунцов С. Б. Программный комплекс теплового моделирования бортовой радиоэлектронной аппаратуры с плоскими тепловыми трубами // Решетневские чтения : материалы XХ Междунар. науч. конф. (09–12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. 3. Пат. 2403692 Российская Федерация, МПК Н05К 1/00, Н05К 7/20. Модуль радиоэлектронной аппаратуры с гипертеплопроводящим основанием / Сунцов С. Б., Косенко В. Е., Деревянко В. А. ; заявитель и патентообладатель АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва» № 2009116488/07 ; заявл. 29.04.2009 ; опубл. 10.11.2010, Бюл. № 31. 4. ТУ6-02-1-015–89. 5. ОСТ 92-4685. References 1. Chebotaryov V. E., Kosenko V. E. Osnovy proektirovaniya kosmicheskih apparatov informacionnogo obespecheniya [Spacecraft design fundamentals for information support] : ucheb. posobie / SibSAU. Krasnoyarsk, 2011. 488 с. 2. Nesterov D. A., Derevyanko V. A., Suntsov S. B. Programmnyj kompleks teplovogo modelirovaniya bortovoj radioehlektronnoj apparatury s ploskimi teplovymi trubami // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. 3. Pat. 2403692 Russian Federation, MPK Н05К 1/00, Н05К 7/20 / Suntsov S. B., Kosenko V. E., Derevyanko V. A. Modul’ radioehlektronnoj apparatury s giperteploprovodyashchim osnovaniem [Radioelectronic equipment module with a hyperthermalheat-conducting base]. Applicant and patent owner JSC “Information Satellite Systems” named after academician M. F. Reshetnev”. № 2009116488/07 ; declared 29.04.2009 ; published 10.11.2010, № 31. 4. TU6-02-1-015-89. 5. OST 92-4685.

609

© Двирный В. В., Маслов Е. П., Старостин Е. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 372.8 ИНОСТРАННЫЙ ЯЗЫК В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ: ВОПРОСЫ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ-ПРАКТИКОВ Е. М. Дорогайкина Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассмотрены некоторыы вопросы спецификации преподавания иностранных языков в техническом вузе в связи с развитием современной системы образования, новыми социальными требованиями и современными условиями развития общества в целом на примере обучения студентов, связанных с ракетно-космическим направлением. Ключевые слова: иностранный язык, технический университет, диалог культур, современные технологии обучения. FOREIGN LANGUAGE IN TECHNICAL COLLEGE: QUESTIONS OF EXPERTS-TEACHERS E. M. Dorogaykina Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The purpose of this article is consideration of some issues of the specification of teaching foreign languages in technical university in connection with development of a modern education system, new social requirements and modern conditions of development of society in general on the example of training of the students connected with the space-rocket sphere. Keywords: foreign language, technical university, dialogue of cultures, modern technologies of training. Современность по-своему расставляет приоритеты в области освоения иностранных языков как инструментов глобализации, интеграции, актуализации, информатизации. Актуальные тенденции развития мирового потенциала неотделимы от качественного владения людьми иностранными языками. В последнее время иностранные языки из предмета овладения превратились в средство достижения целей и ориентиров развития человечества [1]. Одновременно с глобальными ориентирами человечества, язык находится в пределах личных интересов каждого человека: язык – способ саморазвития, реализации планов и задач, самопрезентации, самостоятельном позиционировании в окружающем пространстве и т. д. Доступные к изучению иностранные языки вариативны по их содержанию и быстры в силу виртуализации и информатизации учебного пространства. В связи с перечисленным выше, произошел отказ от единообразных форматов преподавания иностранных языков в техническом вузе. Возникла необходимость поменять подходы к их преподаванию, принимая во внимание прагматические, географические, личностно ориентированные и другие причины. В связи в перечисленными выше тенденциями, перед учеными и преподавателями возникает целый ряд новых вызовов и вопросов. С ними необходимо справляться, имея в арсенале намного меньшее количество часов на занятия и, к сожалению, по послед-

ним наблюдениям, менее подготовленных со школьной скамьи студентов, не прекращающих ставить перед собой амбициозные цели, несмотря на трудности. Среди студентов бакалавров СибГУ им. академика М. Ф. Решетнева есть много желающих освоить иностранный язык (иногда и два) на высоком уровне за период обучения в вузе. Об актуальности выбранной нами темы говорят многочисленные монографии и исследования, проводившиеся в России по различным методикам преподавания иностранных языков. Таким образом, занимаясь преподаванием на факультетах в учреждении высшего профессионального образования, в частности в сфере инженерного образования в аэрокосмической отрасли, мы ставим целью данной статьи рассмотрение некоторых вопросов спецификации преподавания иностранных языков в техническом вузе в связи с развитием современной системы образования, новыми социальными требованиями и современными условиями развития общества в целом. В числе задач и вопросов, на которые ищут ответы преподаватели-практики технических вузов, остаются: 1. Какому языку учить? Какой язык будет полезнее знать в тех или иных условиях будущему бакалавру или специалисту? 2. Как должен выстраиваться диалог культур в современном обучении иностранным языкам?

610

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

3. Как распределить ресурсы и время в сложных условиях сокращения часов на преподавание дисциплин, применяя современные новые технологии и методики обучения в целях скорейшего достижения результата при обучении иностранным языкам? Рассмотрим каждый из вопросов отдельно. Отмечаем, что мы принимаем во внимание работу преподавателей технического вуза, на примере обучения студентов, связанных с ракетно-космическим направлением прямо или косвенно, конкретно, таких направлений подготовки, как Экономика, Финансы и кредит, Бухгалтерский учет и аудит, Менеджмент, Маркетинг, Управление персоналом, Таможенное дело. Так, отвечая на первый вопрос, вузы не отказываются от преподавания английского языка, как всеобъемлющего мирового языка бизнеса, науки, культуры и технологий. Значение английского языка в современном мире трудно переоценить. Общеизвестно, что его используют более 1 миллиарда человек. Для половины из них он является родным. Около 600 миллионов выбрали именно его в качестве иностранного. Безусловно, диапазон распространения английского языка в современном мире настолько велик, что этот язык не может быть идентичным в различных областях. Несмотря на разнообразные его варианты и наличие специфических особенностей для каждой национальности, английский язык остается самым популярным на нашем земном шаре. Однако, преподаватели современных вузов не смогут ограничиться только преподаванием разговорного языка, а имеют задачи представлять студентам разные его варианты (дискурсы), привязанные к областям наук, которые данные студенты изучают. Например, преподаватели разрабатывают и читают курсы, представленные в ракурсе экономики, финансов, менеджмента, маркетинга, таможенного дела и так далее, в зависимости от направления обучения студентов, их уровней, форм обучения и других целевых задач. Очевидно, что в такой ситуации преподаватели разрабатывают специальные курсы, продумывают возможные удобные формы их подачи, формы взаимодействия со студентами, прогнозируют результаты, обрабатывают и перерабатывают имеющиеся у них методики преподавания, ориентируют их на учащихся. Необходимо упомянуть, что ситуация со вторым иностранным языком обстоит сложнее. Зачастую изучение второго иностранного языка вообще не входит в программу обучения для студентов перечисленных направлений подготовки в последние годы. В редком случае появления данной дисциплины в учебных планах ограничивается максимум ознакомительным курсом (не более 1 года) второго иностранного языка. За последние два – три года в азиатской части России прослеживается тенденция к отказу от изучения в вузах распространенных европейских языков (немецкого и французского) в пользу изучения китайского языка. Несмотря на важность и востребованность мировым сообществом базовых европейских языков науки, о чем написано немало работ современными учеными [3], вузы Азиатской части России принимают ориентиры современного российского бизнеса, приглашают преподавателей китайского языка и реа-

лизовывают новые образовательные стандарты в данном направлении. Рассматривая последнее, с одной стороны мы можем констатировать плачевное для технической российской науки искоренение европейских языков из контекста преподавания, с другой стороны находить новые, ранее менее известные, преимущества и выстраивать новые культурологические и научные связи в системе образования. Определенная сложность ответа на второй вопрос заключается в том, что традиционная лингводидактика и методики всегда были ориентированы на благоприятные условия работы и взаимодействия с участниками образовательного процесса, ранее более однородного и монокультурного. Сейчас для взаимодействия с учащимися, среди которых, встречаются представители разных культур, преподаватель должен обладать большим багажом знаний, способов снятия трудностей недопонимания, владеть базовыми приемами конфликтологии, преодолевать инновационные стратегии, быстро адаптировать других участников диалога культур к процессу обучения. Ранее нами рассматривался вопрос преподавания иностранного языка для студентов различных культур [2]. Данный вопрос требует отдельной подробной проработки и будет оставаться актуальным для преподавателей иностранных языков долгое время. В ответе на третий вопрос в настоящее время нам помогают современные дистанционные технологии, достаточно широко доступные в среде технических вузов. В нашем случае таким примером служит работа сервера дистанционного обучения СибГУ им. М. Ф. Решетнева http://dl.sibsau.ru [4], который работает в формате обучающей среды Moodle – свободного веб приложения (программы), которая предоставляет возможность для создания сайтов для онлайнобучения. Она позволяет студентам свободно пользоваться многими учебными ресурсами. Используя сервер ДО (систему Moodle) можно записывать новости, задавать, собирать и проверять задания, создавать электронные журналы, ресурсы и многое другое. Среди неоспоримых преимуществ работы с сервером можно обозначить легкую адаптацию, тиражирование образовательных сервисов в ходе учебного процесса, возможность для студентов осуществлять обратную связь с преподавателем путем оценки и комментирования, организацию разнообразных форматов заданий, быстрое включение создаваемых преподавателями продуктов в образовательный процесс, отсутствие необходимости многочасовой аудиторной работы. Перечисленные нами функции и характеристики сервера во многом пересекаются и с работой других систем и облачных технологий, которые целесообразно использовать сейчас в учебной практике вуза. Существуют работы, подробно описывающие преимущества таких технологий [5]. Подводя итоги, мы приходим к выводу, что иноязычное образование является одной из главных проблем, с которой сталкиваются студенты и педагоги ежедневно. Это не только обучение студентов иностранным языкам в системе обучения, но и часто самостоятельная студенческая работа вне университета, которая должна иметь достойное сопровождение

611

Решетневские чтения. 2017

в виде дистанционных форм обучения. Отмечаем, что необходимость для преподавателей интересоваться культурологической составляющей своих занятий и внедрением новых технологий, удобных всем, в образовательный процесс уже давно назрела. Преодолевая порог недоверия к новым методам и технологиям, педагоги осваивают дистанционные технологии, переходят на новый уровень общения со студентами в информационном мире. Библиографические ссылки 1. Тарева Е. Г. Преподавание иностранного языка: новые вызовы ученому и преподавателю-практику // Фундаментальное и актуальное в развитии языка: категории, факторы, механизмы : сб. статей материалы XVIII Международной конф. Школы-семинара имени Л. М. Скрелиной (13–16 сентября 2017, г. Москва). М. : МГПУ ; Языки Народов Мира, 2017. 388с. 2. Дорогайкина Е. М. Роль дисциплины «Иностранный язык» в современном техническом вузе для студентов различных культур // Решетневские чтения : материалы XIX Междунар. науч.-практ. конф. посвящ. 55-летию Сиб. гос. аэрокосмич. ун-та им. акад. М. Ф. Решетнева (10–14 нояб. 2015, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. Ч. 2. 514 с. 3. Современные тенденции в преподавании иностранных языков в неязыковом вузе : материалы X Междунар. очн. научн.-практ. конф. (май 2016, г. Красноярск) / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. 134 с. 4. Сервер ДО СибГУ им. М. Ф. Решетнева [Электронный ресурс]. URL: http://dl.sibsau.ru/mod/ data/view.php?id=5539 (дата обращения: 03.10.2017). 5. Бедарева А. В. Дидактические преимущества использования облачных технологий в образовательном процессе вуза // Современные тенденции в преподавании иностранных языков в неязыковом вузе : материалы X Междунар. очн. научн.-практ. конф. (май 2016, г. Красноярск) / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. 134 с.

References 1. Tareva E. G. Prepodavanie inostrannogo yazyka: novye vyzovy uchenomu i prepodavatelyu-praktiku [ Foreign language teaching: new challenges for researchers and practice teachers] // Fundamental’noe i aktual’noe v razvitii yazyka: kategorii, faktory, mekhanizmy : Sbornik statej. Materialy XVIII Mezhdunarodnoj konferencii Shkoly-seminara imeni L. M. Skrelinoj (Moskva, 13–16 sentyabrya 2017 g.). M. : MGPU, 2017. 388 p. (in Russ.) 2. Dorogaykina E. M. Rol’ discipliny «Inostrannyj yazyk» v sovremennom tekhnicheskom vuze dlya studentov razlichnyh kul’tur [Role of discipline “Foreign language” in modern technical college for students of various cultures] // Reshetnevskie chteniya : materialy XIX Mezhdunar nauch.-prakt. konf. posvyashch. 55-letiyu Sib. gos. aehrokosmich. un-ta im. akad. M. F. Reshetneva (10–14 noyab. 2015, g. Krasnoyarsk) : v 2 ch. pod obshch. red. Yu. Yu. Loginova ; Sib. gos. aehrokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2015. Ch. 2. 514 p. (In Russ.) 3. Sovremennye tendencii v prepodavanii inostrannyh yazykov v neyazykovom vuze [Modern tendencies of foreign language teaching in modern technical university] : materialy X Mezhdunar. ochn. nauchn.-prakt. konf. (maj 2016, g. Krasnoyarsk) / Sib. gos. aehrokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2016. 134 p. (In Russ.) 4. Server DO SibGU im. M. F. Reshetneva [Electronic resourse]. Available at: http://dl.sibsau.ru/mod/data/view. php?id=5539 (accessed: 03.10.2017). 5. Bedareva A. V. Didakticheskie preimushchestva ispol’zovaniya oblachnyh tekhnologij v obrazovatel'nom processe vuza [The didactic benefits of using cloud technologies in the educational process of the university (in the context of discipline “Foreign language”) // Sovremennye tendencii v prepodavanii inostrannyh yazykov v neyazykovom vuze : materialy X Mezhdunar. ochn. nauchn.-prakt. konf. (maj 2016, g. Krasnoyarsk) / Sib. gos. aehrokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2016. 134 p. (In Russ.)

612

© Дорогайкина Е. М., 2017

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 330.313 ОБНОВЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ СРЕДСТВ ПРЕДПРИЯТИЙ РКП: РИСКИ НАРУШЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ Г. И. Золотарева*, Н. В. Бахмарева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected] Проведена идентификация и систематизация факторов риска по этапам обновления основных средств. Одни факторы напрямую влияют на экономическую безопасность, другие опосредованно, через события, которые могут случиться под влиянием этих факторов. Ключевые слова: обновление основных средств, экономическая безопасность, фактор риска. UPDATE OF THE BASIC FUNDS OF ENTERPRISES OF THE RCP: RISKS OF VIOLATIONS OF ECONOMIC SECURITY G. I. Zolotareva*, N. W. Bahmareva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * Е-mail: [email protected] The article identifies and systemizes risk factors for the stages of renewal of fixed assets. Some factors directly affect economic security, others are mediated through events that can happen under the influence of these factors. Keywords: renewal of fixed assets, economic security, risk factor. Одним из приоритетных направлений долгосрочного социально-экономического развития России является создание экономически устойчивой, конкурентоспособной, диверсифицированной ракетнокосмической промышленности, обеспечение гарантированного доступа и необходимого присутствия России в космическом пространстве [1]. Ракетнокосмическая промышленность как часть высокотехнологичного сектора экономики [1] уже сегодня обладает высококвалифицированными кадрами, мощным производственным и научным потенциалом, обеспечивающими выполнение поставленных стратегических задач и разработку технологий, имеющих важное социально-экономическое значение или важное значение для обороны страны и безопасности государства [2]. Инновационный характер производимой продукции, необходимость строгого соблюдения заданных технических параметров космической техники обуславливают стремление предприятий ракетнокосмической промышленности к постоянному обновлению основных средств, улучшению их производственных характеристик. При этом количество оборудования, подлежащего одновременному обновлению, как правило, бывает значительным, что ставит под угрозу экономическую безопасность предприятия, в силу возможного возникновения кассовых разрывов, что повлечет за собой снижение платежеспособности, финансовую неустойчивость, и вероятность наступления банкротства предприятия. Приведенные

причины являются объективным, постоянно действующим фактором в период обновления основных средств, и поэтому требует серьезного внимания и учета со стороны руководства предприятия. Необходимость контроля экономической безопасности предприятия, обеспечивающего защиту его финансовых интересов в процессе развития материальнотехнической базы, обуславливают ее выделение в самостоятельный объект контроля, требующее обязательного исследования перечня факторов риска и дальнейшего их ранжирования для оперативного мониторинга. Следует отметить, что раскрытие информации о рисках, возникающих при воспроизводстве основных средств, является одной из составляющих системы внутреннего контроля предприятия. Риском в данном случае считается опасность возникновения непредвиденных потерь в процессе обновления основных средств, в связи со случайным изменением условий договора закупки оборудования, неблагоприятными обстоятельствами. Значительная часть рисков связанных с обновлением основных средств имеет финансовые последствия и, следовательно, оказывают влияние на финансовую устойчивость, платежеспособность и инвестиционную привлекательность предприятия. Необходимость дополнение учетно-аналитической системы контроля обновления основных средств информацией о рисках, возникающих при реализации этапов воспроизводства основных средств, обусловлена изменившимися потребностями

613

Решетневские чтения. 2017

инвесторов и руководителей предприятия при поиске и выборе источников финансирования парка оборудования. Отражение информации о рисках позволяет откорректировать на их величину контролируемых показателей и области допустимых значений, для оценки перспектив дальнейшего развития процесса воспроизводства основных средств. Консолидация информации о рисках с установленными контролируемыми показателями в учетноаналитической системе учета и контроля параметров обновления основных средств, будет способствовать расширению информационной базы, которое обеспечит сохранение экономической безопасности предприятия. Авторами были выделены и систематизированы по этапам обновления основных средств те факторы риска, которые активизируются именно в результате данного процесса и способны оказывать значительное неблагоприятное влияние на экономическую безопасность предприятия. Этап 1 «Диагностика наличного оборудования»: утрата основными средствами свойств, соответствующих экологическим требованиям; унижение производственного потенциала из-за высокого износа основных средств; увеличение стоимости текущего обслуживания основных средств; увеличение доли морально устаревшего оборудования; увеличение стоимости восстановления основных средств. Этап 2 «Формирование и утверждение плана технического перевооружения»: ошибка при выборе формы и объемов воспроизводства основных средств; ошибка при определении очередности обновления основных средств; низкая инновационная и инвестиционная активность предприятия. Этап 3 «Выбор источников финансирования»: рост корпоративного долга (внутреннего /внешнего/ валютного); конъюнктура цен на новое оборудование; инфляция, включая скрытое и ожидаемое повышение цен; низкий уровень инвестиционной активности; неэффективное расходование выделенных средств на приобретение основных средств; ошибка при выборе источника финансирования; высокая стоимость заемных средств, высокая ставка рефинансирования, высокий процент по кредиту; недостаток объемов финансовых ресурсов предприятия из внутренних и внешних инвестиций. Этап 4 «Обновление основных средств»: нарушение сроков выполнения плана технического перевооружения; несоблюдение графика платежей за поставленные основные средства; рост корпоративного долга (внутреннего /внешнего/валютного); нарушение договорных отношений, приведшее к наложению санкций; недостаточный уровень финансовой гибкости предприятия. Этап 5 «Анализ результатов воспроизводства основных средств»: несоблюдение сроков выполнения производственной программы; недостаток фактической мощности производственных фондов для выполнения производственной программы; отсутствие у основных средств свойств, соответствующих экологическим требованиям; наличие / рост корпоративно-

го долга (внутреннего / внешнего/ валютного); невостребованность основного средства; снижение адаптации к сложившейся конъюнктуре рынка (переориентация производства). Проведенное исследование теоретических и практических предложений по решению данной задачи [1–5] позволило сделать следующие выводы о том, что часть выделенных факторов напрямую влияют на экономическую безопасность, часть опосредовано, через события, которые могут случиться под влиянием этих факторов. Факторы риска, возникающие при реализации процесса обновления основных средств и разнонаправлено влияющие на экономическую безопасность предприятия, характеризуются многообразием своих видов и в целях построения интегрированной учетно-аналитической системы контроля обновления основных средств требуют их идентификации и ранжирования. Игнорирование указанных факторов риска при разработке мероприятий по обновлению основных средств предприятия может привести к нарушению его экономической безопасности, в то время как использование данной информации совместно с другими контролируемыми параметрами учетно-аналитической приведет к положительным результатам. Библиографические ссылки 1. Концепция долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года : введено распоряжением Правительства РФ от 17.11.2008 № 1662-р (ред. от 10.02.2017). 2. Об утверждении перечня технологий, имеющих важное социально-экономическое значение или важное значение для обороны страны и безопасности государства (критических технологий), распоряжение Правительства РФ от 14.07.2012 № 1273-р (ред. от 24.06.2013). 3. Григорьева Е. А. Институциональное обеспечение модернизации экономики как условие экономической безопасности : монография. М. : Инфра-М, 2016. 155 с. 4. Филимонова Е. А. Финансовая безопасность: теория, методология и практика : монография. Новосибирск : Изд-во СО РАН. 2010. 213 с. 5. Орехов В. И., Орехова Т. Р., Карагодина О. В. Экономическая безопасность современной России в условиях кризиса : монография. М. : Инфра-М. 2015. 106 с. References 1. Kontseptsiya dolgosrochnogo sotsial’no-ekonomicheskogo razvitiya Rossiyskoy Federatsii na period do 2020 goda, vvedeno rasporyazheniem Pravitel’stva RF ot 17.11.2008 № 1662-r (red. ot 10.02.2017). 2. Ob utverzhdenii perechnya tekhnologiy, imeyushchikh vazhnoe sotsial’no-ekonomicheskoe znachenie ili vazhnoe znachenie dlya oborony strany i bezopasnosti gosudarstva (kriticheskikh tekhnologiy), rasporyazhenie Pravitel’stva RF ot 14.07.2012 № 1273-r (red. ot 24.06.2013).

614

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

3. Grigor’eva E. A. Institutsional’noe obespechenie modernizatsii ekonomiki kak uslovie ekonomicheskoy bezopasnosti [Institutional support of economic modernization as a condition of economic security]: monogr. M. : Infra-M, Publ. 2016. 155 p. 4. Filimonova E. A. Finansovaya bezopasnost’: teoriya, metodologiya i praktika [Financial security: theory, methodology and practice] : monogr. Novosibirsk : Izd-vo SO RAN. Publ. 2010. 213 p.

5. Orekhov V. I., Orekhova T. R., Karagodina O. V. Ekonomicheskaya bezopasnost' sovremennoy Rossii v usloviyakh krizisa [Economic security of modern Russia in times of crisis] : monogr. M. : Infra-M. Publ. 2015. 106 p.

615

© Золотарева Г. И., Бахмарева Н. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 001.89:629.78 ПУБЛИКАЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ КОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ А. Н. Киселёва АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected] Проанализирована целесообразность использования показателей публикационной активности для оценки научно-исследовательской деятельности предприятий космической отрасли, рассмотрены возможные последствия введения данных показателей для обязательного предоставления в Госкорпорацию «РОСКОСМОС». Ключевые слова: импакт-фактор, научно-исследовательская работа, опытно-конструкторская работа, публикационная активность. PUBLIC ACTIVITY AS THE INDEX OF SCIENTIFIC-RESEARCH ACTIVITY OF THE SPACE INDUSTRY ENTERPRISES A. N. Kiseleva JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] The article analyses expediency of using the indicators of publication activity to assess the scientific research activity at space industry enterprises, the possible consequences of the introduction of these indicators as mandatory to the State Space Corporation “ROSCOSMOS”. Keywords: impact-factor, research work, experimental design work, publication activity. Постановлением Правительства РФ от 23.03.2016 г. № 230 была утверждена Федеральная космическая программа (ФКП) России на 2016–2025 гг. В связи с сокращением бюджета ФКП практически в два раза по сравнению с изначально запланированным [1] и жёсткой конкуренцией при проведении конкурсов на выполнение опытно-конструкторских работ (ОКР), перед предприятиями космической отрасли остро встаёт вопрос об улучшении показателей, по которым заказчик выбирает исполнителя ОКР. Одним из таких показателей является научный потенциал предприятия. В 2016 г. коллективом авторов ФГУП «НПО им. С. А. Лавочкина» [2] было предложено при проведении конкурсов на ОКР для оценки научного потенциала предприятия учитывать не только количество докторов и кандидатов наук, но и публикационную активность за последние пять лет. Под публикационной активностью подразумеваются количество публикаций за определённый период и цитируемость опубликованных работ (суммарное количество ссылок на публикации). Образовательные и научные организации, выполняющие научно-исследовательские, опытно-конструкторские и технологические работы гражданского назначения уже с 2014 г. обязаны предоставлять в Федеральную службу по надзору в сфере образования и науки сведения о результатах своей деятельности, в том числе, совокупную цитируемость организа-

ции [3]. Возможно, в скором времени предоставление данных показателей станет обязательным для всех предприятий, выполняющих научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР). В связи с этим, рассмотрим статистику публикаций предприятий, входящих в состав Госкорпорации «РОСКОСМОС», представленную на рисунке. Очевидно, что этот подход к оценке научной деятельности предприятия удобен и прост – за короткий промежуток времени можно составить статистику за несколько лет и увидеть, участвуют ли работники предприятия в написании научных статей, создании и защите патентов на новационные разработки и сравнить данные показатели с другими предприятиями конкретной отрасли. С другой стороны, показатель цитирования на сегодняшний день часто подвергается критике как: статистически недостоверный, зависящий от области знаний, суммарного количества специалистов по данному разделу науки, текущей популярности исследования, географии журнальных публикаций, возраста исследователя и т. д. [4]. Если показатели публикационной активности будут введены для обязательного предоставления в «РОСКОСМОС» предприятиями космической отрасли, это может привести к определенным последствиям.

616

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

Публикационная активность ведущих предприятий РОСКОСМОСА (2012-2016 гг.)

1. Для поднятия рейтинга предприятия сотрудники могут публиковаться там, где проще. При этом аудитория у таких изданий будет не более тысячи человек. Это увеличит публикационную активность, но снизит цитируемость предприятия [5]. 2. Так как цитируемость статьи тесно связана с импакт-фактором (цитируемостью) самого журнала, а наивысшим импакт-фактором обладают зарубежные журналы, есть риск, что предприятия, будут стараться публиковать статьи в зарубежных журналах, тем самым «отдавая» новейшие разработки и идеи «за рубеж» [6]. Таким образом, к оценке научной деятельности предприятий космической отрасли по публикационной активности нужно относиться осторожно: принимать во внимание её можно только в сумме с другими немаловажными показателями, на которые обращают внимание заказчики при проведении конкурсов на ОКР, ведь у многих предприятий космической отрасли большой процент НИОКР выполняется в рамках гособоронзаказа и эти исследования могут быть засекречены и не отражаться на количестве публикаций и цитат. Кроме того, к данным показателям нужно подходить с учётом специфики, разнородности предприятий, нельзя оценивать все предприятия одинаково, опираясь лишь на количественные показатели. Ведь для космической отрасли, где основная задача предприятий – это выпуск конкурентоспособной продукции, как нигде актуальна фраза: «главное качество, а не количество». Библиографические ссылки 1. Лисов И. Космический бюджет России сокращается // Новости космонавтики. 2017. № 2. С. 50–53. 2. Ефанов В. В., Мартынов М. Б., Карчаев Х. Ж. О научном потенциале НПО им. С. А. Лавочкина // Вестник НПО им. С. А. Лавочкина. 2016. № 3. С. 73–76. 3. Об утверждении порядка предоставления научными организациями… [Электронный ресурс] : Приказ Минобрнауки России от 5 марта 2014 г. № 162 // Российская газета. 2014. 14 мая. URL: https://

rg.ru/2014/05/14/minobrnauki2-dok.html (дата обращения: 08.06.2017). 4. Индекс цитирования научных публикаций [Электронный ресурс] // интернет-сайт СибГУ им. М. Ф. Решетнева. URL: http://sibsau.ru/index.php/naukai-innovatsii/indeks-tsitirovaniya-nauchnykh-publikatsij (дата обращения: 05.05.2017). 5. Касьянов П. Эффективность VS формализм в управлении научными исследованиями [Электронный ресурс] // блог российского эксперта по наукометрии компании Thomson Reuters Павла Касьянова. 2016. 25 апреля. URL: http://pavel-kasyanov. blogspot.ru/ 2016/04/ vs.html (дата обращения: 04.05.2017). 6. Система подсчета научных публикаций может быть пересмотрена? // Электросвязь. № 10. 2016. С. 14. References 1. Lisov I. [Russia's space budget is shrinking] // Novosti kosmonavtiki. 2017. № 2. P. 50–53 (In Russ.). 2. Efanov V. V., Martynov M. B., Karchaev H. Zh. [About the scientific potential of the Lavochkin Association] // Vestnik NPO im. S. A. Lavochkina. 2016. № 3. P. 73–76 (In Russ.). 3. Order of the RF Ministry of Education and Science “On the approval of the procedure for providing scientific organizations...” of March 05, 2014 № 162. Available at: https://rg.ru/2014/05/14/minobrnauki2-dok.html (accessed: 08.06.2017). (In Russ.) 4. Indeks citirovanija nauchnyh publikacij [The index of citing scientific publications]. Available at: http:// sibsau.ru/ index.php/nauka-i-innovatsii/indeks-tsitirovani-ya-nauchnykhpublikatsij (accessed: 05.05.2017). (In Russ.) 5. Kas’janov P. Jeffektivnost’ VS formalizm v upravlenii nauchnymi issledovanijami [The effectiveness VS formalism in the management of scientific research]. Available at: http://pavel-kasyanov.blogspot.ru/ 2016/04/ vs.html (accessed: 04.05.2017). 6. [The system of counting scientific publications can be revised?]. Jelektrosvjaz'. 2016. № 10. P. 14.

617

© Киселёва А. Н., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 629.78:001.895:338.436.2 ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ: МЕЖДУНАРОДНЫЙ ОПЫТ ИНТЕГРАЦИИ И КООПЕРАЦИИ А. А. Ковальчук, Е. В. Сумина* Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Дан анализ международного сотрудничества в аэрокосмической отрасли. Систематизированы и выделены возможные формы кооперации и интеграции сотрудничающих стран и возникающие при этом проблемы. На основании этих данных предложены пути решения поднимающихся вопросов. Ключевые слова: инновации, интеграция и кооперация, международные отношения, космические программы, экономика аэрокосмической отрасли. INNOVATIVE TECHNOLOGIES IN AEROSPACE INDUSTRY: INTERNATIONAL EXPERIENCE OF INTEGRATION AND COOPERATION A. A. Kovalchuk, E. V. Sumina* Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The research analyses international cooperation in the aerospace industry. The author systematizes and identifies possible forms of cooperation and integration between the cooperating countries and the problems that arise, and on the basis of these data proposed solutions to rising issues. Keywords: innovation, integration and cooperation, international relations, space programs, economy in the aerospace industry. Инновация есть введение в употребление какоголибо нового или значительно улучшенного продукта (товара или услуги) или процесса, нового метода маркетинга или нового организационного метода в деловой практике, организации рабочих мест или внешних связях. Инновация является аспектом деловой стратегии или частью серии инвестиционных решений, направленных на создание потенциала для разработки продуктов или повышения эффективности производства [1]. Так как инновационная деятельность связана с прогрессивными изменениями, направленными на повышение эффективности производства, то инновации являются основой обеспечения конкурентоспособности организации на рынке. При этом базовым критерием конкурентоспособности наукоемких промышленных предприятий являются инновации в технологических процессах и наукоемкая продукция, выступающие результатом хозяйственной деятельности [2]. Области инноваций – все сферы жизнедеятельности человека, в том числе и отрасль аэрокосмических технологий. Новейшие технологии, которые обусловлены особенностями производства ракетнокосмических предприятий, должны базироваться на инновационной деятельности, а их применение и постоянное совершенствование способствует успешному пути развития оборонной промышленности и аэрокосмическому машиностроению [3]. Так как научно-технический прогресс и инновационная деятель-

ность приводят к усложнению и удорожанию научноисследовательского процесса и расширению сферы национальной научно-технической работы, возникает необходимость объединения усилий государств в решении сложных современных технологических вопросов [4]. Одной из форм совместного сотрудничества являются научные стратегические альянсы. Так как альянсы заключаются между научно-исследовательскими центрами, подконтрольными государству, предполагается более тесное сотрудничество, чем у научных альянсов компаний, где не создаются общие лаборатории во избежание утечки информации, которой стороны не готовы делиться. В основе отношений стратегических альянсов лежит межгосударственное соглашение, которое гарантирует стабильность и порядок с правовой стороны в научных коллективах. Также формируется научно-исследовательская сеть, обеспечивающая обмен информацией и знаниями, совместное использование оборудования, т. е. идет полноценный обмен технологиями, опытом, наработками, идеями [5]. Примером такого сотрудничества может служить альянс CFM International в области производства авиационных двигателей между транснациональной компанией General Electric и французской компанией Snecma. Компании по сей день работают совместно благодаря правильно построенной работе и общим стратегическим целям [6].

618

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

В современном обществе в условиях единой информационной среды и кооперации в производственных сферах международное сотрудничество помогает достичь результатов, которые были бы неосуществимы при обособленной, закрытой деятельности. Совместная работа способствует возрастанию экономической корреляции мировых стран, что связано с нарастанием всеобщей взаимозависимости мира – глобализации, и так как отрасль аэрокосмических технологий была и остаётся наиболее дорогостоящим видом деятельности, и для одной страны нагрузка на бюджет будет слишком высокой, уместно создание межгосударственных объединений, консорциумов, программ. Влияние аэрокосмической области на мировую экономику огромно – импорт космических технологий в гражданскую сферу деятельности, увеличение объема производства, изменение структуры мирового рынка в сторону инновационных высокотехнологичных отраслей. Прибыль мирового рынка космических услуг (связь, навигация, телевидение, запуск космических объектов) достигает 500 млрд долларов в год. Россия зарабатывает в космосе 500 млн долларов (в основном за счёт коммерческих запусков) [7]. По принципу формирования международная интеграция делится на институциональную (мощная инициативная роль государства) и частно-корпоративную (преобладает роль крупного частного предпринимательства). По масштабу интегрирования объединения делятся на двусторонние и многосторонние. По степени сращивания национальных экономик и производственных мощностей выделяют такие формы интеграции как зона свободной торговли, таможенный союз, общий рынок, экономический и политический союз [8]. Возможность осуществления аэрокосмической деятельности имеют как правительственные организации, т. е. государства (обладатели прав и носители обязанностей в сфере международного сотрудничества), так и частные, коммерческие компании. Например, частная американская компания «SpaceX», которая занимается запуском космических кораблей. Примером международной кооперации коммерческих компаний могут быть «Sea Launch» («Морской старт»), осуществляющая запуски спутников с морской стартовой платформы, и «Land Launch» («Наземный старт»), реализующая такие запуски с космодрома Байконур. Сотрудничество в освоении и использовании космического пространства осуществляется в двух основных формах – международные организации, занимающиеся космической деятельностью и совместные международные космические проекты и программы. Например, Европейское космическое агентство, Международная организация морской спутниковой связи и другие. Совместные международные космические проекты сотрудничества охватывают различные сферы космической деятельности – создание образцов космической техники, совместные пилотируемые полеты, проведение научных исследований и т. д. Самая знаменитая – программа создания и использования международной космической станции (МКС). В дальнейшем планируется продолжать работу уже на На-

циональной космической станции, и уже сейчас говориться о том, что проект должен быть нацелен на совместную работу. Также примером одной из важнейших таких программ является Международная программа КОСПАС-САРСАТ, целью которой является оказание содействия поиску и спасению людей путем предоставления получаемых с помощью спутников данных о бедствии (и его местонахождении) судов или самолетов. Участниками этой программы являются Канада, Россия, США, Франция, а пользователями может быть любое государство [9]. Организация международного сотрудничества, которая, судя по практике, является наиболее прогрессивной формой космических проектов, но сопровождается и рядом проблем [10] таких как: разработка принципов и стандартов в области управления совместными проектами, экономики, права, технических норм; конкуренция между сотрудничающими странами; обеспечение контроля над распространением ракетных технологий; разрозненность документов, нормативных положений, регулирующих использование космического пространства; невозможность полной передачи космических технологий иностранным коллегам из-за наложенных ограничений секретности; различия в уровне технологического и экономического развития (особенно со странами СНГ); большое политическое влияние на сотрудничество стран. Инновационные открытия и ноу-хау часто носят закрытый характер, и очевидно, что значительная часть таких исследований могла бы быть более результативной при объединении усилий ученых и специалистов. Необходимо принятие мер на политическом уровне для стандартизации всех нормативных документов, регулирующих деятельность в космосе; для решения разногласий и предотвращения экономических санкций, которые и морально, и материально снижают желания и возможности к кооперации и интеграции стран. Международная интеграция и кооперация в наукоемких отраслях, в аэрокосмической сфере является объективно необходимым процессом. Политическая и экономическая безопасность страны зависит от развития данной отрасли, но высок риск инвестиций в данную сферу. Международная интеграция и кооперация как взаимовыгодное сотрудничество позволяет снизить инвестиционные риски и реализовать сложные наукоемкие проекты. Для стимулирования сотрудничества необходимо чтобы потенциальные инвесторы были уверены в результативности и отдачи от работы в наукоемких сферах для того, чтобы у них появилось желание, интерес к развитию данной отрасли, так как на сегодняшний день поле для деятельности в ней – безгранично. Государственный бюджет не может обеспечить полное покрытие потребностей проектов, поэтому вклад частных корпораций в виде финансов, кадров, техники, лабораторий и центров был бы полезен. Такое сотрудничество имеет множество направлений, однако, по мнению автора, наиболее актуальное – это использование космоса для поиска новых полезных ископаемых, энергетических ресурсов, и ответов на глобальные проблемы человечества.

619

Решетневские чтения. 2017

Библиографические ссылки 1. Руководство Осло. М. : ЦИНС, 2010. 107 с. 2. Сумина Е. В., Зябликов Д. В. Инновационное региональное развитие: потребности диверсифицированного экономического роста Сибири в условиях реиндустриализации // Вестник СибГАУ. 2015. Т. 16, № 2. С. 515–523. 3. Реализация инновационных разработок на ряде аэрокосмических предприятий / Н. А. Тестоедов, Г. Г. Крушенко, Е. А. Морозов и др. // Вестник СибГАУ. 2016. Т. 16, № 4. С. 1078–1081. 4. Международное сотрудничество в сфере аэрокосмической деятельности : пособие к изучению дисциплины. М. : МГТУ ГА, 2015. C. 5–21. 5. Большаков А. В. Научные стратегические альянсы в России и за рубежом // Вестник ФУ. 2007. С. 164–170. 6. Труфкин А. С. Особенности стратегических альянсов транснациональных корпораций на современном этапе. М. : МАКС Пресс, 2010. 196 с. 7. Белоусов А., Маслова Г. Особенности аэрокосмической техники и современное аэрокосмическое инженерное образование // Вестник СГАУ. 2012. № 5 (36). С. 333–338. 8. Studme.org [Электронный ресурс]. URL: https://studme.org/1559102723985/politekonomiya/tipy_f ormy_integratsii (дата обращения 12.07.2017). 9. Svirkin V. A., Solov’eva T. L. [International cooperation in aerospace activities : a handbook for the study of the discipline.]. M. : MGTU CA Publ., 2015. P. 5–21. 10. Молдабеков Е. М., Винокуров Е. Ю. Перспективы сотрудничества стран СНГ в космической отрасли. Алматы, 2010. C. 27–30. References 1. Oslo Manual: Guidelines for Collecting and Interpreting Innovation Data, 3rd. М., 2010. P. 107.

2. Sumina E. V., Zyablikov D. V. [Innovative regional development: needs of diversified economic growth of siberia under the conditions of reindustrialization] // Vestnik SibGAU. 2015. Vol. 16, № 2. P. 515–523. (In Russ.) 3. Testoedov N. A., Krushenko G. G., Morozov E. A. Realizaciya innovacionnyh razrabotok na-ryade aehrokosmicheskih predpriyatij [Implementation of innovative developments at a number of aerospace companies] // Vestnik SibGAU. 2016. Vol. 16, № 4. P. 14–23. (In Russ.) 4. Svirkin V. A., Solov’eva T. L. [International cooperation in aerospace activities: a handbook for the study of the discipline.]. М. : MGTU CA Publ., 2015. P. 5–21. 5. Bol’shakov A. V. Nauchnye strategicheskie al’jansy v Rossii i za rubezhom [Scientific strategic alliances in Russia and abroad.] // Vestnik FU. 2007. P. 164–170. 6. Trufkin A. S. Osobennosti strategicheskih a’'jansov transnacional’nyh korporacij na sovremennom jetape [Features of strategic alliances of transnational corporations at the present stage]. М. : MAKS Press, 2010. P. 196. 7. Belousov A., Maslova G. Osobennosti aehrokosmicheskoj tekhniki i sovremennoe aehrokosmicheskoe inzhenernoe obrazovanie [Peculiarities of aerospace technology and modern aerospace engineering education] // Vestnik SGAU. 2012. № 5 (36). P. 333–338. 8. Studme.org. Available at: https://studme.org/ 1559102723985/politekonomiya/tipy_formy_integratsii (accessed: 12.07.2017) 9. Svirkin V. A., Solov’eva T. L. [International cooperation in aerospace activities : a handbook for the study of the discipline.]. M. : MGTU CA Publ., 2015. P. 5–21. 10. Moldabekov E., Vinokurov E. [Prospects of cooperation of the CIS countries in space industry]. Almaty, 2010. P. 27–30. © Ковальчук А. А., Сумина Е. В., 2017

620

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 629.783: 339.944 АКТУАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ И ФОРМЫ МЕЖДУНАРОДНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА В ИНТЕРЕСАХ ИННОВАЦИОННОЙ РЕГИОНАЛЬНОЙ ПРОЕКТНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В. В. Кудинов АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected] На основе анализа развития международных и сибирских проектов космических систем предлагаются новые варианты сотрудничества, в том числе Интеллектуальная инфокоммуникационная спутниковая инициатива iXi и система распространения знаний «Кольцо Ефремова». Ключевые слова: спутники, международные проекты, распространение знаний. CURRENT TASKS AND FORMS OF INTERNATIONAL COOPERATION FOR THE BENEFIT OF INNOVATIVE REGIONAL PROJECT ACTIVITIES RELATED TO SPACE V. V. Kudinov JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] The research is based on the analysis of the development of international and Siberian space projects; new ways of cooperation are proposed including the Intellectual Infocomm Satellite Initiative iXi and the system for knowledge dissemination referred to as Efremov Ring. Keywords: satellites, international projects, knowledge dissemination. Космическая деятельность и рынки сегментируются по различным признакам, среди которых важное значение имеют региональные аспекты. В СССР были сформированы и длительное время сбалансированно развивались в рамках единой государственной политики ряд региональных ракетно-космических «кустов» – Подмосковный, Волжский, Днепровский, Уральский, Сибирский (включая Красноярск, Омск, Томск, Новосибирск), Казахстанский. Впоследствии часть из них оказалась за границей, изменила статус или оказалась изолированной от совместной деятельности (Байконур, Днепропетровск, Харьков, Киев). Санкционное давление на Россию сделало проблематичным нормальное взаимодействие с Европой, США и их ближайшими союзниками (недавно казавшееся перспективным), и векторы регионального сотрудничества сибирских спутникостроителей нуждаются в обновлении и развитии. Перспективны новые формы сотрудничества с другими партнёрами, прежде всего, на восточном и южном направлении, где пока успехов не много – Казахстан, Индия, КНР, Япония, Корея, Вьетнам, Малайзия, Иран, Турция и др. страны этого круга не получали приемлемых для них предложений. Между тем, первый в России (более чем 20летний) опыт установления экономически выгодных связей между сибирскими спутникостроителями и зарубежными компаниями уходит корнями в такие проекты как «Молния» («Орбита», «Интерспутник»,

«Интервидение», SCOLA), «Цикада-Надежда» (КОСПАС-SARSAT), «Горизонт» (Олимпиада-80, Rimsat), «Галс», «Экспресс» («Информкосмос»), ГЛОНАСС. Это были вполне результативные, хотя и ограниченные по масштабам связи. Прорывным стал в середине 1990-х гг. инициированный НПО ПМ и поддержанный на европейском уровне проект «Сибирско-Европейского спутника» SESAT. Он стал успешным благодаря упорству, энергии, личной инициативе лидера сибирских спутникостроителей – генерального конструктора и академика М. Ф. Решетнева. Он был так профессионально поставлен, проработан технически, организационно, финансово, настолько удачно подкреплён кадрами (от менеджеров верхнего уровня до исполнителей в отделах КБ и цехах завода), что, несмотря на значительные препятствия и проблемы, был доведён до орбиты, и вот уже 17 с лишним лет сибирский спутник эффективно работает в интересах Европы с отличным рыночным результатом. SESAT как проект международный помог в начале 2000-х гг. удержанию и внутреннего рынка спутников связи в РФ от развала и сдачи его иностранным компаниям: благодаря ему появились заказы на спутники-аналоги серии «ЭкспрессАМ», а сибирские производства получили мощный импульс обновления всей линейки продукции, подъёма её до мирового уровня. Этот опыт успешного баланса внешних и внутренних рынков должен быть дополнен и развит в новых условиях на основе новых

621

Решетневские чтения. 2017

форм и геополитических векторов. При этом надо учесть имеющийся собственный сибирский опыт развития как низкоорбитальных систем на основе малых спутников, так и геостационарных тяжёлых спутников. В СССР, вслед за первыми спутниками ОКБ-1 С. П. Королёва, наибольший опыт создания и использования малых спутников был накоплен на берегах Днепра и Енисея, причём – для решения 2 разных типов информационных задач: 1) исследования околоземного пространства, накопления новой научной измерительной информации о геофизических характеристиках околоземной космической среды; 2) персональной мобильной связи, навигации и геодезии в интересах ведомственных заказчиков. Для задач 1-го типа в ОКБ-586 (Днепропетровск) были созданы ряды унифицированных научных спутников серии ДС и ДС-У (запущено около 50 малых спутников), только в серии АУОС-З в 1973–1991 гг. запущено 11 малых КА, в том числе 9 – в рамках международных проектов. По программе «Интеркосмос» базе платформ ДС-У2, -У3 в 1969–1976 гг. было запущено 12 малых спутников. Теперь, спустя 40 лет, таких объёмов космической деятельности даже по малым спутникам не достигается. Но всё-таки в апреле 2017 г. Украина запустила в рамках международного проекта QB50 собственный кубсат PolyITAN-2SAU. Вообще в проекте QB50 кубсаты поставляют 40 университетов и ряд связанных с ними организаций из более чем 20 стран. От России в проекте участвует лишь Самара. А много сходных международных проектов проходят вообще без участия России. На задачах 2-го типа в СССР специализировалось ОКБ-10 (создано М. Ф. Решетневым при поддержке М. К. Янгеля и С. П. Королева), где были разработаны 4 поколения малых КА «Стрела-1,-1М,-2,-2М,-3,-3М», «Гонец-Д,-Д1,-М». Всего за 53 года космической деятельности в Сибири было создано и запущено на низкие орбиты около 600 малых спутников, закрепивших позиции СССР и России в этой области. Не менее уникальный опыт создания многоспутниковых группировок накоплен сибирским космическим кластером на высоких орбитах – эллиптических (ВЭО) и геостационарных (ГСО). ВЭО за рубежом пока почти не использовались, в то время как сибирский опыт создания и эксплуатации группировок спутников связи «Молния-1,-1К,-1Т, -2,-3,-3К», «Меридиан» охватывает 50 лет. А на ГСО (в «Поясе Кларка») сибирские спутники хоть и не были первыми, но общее количество (более 150) и более чем 40-летний опыт успешной эксплуатации решетневских спутников в интересах СССР и России с включением их в мировое информационное пространство также могут служить заделом на будущее. Уже в XXI в. на ГСО реализованы на международном уровне проекты сибирских спутников «Экспресс-А, -АМ», «Ямал300К, -401», AMOS-5, Telkom-3, KazSat-3, Lybid. Несмотря на имевшиеся проблемы, это подтверждают нашу готовность строить новые системы на ГСО. Однако требования к спутникам меняются, рынок информационных систем переживает волны дефицита и насыщения. Актуально становится решение новых

задачи в коллаборации с зарубежными странами, прежде всего – ближнего окружения, такими восточными и южными соседями по континенту как Казахстан, Индия, КНР, Япония, Корея, Тайвань, Сингапур, Малайзия, Иран, Турция, Азербайджан, Киргизия, а затем и западными соседями – Беларусь, Финляндия, Швеция, Италия, Венгрия и т. д. Эти страны всё более заинтересованы в активном включении в проекты как соучастники, а не как покупатели готового продукта или услуги. Заинтересовывать партнёров можно только новыми типами связей и отношений, совместным развитием новых услуг. В основе новой модели сотрудничества должно быть долевое участие и распределение вкладов и рисков между заинтересованными сторонами при создании новых продуктов и их совместном использовании к выгоде этих сторон [1]. Новая модель применима и самых малых, и в мега-проектах [2; 3]. Одновременно с международным сотрудничеством и даже прежде его кооперационную модель реализуют внутри страны в виде частногосударственных партнёрств (начиная с заключения соглашений и договоров регионов, коммерческих и некоммерческих структур с национальными ведомствами, с органами власти всех уровней, отраслевых и межотраслевых союзов, ассоциаций – Союз машиностроителей, ТПП, Комитет по научно-технологическому развитию и прикладной науке, Лига содействия оборонным предприятиям, депутатские структуры Госдумы и Совета Федерации и т. д. В этой связи для сибирского космического кластера актуально освоение дополнительных путей и форм более тесного, гибкого, коммерчески результативного взаимовыгодного сотрудничества, совместной реализации масштабных (по срокам, характеру, привлекаемым инвестициям, количеству участников на этапах реализации и использования результатов – информационных продуктов и услуг) проектов. Здесь есть несколько слоёв, уровней возможностей развития международных связей: 1. Создание специальных бизнес-структур для «попутных услуг» – запусков малых спутников, размещения полезных нагрузок, радио- и иного мониторинга, переретрансляции данных, взаимообмен ресурсами, компонентами, технологиями в общих проектах. 2. Взаимные долевые вклады и распределение затрат, рисков, прибыли в совместных спутниковых системах – запуски взаимодополняющих, взаимодействующих в составе общей группировки спутников, совместных сетях земных станций и потребителей, лицензионное использование программных средств, баз данных, баз знаний, центров обработки данных, математических, имитационных и иных моделей, взаимное орбитальное обслуживание (включая ремонт, дозаправку спутников, увод с орбиты по завершении жизненного цикла). 3. Долгосрочное совместное развитие и коммерческое использование новых больших социоинфраструктурных инфокоммуникационных коммерческих систем (мега-проектов), сопоставимых с континентальными трубопроводными, энергетическими, транспортными и иными магистралями; совместное формирование единой социокультурной сферы, со-

622

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

общества пользователей «индустрии спутниковых знаний». В каждом из слоёв должен быть сформирован альянс с жёстким закреплением сроков и обязательств сторон с участием АО «ИСС», новых операторов, других предприятий кооперации, университетов и научных центров Сибири. Должны привлекаться по новым схемам новые инвесторы и обеспечиваться новыми операторами коммерциализация новых услуг, а включаемыми в цепочки сотрудничества научнообразовательными центрами (СФУ, СибГУ, ТПУ, ТУСУР, СО РАН и др.) – наполнение связей и преодоление в них проблем. Для верхнего уровня предлагается принятие межгосударственной Интеллектуальной инфокоммуникационной спутниковой инициативы (iXi) – создание на ГСО ядра новой инфраструктуры меридианально упорядоченного покрытия общеконтинентального геопространства новой сетью гибко управляемых спутниковых лучей, обеспечивающих донесение специальным образом структурированных знаний, размещаемых на классифицированных ресурсах (космотеках), до пользователей. Космотеки (библиотеки в небесах, хранилища упорядоченных знаний) в iXi формируются инициативно, коммерциализируются на рыночных принципах за минимальную плату или предоставляются бесплатно на принципах просветительской и иной социократической деятельности. Техническая основа космотек – спутниковая система на ГСО «Кольцо Ефремова» (по имени известного советского учёного и писателя-фантаста), состоящая из информационно-наполненных спутников со специальными комплексами обработки и распространения знаний на борту. Первый спутник «Ефремов» может быть построен в минимальные сроки в Сибири на базе платформы типа «Экспресс-iXi» и инновационной полезной нагрузки со специальным бортовым программным обеспечением. Главные требования к ним были рассмотрены и частично представлены на Сибирском авиакосмическом салоне 2004 г. в Красноярске, 3-ей Международной конференции «Космос и общество. Космос: человеческое измерение» 2009 г. в Днепропетровске) [4], секции 1 научно-практической конференции «Космонавтика XXI века» 2016 г. в Королеве.

За рубежом активизируются разработки спутников с интеллектуальными полезными нагрузками, хранением объёмной информации (от кубсатов типа Asgardia до сети орбитальных центров обработки данных, соединяемых межспутниковыми лазерными каналами связи SpaceBelt из 12–40 спутников массой по 400 кг). Создание новой международной интеллектуальной спутниковой инфраструктуры не за горами, и нам недопустимо отставать в этой области, имея приоритетный опыт и реальные заделы. Библиографические ссылки 1. Лялько В., Попов М. Исследуя землю: победы и беды украинского космоса. Киев : Зеркало недели, 15.09.2017. 2. Моисеев И. Большой космический проект // Российский космос. 2008. № 3. С. 20–24. 3. Пайсон Д. Б. Космическая деятельность: эволюция, организация, институты. М. : Книж. дом «Либроком». 2010. 312 с. 4. Кудинов В. В. Украино-Сибирское партнёрство при реализации проекта интеллектуальной инфокоммуникационной геостационарной спутниковой системы «Ефремов» // Космос и общество. Космос: человеческое измерение : тез. докл. 3-й Междунар. конф. (15–17 апреля 2009, г. Днепропетровск). Днепропетровск, 2009. С. 73. References 1. Lyalko V., Popov М. [Earth Research: Victories and Messes of The Ukrainian Space]. Kyiv : Zerkalo nedeli, 15.09.2017. (In Russ.) 2. Moiseev I. [Big Space Project] // Rossiysky kosmos. № 3. 2008. P. 20–24. (In Russ.) 3. Paison D. B. [Space Business: evolution, organization, institutes]. M. : Knizhny dom “Librokom” Publ., 2010. 312 p. 4. Kudinov V. V. [Ukrainian-Siberian partnership for The Intellectual Infocommunication GEO Sat System “Efremov” Project] // Tezisy dokladov 3-d Mezhdunar. konf. “Kosmos i obshestvo. Kosmos: chelovecheskoe izmerenie” (15–17 April 2009, Dnepropetrovsk). Dnepropetrovsk, 2009. P. 73. (In Russ.) © Кудинов В. В., 2017

623

Решетневские чтения. 2017

УДК 378 УСЛОВИЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ В РОССИИ Н. В. Кузнецова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматриваются понятия «качество образования» и «качество инженерного образования», на основе которых выдвигаются условия повышения качества инженерного образования в России. Ключевые слова: качество образования, качество инженерного образования, условия повышения качества инженерного образования, концепции общеобразовательной системы оценки качества образования, мотивация. CONDITIONS FOR IMPROVEMENT OF ENGINEERING EDUCATION QUALITY IN RUSSIA N. V. Kuznetsova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper covers two terms “education quality” and “engineering education quality” which play the role of a base for conditions proposed by authors in terms of improvement of quality engineering education. Keywords: education quality, engineering education quality, conditions for improvement of engineering education quality, Concept of general assessment system, motivation. Инженерное образование является приоритетным направлением государственной политики в образовательной сфере. Данный факт обусловлен потребностью российского общества в восстановлении производств, создании соответствующего кадрового обеспечения промышленности, а также в производительности страны, как для экспорта продукции, так и для внутреннего использования [1]. В связи с вышесказанным было отмечено превышение объема контрольных цифр приема на инженерные направления подготовки и специальности, что подтверждается 50 % увеличением от общего объема контрольных цифр приема в 2015 году. Таким образом, подавляющее большинство будущих инженеров в России обучается за счет средств федерального бюджета. Согласно данным, представленным Министерств образования и науки Российской Федерации, проблема количественного дефицита инженерных кадров решена. Очередной задачей является повышение качества инженерного образования. Согласно Концепции общеобразовательной системы оценки качества образования под качеством образования в данной Концепции понимается характеристика системы образования, отражающая степень соответствия реальных достигаемых образовательных результатов и условий обеспечения образовательного процесса нормативным требованиям, социальным и личностным ожиданиям. Мы, в свою очередь, под качеством инженерного образования будем понимать характеристику системы инженерного образования, отражающую степень соответствия реальных достигаемых образовательных результатов и условий обес-

печения образовательного процесса потребностями производства [2]. В этой связи нами были выдвинуты определённые условия, способствующие повышению уровня мотивации у абитуриентов в выборе инженерного направления для обучения, а также привлечение одаренных выпускников технических вузов к осуществлению профессиональной деятельности на предприятиях. Мы выделили четыре условия, два из которых ориентированы на абитуриентов и два – на выпускников технических вузов. Рассматривая условия, направленные на абитуриентов, необходимо проводить работу непосредственно со специалистами, занимающимися профориентационной работой от лица вуза. Основным условием является осознание непосредственно специалистами вуза значимости инженерного образования в России. Осознавая данный факт, специалисты будут иметь возможность донести до абитуриентов всю важность инженерного образования для страны. Вторым немаловажным условием является участие технических вузов в общегородских и общероссийских мероприятиях, целью которых является привлечение абитуриентов в вузы. На подобных мероприятиях необходимо показать всю жизнь вуза с точки зрения вклада в российское производство, предлагая разработки, созданные студентами, квесты, посвящённые тематике мероприятия и др. Все это способствует принятию правильного решения со стороны абитуриента и в дальнейшем он четко будет видеть свою профессиональную траекторию. Относительно привлечения дипломированных специалистов к работе на предприятиях мотивацион-

624

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

ные условия существенно отличаются. В данном случае роль мотиватора играют как преподаватель высшей школы, который также осознает роль инженерного образования для российского общества, так и работодатель, который заинтересован в приеме высококвалифицированных кадров. Следовательно, первым условием будет являться осознание значимости инженерного образования в России преподавателями и работодателями. Второе условие подразумевает привлечение студентов и выпускников непосредственно к практической деятельности на предприятиях согласно получаемой ими специализации. Помимо направления студентов на производственную практику, студентов необходимо знакомить со всеми предприятиями доступными в регионе, с целью предоставления выбора места работы в дальнейшем. Учитывая вышеизложенные условия, можно утверждать, что если все из них будут соблюдаться всеми участниками «проекта», то и государство в дальнейшем получит высококвалифицированных специалистов, способных изменить производство России в лучшую сторону в целом.

Библиографические ссылки 1. Министерство образования и науки Российской Федерации [Электронный ресурс]. URL: http://минобрнауки.рф (дата обращения: 02.10.2017). 2. Сущность понятия «Качество образования» [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/ article/v/suschnost-ponyatiya-kachestvo-obrazovaniya (дата обращения: 02.10.2017). References 1. Ministerstvo obrazovaniya i nauki Rossiyskoy Federatsii [Russian Ministry of Education and Science]. Available at: http://минобрнауки.рф (accessed: 02.10.2017). (In Russ.) 2. Suschnost ponyatiya “Kachestvo obrazovaniya” [Essence of the Concept “Education Quality”]. Available at: https://cyberleninka.ru/article/v/suschnost-ponyatiyakachestvo-obrazovaniya (accessed: 02.10.2017). (In Russ.)

625

© Кузнецова Н. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 339.94(510+540) ПОДГОТОВКА ИННОВАЦИОННЫХ КАДРОВ В АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ С. Г. Кукушкин1, В. В. Двирный1, С. Н. Решетникова2*, Г. Г. Крушенко2,3 1

АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 2 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 3 Красноярский научный центр СО РАН Институт вычислительного моделирования СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44 * E-mail: [email protected] Определяющим фактором инновации является развитие изобретательства. Огромное наследие фундаментальной науки, наличие инженерных школ, сохранившиеся во многих отраслях, позволяют успешно осваивать новые инновационные направления в аэрокосмической отрасли, включая АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», на котором большое значение придается изобретательской деятельности сотрудников, подготовке инженерных инновационных кадров. Ключевые слова: инновации, аэрокосмическая отрасль, патентование. TRAINING INNOVATIVE STAFF IN THE AEROSPACE INDUSTRY S. G. Kukushkin1, V. V Dvirniy1, S. N. Reshetnikova2*, G. G. Krushenko2,3 1

JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation 2 Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 3 Krasnoyarsk Science Centre SB RAS Institute of Computational Modelling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation * E-mail: [email protected] Determinant of innovation is the development of inventions. A huge legacy of fundamental science, the presence of engineering schools, preserved in many industries allow to develop successfully new innovative trends in the aerospace industry, including JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems, in which great importance is attached to the inventive activities of employees, training of engineering specialists. Keywords: innovation, aerospace industry, patenting of inventions. Введение. Согласно концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года [1] в России должны быть сформированы условия для массового появления новых инновационных компаний во всех секторах экономики. Однако, как показывает история экономики [2], инновация не может произойти волевым путем внедрения. И, тем не менее, несмотря на сложности современного состояния России, в стране существуют достаточно успешно функционирующие отрасли, к которым, в частности, относится и аэрокосмическая отрасль. Инновации в аэрокосмической отрасли. Производственная деятельность ракетно-космических предприятий отличается от других машиностроительных предприятий целым рядом особенностей, основной из которых следует считать экстремальные условия эксплуатации космических аппаратов [3], что диктует необходимость применения передовых технологий и

постоянного их совершенствования [4], которые должны базироваться на инновационном подходе. И для успешной работы в этом направлении следует руководствоваться Указом Президента РФ от 7 июля 2011 г. № 899 [5], в котором предусмотрено 8 приоритетных направлений, среди которых выделен п. 7. Транспортные и космические системы, а в Перечне критических технологий, состоящем из 27 позиций, приведен п. 24 Технологии создания ракетно-космической и транспортной техники нового поколения. Что касается инноваций в аэрокосмической отрасли России, которые можно выразить в виде патентования разработок, то по данным Центрального экономико-математического института РАН [6] Россия входит в пятерку мировых лидеров в области научнотехнических разработок для космоса, причем патентными лидерами в классе B64, подклассе B64G (Воздухоплавание; авиация; космонавтика) являются: 1) РКК «Энергия» имени С. П. Королева; 2) АО «Ин-

626

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

формационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева». Инновационные кадры. Следует отметить, что фирма «ИСС» по результатам патентно-лицензионной деятельности еще в 2011 году занимала одно из ведущих мест в аэрокосмической отрасли, а с целью повышения активности изобретательской деятельности было принято решение при аттестации инженерных кадров учитывать количественные показатели участия специалистов в патентной деятельности. В 2014 году в АО «ИСС» было подано 49 заявок и получено 54 патента по ранее поданным заявкам – большинство этих разработок успешно внедрено в производство. А за первое полугодие 2015 года получено 28 патентов на изобретения и 6 патентов на промышленные образцы. Всего в АО «ИСС» по состоянию на 1 мая 2015 года создано 4207 результатов интеллектуальной деятельности, получивших правовую охрану. Внедрение от охраняемых РИД составило за 10 лет 30 %. В качестве примера системного инновационного подхода к решению кадрового вопроса в этой отрасли можно привести и пример аэрокосмического предприятия ПО «Полет» – филиал ФГУП «ГКНПЦ им. М. В. Хруничева», в котором разработана концепция по отбору и подготовке молодых кадров по основным направлениям конструирования, производства и эксплуатации космических аппаратов различного назначения. Примером инновационного аэрокосмического образования может служить система подготовки кадров, разработанная СибГАУ совместно с АО «ИСС» и с КНЦ СО РАН, которая успешно применяется в СибГАУ при разработке студентами реальных элементов и устройств. Прошедшие эту школу выпускники СибГАУ в основном работают в аэрокосмической отрасли, куда они приходят практически готовыми высококвалифицированными специалистами. При этом СибГАУ совместно с научно-образовательным центром «Ракетно-космические технологии» участвует в реализации «Программы инновационного развития АО «Красмаш» по подготовке инженерных кадров для предприятия по целому ряду образовательных программ аэрокосмического профиля. Заключение. Определяющим фактором инновационной деятельности является развитие изобретательства. Успешная инновационная деятельность и подготовка инновационных кадров показана на примере АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» и ПО «Полет» – филиал ФГУП «ГКНПЦ имени М. В. Хруничева». Примером инновационного аэрокосмического образования может служить система подготовки кадров для аэрокосмической отрасли, разработанная Сибирским государственным аэрокосмическим университетом имени академика М. Ф. Решетнева. Библиографические ссылки 1. Концепция долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до

2020 года : распоряжение Правительства Российской Федерации от 17 ноября 2008 г. № 1662-р. 2. Румянцева С. Ю. Экономические ценности и глобальные риски в циклической экономике: актуальность российского ноосферизма // Проблемы современной экономики. 2014. № 2. С. 64–72. 3. Чеботарев В. Е., Косенко В. Е. Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. 488 с. 4. Эффективные технологии в машиностроении / Г. Г. Крушенко, М. Н. Фильков, С. Н. Решетникова и др. // Решетневские чтения : материалы ХI Междунар. науч. конф. / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2007. С. 180–181. 5. Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации : указ Президента РФ от 7 июля 2011 г. № 899. 6. Андрейчикова О. Н., Козырев А. Н. Патентный анализ аэрокосмического рынка. URL: http://www. labrate.ru/20141021/patent_analysis_of_the_aerospace_m arket-2014.pdf (дата обращения: 09.08.2017). References 1. [The concept long-term socially-economic development of the Russian Federation for the period till 2020]. Rasporyazhenie Pravitel’stva Rossiyskoy Federatsii, 17.11.2008. № 1662-r. 2. Rumyantseva S. Yu. [The economic value and global risks in a circular economy: relevance of Russian noospheres] // Problems of modern Economics. 2014. № 2. P. 64–72. (In Russ.) 3. Chebotarev V. E., Kosenko V. E. Osnovy proektirovaniya kosmicheskikh apparatov informatsionnogo obespecheniya [Fundamentals of spacecraft design information support] / SibGAU. Krasnoyarsk, 2001. 488 p. 4. Effective engineering technologies [Effektivnye tekhnologii v mashinostroenii] / G. G. Krushenko, M. N. Fil’kov, S. N. Reshetnikova et al. // Reshetnevskie chteniya : Materialy XI Mezhdunar. Nauchn. Konf. [Reshetnev readings: Materials of the XI Intern. Sci. Conf.]. Krasnoyarsk, 2007. P. 180–181. (In Russ.) 5. Ukaz Prezidenta RF ot 7 yulya 2011 g. № 899 “Ob utverzhdenii prioritetnykh napravleniy razvitiya nauki, tekhnologiy i tekhniki v Rossiyskoy Federatsii i perechnya kriticheskikh tekhnologiy Rossiyskoy Federatsii” [The presidential decree of July 7, 2011 № 899 “On approval of the priority directions of science, technologies and technics in the Russian Federation and the list of critical technologies of the Russian Federation”]. 6. Andreychikova O. N., Kozyrev A. N. Patentnyy analiz aerokosmicheskogo rynka [Patent analysis of the aerospace market]. Available at: http://www.labrate. ru/20141021/patent_analysis_of_the_aerospace_market2014.pdf. (assessed: 25.08.2015). (In Russ.)

627

© Кукушкин С. Г., Двирный В. В., Решетникова С. Н., Крушенко Г. Г., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 4И:629.78 РАЗВИТИЕ ПОНЯТИЙНОГО АППАРАТА В СВЕТЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ С. Г. Кукушкин, В. В. Двирный*, Н. Н. Петяева АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 * E-mail: [email protected] Представлены теоретические и методические основы по развитию понятийного аппарата в свете инновационных технологий в аэрокосмической отрасли. Ключевые слова: понятийный аппарат, инновационные технологии, аэрокосмическая отрасль, космический аппарат (КА). CONCEPTUAL CONSTRUCT DEVELOPMENT IN VIEW OF INNOVATIVE TECHNOLOGIES IN THE AEROSPACE INDUSTRY S. G. Kukushkin, V. V. Dvirniy , N. N. Petyaeva JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation * E-mail: [email protected] This article presents theoretical and methodological foundations for the conceptual construct development in a view of innovative technologies in the aerospace industry. Keywords: conceptual construct, innovative technologies, aerospace industry, spacecraft. На основе анализа современного состояния аэрокосмической отрасли выявлена актуальность исследования, которая обусловлена тем, что она рассматривается в качестве важной составляющей устойчивого социально-экономического развития и является залогом национальной безопасности. Помимо этого отмечено, что развитие понятийного аппарата в свете инновационных технологий является решающим для определения факторов и условий успешной реализации программы ее развития. Сделан акцент на формировании базовых элементов инфраструктуры инновационной деятельности для привлечения инвестиций в развитие аэрокосмической отрасли, в том числе с использованием партнерства государств. Инновационная деятельность стимулирует международные отношения, при этом необходимо развивать понятийный аппарат профессионального перевода. Необходимые профессиональные компетенции нужно вырабатывать при подготовке кадров, учитывая особенности управления в педагогических системах, интегрированный подход в кадровой политике и формирование инновационной готовности системы управления персоналом. В сфере интеллектуальной собственности требуется повышение качества подготовки переводчиков [1]. На государственном уровне принят профессиональный стандарт «специалиста по проектированию и конструированию космического аппарата и систем», разработанный ведущими специалистами АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева, совместно

с учеными СибГУ им. академика М. Ф. Решетнева, который одобрен экспертами из 13 предприятий и организаций аэрокосмической отрасли [2], который предусматривает освоение понятийного аппарата при переводе технической тематики в данной отрасли. Нами были рассмотрены и проанализированы несколько систем автоматизации перевода. Проведенный анализ показал, что при внедрении автоматизированного перевода эффективность работы переводчика увеличивается примерно в два раза, за счет того, что в технических текстах используются общеупотребительные слова и специальные термины, которые позволяют обеспечивать четкое и точное указание на реальные объекты и явления, устанавливать однозначное понимание специалистами передаваемой информации. Необходимо достигать максимальной близости при переводе терминологии научнотехнических текстов, учитывать особенности и непрерывное освоение появляющихся новых терминов в аэрокосмической отрасли [3]. Чтобы проанализировать несколько систем автоматизации перевода, нами был использован экспертный метод оценки качества и скорости перевода в различных системах машинного перевода с последующей доработкой базы [4–6]. Проведенный анализ показал, что для успешного использования инновационных технологий в аэрокосмической области необходимо развивать понятийный аппарат, а также, при внедрении системы автоматизированного перевода эффективность работы переводчика может существенно увеличиваться, поскольку система накопления данных (база данных)

628

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

позволяет преобразовывать большие объемы текста автоматически, почти не требуя редакции специалиста [7; 8]. Библиографические ссылки 1. Кукушкин С. Г. Пути решения проблем повышения качества подготовки специалистов в сфере интеллектуальной собственности наукоемкого предприятия // Защита прав интеллектуальной собственности : материалы 8-й Междунар. науч.-практ. конф. 2009. С. 83–87. 2. Ковалев М. В. Интеграция в аэрокосмическом образовании региона // Сб. материалов / под общ. ред. М. В. Ковалева ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. 240 с. 3. Кукушкин С. Г. Сложности перевода ракетнокосмической терминологии // Материалы IV Междунар. науч.-практ. конф. Омск, 2015. С. 91–92. 4. Виноградова Т. Б. Современные системы автоматизации перевода. Тюмень : Изд-во Тюмен. гос. ун-та, 2010. 252 с. 5. Daille B., Gaussier E., Langé J.-M. Towards Automatic Extraction of Monolingual and Bilingual Terminology // Proceedings of the 15th International Conference on Computational Linguistics (COLING 1994). Vol. 1. Р. 515–521. 6. Емельянова Н. З., Партыка Т. Л. Основы построения автоматизированных информационных систем. М. : Инфра, 2007. 416 с. 7. Соловьева А. В. Профессиональный перевод с помощью компьютера : справочник. СПб., 2008. 141 c. 8. Автоматический перевод на русский язык англоязычных запросов и их формализация при поиске информации в русскоязычных реферативных базах данных / Г. Г. Белоногов, Р. С. Гиляревский, В.С. Егоров и др. М. : ВИНИТИ, 2000. 20 c. References 1. Kukushkin S. G. [The solutions to the problems of improvement of quality of training of specialists in the field of intellectual property high-tech enterprise]. Materialy nauchno-prakticheskogo seminara “Monito-

ring, prognozirovanie i modelirovanie opasnykh prirodnykh yavleniy i chrezvychaynykh situatsiy”. [Materials 8-th International scientific-practical conference “Protection of intellectual property rights”]. Zheleznogorsk. 2009. P. 83–87. (In Russ.) 2. Kovalev M. V. Integratsiya v aerokosmicheskom obrazovanii regiona [Integration in the aerospace education of the region] : Sb. materialov / Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2015. 240 p. 3. Kukushkin S. G. Slozhnosti perevoda raketnokosmicheskoy terminologii [Difficulties in translating rocket-space terminology] // Materialy IV Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Omsk, 2009. P. 91–92. (In Russ.) 4. Vinogradova T. B. Sovremennye sistemy avtomatizatsii perevoda [Возможное применение аэрокосмического мобильного комплекса для круглосуточного космического мониторинга пожаров]. Tyumen’ : Izd-vo Tyumen. gos. un-ta, 2010. 252 р. 5. Daille B., Gaussier E., Langé J.-M. Towards Automatic Extraction of Monolingual and Bilingual Terminology // Proceedings of the 15th International Conference on Computational Linguistics (COLING 1994). Vol. 1. Р. 515–521. 6. Emel’yanova N. Z., Partyka T. L. Osnovy postroeniya avtomatizirovannykh informatsionnykh system. [Fundamentals of automated information systems]. M. : Infra, 2007. 416 p. 7. Solovyeva A. V. Professionalnyy perevod s pomoshchyu kompyutera [Professional translation using a computer]. SPb., 2008. P. 137–141. 8. Avtomaticheskiy perevod na russkiy yazyk angloyazychnykh zaprosov i ikh formalizatsiya pri poiske informatsii v russkoyazychnykh referativnykh bazakh dannykh. [Automatic translation on Russian language for English-language queries and their formalization in the retrieval of information in the Russian language abstract databases.] / G. G. Belonogov, R. S. Gilyarevskiy, V. S. Egorov et al. M. : VINITI, 2000. 20 p.

629

© Кукушкин С. Г., Двирный В. В., Петяева Н. Н., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 629.7.085.8:347.771 ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПАТЕНТНОГО ЛАНДШАФТА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПАТЕНТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В АО «ИСС» Д. Е. Курбатов АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected] Представлен опыт применения обработки патентной информации при проведении патентных исследований, апробирование нового метода при оформлении отчетов о патентных исследованиях визуализацией в виде патентного ландшафта. Ключевые слова: статистика, патентное исследование, патентный ландшафт, анализ патентной информации, прогнозирование. EXPERIENCE IN THE USE OF PATENT LANDSCAPE WHEN CONDUCTING PATENT RESEARCH JSC “ISS” D. E. Kurbatov JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] This report presents the experience of applying the processing of patent information in patent examinations, testing of a new method for the preparation of reports on the patent research visualization in the form of patent landscape. Keywords: statistics, patent research, patent landscape, patent analysis, forecasting. В данном докладе представлены новые методы обработки патентной информации при проведении патентных исследований. Патентные исследования являются обязательными на всех этапах НИОКР и эскизного проектирования при создании новых космических комплексов, космических аппаратов и их составных частей. В среднем специалистами АО «ИСС» при участии и под методическим руководством специалистов УИО проводится 12–15 патентных исследований в год. Кроме того, сотрудниками УИО выполняются и выпускаются в виде отчетов различные аналитические информационные обзоры и патентные исследования по запросам отдельных подразделений и руководства предприятия. Известно, что грамотное проведение патентных исследований означает не только выявление общих тенденций развития, но и позволяет сфокусировать усилия на новых и востребованных областях. Проведение патентных исследований неразрывно связано с обеспечением конкурентоспособности объектов техники, разрабатываемых предприятиями РКО. В 2016 году специалистами патентно-информационного отдела УИО был выпущен документ «Разработка методических рекомендаций по проведению патентных исследований организациями ракетнокосмической отрасли и оформлению отчетных материалов по ним предприятиями РКО». Кроме того, совместно с ФИПС были подготовлены «Методические рекомендации по подготовке отчетов о патентом обзоре (патентный ландшафт)». В настоящее время

в УИО АО «ИСС» идет самостоятельное апробирование нового метода при оформлении отчетов о патентных исследованиях. Патентный ландшафт – это один из видов информационных инструментов, предназначенный для экспертного анализа. Он заключается в изучении патентной ситуации в конкретной области технологии в отношении страны или нескольких стран, изобретателей, патентообладателей и т. д., основываясь на доступных базах данных, таких, как Questel, Thomson Innovation, Total Patent (Lexis Nexis) и т. п. Суть этого метода заключается в визуализации логических связей между различными показателями, содержащимися в обширных информационных массивах, что значительно облегчает их понимание и анализ, а также позволяет наглядно донести актуальную тему или проблему до руководства предприятий РКО и инженеров-разработчиков в условиях быстро меняющейся обстановки в сфере высоких технологий. В настоящее время, при достаточном активном применении в работе методов патентного ландшафта, идет процесс дальнейшего совершенствования статистического анализа патентно-информационных материалов с использованием инструментов патентных БД. Кроме того, изучаются возможности создания программы прогнозирования развития определенной отрасли техники, при этом достоверность прогноза должна составлять не менее 80 %. Эта тема является актуальной и востребованной в работе патентных экспертов.

630

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

Библиографические ссылки

References

1. Методические рекомендации по подготовке отчетов о патентом обзоре (патентный ландшафт) / ФИПС [Электронный ресурс]. URL: http://www1. fips.ru/file_site/metod_reccomed-itog3.pdf (дата обращения: 10.10.2017). 2. Асланов Э. Опыт использования патентного ландшафта при принятии решений в бизнесе [Электронный ресурс]. URL: http://www.metodolog.ru/ node/1857 (дата обращения: 10.10.2017). 3. Лаенко А. В. Инструменты анализа патентной и непатентной информации // Тематическая встреча с участием руководства ФИПС на тему «Основы подготовки аналитических отчетов о патентных ландшафтах». 28.06.2017. URL: http://www1.fips.ru/wps/wcm/ connect/content_ru/ru/fonds/tv_28062017 (дата обращения: 10.10.2017). 4. Кравец Л. Г. Зарубежный опыт построения патентных ландшафтов // Интеллектуальная собственность. Промышленная собственность. Спец. вып. М., 2016. С. 96. 5. Скорняков Э. П., Горбунова М. Э. Прогнозы и прогнозные оценки на основе патентных исследований. 2-е изд., пересмотр. М. : Патент, 2007. 84 с.

1. Metodicheskiye rekomendatsii po podgotovke otchetov o patentom obzore (patentnyy landshaft) / FIPS [Elektronnyy resurs]. Available at: http://www1.fips. ru/file_site/metod_reccomed-itog3.pdf (accessed: 10.10.2017). 2. Aslanov E. Opyt ispol’zovaniya patentnogo landshafta pri prinyatii resheniy v biznese [Elek-tronnyy resurs]. Available at: http://www.metodolog.ru/node/1857 (accessed: 10.10.2017). 3. Layenko A. V. Instrumenty analiza patentnoy i nepatentnoy informatsii // Tematicheskaya vstrecha s uchastiyem rukovodstva FIPS na temu “Osnovy podgotovki analiticheskikh otchetov o patentnykh landshaftakh”. M., 28.06.2017. Available at: http://www1.fips.ru/ wps/wcm/connect/content_ru/ru/fonds/tv_28062017 (accessed: 10.10.2017). 4. Kravets L. G. Zarubezhnyy opyt postroyeniya patentnykh landshaftov // Zhurnal Intellektual’naya sobstvennost’. Promyshlennaya sobstvennost’. Spetsial’nyy vypusk. M., 2016. Р. 96. 5. Skornyakov E. P., Gorbunova M. E. Prognozy i prognoznyye otsenki na osnove patentnykh issledova-niy. 2-e izd., peresmotr. M. : Patent, 2007. 84 р. © Курбатов Д. Е., 2017

631

Решетневские чтения. 2017

УДК 629.7.023.4 ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ А. Д. Леоненков, В. В. Двирный АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected] Представлена характеристика аддитивных технологий, рассмотрена возможность их применения в рамках предприятия АО «ИСС». Ключевые слова: аддитивные технологии, новый технологический уклад, 3D-печать. PROSPECTS OF APPLYING ADDITIVE TECHNOLOGIES IN THE AEROSPACE INDUSTRY A. D. Leonenkov, V. V. Dvirniy JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] The article presentes characteristic of additive technologies, the possibility of their application within the framework of the enterprise of JSC "ISS". Keywords: additive technologies, new technological paradigm, 3D-printing. АО «ИСС» занимается проектированием и изготовлением космических аппаратов и наземных комплексов связи. Применяемые в производстве «высокие технологии», единичность и уникальность, изменения исходных данных и требований к изделиям изначально предполагают высокий уровень технологий необходимых для изготовления данной продукции. Одним из наиболее перспективных направлений в этой области является развитие аддитивных технологий АТ (технологии послойного синтеза), более известные как 3D-печать, который применяется сегодня в различных отраслях – авиационной промышленности, медицине, энергетике, электротехнике, транспортном машиностроении [1]. АТ могут отличаться материалами и способом их нанесения, однако во всех случаях модель строится с помощью добавления нового материала – послойного наращивания. Причем нет разницы, что будет первоосновой – металл, пластик, бетон, поликарбонат или даже живые клетки [2]. Подобный способ производства уменьшает стоимость изделия и ускоряет процесс его производства. Современные требования к экономической эффективности технологий и деталям ответственного назначения достаточно высоки и чтобы им соответствовать, необходимо совершенствовать технологии производства. АТ в настоящее время являются одними из наиболее динамично развивающихся перспективных производственных процессов, которые могут стать основой для перехода промышленности к новому технологическому укладу.

Сегодня технологиям быстрого формирования изделий уделяется повышенное внимание. АТ в настоящее время становятся неотъемлемой частью понятия «инновационное производство и технологии» и все чаще являются предметом обсуждения на форумах и конференциях разного уровня. Для выживания на рынке растущего информационного потребления необходимо постоянное развитие, движение вперёд к инновациям, выжить на этом рынке могут только наиболее сильные компании, инвестирующие в свое развитие, в исследования, в новые технологии, а также компании, предлагающие рынку новую инновационную высокотехнологичную продукцию, поэтому для укрупнения своей доли на растущем рынке телекоммуникационных космических аппаратов, жизненно необходимо освоение новых технологий, в том числе и 3D-печати. Реализация проекта 3D-печати на АО «ИСС» позволит создавать конструкции с уникальными характеристиками, производство которых невозможно на традиционном оборудовании, кроме того, сократится себестоимость изготовления обычных деталей, при этом повысится их эксплуатационные характеристики, всё это позволит увеличить долю собственных работ, и сократить себестоимость конечной продукции, что повлечет рост чистой прибыли предприятия. На данный момент предприятие вынуждено изготавливать особо ответственные конструкции с помощью традиционных технологий, без возможности выбора метода изготовления, что влечёт за собой увеличение массы, снижение надёжности и увеличение себестоимости.

632

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

Экономический эффект от замены традиционной технологии на технологию селективного лазерного сплавления EOS

Стоимость килограмма, выводимого на геостационарную орбиту груза по заключению экспертов, оценивается в 10–13 тыс. долл., т. е. снижение массы конструкции приводит к снижению расходов на пуск космического аппарата или увеличению массы полезного груза [3]. На рисунке показано сравнение двух деталей, несущих одинаковое функциональное назначение, но выполненных в первом случае по обычной технологии во втором с использованием 3D-печати металлическими порошками (технология селективного лазерного плавления SLS EOS [4]), себестоимость изготовления методом 3D-печати в 2 раза ниже, чем при изготовлении с использование обычных технологий, при этом скорость изготовления выше в 10 раз. В результате вышесказанного можно сделать выводы, что 3D-печать на ОА «ИСС» может быть не только конкурентным преимуществом для предприятия на рынке глобальных услуг, но и экономическим локомотивом способным укрепить финансовое состояние предприятия. Библиографические ссылки 1. Новые производственные технологии: Публичный аналитический доклад // «Дело» РАНХиГС. М., 2015. 64 c.

2. Валетов В. А. Аддитивные технологии (состояние и перспективы) : учеб. пособие. СПб. : Университет ИТМО, 2015. 63 с. 3. Кобелев В. Н., Милованов А. Г. Средства выведения космических аппаратов. М. : РЕСТАРТ, 2009. Т. 1 : Ракетно-космическая техника. 528 с. 4. Описание технологии SLS [Электронный ресурс]. URL: 3Dtoday.ru (дата обращения: 10.10.2017). References 1. [New production technologies: Public analytical report]. Novyye proizvodstvennyye tekhnologii: Publichnyy analiticheskiy doklad. [The “Case” of RASHiGS] M., 2015. 64 p. 2. Valetov V. A. [Additive technologies (condition and perspectives)]. Additivnyye tekhnologii (sostoyaniye i perspektivy). [Universitet ITMO Textbook]. SPb., 2015. 63 p. 3. Kobelev V. N., Milovanov A. G. [Means of launching space vehicles]. Sredstva vyvedeniya kosmicheskikh apparatov. [RESTART. – 2009. T. 1: Rocket and space technology]. M., 2009. 528 p. 4. [SLS Technology Description]. Opisaniye tekhnologii SLS. [Electronic resource]. Available at 3Dtoday.ru (accessed: 10.10.2017).

633

© Леоненков А. Д., Двирный В. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 338.43 ПЕРСПЕКТИВЫ И ПРОБЛЕМЫ ИНТЕГРАЦИИ АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ В ПРАКТИКУ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА Е. В. Логинова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматриваются перспективы использования технологий, основанных на применении спутниковых систем в аграрном секторе экономики. Отмечаются проблемы, связанные с интеграцией подобных технологий в аграрный сектор. Ключевые слова: мониторинг, сельское хозяйство, земельные ресурсы, спутник. PROSPECTS AND PROBLEMS OF THE INTEGRATION OF THE AEROSPACE INDUSTRY IN THE PRACTICE OF AGRICULTURE E. V. Loginova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article discusses the prospects of using technologies based on the use of satellite systems in the agricultural sector of the economy. The article points out the problems associated with the integration of such technologies in the agricultural sector. Keywords: monitoring, agriculture, land resources, satellite. Несмотря на развитие технологий в различных отраслях народного хозяйства межотраслевые направления развиваются недостаточно быстро. Использование спутниковых систем в сельском хозяйстве является одним из примеров такого направления. На данный момент наибольшую популярность имеют системы, направленные на слежение за транспортными средствами, по большей части в сфере логистических услуг (автотранспортные предприятия, пассажирские грузоперевозки, слежение за специальным транспортом), вторым по популярности можно назвать применение подобных систем для мониторинга затрат на топливо. Сюда входит определение оптимального маршрута, а также уточнение среднего расхода топлива. В сельском хозяйстве мониторинг сельскохозяйственной техники уже нашел свое применение и большинство дорогостоящих комбайнов оснащены подобными системами. В список выполняемых работ входят слежение: – за местоположения транспортного средства в режиме реального времени; – маршрута движения транспортного средства; – времени начала и окончания рейса; – длительности стоянок; – скорости и направления движения; – пробега; – расхода ГСМ (при подключении датчиков уровня топлива ДТ-10) [1; 2].

Кроме этого, на этапе посева всех типов зерновых посевные машины, оборудованные системами навигации способны не просто максимально эффективно и точно использовать сельскохозяйственные площади, но и производить посадку с точностью до сантиметров. Весь процесс посева может быть полностью автоматизирован и отслеживается по эффективности посева, используя систему датчиков, установленных на оборудовании. Также полностью автоматизирован маршрут посева, обеспечивается прямолинейность прохода посевного аппарата, фиксируются малейшие отклонения машины от заданной траектории движения и в режиме реального времени возможна корректировка движения. Важно отметить, что различные виды деятельности, выполняемые на поле, требуют различных уровней точности: например, посев требует высочайшей точности, а процесс внесения удобрений не нуждается в высокой детализации. Системы точного позиционирования также помогают оптимизировать и другие работы посевных [3]: 1) уменьшение простоев техники из-за неблагоприятных погодных условий; 2) минимизация уплотнения почвы по причине вождения техники по колее; 3) уменьшение перехлёста и пропусков при орошении и вносе удобрений; 4) контроль и уменьшение расхода топлива [4]; 5) контроль за техникой и оборудованием, выявление нецелевого и неэффективного использования.

634

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

При вносе удобрений и химикатов при посевной деятельности системы ГЛОНАСС и программное обеспечение осуществляют максимально точную настройку внесения удобрений и опрыскивания сельскохозяйственных культур основываясь на данных поступающих от бортовых датчиков сельскохозяйственных машин, интерактивных карт посевных площадей и спутниковых систем. Библиографические ссылки 1. Контроль сельскохозяйственных работ и прицепного оборудования [Электронный ресурс]. URL: http://www.e-rt.ru/kontrol-sh-rabot/ (дата обращения: 10.09.2017). 2. Как сажают зерновые при помощи ГЛОНАСС [Электронный ресурс]. URL: https://iot.ru/monitoring/ kak_sazhaut_zernovye_pri_pomoschi_glonass (дата обращения: 10.09.2017). 3. Системы мониторинга [Электронный ресурс]. URL: http://gps-t.ru/selhozglonass.html (дата обращения: 10.09.2017). 4. Использование проточных датчиков расчета топлива [Электронный ресурс]. http://www.bashmonitor.ru/

ispolzovanie-protochnyix-datchikov-rascheta-topliva.html (дата обращения: 10.09.2017). 5. Космические технологии на службе сельского хозяйства [Электронный ресурс]. URL: http://agrogps.ru/ (дата обращения: 10.09.2017). References 1. Control of agricultural work and trailed equipment. Available at: http://www.e-rt.ru/kontrol-sh-rabot/ (accessed: 10.09.2017). 2. How to plant crops with GLONASS. Available at https://iot.ru/monitoring/kak_sazhaut_zernovye_pri_pom oschi_glonass (accessed: 10.09.2017). 3. Monitoring systems. Available at: http://gpst.ru/selhozglonass.html (accessed: 10.09.2017). 4. Use of flow-through fuel calculation sensors. Available at: http://www.bashmonitor.ru/ispolzovanieprotochnyix-datchikov-rascheta-topliva.html / (accessed: 10.09.2017). 5. Space technology in the service of agriculture. Available at: http://agro-gps.ru (accessed: 10.09.2017).

635

© Логинова Е. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 001.89:621.9.02:621.919:629.76/.78.023 ИННОВАЦИИ В ОБЛАСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ФРЕЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ СОТОВЫХ ПАНЕЛЕЙ А. М. Мельник*, С. С. Кочеткова АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 * E-mail: [email protected] Описаны преимущества и необходимость в дальнейших инновационных разработках в области проектирования и изготовления твердосплавных монолитных концевых фрез для механической обработки на современном высокопроизводительном оборудовании с числовым программным управлением сотовых панелей, используемых в конструкции многофункциональных космических аппаратов (КА). Ключевые слова: режущий инструмент (РИ), твердосплавные монолитные концевые фрезы, сотовые панели с применением углепластиковых обшивок, роутер, ANCA RX7. INNOVATIONS IN THE FIELD OF MANUFACTURE OF A MACHINE TOOL FOR MIILLING OF HONEYCOMB PANELS A. M. Melnik*, S. S. Kochetkova JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation * E-mail: [email protected] This article describes advantages and necessity for further innovative development in the field of design and manufacture of carbide monolithic end mills for machining with using honeycomb panels with carbon-fiber plates used in the multifunction spacecrafts (SC) design in conjunction with modern high-performance computer numerically controlled equipment. Keywords: machining tool (MT), carbide monolithic end mills, honeycomb panels with carbon-fiber plates, router, ANCA RX7. Изготовление каждого изделия, предназначенного для выполнения определенных функций при заданных условиях эксплуатации, базируется на научном анализе и экономической целесообразности с точки зрения маркетинга [1]. Технологическая оснастка и инструмент необходимы на всех этапах изготовления изделия. Их применение позволяет значительно повысить качество выпускаемых изделий, производительность труда и эффективность использования оборудования. Чем раньше в жизненном цикле изделия будут задействованы новые технологии, тем выше конкурентоспособность изделия. Одним из важных показателей технического уровня производства является количество технологической оснастки и специального инструмента, приходящихся на единицу выпускаемой продукции [2; 3]. В технологии изготовления современных приборов полезной нагрузки используют конструкции на основе трехслойных композиционных сотовых конструкций. Они представляют собой отдельные функционально законченные блоки, имеющие незначительную массу, что позволяет распределить общую массу, а не концентрировать ее на небольшой монтажной плоскости конструкции. Данная конструкция

повышает устойчивость КА к факторам космического пространства [4]. После полимеризации сотовых панелей выполняется их механическая обработка: обработка по контуру, выполнение вырезов, сверление отверстий под закладные элементы и пр. Для этих работ используются высокопроизводительные станки с числовым программным управлением [4]. Одним из условий качества изготовления сотовых панелей является соответствие их геометрических параметров конструкторской документации. Выполнение данного условия осложняется спецификой механической обработки углепластиковых обшивок. При обработке резанием композиционных материалов необходимо учитывать следующие их особенности: ярко выраженная анизотропия свойств; сложность получения высокого качества поверхностного слоя; высокая твердость углеродных волокон; низкая теплопроводность; абразивное воздействие углеродных волокон на РИ; высокие упругие свойства; особые требования техники безопасности ввиду выделения мельчайших частиц материала при резании. Данные свойства углепластиковых обшивок приводят к преждевременному затуплению и снижению стойкости РИ.

636

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

Одновременно с этим, при обработке изношенным РИ происходит расслоение обрабатываемого материала, разлохмачивание перерезанных волокон, что приводит к ухудшению качества поверхностного слоя [5]. Чтобы максимально сохранить сплошность, избежать дефектов материала и снизить деструкцию полимерного связующего необходимо применение режущего инструмента со специальной геометрией. На данном этапе в АО «ИСС» опробована обработка отверстий и вырезов в сотовых панелях с углепластиковыми обшивками при помощи фрез типа «роутер» (рис. 1). Фрезерование отверстий достигается методом винтовой интерполяции.

Рис. 1. Фреза-роутер

Роутеры, изготовленные в АО «ИСС», показали положительные результаты при обработке отверстий в трехслойных сотовых панелях с углепластиковыми обшивками. Качество поверхностного слоя отверстий, обработанных роутером собственного изготовления, было сопоставимо качеству обработанных отверстий дорогостоящим роутером-образцом иностранной фирмы. На качество обработанного поверхностного слоя и стойкость фрез влияет также наличие на РИ износостойкого покрытия. Роутеры собственного производства (рис. 2) изготавливаются из твердосплавной монолитной заготовки YL10.2 фирмы ZCC-CT (КНР) на 5-координатных заточных станках с числовым программным управлением «ANCA» модели RX7.

Рис. 2. Роутер собственного изготовления

Станки расположены в специальном помещении с поддержанием требуемых параметров микроклимата для обеспечения постоянной точности шлифования и оптимальной производительности. Функции адаптивного прецизионного шлифования позволяют создавать геометрию зубьев роутера в виде высокопроизводительных разнонаправленных режущих кромок (пирамидок). Для этого создается 3 управляющих программы (заточка по левой спирали, заточка по правой спирали, заточка по торцу фрезы). Контроль изготовляемого инструмента осуществляется при помощи измерительной системы iView и щупа Renishaw.

Окончательный контроль твердосплавных монолитных концевых фрез, изготовленных на ANCA RX7, проводится на контрольно-измерительной машине ZOLLER GENIUS 3. Опыт АО «ИСС» показывает, что затраты на изготовление твердосплавных монолитных концевых фрез, в том числе роутеров, в условиях подготовки производства многофункциональных космических аппаратов полностью окупаются, и они в несколько раз меньше затрат на закупку импортного инструмента. Выводы: 1. Необходимы дальнейшие инновационные разработки в области проектирования и изготовления твердосплавных монолитных концевых фрез для обработки композиционных материалов. 2. Необходимо расширение номенклатуры изготавливаемых роутеров, определение оптимальных режимов резания. 3. Изготовление твердосплавных монолитных концевых фрез в условиях подготовки производства АО «ИСС» направлено на импортозамещение, позволяет снизить себестоимость изготавливаемой продукции и повысить производительность труда. 4. Изготовление твердосплавных монолитных концевых фрез в условиях подготовки производства ОА «ИСС» соответствует высокому техническому уровню современных машиностроительных производств. Библиографические ссылки 1. Сайт Ria.ru [Электронный ресурс]. URL: https://ria.ru/interview/20110912/435880579.html (дата обращения 02.09.2017). 2. Сайт Metobr-expo.ru [Электронный ресурс]. URL: http://www.metobr-expo.ru/ru/articles/2016/ tehnologicheskaya-osnastka-na-predpriyatiyah/ (дата обращения 02.09.2017). 3. Шишмарев В. Ю. Машиностроительное производство : учебник. М. : Академия, 2004. 352 с. 4. Халиманович В. И., Синьковский Ф. К., Ишенина Н. Н. Сотовые конструкции для космических аппаратов связи и навигации: опыт проектирования и изготовления // Эффективность сотовых конструкций в изделиях авиационно-космической техники : сб. материалов III Междунар. науч.-практ. конф. (27–29 мая 2009, г. Днепропетровск) / Укр. НИИ технологии машиностроения. Днепропетровск, 2009. С. 161–171. 5. Буланов И. М., Воробей В. В. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов : учебник для вузов. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1998. 516 с. References 1. Website Ria.ru. Avaliable at: https://ria.ru/ interview/20110912/435880579.html (accessed: 02.09.2017). 2. Website Metobr-expo.ru. Avaliable at: http:// www.metobr-expo.ru/ru/articles/2016/tehnologi-cheskaya-osnastka-na-predpriyatiyah/ (accessed: 02.09.2017).

637

Решетневские чтения. 2017

3. Shishmarev V. Ju. Mashinostroitel’noe proizvodstvo : Uchebnik dlja stud. uchrezhdenij sred. prof. obrazovanija. M. : Akademija, 2004. 352 p. 4. Khalimanovich V. I. et al. [Communication and navigation satellite honeycomb panels. Experience in desing and manufacturing]. Effektivnost sotovykh konstruktsii v izdeliyakh aviatsionno-kosmicheskoi tekhniki [Efficiency of aircraft/spacecraft honeycomb structures]. 3rd international workshop package,

Dnepropetrovsk, May, 27–29, 2009. Ukr. NII tekhnologii mashinostroeniya. Dnepropetrovsk, 2009. P. 161–171. 5. Bulanov I. M., Vorobej V. V. Tehnologija raketnyh i ajerokosmicheskih konstrukcij iz kompozicionnyh materialov [Technology of rocket and aerospace designs from composite materials] : Ucheb. dlja vuzov. M. : Izd-vo MGTU im. N. Je. Baumana, 1998. 516 p.

638

© Мельник А. М., Кочеткова С. С., 2017

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 658.56 ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ МЕЖДУНАРОДНОЙ ИНТЕГРАЦИИ В АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ И. А. Мисинева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Изучены направления развития взаимодействия предприятий аэрокосмической отрасли, возможности их международного сотрудничества, а также опыт использования результатов международной интеграции российскими и зарубежными компаниями. Ключевые слова: международная интеграция, предприятия аэрокосмической отрасли. THE ISSUES OF DEVELOPMENT OF INTERNATIONAL INTEGRATION IN THE AEROSPACE INDUSTRY I. A. Misineva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] In this paper, we examine the directions of development of interaction of the enterprises of space industry, the possibilities of their international cooperation, as well as experience in the use of the results of international integration of Russian and foreign companies. Keywords: international integration, enterprises of the aerospace industry. Необходимость обеспечения требований эффективности развития в условиях глобального рынка требует от предприятий аэрокосмической отрасли использовать возможности международной интеграции и кооперации. Среди направлений такого взаимодействия в мировой экономике можно выделить использование межотраслевых поставок, в которых участвуют многие отрасли народного хозяйства. Ракетнокосмическая промышленность является одной из наиболее сложных и наукоемких отраслей машиностроения. От участников рынка производителей ракетной техники требуется постоянное поддержание функционирования и развитие дорогостоящих уникальных стендов, специального оборудования, сложнейших комплексов. Развитие деятельности с учетом данных условий требует от производителей использования стратегий развития инноваций и участия в международных проектах [1; 2]. Готовность компаний аэрокосмической отрасли к выбору маркетинговых стратегий направленных на будущее, позволяющих учитывать специфику существующих и перспективных международных заказов, проектов, включающих формирование научной, технологической, производственной базы является необходимым условием обеспечения будущей конкурентоспособности на глобальном рынке производителей ракетно-космической техники. Другим направлением развития международного взаимодействия на рынке производителей ракетно-

космической техники являются вопросы стандартизации. Международная группа по качеству International Aerospace Quality Group (IAQG) занимается разработкой стандартов по управлению качеством в аэрокосмической отрасли. Целью группы, которая была создана в 1998 году, является достижение значительных успехов в вопросах обеспечения качества и безопасности в ракетно-космической отрасли. Также важным направлением международного сотрудничества в области менеджмента качества является поиск возможностей для снижения стоимости комплекса работ по подготовке, изготовлению и эксплуатации продукции в аэрокосмической отрасли [3]. В состав действующей международной группы входят 64 представителя ведущих мировых компаний аэрокосмической отрасли, включая Airbus, Boeing, а также ряд российских компаний. Среди российских участников международной группы по качеству International Aerospace Quality Group находятся: ПАО «Объединённая авиастроительная корпорация», АО «Вертолёты России». Группой разработан стандарт, который признан и используется всеми ведущими производителями ракетнокосмической техники. Таким стандартом, определяющим требования к системе менеджмента качества предприятий аэрокосмической отрасли, является стандарт AS 9100 «Системы менеджмента качества – Требования к авиационным, космическим и оборонным организациям», а также стандарты AS 9110 и AS 9120. Международными разработчиками стандартов в области менеджмента качества в аэрокосми-

639

Решетневские чтения. 2017

ческой отрасли уделено внимание и требования к обслуживающим организациям аэрокосмической отрасли, в стандарте AS 9110. Стандарт AS 9120 содержит требования и к дистрибьюторам в аэрокосмической и оборонной промышленности [3]. Преимущества внедрения стандартов, разработанных в рамках международного сотрудничества, используют аэрокосмические компании разных стран. Изучение показало, что в России AS 9100 внедрён на следующих предприятиях аэрокосмической отрасли: ПАО «Иркут», филиал публичного акционерного общества «Авиационная холдинговая компания «Сухой» «Комсомольский-на-Амуре авиационный завод имени Ю. А. Гагарина», филиал АО «РСК «МиГ» «Нижегородский авиастроительный завод «Сокол», ФГУП «123 Авиационный ремонтный завод», ФГУП «ММПП Салют», ОАО «Завод авиационных подшипников», АО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», АО «Раменское приборостроительное конструкторское бюро», ФГУП «Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения» и др. Среди зарубежных производителей стандарт AS 9100 внедрён в таких известных компаниях как: Airbus S.A.S., BAE Systems plc, Daher, Messier Services, Snecma, Lufthansa Technik и др. Внедрение стандарта AS 9100, по мнению специалистов, позволяет компаниям добиться следующих результатов [4; 5]: снижение риска производственных и сервисных ошибок и критических сбоев; возможности продемонстрировать эффективный менеджмент качества для получения лицензии; занесение в базу данных Онлайн-системы сведений о поставщиках (OASIS); получение статуса привилегированного поставщика и укрепление доверия со стороны клиентов и акционеров; обеспечить непрерывное совершенствование и перспективы роста на международном рынке. Изучение возможностей международного сотрудничества в аэрокосмической деятельности в вопросах организации поставок, развития производства, подготовки кадров, разработки и внедрения отраслевых стандартов по управлению качеством и ряда других, подтверждает, что компании получают не только новые возможности по оптимизации процессов, улучшению качества, финансовых результатов деятельности, но и возможности обеспечить стратегическую конкурентоспособность в условиях глобальной конкуренции. Библиографические ссылки 1. Гецов М. А., Мисинева И. А. Сочетание международных маркетинговых стратегий как возможности развития предприятий аэрокосмической отрасли // Решетневские чтения : материалы ХVIII Междунар. научн. конф., посвящ. 90-летию со дня рождения генер. конструктора ракет.-космич. систем, акад. М. Ф. Решетнева (11–14 нояб. 2014, г. Красноярск) : в 3 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. Ч. 2. С. 461–463.

2. Мисинева И. А. Подходы к определению и оценке кадрового потенциала организации в условиях инновационной экономики // Управление человеческими ресурсами – основа развития инновационной экономики : материалы VII Междунар. науч.-практ. конф. (23–25 марта 2017, г. Красноярск) / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2017. С. 208–212. 3. Основы системы менеджмента качества для организаций аэрокосмической промышленности AS9001 [Электронный ресурс]. URL: http://www.bsigroup.com/ ru-RU/AS-9100/AS-9100-Introduction (дата обращения: 10.10.2017). 4. Мисинева И. А. Развитие инновационных процессов в высокотехнологичных компаниях // Решетневские чтения : материалы XV Междунар. науч. конф., посвящ. памяти генер. конструктора ракет.космич. систем акад. М. Ф. Решетнева (10–12 ноябр. 2011, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. Ч. 2. С. 785–786. 5. Черток Б. Космонавтика ХХI века. Попытка прогноза развития до 2101. М. : РТСофт, 2010. 912 с. References 1. Getzov M. A., Misineva I. A. International marketing Mix strategies as opportunities for the development of enterprises of space industry // Resetdevice reading : proceedings of the XVIII Intern. scientific. Conf. internat. The 90th anniversary since the birth of the next. designer of missiles.-space. systems, Acad. M. F. Reshetnev (11–14 Nov. 2014, Krasnoyarsk) : at 3 a.m. / under. common.ed. Y. Y. Loginov ; Sib. state. aerocosmic. univ. of Illinois. Krasnoyarsk, 2014. Part 2. P. 461–463. 2. Misineva I. A. Аpproaches to the definition and assessment of personnel capacity of the organization in the conditions of innovative economy [Text]: human resource Management – basis for innovative economy development: materials of VII Intern. scientific.-pract. Conf. (March 23-25, 2017 Krasnoyarsk) / Sib. state. aerocosmic. univ. of Illinois. Krasnoyarsk, 2017. P. 208–212. 3. The basics of the quality management system for aerospace industry AS9001 [Electronic resource]. Available at: http://www.bsigroup.com/ru-RU/AS-9100/AS9100-Introduction (accessed: 10.10.2017). 4. Misineva I. A. Тhe Development of innovation processes in high tech companies // Resetdevice reading : proceedings of the XV Intern. scientific. Conf. internat. memory generators. designer of missiles.-space. systems Acad. M. F. Reshetnev (10–12 Nov.2011, Krasnoyarsk) : 2 Ch. / under the General editorship of Y. Y. Loginov ; Sib. state aerocosmic. univ. of Illinois. Krasnoyarsk, 2011. Part 2. P. 785–786. 5. Chertok B. Cosmonautics of the XXI century. Attempt of the forecast of development till 2101, M. : RTSoft, 2010. 912 р.

640

© Мисинева И. А., 2017

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 608.2 ИННОВАЦИЯ В ОБЛАСТИ ОПОРНОЙ ПЛАТЫ КОНТРРЕФЛЕКТОРА КОСМИЧЕСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ М. С. Писарев, В. В. Двирный, В. Н. Наговицин, В. М. Лазарев, Ю. С. Кравченко АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected] Рассматривается вариант разработки конструкции опорной платы контррефлектора из композиционного материала для космической обсерватории. Ключевые слова: инновация, космическая обсерватория, контррефлектор, космический аппарат (КА), прецизионность конструкции. INNOVATION IN THE FIELD OF THE SUPPORT BOARD OF THE COUNTERREFLECTOR OF THE SPACE OBSERVATORY M. S. Pisarev, V. V. Dvirniy, V. N. Nagovitsin, V. M. Lazarev, Yu. S. Kravchenko JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper demonstrates a version to design a counterreflector support plate made of composite material for a space observatory. Keywords: innovation, space observatory, counterreflector, spacecraft, precision of design. Одним из приоритетных направлений развития космических аппаратов является создание космических обсерваторий миллиметровых и инфракрасных длин волн, работающих при криогенных температурах. В состав оборудования космической обсерваторий входят криогенная зеркальная система, включающая в себя опорную ферму рефлектора, на которой расположены рефлектор, контррефлектор с опорами, система раскрытия рефлектора, а также охлаждаемый контейнер с приемной аппаратурой. В состав опорной фермы входит опорная плата, представляющая единую деталь замкнутого контура с постоянным сечением, с тремя интерфейсными точками для установки контррефлектора и шестью точками для установки опорной платы на штанги. В связи с этим актуальной проблемой является разработка конструкции опорной платы контррефлектора, обладающей следующими характеристиками: – низкий коэффициент линейного теплового расширения; – высокая прочность; – высокая жесткость; – минимальная масса; – прецизионность. Выполнен опытный образец опорной платы из титанового сплава ВТ14 (рис. 1), недостатками которой являются высокая масса конструкции (6 кг), низкие показатели размеростабильности (КЛТР ВТ14 – |8,6×10-6| °С–1), а также риск разрушения конструкции при криогенных температурах космического пространства (–269 °С) [2]. Модуль упругости ВТ14 – 112 ГПа.

Рис. 1. Титановая опорная плата

Проведя анализ конструкции исходной металлической (титановой) опорной платы и особенностей проектирования деталей из композиционного материала, в среде CATIA V5 была спроектирована углепластиковая опорная плата (рис. 2). Данная плата представляет собой интегральную конструкцию с инваровыми вставками, выполненную из материала M46J, обладающего следующими характеристиками: – диапазон рабочих температур от –269 до +100 °С; – КЛТР вдоль волокон |–3,5×10–6| 1/°C, поперек волокон |46×10-6| 1/°C; – плотность 1,65 г/мм3. Интегральная конструкция может быть изготовлена различными методами формования: – RTM формованием; – Light RTM формованием; – инфузией (формованием в вакуумном мешке).

641

Решетневские чтения. 2017

Рис. 2. Углепластиковая опорная плата

RTM формование используется для изготовления средних и крупных партий изделий методом инжекции полиэфирной смолы в закрытую форму. Light RTM отличается тем, что прижим матрицы и пуансона осуществляется с помощью вакуума, а пуансон представляет собой легкий позитивный оттиск матрицы Данные способы позволяет получить оптимальный процент связующего, что повышает физико-механические характеристики готового изделия, а также высокое качество поверхностей и точность размеров. Недостатком данных методов является необходимость разработки матрицы и пуансона, что влечет большие затраты при штучном производстве [1]. Оптимальным методом формования штучного изделия является инфузия, процесс, при котором с применением вакуумной пленки (мешка) создается разряжение в рабочей полости формы и за счет разницы в давлении происходит всасывание смолы и пропитка армирующих материалов. Преимущества данной технологии: – лучшее соотношение смолы и волокон (повышенная прочность); – конструкции типа «сэндвич» могут изготавливаться в один прием;

– меньшие затраты на оборудование; – более широкие возможности варьирования структуры ламината. Данным метод можно использовать для формования углепластиковой опорной платы. Стоит отметить, что инваровые вставки устанавливаются в посадочные отверстия до полимеризации, а затем закрепляются дополнительными усиливающими слоями. Таким образом, разработана углепластиковая опорная плата с инваровыми вставками массой 3,42 кг, что на 43 % меньше массы титановой опорной платы. При этом модуль упругости углепластикового материала 245 ГПа, что позволяет получить высокопрочную конструкцию. Прецизионность конструкции обеспечивается инваровыми вставки и малым КЛТР. Библиографические ссылки 1. Парафесь С. Г. Конструкция космических летательных аппаратов : учеб.-метод. комплекс. М. ; Калуга : Эйдос, 2011. 247 с. 2. Гардымова Г. П., Мешкова Е. В. Композиционные материалы в ракетно-космическом аппаратостроении. СПб. : Спецлит, 1999. 271 с. References 1. Parafes S. G. Of this year the desing of space flying machines: the aducational-methodical complex. Kaluga ; M. : Eidos, 2011. 247 p. 2. Gardimov G. P., Meshkova E. V. Composicionii materiali v raketno-kosmicheskom apparatostroenii. SPb. : SpecLit, 1999. 271 p.

642

© Писарев М. С., Двирный В. В., Наговицин В. Н., Лазарев В. М., Кравченко Ю. С., 2017

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 338.552 О ТАРИФНОЙ ПОЛИТИКЕ В КРАСНОЯРСКОМ КРАЕ А. А. Пузанов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: р[email protected] Изучены проблемы, связанные с тарифной политикой в сфере жилищно-коммунального хозяйства, которые весьма актуальны и касаются экономики и всего населения страны, в том числе обслуживания инфраструктуры ракетно-космических комплексов. Ключевые слова: тарифная политика, стоимость, коммунальные услуги. ON TARIFF POLICY IN THE KRASNOYARSK TERRITORY A. A. Puzanov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: р[email protected] The problems is associated with the tariff policy in the sphere of housing and communal services; these issues are very relevant and concern the economy and the entire population of the country, including the maintenance of the infrastructure of rocket and space complexes. Keywords: tariff policy, cost, utilities. Социальная и экономическая острота рассматриваемых вопросов установления цен и тарифов на коммунальные ресурсы и услуги вызвана большим количеством жалоб и обращений граждан и организаций, в том числе, малых предприятий, вызванных недовольством постоянным и часто не всегда обоснованным ростом стоимости услуг в сфере тепло- и электроснабжения, горячего и холодного водоснабжения, а также актов массового протеста в ряде муниципальных образований края. Ряд малых предприятий в регионе являются подрядчиками, поставщиками ведущих предприятий ракетно-космической отрасли, расположенных в Красноярском крае. Тарифная политика отражается и в уровне затрат, которые несут крупнейшие региональные производители ракетной техники, спутниковых систем [1]. Действительно, разброс стоимости коммунальных услуг на огромной территории Красноярского края с его различными климатическими условиями и труднодоступными местами неимоверно высок. Так, например, тарифы на тепловую энергию различаются от 600 до 51 000 руб. за одну гигокалорию, т. е. в 85 раз. Кроме того, довольно много случаев, когда рост тарифов происходит одномоментно в 5 и более раз [2]. Нужно отметить, что в крае достаточно остро стоит проблема соблюдения баланса экономических интересов поставщиков и потребителей электрической энергии, а также теплоснабжающих организаций и потребителей тепловой энергии. По мнению экспертов ОНФ, перевес, по сути, сейчас находится на сто-

роне ресурсоснабжающих организаций. В итоге тарифы и цены для потребителей региона завышаются [3]. Особую нагрузку при этом несет бюджет края. Ежегодно около пяти миллиардов рублей составляют расходы бюджета края на компенсацию ресурсоснабжающим организациям так называемых «недополученных доходов», дополнительно несколько миллиардов рублей расходуется на субсидии «льготникам» и малообеспеченным гражданам. В отдельных муниципальных образованиях края значительно превышены предельные индексы роста оплаты гражданами коммунальных услуг, утвержденные Губернатором края. Все это создает дополнительную социальную напряженность и недовольство некоторой части населения края. А ведь согласно статье 157.1 Жилищного кодекса Российской Федерации [4] не допускается повышение размера вносимой гражданами платы за коммунальные услуги выше предельных индексов изменения размера платы за коммунальные услуги в муниципальных образованиях, утвержденных высшим должностным лицом субъекта Российской Федерации. Специалисты положительно воспринимают информацию о внесении в Правительство РФ проекта федерального закона, который призван лишить российские регионы права поднимать тарифы на электричество и ЖКХ выше уровня, установленного правительством по всей стране. Как это сообщалось на Восточном экономическом форуме, законопроект предложила Федеральная антимонопольная служба, он согласован с Минэкономразвития и Минэнерго.

643

Решетневские чтения. 2017

Принятие закона позволит на федеральном уровне проводить единую тарифную политику. Следует обратить внимание на необходимость продолжения работы по выполнению распоряжения Губернатора края Виктора Толоконского «О мерах по совершенствованию тарифной политики в Красноярском крае» [5] в части расчета нормативной стоимости ресурсов, учитываемых Региональной энергетической комиссией Красноярского края при расчете цен (тарифов) на тепловую и электрическую энергию (мощность), тарифов в сфере водоснабжения и водоотведения; а также на определение расходов краевого бюджета на компенсацию части платы граждан за коммунальные услуги в связи с увеличением цен (тарифов) на тепловую и электрическую энергию (мощность), тарифов в сфере водоснабжения и водоотведения. Положительный экономический и социальный эффект может обеспечить системность осуществления контроля за изменением тарифов, в частности, мониторинги платы граждан и организаций за коммунальные услуги и стандартов раскрытия информации, проведение анализа представленных отчетов по исполнению инвестиционных программ, показателям надежности, качества и энергетической эффективности. Кроме того, необходима регулярная проверка правильности применения тарифов, экономической обоснованности и документарного подтверждения произведенных затрат ресурсоснабжающих организаций, раздельного учета затрат по видам деятельности, обеспечения проведения закупочных процедур. Библиографические ссылки 1. Черток Б. Космонавтика ХХI века. Попытка прогноза развития до 2101 г. М. : РТСофт, 2010. 912 с. 2. Ограничение роста платы граждан за коммунальные услуги [Электронный ресурс]. URL: http://gkh24.ru/pages/view/117 (дата обращения: 10.10.2017). 3. Эксперты ОНФ в Красноярском крае обсудили тарифную политику в сфере ЖКХ) [Электронный ре-

сурс]. URL: http://onf.ru/region/krasnoyarskiy_krai/ (дата обращения: 10.10.2017). 4. Жилищный кодекс Российской Федерации от 29.12.2004 № 188-ФЗ (ред. от 29.07.2017) (с изм. и доп., вступ. в силу с 10.08.2017) [Электронный ресурс]. URL: http://www. http://www.consultant.ru/ document/cons_doc_LAW_51057/ (дата обращения: 10.10.2017). 5. Распоряжение Губернатора Красноярского края Виктора Толоконского «О мерах по совершенствованию тарифной политики в Красноярском крае» от 28 сентября 2015 года № 510-рг [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/432804870 (дата обращения: 10.10.2017). References 1. Chertok B. Cosmonautics of the XXI century. Attempt of the forecast of development till 2101. M. : RTSoft, 2010. 912 р. 2. Growth restriction of the payment of citizens for utilities [Electronic resource]. Available at: http://gkh24.ru/pages/view/117 (accessed: 10.10.2017). 3. Experts BIP in Krasnoyarsk region have discussed tariff policies in the sphere of housing and communal services) [Electronic resource]. Available at: http:// onf.ru/region/krasnoyarskiy_krai/ (accessed: 10.10.2017). 4. Housing code of the Russian Federation from 29.12.2004 N 188-FZ (ed. from 29.07.2017) (Rev. and EXT., joined. in force 10.08.2017) [Electronic resource]. Available at: http://www. http://www.consultant.ru/ document/cons_doc_LAW_51057/ (accessed: 10.10.2017). 5. The order of the Governor of Krasnoyarsk Krai Viktor Tolokonsky “About measures on perfection of tariff policy in the Krasnoyarsk region” dated September 28, 2015 № 510-RG [Electronic resource]. Available at: http://docs.cntd.ru/document/432804870 (accessed: 10.10.2017).

644

© Пузанов А. А., 2017

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 354 ПРОБЛЕМЫ ВНЕДРЕНИЯ ПУБЛИЧНОГО МЕНЕДЖМЕНТА А. А. Пузанов, И. А. Мисинева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Анализируется процесс формирования новой эффективной модели государственного управления, показана объективная необходимость внедрения модели публичного менеджмента, в том числе для развития ракетнокосмического комплекса. Ключевые слова: публичный менеджмент, исполнительные органы, общественные организации, цифровая экономика, технологическое предпринимательство. PROBLEMS OF IMPLEMENTATION OF PUBLIC MANAGEMENT A. A. Puzanov, I. A. Misineva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: р[email protected] The process of forming a new effective model of public administration is analyzed, the objective necessity of introducing a model of public management, including for the development of the rocket and space complex, is shown. Keywords: public management, executive bodies, public organizations, digital economy, technological entrepreneurship. Реформирование исполнительной ветви государственной власти и местного самоуправления в России осуществляется сообразно меняющейся социальноэкономической обстановке и возникающим потребностям общества. Проводимые преобразования направлены не только на модернизацию сложившейся системы государственного и муниципального управления, но и на разработку и внедрение новых средств и методов публичного менеджмента. Необходимость исключения чрезмерных и однородных функций в деятельности исполнительных органов государственной власти и органов местного самоуправления побудила государство к реализации административной реформы 2004–2012 годов [1]. В Бюджетный кодекс Российской Федерации, в другие нормативные правовые акты были внесены существенные изменения, имеющие целью разделение расходных полномочий между различными уровнями государственной власти и трансляцию определенной части полномочий с федерального на региональный и муниципальный уровни [2]. Однако, несмотря на проведенные преобразования, реализация основных положений реформы пока не привела к высокой эффективности оказания государственных и муниципальных услуг Можно отметить, что в сфере государственного и муниципального управления до сих пор существует несогласованность и неполнота информационных систем, прежде всего используемых для межведомственного взаимодействия

Объективным основанием для разработки и формирования общероссийской структуры публичного менеджмента процессами повышения качества жизни стали «Концепция долгосрочного социальноэкономического развития Российской Федерации на период до 2020 года» [3] и Указы Президента Российской Федерации № 1199 «Об оценке эффективности деятельности органов исполнительной власти субъектов Российской федерации» [4] и № 607 «Об оценке эффективности деятельности органов местного самоуправления городских округов и муниципальных районов» [5]. Дальнейшее развитие публичного менеджмента связано с решением поставленной Президентом Российской Федерации задачи развития экономики нового технологического поколения, которая конкретизирована в утвержденной Правительством Российской Федерации программе «Цифровая экономика Российской Федерации» [6; 7]. В Программе отмечается, что «с использованием цифровых технологий изменяются повседневная жизнь человека, производственные отношения, структура экономики и образование, а также возникают новые требования к коммуникациям» [6]. Следует отметить, что в образовательном комплексе Красноярского края довольно широко используются цифровые технологи. Также в крае создана развитая инфраструктура науки и инноваций, представленная многообразными технопарками, бизнесинкубаторами, кванториумами, которая может быть использована в целях развития цифровой экономики.

645

Решетневские чтения. 2017

В планах работы агентства науки и инновационного Красноярского края на 2017 год в рамках развития проектного управления с целью формирования в Красноярском крае экономики нового технологического уклада предусмотрена реализация таких приоритетных проектов, как края «Развитие технологического предпринимательства» и «Кадры для передовых технологий». Эти проекты предусматривают получение поддержки не менее чем 250 субъектам малого и среднего предпринимательства в технологическом секторе, а также модернизацию образовательных программ общего, среднего и высшего профессионального образования под приоритеты технологического развития региона. В деятельности агентства науки и инновационного развития все более заметную роль играет общественный совет, созданный при агентстве в феврале 2016 года, в состав которого входят три сотрудника Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева [8]. Активное участие общественности, общественные и экспертные обсуждения принимаемых мер, совершенствование публично-правовых отношений будет способствовать формированию государственной политики в сфере создания эффективной системы публичного управления. Важнейшую роль при этом призвано сыграть об информационное взаимодействие государственных, общественных институтов, органов публичного управления, хозяйствующих субъектов и граждан. Библиографические ссылки 1. О мерах по проведению административной реформы в 2003–2004 годах : Указ Президента РФ от 23.07.2003 № 824 // Собрание законодательства РФ. 28.07.2003. № 30, ст. 3046. 2. Бюджетный кодекс Российской Федерации от 31.07.1998 № 145-ФЗ // Собрание законодательства РФ. 03.08.1998. № 31, ст. 3823. 3. О Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года : Распоряжение Правительства РФ от 17.11.2008 № 1662-р // Собрание законодательства РФ. 24.11.2008. № 47, ст. 5489. 4. Об оценке эффективности деятельности органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации : Указ Президента РФ от 21.08.2012 № 1199 // Собрание законодательства РФ. 27.08.2012. № 35, ст. 4774. 5. Об оценке эффективности деятельности органов местного самоуправления городских округов и муниципальных районов : Указ Президента РФ от 28.04.2008 № 607 // Собрание законодательства РФ. 05.05.2008. № 18, ст. 2003. 6. Об утверждении программы «Цифровая экономика Российской Федерации : Распоряжение Правительства РФ от 28.07.2017 № 1632-р // Собрание законодательства РФ. 07.08.2017. № 32, ст. 5138.

7. О системе управления реализацией программы «Цифровая экономика Российской Федерации» : постановление Правительства РФ от 28.08.2017 № 1030 // Собрание законодательства РФ. 04.09.2017. № 36, ст. 5450. 8. О создании Общественного совета при агентстве науки и инновационного развития Красноярского края [Электронный ресурс] : Приказ агентства науки и инновационного развития Красноярского края от 01.02.2016 № 8п. URL: http://zakon.krskstate.ru/ doc/30278 (дата обращения: 10.10.2017). References 1. The decree of the President of the Russian Federation from 23.07.2003 № 824 “About measures on carrying out of administrative reform in 2003–2004” // Collection of the legislation of the Russian Federation. 28.07.2003. № 30, art. 3046. 2. Budget Code of the Russian Federation of July 31, 1998 No. 145-FZ // Collection of Legislation of the Russian Federation. 03.08.1998. No. 31, Art. 3823, 3. Order of the Government of the Russian Federation of 17.11.2008 № 1662-r “On the Concept of Long-Term Social and Economic Development of the Russian Federation for the Period to 2020” // Collection of Legislation of the Russian Federation. 24.11.2008. No. 47, art. 5489. 4. Presidential Decree of 21.08.2012 № 1199 “On the assessment of the effectiveness of the executive authorities of the subjects of the Russian Federation” // Collection of Legislation of the Russian Federation. 27.08.2012. No. 35, art. 4774. 5. Decree of the President of the Russian Federation from 28.04.2008 № 607 “On the evaluation of the effectiveness of local self-government bodies of urban districts and municipal districts” // Collection of legislation of the Russian Federation. 05.05.2008. № 18, article 2003. 6. Order of the Government of the Russian Federation of July 28, 2017 No. 1632-r “On the approval of the program” Digital Economy of the Russian Federation” // Collection of Legislation of the Russian Federation. 07.08.2017. № 32, art. 5138. 7. Decree of the Government of the Russian Federation of August 28, 2017 No. 1030 “On the system for managing the implementation of the program Digital Economy of the Russian Federation” // Collected Legislation of the Russian Federation. 04.09.2017. № 36, Article 5450. 8. Order of the Agency of Science and Innovative Development of the Krasnoyarsk Territory of 01.02.2016 № 8p “On the establishment of the Public Council under the Agency of Science and Innovative Development of the Krasnoyarsk Territory” [Electronic resource]. Available at: http://zakon.krskstate.ru/doc/30278 (accessed: 10.10.2017).

646

© Пузанов А. А., Мисинева И. А., 2017

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 347.77 СТИМУЛИРОВАНИЕ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОЙ АКТИВНОСТИ АВТОРОВ СЛУЖЕБНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ М. В. Рыбков, В. И. Кузнецов АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected] Описываются проблемы стимулирования изобретательской активности авторов служебных результатов интеллектуальной деятельности. Описывается действующая система вознаграждений, а также пути её совершенствования. Ключевые слова: интеллектуальная собственность, зарубежный опыт, результат интеллектуальной деятельности, вознаграждение авторам. STIMULATING THE INVENTIVE ACTIVITY OF THE AUTHORS OF THE SERVICE RESULTS OF INTELLECTUAL ACTIVITY M. V. Rybkov, V. I. Kuznetsov JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] The article describes the problems of stimulating the inventive activity of the authors of the service results of intellectual activity. It describes the current system of rewards, as well as ways to improve it. Keywords: intellectual property, foreign experience, the result of intellectual activity, remuneration of author’s. На сегодняшний день основой динамичного развития любой экономической системы является инновационная деятельность, которая обеспечивает высокий уровень конкурентоспособности. Функционирование любой инновационной системы начинается с реального человека, с человека деятельного и творчески активного, точнее, с яркой, высококвалифицированной и инициативной личности в науке, бизнесе, общественной организации и в органах власти. Любые инновации в университетах и на предприятиях начинаются с НИОКР и их авторов [1]. Проблема многих специалистов высшей квалификации в том, что у них практически отсутствует возможность проявить себя, они работают в крупных учреждениях, компаниях и институтах, что называется, под строгим контролем. По большому счету, такие специалисты находятся в роли «интеллектуальных заложников», они работают в большей степени на имидж компании и премии своих руководителей, не получая должного в ответ, кроме умеренной зарплаты. Либо они – во главе малых предприятий, на которые органы власти и общественные организации не обращают должного внимания. К сожалению, авторские права на новые идеи, инициативы, технологии, методики, бизнес-предложения и даже проекты, чаще всего, в России либо обезличены, либо принадлежат широкому списку авторов, среди которых находятся чиновники, руководители и другой административный персонал, не имеющий отношения к непосредственному творческому участию. Роль творческой личности в бюджетной сфере и в крупной организации в нашей экономи-

ческой системе зачастую весьма ничтожна. В современной России, понятие изобретатель давно находится в тени и авторитет изобретателя сейчас, не идет ни в какое сравнение с тем, который был лет пятьдесят назад. «Заблокированные» в бюджетных организациях специалисты зачастую не в состоянии себя реализовать в нашей стране и организовать сколько-нибудь продуктивные и перспективные научные международные контакты с зарубежными специалистами. Обычно они не могут самостоятельно развивать собственные идеи ни в науке, ни и бизнесе. Причем сами руководители крупных организаций этой потребности ни в самореализации специалистов, ни в их международном сотрудничестве в должной мере не ощущают. Даже собственными научными открытиями, опубликованными в монографиях и научных журналах, специалисты не в состоянии обратить на себя внимание своих руководителей, обязанностью которых в действительности должен быть именно поиск и поддержка талантов [2]. Авторы изобретений, полезных моделей, промышленных образцов, программных продуктов, ноу-хау в России, пожалуй, последние полвека явно не в почете. Им авторских вознаграждений либо не платят, либо платят по минимуму в соответствии с постановлением Правительства РФ № 512 от 4 июня 2014 г. 1. Согласно данному постановлению за создание служебного изобретения вознаграждение должно составлять 30 %, а за создание полезной модели и промышленного образца 20 % от средней заработной платы работника, являющегося автором данного результата

647

Решетневские чтения. 2017

интеллектуальной деятельности (РИД), за последние 12 месяцев. За использование работодателем служебного РИД работнику, являющемуся их автором, выплачивается вознаграждение в полном размере его средней заработной платы за последние 12 месяцев, в которых такой результат интеллектуальной деятельности был использован [3]. Однако действие настоящих правил не распространяется на случаи, когда между работодателем и работником заключен договор, устанавливающий размер, условия и порядок выплаты вознаграждения автору. К тому же согласно данному постановлению вознаграждение никак не зависит от доли творческого участия в создании данного РИД. В связи с этим может возникнуть ситуация, когда авторами одного даже самого незначительного изобретения выступают 10 и более человек и за частую более половины «авторов» это руководители различных уровней. Легко понять, что разница между 30 % от средней заработной платы обычного инженера, который, как правило, и вносит основной творческий вклад, и 30 % от средней заработной платы высшего руководства очень существенна. В связи с этим большинство предприятий, в которых, так или иначе, налажена система управления интеллектуальной собственностью, предпочитают заключать со своими работниками, являющимися авторами РИД, договоры о вознаграждении за создание или использование РИД. Данные договоры, как правило, предусматривают фиксированную сумму вознаграждения каждого автора по отдельности или всего авторского коллектива в целом, что поразному сказывается на изобретательскую активность внутри предприятия. В данном случае стоит обратить внимание на опыт западных стран. Там система достойных вознаграждений и гарантия выплат вовлекает в процесс новых участников. В США, в отличие от России, весьма жестко относятся к соавторству, требуя четкой идентификации творческого вклада каждого. За этим следят комиссии по этике во всех организациях. Руководители организаций, включая НИИ и КБ, не могут быть соавторами за исключением их единоличных заявок без соавторов. Случаи единоличного авторства властями рассматриваются крайне тщательно. Их итог – отзыв руководителя с его должности и перевод на научные должности с предоставлением свободы творчества. Подобным образом наш президент в конце прошлого года уволил чиновников из ведомств и перевел их в научные организации [2]. Данный подход позволил бы увеличить суммы вознаграждений за счёт высвобожденных средств и направить деньги из фондов, предназначенных на выплаты вознаграждений, авторам, которые их действительно заслуживают, поэтому прямое увеличение таких фондов, невозможно без успешного функционирования системы контроля творческого вклада каждого из авторов. Кроме того, данный подход позволяет снизить давление на изобретателей со стороны руководства вынуждающего включить себя в список авторов. Однако остается актуальной проблема отсутствия на законодательном уровне дифференцированного

подхода к начислению вознаграждения за один тип РИД, так за изобретения различного уровня эффективности предусмотрена одинаковая сумма вознаграждения [4]. В настоящее время особенно остро стоят вопросы стимулирования изобретательской активности. Истинный изобретатель всегда полон творчества, поэтому на уровне руководителей предприятий и органов власти, должны быть предусмотрены возможности доступного «выплеска» авторами своей творческой активности с возможностью последующей коммерциализации их идей. Для реализации такой возможности, необходимо проводить специализированную политику на всех уровнях. Во многом данный подход может обеспечить гарантии достойной оценки деятельности авторов выраженной как в материальном поощрении, так и в общественном признании, что также является сильным стимулом, ведь, как уже было упомянуто, отечественные авторы РИД нуждаются в возможности проявить свой талант и получить всеобщее признание. Библиографические ссылки 1. Афанасьева А. А. Развитие инновационной экономики в регионах России // Стратегия устойчивого развития регионов России. 2017. № 37. С. 56–60. 2. Леонтьев Б. Б. Полезен ли России зарубежный опыт коммерциализации интеллектуальной собственности // Интеллектуальная собственность. Промышленная собственность. 2017. № 4. С. 35–40. 3. Об утверждении Правил выплаты вознаграждения за служебные изобретения, служебные полезные модели, служебные промышленные образцы [Электронный ресурс] : Постановление Правительства РФ от 4 июня 2014 г. № 512. URL: http://base.garant.ru/ 70670918/#friends (дата обращения: 02.09.2017). 4. Криуле Е. Г. К вопросу о материальном стимулировании изобретательской активности в российской федерации // Вестник Российской академии естественных наук. 2012. № 3. С. 109–112. References 1. Afanasyeva A. A. Development of innovative economy in Russian regions // Strategy of sustainable development of Russian regions. 2017. № 37. P. 56–60. 2. Leontiev B. B. Foreign experience of commercialization of intellectual property is useful to Russia // Intellectual Property. Industrial property. 2017. № 4. P. 35–40. 3. Resolution of the Government of the Russian Federation of June 4, 2014 No. 512 “On approval of the Rules for payment of remuneration for service inventions, utility utility models, service industrial designs”. [Electronic resource]: Available at: http://base.garant.ru/ 70670918/#friends (accessed: 02.09.2017). 4. Kriule E. G. On the question of the material stimulation of inventive activity in the Russian Federation // Bulletin of the Russian Academy of Natural Sciences. 2012. № 3. P. 109–112.

648

© Рыбков М. В., Кузнецов В. И., 2017

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 005.336.4:005.591.6 СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТАМИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КАК ФАКТОР УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ Н. Г. Слепнева АО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660123, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 29 E-mail: [email protected] Рассмотрены вопросы управления результатами интеллектуальной деятельности как одной из составляющих инновационной деятельности предприятия. Показана схема управления РИД, включающая как вопрос управления правами на РИД, так и вопрос создания РИД. Ключевые слова: результаты интеллектуальной деятельности, система управления. SYSTEM OF INTELLECTUAL ACTIVITY RESULTS AS FACTOR OF SUSTAINABLE DEVELOPMENT OF AN ENTERPRISE N. G. Slepneva JSC “Krasnoyarsk Machine-Building Plant” 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660123, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper provides the intellectual activity management results, as one of the components of enterprises innovative activity. The process management includes both managing the rights to the innovative activity results and developing innovative activity results. Keywords: results of intellectual activity, management system. АО «Красмаш» являясь одним из ведущих предприятий военно-промышленного комплекса России, основная деятельность которого изготовление ракетно-космической техники в рамках государственного оборонного заказа, также постоянно занимается поиском и освоением новых направлений производственной деятельности, связанных с гражданской продукцией. Изготовление конкурентоспособной, импортозамещающей продукции в современных условиях одна из приоритетных задач предприятия, как и страны в целом, что было озвучено Президентом Российской Федерации [1]. Решение данной задачи непосредственно связано с применением эффективной системы управления результатами интеллектуальной деятельности (далее – РИД), как одной из составляющих инновационной деятельности предприятия. Для быстрой адаптации к прогрессивным тенденциям развития той или иной отрасли, повышения уровня устойчивого развития предприятия необходимо постоянно проводить исследования и анализ рынка. Особое место здесь занимают научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (далее – НИОКР), результаты которых должны обладать патентной чистотой и не нарушать права третьих лиц. Патентная чистота подтверждается патентными исследованиями, проведенными и в отношении зарубежных стран. Под патентными исследованиями понимается «исследование технического уровня и тенденций развития объектов хозяйственной деятельно-

сти, их патентоспособности, патентной чистоты, конкурентоспособности (эффективности использования по назначению) на основе патентной и другой информации» [2]. Далее разработанные результаты должны быть обеспечены правовой охраной, должны быть проработаны аспекты их дальнейшей коммерциализации. Необходимо также учесть права авторов на РИД, творческим трудом которых создан этот результат [3]. Таким образом, система управления РИД должна включать в себя, по крайней мере, две подсистемы, каждая из которых решает ряд определенных задач. Первая связана непосредственно с созданием и обеспечением правовой охраны РИД. Вторая – с управлением правами на РИД и дальнейшей коммерциализацией (под коммерциализацией понимается не только продажа лицензий, но и собственное производство), то есть система управления РИД должна представлять собой упорядоченный комплекс процессов, которые необходимо прописать в руководящих документах: инструкциях, положениях, правилах. Для того чтобы разрабатывать локальные документы на предприятии необходимы общие рекомендации, правила на государственном уровне дающие строгие определения, общепринятые и обоснованные. Кроме того, каждая подсистема непосредственно связанная с определенными структурными подразделениями, должна быть укомплектована квалифицированными специалистами, способными решать поставленные задачи.

649

Решетневские чтения. 2017 Система управления результатами интеллектуальной деятельности

Управление созданием и обеспечением правовой охраны

Управление правами и дальнейшая коммерциализация

Специалист Патентный отдел (НИОКР)

Коммерческий отдел (маркетинговые исследования)

Патентный отдел (права авторов)

Отдел бухгалтерии (НМА, вознаграждения) (вознаграждения, НМА)

НТС

Патентный отдел (изобретательство)

Технический отдел (внедрение, акт)

Коммерческий отдел (производство, продажа)

Плановоэкономический отдел (выпуск продукции)

ФИПС

Система управления РИД

На рисунке схематично представлена предлагаемая система управления РИД. В настоящее время в АО «Красмаш», как и во многих других предприятия, основное внимание направлено на управление правами РИД, разработаны Положения, СТО. Как следствие упущен вопрос выявления, создания РИД, как при выполнении служебных заданий, так и при проведении НИОКР, отсутствует обучение ТРИЗ, которое было актуальным в Советское время, и приносило свои результаты. Хотя, в университетах страны стали вводить курс по интеллектуальной собственности, однако он больше правого характера. Решение указанных проблем является одной из важных задач АО «Красмаш». Библиографические ссылки 1. Выступление В. В. Путина на Петербургском международном экономическом форуме, 23 мая 2014 г. / Официальный сайт Президента России. URL: http://www.kremlin.ru (дата обращения: 15.10.2017). 2. ГОСТ Р 15.011–96. Государственный стандарт Российской Федерации. Система разработки и поста-

новки продукции на производство. Патентные исследования. Содержание и порядок проведения.: Принят и введен в действие Постановлением Госстандарта России от 30.01.1996 № 40. М., 1996. 3. Гражданский кодекс Российской Федерации. Часть четвертая. References 1. Vystuplenie V. V. Putina na Peterburgskom mezhdunarodnom ehkonomicheskom forume, 23 maya 2014g. / Ofitsial’nyj sajt Prezidenta Rossii. Available at: http://www.kremlin.ru. 2. GOST R 15.011–96. Gosudarstvennyj standart Rossijskoj Federatsii. Sistema razrabotki i postanovki produktsii na proizvodstvo. Patentnye issledovaniya. Soderzhanie i poryadok provedeniya : Prinyat i vveden v dejstvie Postanovleniem Gosstandarta Rossii ot 30.01.1996 № 40. М., 1996. 3. Grazhdanskij kodeks Rossijskoj Federatsii. CHast' chetvertaya.

650

© Слепнева Н. Г., 2017

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 629.78.018.3.015 ИННОВАЦИОННЫЙ ПОДХОД ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ МЕХАНИЧЕСКОГО БЛОКА УСТРОЙСТВА ПОВОРОТА БАТАРЕИ СОЛНЕЧНОЙ Т. Г. Хадкевич АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected] Изложено краткое назначение устройства поворота батареи солнечной, которое входит в состав системы ориентации и стабилизации. Представлено краткое описание программного модуля для исследования напряженно-деформированного состояния устройства поворота батареи солнечной. Ключевые слова: устройство поворота батареи солнечной, конечно-элементная модель. INVESTIGATING STRESS-DEFORMED STATE, MECHANICAL DEVICE FOR TURNING BATTERY SOLAR FOR A SMALL SPACE APPARATUS T. G. Khadkevich JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] In this paper, we present a summary of the purpose of the device rotate solar battery, which is included in the system orientation and stabilization. The paper contains brief description of the software module to study stress-strain state of the device rotate solar. Keywords: device rotation, solar, finite element model. Большинство спутников связи с трехосной стабилизацией на орбите используют солнечные батареи (СБ) для обеспечения необходимой электрической энергии для питания бортового оборудования. Для достижения максимальной эффективности панели СБ должны быть непрерывно ориентированы по отношению к Солнцу таким образом, чтобы солнечные лучи падали по нормали на поверхность фотопреобразователей. Эту задачу выполняет специальное устройство поворота БС (УПБС). Кроме поворота, УПБС обеспечивает передачу электрической энергии и данных между БС и корпусом КА при их относительном движении. УПБС используется для поворота БС с требуемой угловой скоростью и в заданном направлении [1]. УПБС является одним из ключевых и критичных элементов бортового оборудования спутника, и обычно его конструкция оптимизирована для конкретной спутниковой платформы. Конструкция устройства поворота батареи солнечной состоит из достаточно неоднородных физических компонент (подсборок). Для решения проектных задач, включая самые предварительные оценки параметров напряженно-деформированного состояния (НДС) конструкций, требуется оперативное моделирование с любым уровнем детализации. Несмотря на то, что на ранних этапах проектирования не все ответственные детали конструкции могут быть определены, тем не менее, понимание характера механического поведения определенных компонент могут

существенным образом повлиять на принятие проектных решений [2]. Кроме того, такое моделирование позволяет выявить наиболее критические положения концепции самой конструкции. Как правило, после очередной проектной итерации становится возможным проводить моделирование разрабатываемой конструкции с уточненными исходными данными, при этом круг решаемых задач может расшириться за счет включения новых компонент конструкции и изменения характера взаимодействия между компонентами внутри сложной конструкции [3]. Точность выполняемых прогнозов напряженнодеформированного состояния конструкции будет в значительной степени зависеть от основополагающих математических моделей компонент, их дискретных реализаций и применяемых вычислительных методов [4; 5]. В настоящее время при анализе НДС различных конструкций доминирует метод конечных элементов (МКЭ), поэтому большинство современных программных комплексов, применяемых для решения таких задач, основаны именно на нем. Современные конечно-элементные комплексы общего назначения (к числу наиболее распространенных относятся ANSYS, COSMOS, NASTRAN с пре/постпроцессором PATRAN и др.) предназначены для расчетов на прочность, жесткость и устойчивость любых стержневых и тонкостенных пространственных систем, а также объемных тел в первую очередь на персональных компь-

651

Решетневские чтения. 2017

ютерах. Программные комплексы ABAQUS, MARC и ряд других нацелены в основном на решение нелинейных задач [6]. Для проведения всех необходимых расчетов при проведении механического анализа конструкции, устройства поворота батареи солнечной на основе разработанной конечно-элементной модели используется программный комплекс MSC.NASTRAN. При создании КЭМ силовой части конструкции соблюдалось требование максимального соответствия исходной геометрии таких объектов с использованием трехмерных (3D) и двумерных (2D) конечных элементов (КЭ). При разработке КЭМ отдельного элемента конструкции размер конечного элемента назначается c учетом его геометрических особенностей, поэтому плотность сетки КЭ для различных деталей может быть различной. Для обеспечения механических интерфейсов между деталями с различной плотностью разбиения на КЭ применяются в некоторых случаях специальные КЭ MSC.NASTRAN, обеспечивающие равенство механических работ с каждой стороны механического интерфейса, по которым осуществляется передача усилий от одного объекта к другому в системе, и, в конечном счете, на силовую опорную конструкцию прибора. При этом эффекты от возможных соприкосновений между ними в процессе деформирования не рассматриваются. В тех случаях, когда не силовой элемент конструкции не влияет существенным образом на механический отклик всей сборки, его можно представить в виде сосредоточенных масс или распределенными по протяженным поверхностям соответствующей опорной конструкции. На основе КЭМ могут быть оценены массовоцентровочные характеристики компонент и всей сборки в целом. При разработке КЭМ исходная геометрия элемента конструкции может быть преобразована с целью ее упрощения без существенного изменения ее объема, а также для исключения возникновения КЭ с существенно малыми габаритами для исключения необоснованного усложнения размера задачи. Отверстия для болтовых соединений между элементами конструкции могут быть заполнены материалом в предположении, что это не приведет к сколь-нибудь заметному изменению инерционных и жесткостных характеристик всей конструкции. Объединение КЭ элементов конструкции с различными пространственными размерностями (2D и 3D) обеспечивается либо по общим узлам КЭМ стыкуемых компонент, либо с использованием специальных КЭ MSC.NASTRAN, что также может быть использовано для создания различных подсборок различного уровня вплоть до всей сборки конструкции УПБС. Результаты исследования напряженно-деформированного состояния УПБС представлены на XXI Меж-

дународной научно-практической конференции «Решетневские чтения» (8–11 ноября 2017 года, г. Красноярск) в тезисах статьи Т. Г. Хадкевича, Д. Б. Усманова «Исследование напряженно-деформированного состояния механического блока устройства поворота батареи солнечной для малого космического аппарата». Библиографические ссылки 1. Чеботарев В. Е. Проектирование космических аппаратов систем информационного обеспечения : учеб. пособие. В 2 кн. Кн. 1. Внешнее проектирование космического аппарата / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2004. 132 с. 2. Технология производства космических аппаратов : учебник для вузов / Н. А. Тестоедов [и др.] ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2009. 352 с. 3. Рычков С. П. Моделирование конструкций в среде Femap with NX Nastran. М. : ДМК Пресс, 2013. 784 с. 4. Бидерман В. Л. Теория механических колебаний. М. : Высш. школа, 1980. 408 с. 5. Математическое моделирование в нелинейной механике (обзор программных комплексов для решения задач моделирования сложных систем) / Е. Н. Чумаченко [и др.] ; Институт космических исследований РАН. М. : Ротапринт ИКИ РАН, 2009. 23 с. 6. Максимов Г. Ю. Теоретические основы разработки космических аппаратов. М. : Наука, 2004. 320 с. References 1. Chebotarev V. E. Proyektirovaniye kosmicheskikh apparatov sistem informatsionnogo obespecheniya [Design of space vehicles for information support systems] / Sib. gos. airoskomich. un-t. Krasnoyarsk, 2004, 132 p. 2. Tekhnologiya proizvodstva kosmicheskikh apparatov [Technology of production of space vehicles] / N. A. Testoedov [et al.] ; Sib. gos. airoskomich. un-t. Krasnoyarsk, 2009. 352 p. 3. Rychkov S. P. Modelirovaniye konstruktsiy v srede Femap with NX Nastran [Modeling of structures in the environment Femap with NX Nastran]. M. : DMK Press Publ., 2013. 784 p. 4. Biderman V. L. Teoriya mekhanicheskikh kolebaniy [Theory of mechanical oscillations]. M. : Vysshaya Shkola Publ., 1980. 408 p. 5. Matematicheskoye modelirovaniye v nelineynoy mekhanike [Mathematical modeling in nonlinear mechanics] / Ye. N. Chumachenko [et al.]. M. : Rotaprint IKI RAN Publ., 2009. 23 p. 6. Maksimov G. Yu. Teoreticheskiye osnovy razrabotki kosmicheskikh apparatov [Theoretical basis for the development of space vehicles]. M. : Nauka Publ., 2004. 320 p.

652

© Хадкевич Т. Г., 2017

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 331.108.2 ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ КАДРОВОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАК МОДЕЛЬ МЕЖРЕГИОНАЛЬНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА С ТЕРРИТОРИЯМИ АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ К. К. Цау1*, С. Н. Решетникова2 1

ООО «Красноярск-Стройинжиниринг» Российская Федерация, 660077, г. Красноярск, ул. Взлетная, 59/7 2 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected] Рассмотрены проблемы кадрового дефицита для развития регионов Крайнего Севера. Представлен перечень наиболее востребованных профессий в экономике Арктической зоны Российской Федерации с учетом приоритетов экономического развития региона. Показана необходимость и методы подготовки конкурентоспособных специалистов, а также важность межрегионального сотрудничества с территориями, прилегающими к Арктической зоне, с точки зрения кадрового обеспечения. Ключевые слова: Арктическая зона Российской Федерации, подготовка кадров. THE FORMATION OF THE SYSTEM OF STAFFING AS A MODEL OF INTERREGIONAL COOPERATION WITH THE TERRITORIES OF THE ARCTIC ZONE OF THE RUSSIAN FEDERATION K. K. Tsau1*, S. N. Reshetnikova2 1

ООО “Krasnoyarsk-Stroyengineering” 59/7, Vzletnaya Str., Krasnoyarsk, 660077, Russian Federation 2 Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * Е-mail: [email protected] The research considers the problem of staff shortages to develop regions of the Far North. It presents a list of the most popular professions in the economy of the Arctic zone of the Russian Federation taking into account the priorities of economic development of the region. The research proves necessity and methods of training competitive specialists, as well as the importance of cooperation with areas adjacent to the Arctic zone, in terms of staffing. Keywords: the Arctic zone of the Russian Federation, training. В связи с постоянно растущим в последние годы увеличением авиационного парка Российской Федерации [1], а также в связи с переходом в космическом машиностроении на кислородно-водородные ЖРД [2], все острее вырисовывается проблема возможного в ближайшем будущем дефицита жидкого углеводородного топлива, источником которого является нефть. Эта проблема и принципы ее решения отражены в документе «Стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечение национальной безопасности на период до 2020 года», утвержденном Президентом Российской Федерации В. Путиным 12 ноября 2016 г., в котором отмечается, что ресурсная база Арктической зоны РФ способна в значительной степени обеспечить потребности России в углеводородных ресурсах в результате добычи нефти на континентальном шельфе Российской Федерации (см. таблицу). Однако при этом одной из острейших проблем современной России, включая и нефтедобычу, является недостаточное количество квалифицированных кад-

ров. Недостаток квалифицированного персонала и неэффективная организация труда являются главными факторами, которые препятствуют развитию экономики РФ в последние годы.

653

Основные структурные различия минимального умеренно-благоприятного сценария добычи нефти (без газового конденсата) [3] Добыча нефти, млн т. Добыча нефти в минимальном сценарии Действующие месторождения на суше, кроме ТрИЗ (трудноизвлекаемые запасы) Новые месторождения на суше. Кроме ТрИЗ ТрИЗ Арктический шельф Новые геологоразведочные работы Добыча в умеренно-благоприятном сценарии

Год 2020 425,8

2035 292,0

60,0

35,4

17,6

12,0

12,6 10,7 4,0 530,7

38,1 42,6 81,6 501,8

Решетневские чтения. 2017

Выпускники вузов, как правило, имеют весьма смутные представления о производственном цикле; переманивать специалистов у конкурентов – трудно и дорого; учить самим – долго. Значительная доля востребованных профессий АЗ РФ относится к промышленному производству, строительству, добыче полезных ископаемых и транспорту [4]. Именно поэтому подготовка кадров является одним из основополагающих факторов, влияющих на инновационное развитие северных территорий. В связи с этим существует потребность в специалистах, необходимо исследовать и выявить источники кадровых ресурсов, в наибольшей степени соответствующие экономическому и инновационному развитию региона. На наш взгляд, одним из таких источников формирования региональной системы кадрового обеспечения может являться лизинг (аренда) специалистов [5]. Компания «Красноярск-Стройинжиниринг» (КСИ) начинала свою деятельность в 2008 году с предоставления персонала в оперативное управление заказчика. Заказчики привлекают «КСИ» для реализации срочных проектов в области нефтедобычи и эксплуатации объектов автоматизации и связи, инфраструктуры и дорожного строительства; на магистральных нефтепроводах и внутрипромысловых трубопроводах, эксплуатационных скважинах и центральных пунктах сбора нефти. За прошедшие 8 лет «Красноярск-Стройнжинирингом» накоплен положительный опыт сотрудничества со следующими заказчиками: ООО «РНЮганскнефтегаз» (Тюменская область, АО «Роспан Интернешнл» (Ямало-Ненецкий автономный округ), ОАО «Восточно-Сибирская нефтегазовая компания, ООО «РН-Красноярскнефтепродукт», ООО «РНКрасноярскНИПИнефть», ООО «Полюс Строй» (Якутия), ООО «РН-Пурнефтегаз» (Ямало-Ненецкий автономный округ), ЗАО «Ванкорнефть». Рассматривая географию присутствия, нельзя не заметить, что большая часть объектов расположена в районах Крайнего Севера и местностях, приравненных к ним. В 2015 году, для привлечения молодых специалистов «КСИ» участвовало в проводимых ВУЗами ярмарках вакансий. Критериями отбора специалистов для компании является: оценка показателей успеваемости, состояние здоровья, позволяющее работать в районах Крайнего Севера. Компания «КСИ» создала собственный лицензированный учебный центр, позволяющий в кратчайшие сроки и с минимальными затратами обучить или повысить квалификацию большинству специалистов профиля по требуемым направлениям. Сегодня, компания «Красноярск-Стройинжиниринг» предлагает модель интеграции вузов и биз-

нес-сообществ, позволяющую молодым специалистам участвовать в практической реализации проектов, а инвесторам – формировать эффективную систему кадрового обеспечения. О том, что компанией «КСИ» выбран верный путь, говорят следующий факт: за период с 2008 года и по настоящее время из штата «КСИ» в штат наших заказчиков было переведено 822 специалиста, большая часть которых и в настоящее время успешно участвует в реализации проектов Заказчиков. Библиографические ссылки 1. Губенко А. В., Ксенофонтова Т. Ю., Сычева Е. Г. Направления и особенности развития системы воздушного транспорта России: региональный аспект // Экономика и управление. 2015. № 3. С. 11–17. 2. Иванов А. В., Белоусов А. И., Дмитренко А. И. Турбонасосные агрегаты кислородно-водородных ЖРД. Воронеж : Воронеж. гос. технич. ун-т, 2011. 283 с. 3. Белогорьев А. Перспективы добычи российской нефти // Нефтегазовый диалог : труды семинара. М. : ИМЭМО РАН, 2015. 27 с. 4. Востребованные профессии в арктической зоне России, как отражение приоритетов развития экономики макрорегиона / С. В. Шабаева, Е. А. Федорова, И. С. Степусь и др. // Экономика и управление: проблемы, решения. 2016. № 7. С. 104–117. 5. Семенихин В. В. Лизинг. М. : Эксмо, 2012. 266 с. References 1. Gubenko A. V., Ksenofontova T. Yu., Sycheva E. G. [Directions and features of development of the air transport system of Russia: regional aspect] // Ekonomika i upravlenie. 2015. № 3. P. 11–17. (In Russ.) 2. Ivanov A. V., Belousov A. I., Dmitrenko A. I. Turbonasosnye agregaty kisorodno-vodorodnykh ZhRD. [Turbopump units of oxygen-hydrogen LPRE]. Voronezh : Voronezhskiy gosudarstvennyy tekhnicheskiy universitet, 2011. 283 p. 3. Belogor’ev A. [Prospects of production of Russian oil] // Trudy seminara “Neftegazovyy dialog”. [Proceedings of the seminar “Oil and gas dialogue”]. Moscow : IMEMO RAS. 2015. 27 p. (In Russ.) 4. Shabaeva S. V., Fedorova E. A., Stepus' I. S. et al. [In-demand occupations in the Arctic zone of Russia, as a reflection of the priorities of economic development of the macroregion] // Ekonomika i upravlenie: problemy, resheniya. 2016. № 7. P. 104–117. 5. Semenikhin V. V. Lizing. [Leasing]. M., 2012. 226 p.

654

© Цау К. К., Решетникова C. Н., 2017

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

УДК 001.89:621.315.5.629.76/.78.064 ИННОВАЦИИ В ПРИМЕНЕНИИ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ПАЙКЕ СОЕДИНИТЕЛЕЙ БОРТОВОЙ КАБЕЛЬНОЙ СЕТИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА Г. Н. Черкашина*, Т. А. Аристова АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 * E-mail: [email protected] Описаны преимущества и необходимость внедрения новых материалов при пайке проводов в соединители и отработка технологии пайки алюминиевого провода в бортовой кабельной сети. Ключевые слова: космический аппарат (КА), алюминиевые провода (АП), токопроводящая жила (ТПЖ), бортовая кабельная сеть космического аппарата (БКС КА). INNOVATIONS IN MATERIAL APPLICATION IN THE SOLDER PROCESS OF THE SPACECRAFT ONBOARD CABLE SYSTEM CONNECTORS G. N. Cherkashina*, T. A. Aristova JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation * E-mail: [email protected] This article describes benefits and necessity of new material introduction at soldering of wires to connectors and technologies testing an aluminum wire soldering in an onboard cable system. Keywords: spacecraft, aluminum wires, current-conducting conductor, spacecraft onboard cable system. Особенностью современного этапа развития отечественной космической отрасли является необходимость применения инновационных технологий в процессе создания спутников – таких технологий, которые смогли бы обеспечивать параметры выпускаемой продукции, характерные для космических аппаратов нового поколения, и позволили бы нашему предприятию и далее занимать лидирующее положение в области спутникостроения в условиях всевозрастающей жесткой конкуренции. В АО «ИСС» отслеживаются современные тенденции в области спутникостроения для создания и использования передовых технологий на всех этапах проектирования и изготовления КА. Ежегодно наша компания вкладывает серьезные средства в модернизацию производства, чтобы обеспечить изготовление конкурентоспособной продукции в соответствии с высочайшими международными стандартами [1–3]. Применение новейших технологий при создании БКС КА для современных КА позволит добиться снижения массы изделия, что в свою очередь удешевляет его запуск. Сейчас, по данным компании АО «ИСС», общий вес БКС КА на спутниках составляет 6–8 % от массы КА, на западных спутниках – 4 %, поэтому проблема снижения веса находится под пристальным вниманием разработчиков и заказчиков. Есть два способа решения данной проблемы: во-первых, применение материалов, имеющих меньший вес. Наша компания добилась определенных успехов в этом. На данный момент производятся специализированные облегченные полиамидные корпуса.

Применяются импортные соединители с обжимными контактами, позволяющие оптимизировать кабельную сеть в части ее массовых характеристик при условии обеспечения необходимого падения напряжения и не требуют заливки монтажного пространства компаундом. Применяется метод трехмерного моделирования раскладки кабельной сети КА; во-вторых, применение инновационных технологий, позволяющих повысить качество выпускаемой продукции – БКС КА, снизив их вес. Другими словами – внедрение новых комплектующих требует внедрения новых технологий для достижения их максимальной эффективности. При этом, стремясь к снижению массы жгута, необходимо уделять большое внимание качеству выпускаемых кабелей. Поскольку из-за одного некачественного соединения может возникнуть серьезная проблема со всем изделием [4]. Одним из способов уменьшения массы БКС КА может являться применение монтажных АП с посеребренными жилами, масса которых на 25–35 % меньше массы проводов с медными жилами. Снижение массы БКС КА при этом может составлять до 15 %. В настоящее время отечественных АП для космического применения нет, поэтому в работе рассмотрена и отработана технология выполнения монтажа проводов производства AXON’CABLES.A.S. (Франция) с алюминиевыми посеребренными жилами [5]. Выводы: 1. Провести отработку технологии пайки алюминиевых проводов с посеребренными жилами путем

655

Решетневские чтения. 2017

выполнения монтажа АП с ТПЖ методом ручной пайки в контакты отечественных соединителей, в условиях кабельного производства АО «ИСС», и подтверждения работоспособности паяных электрических соединений. 2. По результатам отработки внедрить указанную технологию в АО «ИСС». Библиографические ссылки 1. Сайт bibliotekar.ru [Электронный ресурс]. URL: https://www.issreshetnev.ru/media/journal/journal15-2012.pdf (дата обращения: 15.09.2017). 2. Сайт КиберЛенинка [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kosmicheskayadeyatelnost-sostoyanie-osobennosti-i-tendentsii-razvitiya (дата обращения: 15.09.2017). 3. Чеботарев В. Е., Косенко В. Е. Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения : учеб. пособие / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. 488 с. 4. Сайт КиберЛенинка [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/optimizatsiya-massovyh-harakteristik-kabelnoy-seti-kosmicheskogo-apparata-s-ispolzovaniem-razrabotannoy-sistemy-avto-matizirovannogo (дата обращения: 15.09.2017).

5. S551995, S551996. Алюминиевые провода, кабели. References 1. Sayt bibliotekar.ru [Elektronnyy resurs]. Available at: https://www.issreshetnev.ru/media/journal/journal-152012.pdf (accessed: 15.09.2017). 2. Sayt KiberLeninka[Elektronnyy resurs]. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/kosmicheskayadeya-telnost-sostoyanie-osobennosti-i-tendentsii-razvitiya (accessed: 15.09.2017). 3. Chebotarev V. E., Kosenko V. E. Osnovy proektirovaniya kosmicheskikh apparatov informatsionnogo obespecheniya : Ucheb. Posobie. [Fundamentals of spacecraft design information security: Proc. Allowance] / Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2011. 488 p. 4. Sayt KiberLeninka[Elektronnyy resurs]. Available at: :https://cyberleninka.ru/article/n/optimizatsiya-massovyhharakteristik-kabelnoy-seti-kosmicheskogo-apparata-sispolzovaniem-razrabotannoy-sistemy-avtomatizirovannogo (accessed: 15.09.2017). 5. S551995, S551996 . Alyuminievye provoda, kabeli.

656

© Черкашина Г. Н., Аристова Т. А., 2017

Секция

«СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ»

Решетневские чтения. 2017

УДК 159.98 ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ПСИХОТЕРАПИЯ КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ СПОСОБ ПРОФИЛАКТИКИ ЭМОЦИОНАЛЬНОГО ВЫГОРАНИЯ ПЕДАГОГОВ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО КОЛЛЕДЖА Н. А. Антоненко Аэрокосмический колледж Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] На примере работы психолога с преподавателями Аэрокосмического колледжа предложен способ профилактики эмоционального выгорания педагогов. Ключевые слова: преподаватели Аэрокосмического колледжа, синдром эмоционального выгорания, способы профилактики эмоционального выгорания. INDIVIDUAL PSYCHOTHERAPY AS AN EFFECTIVE METHOD TO PREVENT EMOTIONAL BURNOUT OF TEACHERS OF AEROSPACE COLLEGE N. A. Antonenko Aerospace College of Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The research proposes a method to prevent emotional burnout of teachers on the example of the of psychologist work with teachers of the Aerospace College. Keywords: teachers of the Aerospace College, emotional burnout syndrome, ways of preventing emotional burnout. Реализация преподавателя в профессиональной деятельности требует больших интеллектуальных, эмоциональных и психических ресурсов, что в полной мере относится и к деятельности педагогов Аэрокосмического колледжа по подготовке специалистов в ракетно-космической отрасли. Профессия педагога относится к разряду стрессогенных, требующих больших резервов самообладания и саморегуляции, одним из которых является эмоциональная устойчивость педагога, необходимая для преодоления негативных изменений, в том числе и синдрома эмоционального выгорания [1]. В последние годы выросли требования со стороны родителей и администрации к личности преподавателя Аэрокосмического колледжа, его роли в образовательном процессе, приветствуется индивидуальный подход к работе, новаторство, проектная деятельность, использование новых педагогических технологий. Такая ситуация достаточно быстро приводит к эмоциональному истощению преподавателей, известному как «синдром эмоционального выгорания». Этот феномен обусловлен ярко выраженными отрицательными последствиями, которые проявляются в постепенном развитии негативных социальнопсихологических установок в отношении себя, близких людей, коллег, работы. Это переживание чувства собственной несостоятельности, безразличие к профессиональной деятельности, утрата прежде значимых жизненных ценностей, приводящих к снижению внутриличностных ресурсов специалиста, развитие

психосоматических нарушений [2], что однозначно препятствуют эффективной реализации в профессиональной деятельности. По наблюдениям педагога-психолога Аэрокосмического колледжа признаки синдрома эмоционального выгорания разной степени сформированности ярко проявляются в поведении достаточного количества преподавателей Аэрокосмического колледжа, в их отношении к своей профессиональной деятельности, коллегам, студентам. Используемые в настоящий момент специалистами способы профилактики эмоционального выгорания разнообразны [3–5], но, по сути, представляют набор малосвязанных друг с другом приемов снижения эмоционального напряжения без учета индивидуально-психологических особенностей человека, который их использует. Кроме того, популяризация способов профилактики эмоционального выгорания часто вызывает их некорректное использование и формирование стойкой отрицательной установки по отношению к ним, особенно у тех педагогов, у которых уже сформирован синдром эмоционального выгорания. В самоотчетах преподавателей это представлено следующим образом: «Мне все равно уже ничего не поможет». Также при работе с эмоциональным выгоранием не дают стойкого профилактического эффекта самые популярные способы работы в данном направлении – тренинги. Наблюдения и анализ работы педагога-психолога Аэрокосмического колледжа по оказанию индивиду-

658

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

альной психологической помощи обратившимся преподавателям показывают, что применение индивидуальной психотерапевтической работы вызывает стойкое снижение признаков эмоционального выгорания. Предполагается, что в таких случаях на фоне достаточно высокой мотивации к изменениям у самих педагогов в процессе работы с психологом происходит изменение, переформулирование глубинных установок, которые ранее способствовали накоплению эмоционального напряжения и развитию синдрома выгорания. Библиографические ссылки 1. Electronic textbook StatSoft [Электронный ресурс]. URL: http://www.dissercat.com/content/psikhologiches-kie-usloviya-preduprezhdeniya-sindroma-emotsionalnogo-vygoraniya-u-prepodavate#ixzz4segj2bud (дата обращения: 14.09.2017). 2. Electronic textbook StatSoft [Электронный ресурс]. URL: http://www.dissercat.com/content/psikhologiches-kie-usloviya-preduprezhdeniya-sindroma-emotsionalnogo-vygoraniya-u-prepodavate#ixzz4segj2bud (дата обращения: 14.09.2017). 3. Водопьянова Н. Е., Страченкова Е. С. Синдром выгорания. Диагностика и профилактика. 2-е изд. СПб. : Питер, 2008. 336 с.

4. Воробейчик Я. Н., Минкович М. Я. Самоучитель по психотерапевтической помощи (как помочь себе, детям и близким). Одесса, 2006. 5. Никифоров Г. С. Практикум по психологии профессиональной деятельности / СПГУ. 2000. С. 220–222. References 1. Electronic textbook StatSoft. Available at: http:// www.dissercat.com/content/psikhologicheskie-usloviyapreduprezhdeniya-sindroma-emotsionalnogo-vygoraniyau-prepodavate#ixzz4segj2bud (accessed: 14.09.2017). 2. Electronic textbook StatSoft. Available at: http:// www.dissercat.com/content/psikhologicheskie-usloviyapreduprezhdeniya-sindroma-emotsionalnogo-vygoraniyau-prepodavate#ixzz4segj2bud (accessed: 14.09.2017). 3. Vоdоp’yanova N. Е., Strаchеnkоvа Е. С. [Burnout syndrome. Diagnosis and prevention]. 2nd ed. SPb. : Peter, 2008. 336 p. 4. Vоrоbеchik Ya. N., Minkovich M. Ya. [Self-teacher on psychotherapeutic help (how to help yourself, children and loved ones)]. Odessa, 2006. 5. Nikiforov G. S. [Workshop on the psychology of professional work] / SPbGU. 2000. P. 220–222.

659

© Антоненко Н. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 378.1 ТЕЛЕСНО-МЕНТАЛЬНЫЙ ПОДХОД В ФОРМИРОВАНИИ ИНФОРМАЦИОННОЙ КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТОВ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ* Д. А. Бархатова1**, Г. М. Гринберг2 1

Красноярский государственный педагогический университет имени В. П. Астафьева Российская Федерация, 660049, г. Красноярск, ул. Ады Лебедевой, 89 2 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 ** Е-mail: [email protected] Рассматривается проблема формирования информационной компетенции студентов инженернотехнических специальностей, в которых информатика не является профильным предметом. В качестве инструмента решения поставленной проблемы предлагается использовать натурно-дидактические средства обучения информатике. Ключевые слова: инженерно-техническое образование, телесно-ментальный подход, натурно-дидактические средства обучения. PHYSICAL AND MENTAL APPROACH TO FORM INFORMATION COMPETENCE OF STUDENTS OF TECHNICAL SPECIALTIES D. A. Barkhatova1**, G. M. Grinberg2 1

Krasnoyarsk State Pedagogical University named after V. P. Astafieva 89, Ada Lebedeva Str., Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation 2 Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation ** Е-mail: [email protected] The paper considers the issue to form information competence of students of technical specialties, where information technology is not a profile subject. The research proposes a tool to solve the problem via using natural and didactic tools to train information technologies. Keywords: technical education, embodied and mental approach, natural and didactic tools. Современные темпы научно-технического прогресса и запросы общества сегодня требуют от человека новых знаний и умений, способности легко адаптироваться к быстроменяющимся условиям жизни, владения методологией и инструментарием информационной деятельности для решения ряда профессиональных и повседневных задач. Данные процессы вызывали необходимость смены образовательной парадигмы в области информационной подготовки личности, ориентированной на формирование фундаментальных знаний и способностей. Важное значение теперь имеет развитие информационной компетенции. Под информационной компетенцией мы понимаем «интегративное качество личности», являющегося результатом отражения процессов отбора, усвоения, переработки, трансформации и генерирования информации в особый тип предметно-специфических знаний, позволяющее вырабатывать, принимать, прогнозировать и реализовывать оптимальные решения в ________________________

различных сферах деятельности с использованием различных информационных технологий [1]. Сегодня информационная подготовка играет важную роль как в гуманитарном, так и в инженернотехническом образовании. Как отмечают Б. Семкин и Т. Свит: «…современный инженер – это не только хороший производственник, а специалист, понимающий экономические, экологические, социальные и другие проблемы общества, отличающийся научной и технической эрудицией, стремлением к постоянному развитию своих профессиональных интересов, критическим подходом к поиску конструктивных решений проблем, умением работать с людьми. Одной из главных компетенций инженера становится способность адаптироваться к стремительно возрастающим требованиям в области новых программных продуктов, современной техники, новейших технологий. Он станет тормозом инновационного производства, если к этому не готов» [2].

* Исследование выполняется при поддержке краевого государственного автономного учреждения «Красноярский краевой фонд поддержки научной и научно-технической деятельности» в рамках реализации проекта № 2017031301651 «Комплект натурно-дидактических средств обучения информатике и методика их применения».

660

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

Таким образом, формирование информационной компетенции специалиста инженерно-технической подготовки является важной задачей современного образования, в том числе в тех специальностях, где информатика не является профильным предметом. Однако, анализ системы подготовки студентов таких специальностей показывает, что сложность аппарата информатики приводит к понижению фундаментальной базы информационной подготовки: освоение практическими навыками, как правило, проходит без глубокой осознанности сути и механизмов предмета изучения, являясь причиной выполнения ряда заданий на механическом уровне – без полного и глубокого понимания. Абстрактность и сложность представления многих понятий и методов на уровне воображения, затрудняющие понимание учебного материала, актуализируют необходимость создания таких средств обучения, которые задействовали бы всю чувственную (сенсорную) систему человека. В условиях современных разработок здесь важен комплексный подход, в котором учитываются психологопедагогические, дидактические, методические составляющие процесса инженерно-технической подготовки, обеспечивающие синтез объяснительно-иллюстративных и наглядно-образных методов обучения с позиции телесно-ментального подхода. Телесно-ментальный подход в обучении заключается в формировании ментальных схем человека, развитии его мышления и воображения на основе чувственного (телесного) восприятия информации, обеспечивая перевод от конкретного к абстрактного, от действия к понятию. Под ментальной схемой мы понимаем модель отражения реального мира в памяти в виде пространственно-временной динамической диаграммы. Со временем модельные представления претерпевают изменения в сторону обобщения и абстрагирования, формируют язык. Сформированные ментальные схемы определяют знание индивида и позволяют ему осуществлять мышление [3]. Сущность обучения в раках телесно-ментального подхода сводится к двум этапам. На первом этапе обучение нацелено на формирование связей между образами чувственной зоны (сенсорной системы восприятия окружающей действительности) и их модельными представлениями. Это этап формирования чувственного разума, где важна наглядность, максимальное включение познавательной активности учащегося через деятельность, всестороннее изучение объекта с привлечением всех каналов восприятия. Чем больше и шире вовлечена чувственная сторона познания, тем больше человек получает данных и информации об изучаемом предмете. Второй этап обучения заключается в систематизации полученного опыта с помощью понятий и терминов предметной области. Здесь задействовано мышление. Путем систематизации, обобщения, абстрагирования и т. п. человек формирует новые ментальные схемы или дополняет уже имеющиеся в зоне памяти. В качестве средства реализации такого подхода предлагается использование натурно-дидактических средств обучения.

Натурно-дидактические средства – это такие средства обучения, обеспечивающие непосредственное изучение понятия или метода через кинестетические и визуальные каналы восприятия путем манипулирования отдельными компонентами этого средства. В области информатики к ним можно отнести конструкторы, тренажеры, робототехнику и т. п. В процессе манипулирования отдельными компонентами данных средств, имитируя выполнения метода или алгоритма, учащиеся погружаются в суть изучаемого материала сначала на визуальном, «телесном» уровне, а уже потом переходят к абстрактным понятиям и методам. В контексте подготовки студентов инженернотехнических специальностей интерес вызывает не только использование готовых натурно-дидактических средств, но и самостоятельная разработка таких средств. При этом студенты учатся самостоятельно находить ответы на возникающие вопросы (при необходимости обращаясь к опыту и знаниям педагога), самостоятельно осваивать средства и технологии решения задач, создавая собственные обучающие средства [3]. Результат такой деятельности выполняет несколько функций: 1) образовательную функцию, заключающуюся в изучении нового материала через разработку проектов и использование их в своей образовательной деятельности; 2) конструктивно-техническую функцию, выраженную в развитии умений строить модели, планировать работу, оценивать возможности, применять полученные знания на практике, в том числе при решении нестандартных задач; 3) контролирующую функцию, где результат проектной деятельности является показателем уровня понимания учебного материала и способности применения его на практике. Телесно-ментальный подход в подготовке специалистов инженерно-технического образования может выступать в двух значениях. С одной стороны, он является методом реализации принципа наглядности, в части представления информации в виде оптического изображения или реального объекта, с другой – средством передачи информации, наиболее полно отвечающего особенностям восприятия, понимания информации и формирования на её основе информационной компетенции. Натурно-дидактические средства в рамках данного подхода исключают изучение нового материала с позиции пассивного наблюдателя, только созерцая те или иные процессы и явления и анализируя информацию, главной целью использования натурных средств – активное включение учащихся в познавательный процесс. Библиографические ссылки 1. Тришина С. В. Информационная компетентность как педагогическая категория // Интернетжурнал «Эйдос». 2005. 10 сент. URL: http://www. eidos.ru/journal/2005/0910-11.htm (дата обращения: 15.10.2017). 2. Семкин Б. В., Свит Т. Ф. Проблемы инженернотехнического образования // Инновационно-анали-

661

Решетневские чтения. 2017

тический журнал. URL: http://www.akvobr.ru/problemy_inzhenerno_tehnicheskogo_obrazovania.html (дата обращения: 15.10.2017). 3. Баженова И. В., Бабич Н., Пак Н. И. От проективно-рекурсивной технологии обучения к ментальной дидактике : монография ; Сиб. федер. ун-т. Красноярск, 2016. 160 с. References 1. Trishina S. V. Information competence as pedagogical category // Online magazine “Eidos”. 2005.

10 Saint. Available at: http://www.eidos.ru/journal/2005/0910-11.htm (accessed: 15.10.2017). (In Russ.). 2. Semkin B. V. Svit T. F. Problems of technical education // Innovative and analytical magazine. Available at: http://www.akvobr.ru/problemy_inzhenerno_tehnichesko go_obrazovania.html (accessed: 15.10.2017). (In Russ.) 3. Bazhenova I. V. From projective and recursive technology of training to mental didactics. Krasnojarsk : Sib. feder. un-t, 2016. 160 с. (In Russ.)

662

© Бархатова Д. А., Гринберг Г. М., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 377 ВНЕДРЕНИЕ ДЕМОНСТРАЦИОННОГО ЭКЗАМЕНА ПО СТАНДАРТАМ WORLDSKILLS В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС СПО К. А. Башанова, Т. А. Громова, Е. В. Селюн Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Для Правительства РФ приоритетным направлением является развитие рабочих профессии и в частности, СПО. Одной из основных целей данного проекта является выпуск конкурентоспособных кадров на российский рынок труда, а также на мировой. Для реализации этой цели вводится демонстрационный экзамен, который позволяет определить качество подготовки специалиста по определенной компетенции. Ключевые слова: Worldskills, демонстрационный экзамен, среднее профессиональное образование, учебный процесс, стандарт. INTRODUCING COMPETENCE-BASED QUALIFICATION STANDARDS IN TRAINING WORLDSKILLS FOR SECONDARY VOCATIONAL EDUCATION К. А. Bashanova, Т. А. Gromova, Е. V. Selyun Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] For the Russian government the priority is the development of working professions and in particular secondary vocational education. One of the main goals of this project is to produce competitive specialists at the Russian labor market and in the world. To implement this goal the research proposes to introduce competence-based qualification, which allows to demonstrate a quality of a specialist training in specific competency. Keywords: Worldskills, competence-based qualifications, vocational education, educational process, standard. На сегодняшний день в среднем профессиональном образовании ведется подготовка специалистов для работы в области высоких технологий, в социальной сфере и для осуществления других видов деятельности, требующей от работников высокого уровня интеллектуального развития. Подготовка специалистов среднего звена предполагает соответствие их умений и навыков новым профессиональным стандартам. В процессе развития системы государственных учреждений среднего профессионального образования образовательные учреждения получили широкие возможности для адаптации к запросам и потребностям пользователей их образовательными услугами. В частности, внедрение модульного обучения дало возможность адаптировать учебные планы специальностей под требования конкретных работодателей. Одним из новшеств в системе среднего профессионального образования является продолжающее набирать популярность движение WorldSkills. WorldSkills International (WSI) – это международное некоммерческое движение, целью которого является повышение статуса профессионального образования и стандартов профессиональной подготовки и квалификации по всему миру [1]. Красноярский край вступил в движение WorldSkills Russia в 2013 году, подписав Соглашение

о взаимодействии с Национальным оператором WorldSkills Russia – Фондом поддержки социальных проектов «Образование – Обществу». В настоящее время Центр развития профессионального образования является Региональным координационным центром движения WorldSkills Russia в Красноярском крае (РКЦ) и ассоциированным членом Союза «Агентство развития профессиональных сообществ и рабочих кадров «Ворлдскиллс Россия» [2]. Новые подходы к разработке образовательных программ, механизмам оценки и мониторинга качества подготовки рабочих кадров с учетом актуальных международных стандартов предполагают кардинальное изменение форм итоговых испытаний, одной из таких форм становится демонстрационный экзамен. Демонстрационный экзамен – это процедура, позволяющая обучающемуся в условиях, приближенных к производственным продемонстрировать освоенные профессиональные компетенции независимым экспертам [3]. Демонстрационный экзамен проводится с целью определения у студентов и выпускников уровня знаний, умений, навыков, позволяющих вести профессиональную деятельность в определенной сфере и (или) выполнять работу по конкретной профессии или специальности в соответствии со стандартами Ворлдскиллс Россия [4].

663

Решетневские чтения. 2017

Демонстрационный экзамен по стандартам Worldskills 2017 год [5]

В 2017 году в пилотном проекте проведения демонстрационного экзамена приняло участие 24 региона, количество участников по компетенциям представлены на рисунке. Аэрокосмический колледж проводил пробный демонстрационный экзамен по компетенции «Программные решения для бизнеса», в котором приняло участие 5 человек, обучающихся по специальностям 09.02.03 Программирование в компьютерных системах и 09.02.04 Информационные системы (по отраслям). По результатам эксперимента стало ясно, что компетенция WS «Программные решения для бизнеса», с одной стороны, – это основной вид деятельности техника-программиста и профессиональная компетенция ФГОС СПО, с другой стороны, не все модули задания WS совпадают с профессиональными модулями ФГОС СПО. Поэтому для успешной сдачи демонстрационного экзамена многим студентам требуется прохождение дополнительных курсов профессиональной подготовки. Еще одной проблемой является время проведения процедуры демонстрационного экзамена. Как правило, в качестве задания рекомендуется использовать задания национального Чемпионата Вордскилс, продолжительность которого составляет три дня, в которые преподаватели – эксперты следят за проведением и оценивают результаты выполнения экзаменационных заданий. Для одновременной сдачи студентами демонстрационного экзамена требуется большее количество оборудования, предусмотренного инфраструктурным листом, нежели его требуется согласно ФГОС СПО. Таким образом, повышение престижа рабочих профессий и развитие профессионального образо-

вания в Аэрокосмическом колледже СибГУ им. М. Ф. Решетнева проводят посредством участия в конкурсах профессионального мастерства, в том числе и участием в международном некоммерческом движение WorldSkills. Внедрение демонстрационного экзамена в качестве итоговой государственной аттестации станет несомненным конкурентным преимуществом выпускников колледжа, что позволит находить потенциальных работодателей еще в процессе обучения в колледже. Для образовательного учреждения внедрение демонстрационного экзамена позволит участвовать в рейтинге образовательных организаций по качеству подготовки кадров. References 1. Electronic textbook StatSoft. Available at: http:// worldskills.ru/techcom/konkursdocs/ (accessed: 02.09.2017). 2. Electronic textbook StatSoft. Available at: http:// www.center-rpo.ru/worldskills (accessed: 05.09.2017). 3. Electronic textbook StatSoft. Available at: http:// prodod.moscow/2016/12/02/worldskills/ (accessed: 05.09.2017). 4. Electronic textbook StatSoft. Availableat: http:// worldskills.ru/chempionaty/demonstracionnyy-yekzamen/ (accessed: 14.09.2017). 5. Electronic textbook StatSoft. Available at: Electronic textbook StatSoft [Электронный ресурс]. URL: http://old.worldskills.ru/demonstracionnyy-yekzamen (accessed: 14.09.2017).

664

© Башанова К. А., Громова Т. А., Селюн Е. В., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 378.1 К ВОПРОСУ О ПРЕПОДАВАНИИ ТЕХНИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН ПРИ ПОДГОТОВКЕ БАКАЛАВРОВ ПО ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ О. Г. Бойко, Т. А. Легкова, Д. А. Андреев Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Рассмотрены особенности и проблемы современного преподавания технических дисциплин для бакалавров. Ключевые слова: бакалавр, инженер, специалист, компетенция, университет. TO THE ISSUE OF TEACHING TECHNICAL DISCIPLINES TO BACHELORS SPECIALISING IN AIRCRAFT MAINTENANCE O. G. Boyko, T. A. Legkova, D. A. Andreev Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The paper considers features and problems of modern teaching technical disciplines to bachelors. Keywords: bachelor, engineer, specialist, competence, university. В настоящее время подготовка инженерных кадров для гражданской авиации столкнулась с рядом проблем, среди которых следует рассмотреть следующие. Большой возрастной разрыв педагогических кадров нарушил преемственность поколений специалистов. Переход на двухуровневую подготовку бакалавр-магистр работодателями не приветствуется, так как им требуются инженеры. Сокращение бюджетных мест в вузах и переход авиакомпаний на частную основу тоже меняет требования к выпускникам. Меняются и научные основы преподавания специальных технических дисциплин. В рамках этих новаций, от преподавателя требуется демонстрация следующих компетенций: 1) как личности – компетенции в области познавательной деятельности и саморазвития; 2) как члена общества – компетенции в области общей культуры и общения; 3) как специалиста (по профилю базового образования) – компетенции в области преподаваемого предмета и научных исследований; 4) как специалиста (по профилю дополнительной образовательной программы – преподаватель) – компетенции в области педагогического процесса, его целей, базовых принципов и концепций их реализации; методики и организации образовательного процесса; диагностики и оценивания результатов обучения и воспитания; управления учебно-воспитательным процессом. В настоящее время современное преподавание технических дисциплин должно способствовать [1; 2]: 1. Формированию универсальных компетенций будущих инженеров.

2. Управлению качеством образовательных процессов, оцениваемых с позиций достижения целей по формированию и использованию результатов сетевой интеграции образования, науки и производства. 3. Целенаправленному использованию информационных технологий для моделирования технических решений, их анализа и генерации системных функционально завершенных расчетно-графических результатов деятельности всех субъектов образовательного процесса, для их апробации и непрерывного сопровождения во времени. 4. Непрерывному развитию уровня инженернопедагогической компетентности преподавателя технических дисциплин. В ходе обсуждения данной проблемы в рамках рабочих дискуссий сотрудников авиакомпаний с руководством и преподавателями выпускающий кафедр университета удалось выработать согласованную позицию, которая сводится к решению следующих задач: – создание сплоченной команды преподавателей, имеющих высокий уровень корпоративной профессионально-педагогической культуры, активно взаимодействующих с предприятиями гражданской авиации (ГА), компетентных в сфере современных социально-инженерных проблем, отслеживающих динамику изменений требований к молодым специалистам; – кардинальная (совместно с работодателями) переработка образовательных программ (ОП), с учетом потребностей современного быстроразвивающегося наукоемкого производства воздушных судов и индивидуальных потребностей самих студентов;

665

Решетневские чтения. 2017

– внедрение инновационных технологий профессиональной подготовки инженеров в контексте современных условий и требований на самых «продвинутых» предприятиях ГА. Преподаватель современного технического университета не может быть конкурентоспособным на рынке инновационного профессионально-педагогиеского труда, если уровень его практических компетенций в той области деятельности, к которой читаемая им дисциплина имеет прямое отношение, не достаточно высок. Решению поставленных задач, в том числе, противостоят следующие общепризнанные обстоятельства [3]: – консерватизм университетов; – отсутствие стимула к саморазвитию у преподавателей; – непродуманность и нелогичность связей между учебными планами; – невозможность быстрой и качественной перестройки преподавателей под быстроменяющиеся требования; – падение качества контингента, набираемого для обучения. В СибГУ им. М. Ф. Решетнева, 11–12 сентября 2017 г., работал экспертный семинар по организации внутреннего мониторинга развития университета. В качестве мероприятий, которые могут способствовать уменьшению влияния вышеназванных причин, рабочей группой по методической работе выдвинуты следующие предложения: – развитие в университете адекватных форм повышения квалификации профессорско-преподавательского состава (ППС); – стимулирование и мотивирование ППС к разработке современных ОП, разработка ОП на конкурсной основе; – работа на постоянной основе межкафедральных методических семинаров для согласования логики содержания дисциплин; – развитие системы профориентации и отбор абитуриентов на научной основе. Следует рассмотреть также следующие особенности современной подготовки специалистов по технической эксплуатации воздушных судов. Как правило, большинство обучающихся, для повышения практического уровня, начинают свою трудовую деятельность на авиационных предприятиях края уже с третьего курса обучения. Это явление имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Среди положительных сторон отметим следующее. Поскольку большинство работодателей предъявляют требования к устраивающимся по наличию опыта работы по специальности не менее 2–3 лет, то студенты, приобретающие такой опыт еще во время подготовки в университете, в дальнейшем являются конкурентоспособными на рынке труда. Вторым положительным моментом является то, что совмещение уче-

бы и трудовой деятельности позволяет выработать высокую самоорганизацию обучающихся. Третий момент связан с тем, что знания, приобретаемые в университете, имеют практическое применение, что, в свою очередь, существенно облегчает дальнейшее восприятие дисциплин базовой и профессиональной части учебного плана подготовки и выполнение выпускной работы. Среди отрицательных следует отметить тот факт, что предприятия ГА идут на такой шаг исключительно из-за сложившихся экономических условий. Но студентам не всегда легко совмещать учебу и столь ответственный вид трудовой деятельности, тем более, что для этого со стороны университета условия еще не созданы. Итак, современные условия, сложившиеся в университете при подготовке бакалавров по технической эксплуатации воздушных судов требуют значительных изменений в обеспечении учебного процесса. Необходимы новые методические разработки для совершенствования УМКД дисциплин, требуется обеспечение учебного процесса новыми научно-техническими и литературными источниками, нужны новые подходы к разработке индивидуальных планов для самостоятельной подготовки по основным дисциплинам курсов. Библиографические ссылки 1. Приходько В. М., Сазонова З. С. Компетенции инженера – традиции и инновации // Машиностроение и инженерное образование. 2007. № 2 (11). С. 59–64. 2. Сазонова З. С., Соколова С. И. Инженерная педагогика: от теории к практике // Высшее образование в России. Научно-педагогический журнал министерства образования и науки Российской Федерации. М. : 2008. № 10. С. 62–72. 3. Мелицинек А. Инженерная педагогика. М. : МАДИ(ТУ), 1998. 185 c. References 1. Prihod'ko V. M., Sazonova Z. S. Engineer competences – traditions and innovations. Mashinostroenie i inzhenernoe obrazovanie [Machine engineering and engineering education]. 2007. № 2 (11). P. 59–64. (In Russ.) 2. Sazonova Z. S., Sokolova S. I. Engineering pedagogy: from theory to practice // Vysshee obrazovanie v Rossii. Nauchno-pedagogicheskij zhurnal ministerstva obrazovanija i nauki Rossijskoj Federacii [Higher education in Russia. Science and pedagogical journal of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation]. M., 2008. № 10. P. 62–72. (In Russ.) 3. Melicinek A. Inzhenernaja pedagogika [Engineering pedagogy]. M. : State Technical University – MADI (STU-MADI), 1998. 185 p.

666

© Бойко О. Г, Легкова Т. А., Андреев Д. А., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 811.111 СТИЛИСТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ УПОТРЕБЛЕНИЯ ЭПИТЕТА КАК УСЛОВИЕ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ БУДУЩЕГО ИНЖЕНЕРА Я. И. Войтальянова, В. О. Новоселова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Обосновывается необходимость и раскрывается особенности умения использовать будущими инженерами ракетно-космических специальностей стилистических приемов иностранного языка в процессе осуществления профессиональной коммуникации. Дается определение понятия «эпитет», представлена экспрессивная характеристика научно-профессионального стиля. Ключевые слова: инженер ракетно-космических специальностей, эпитет, стиль, научно-профессиональный стиль, экспрессивность, оценочность, конкурентоспособность. STYLISTIC FEATURES OF THE EPITHET USE AS A CONDITION OF A FUTURE ENGINEER’S COMPETITIVENESS Ya. I. Voytalyanova, V. O. Novoselova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The article gives grounds for the necessity of use of stylistic methods for future engineers of aerospace specialities and shows specific features of the ability to use these methods in the process of professional communication. It also presents the definition of the notion “epithet” and reveals expressive characteristics of scientific and professional style. Keywords: an engineer of aerospace speciality, epithet, style, scientific and professional style, expressive characteristics, evaluation, competitiveness. Особенности развития Российского общества и система высшего профессионального образования привели к росту популярности профессии инженера аэрокосмических специальностей, в связи с чем возросла потребность в инженерах высокой профессиональной культуры, которая позволяет специалисту быть конкурентоспособным и готовым эффективно осуществлять профессиональную деятельность. Среди главных требований, выдвигаемых к специалистам ракетно-космических специальностей, выступает способность общаться в устной и письменной формах на одном из иностранных языков [2]. Умение использовать стилистические приемы иностранного языка позволяет будущим специалистам грамотно осуществлять коммуникацию в профессиональной области. Одним из самых распространённых изобразительно-выразительных стилистических приемов лексики является эпитет. Вслед И. В. Арнольд определим эпитет как экспрессивную оценочную характеристику какого-либо явления, лица или предмета, иногда, но необязательно, образную [1]. При этом согласно М. Д. Кузнец данное выразительное средство языка имеет не констатирующее, а эмоционально-оценочное назначение независимо от его синтаксической функции: a steel knife – определение, но не эпитет; a steel will – определние-эпитет [3]. Эмоциональный аспект не может рассматриваться без связи с логическим или

рациональным, потому как, по мнению Н. М. Разинкиной интеллектуальность и аффективность служат важными показателями характеристики языка и могут либо переплетаться друг с другом, либо один из них господствует над другим. В одном типе речи аффективность имеет конструктивное значение, выступает как качество, в другом она может не иметь такого значения; в одних случаях наша речь имеет логическую доминанту, в других – эмоциональную. Изучение языка, которое интересуется только его логическими свойствами, не может не быть односторонним [4]. Рассматривая эмоциональный аспект в связи с логическим нужно иметь в виду, что не должно быть противопоставления чувственного логическому, потому что резкой грани между эмоциональной речью в широком смысле этого слова и речью неэмоциональной просто не существует. Эмоциональная речь может включать в себя элементы логического построения, а логическая речь может иметь эмоциональную окраску. Мы видим, что эмоциональное значение является определенным способом реализации понятия в слове, т. е. реализации выражения самих эмоций (восторг, гнев ужас, восхищение и т. д.), которые в свою очередь, вызывают у нас факторы окружающего нас мира. Самостоятельным эмоциональным значением, по мнению Н. М. Разинкиной, обладают, в частности,

667

Решетневские чтения. 2017

английские качественные прилагательные типа wonderful, excellent, grand, marvellous, admirable, startling, magnificent, great, unparalleled, astounding, splendid и т. д. [4]. Ряд других авторов придерживаются другого мнения. Они не выделяют какую-либо группу прилагательных, а говорят о том, что понятие экспрессивности и эмоциональности присуще всем качественным прилагательным, поскольку значение качества неразрывно связано с оценкой, а посредством нее – с эмоциональностью и экспрессивностью [5]. Профессиональная деятельность будущего инженера связана с познанием окружающего мира посредством логических суждений, систематизацией полученных знаний и оформлением данных знаний в научно-профессиональный стиль. Профессиональная лексика имеет определенную сферу употребления и выражает понятия, предметы, явления конкретной трудовой или научной деятельности. Принято считать, что научно-профессиональный стиль лишен эмоциональной окраски, прежде всего потому, как его основной задачей является объективное изложение фактов, поэтому выбираются языковые средства, лишенные экспрессивных характеристик. Однако профессиональный стиль не может быть лишен эмоциональной окраски, поскольку он не является изолированным стилистическим ресурсом: стиль научной прозы не замыкается в каких-то особых формах речи; замкнутость стиля означает лишь, что ему, с одной стороны, свойственны специфические языковые средства, органически входящие в построение данного речевого стиля, и, с другой стороны, некоторые другие языковые средства, не являющиеся необходимой частью языковой ткани стиля [4]. Простое упоминание о великом ученом, восхищение его достижениями вызывает необходимость употребления оценочной лексики: admirable researches, brilliant investigations, fascinating hypothesis. Более того, любая работа носит творческий характер, исходя из самого определения данного процесса (работа-создание-творчество), поэтому в любой деятельности присутствуют индивидуальные особенности, выражающие оценочность. Интенсивность оценочного признака, к примеру, часто передается наречием, эпитет-наречие дополняет или ограничивает прилагательное, а также передает эмоциональную оценку признака: exceedingly ambitious, highly intelligent, greatly educational, extremely prospective. Таким образом, знание стилистических особенностей изучаемого языка, умение применять данные знания в профессиональной деятельности позволяют будущим инженерам аэрокосмических специальностей соответствовать квалификационным требованиям, и делает их конкурентоспособными в условиях современного развития общества.

Библиографические ссылки 1. Арнольд И. В. Стилистика. Современный английский язык : учебник для вузов. М. : Флинта: Наука, 2002. 384 с. 2. Гурьянов А. С. Формирование общих и профессиональных компетенций для студентов аэрокосмического профиля // Решетневские чтения : материалы XX Юбилейной междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти генерального конструктора ракетнокосмических систем академика М. Ф. Решетнева (09– 12 нояб. 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Ч. 2. С. 504–506. 3. Кузнец М. Д., Скребнёв Ю. М. Стилистика английского языка : пособие для студентов педагогических институтов / под ред. Н. Н. Амосовой. Л. : Учпедгиз, 1960, 173 с. 4. Разинкина Н. М. Стилистика анклийской научной речи. Элементы эмоционально-субъективной оценки. М. : Наука, 1972. 168 с. 5. Стилистика английского языка / О. П. Воробьева, Н. И. Лихошерст, А. Н. Мороховский и др. Киев : Вища школа, 1984. 248 с. References 1. Arnol’d I. V. Stilistika. Sovremennyy angliyskiy yazyk: Uchebnik dlya vuzov [Stylistics. Modern English: A Textbook for High Schools]. M. : Flinta: Nauka, 2002. 384 p. (In Russ.). 2. Gur'yanov A. S. [Forming general and professional competences for aerospace profile students] // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. Reshetnevskiye chteniya [Materials XV Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”] / SibSAU. Krasnoyarsk, 2016. Vol. 2. P. 504–506 (In Russ.). 3. Kuznets M. D., Skrebnov Yu. M. Stilistika angliyskogo yazyka. Posobiye dlya studentov pedagogicheskikh institutov / pod redaktsiyey N. N. Amosovoy. [Stylistics of the English Language. A coursebook for students of pedagogical institutes] L. : Uchpedgiz, 1960, 173 p. (In Russ.). 4. Razinkina N. M. Stilistika ankliyskoy nauchnoy rechi. Elementy emotsional’no-sub”yektivnoy otsenki [Stylistics of English scientific speech. Elements of emotional-subjective evaluation]. M. : Nauka, 1972. 168 p. (In Russ.). 5. Stilistika angliyskogo yazyka [Stylistics of the English Language] / O. P. Vorob'yeva, N. I. Likhosherst, A. N. Morokhovskiy i dr. Kiyev : Vishcha shkola, 1984. 248 p. (In Russ.).

668

© Войтальянова Я. И., Новоселова В. О., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 378:101.1 МИФЫ О КОСМОСЕ И РЕАЛЬНОСТЬ ВЫСШЕГО РОССИЙСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ А. Н. Городищева, Ю. В. Фомина Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Превращение мифа в культурный сценарий – важнейшая задача социализации. Мифы о космосе – классический мотиватор изучения космического пространства. Высшее образование, устанавливая связь космогонии и науки, обеспечивает условия социализации. Ключевые слова: высшее образование, миф, общество, космос. SPACE MYTHS AND THE RUSSIAN HIGHER EDUCATION REALITY A. N. Gorodishcheva, Yu. V. Fomina Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The transformation of myth into a cultural scenario is the most important task of socialization. Myths about space are a classic motivator to study outer space. Higher education, establishing the connection between cosmogony and science, provides the conditions for socialization. Keywords: higher education, myth, society, space. История развития представлений о вселенной насчитывает тысячелетия. Явление космоса пытались осмыслить и рассматривать с разных точек зрения, от животного организма всеобщей природы частью, которого является человек до божественного проявления и, в, конце концов, вселенной. На протяжении столетия формирование утопий шло рука об руку с развитием рациональных подходов к внеземному пространству. В современной России осмысление космоса нашло новые формы, вызванные не только политическим и экономическим кризисом, но и крахом утопических представлений о будущем [1], а главное, – глобальным снижением уровня образования современного человека. Утопические мифы русского космизма о заселении космических миров, научная фантастика советского периода переродились в сознании современного российского человека в почти священную веру в космические энергии, которые влияют на сознание (вера в метеозависимость), но этими энергиями можно питаться (солнцееды) и еще массу подобных утверждений. Не имя элементарных физических, химических и биологических знаний люди начинают объяснять мир, основываясь на законах мифологии – объединяя свои познания и моделируя целостный образ действительности в котором все возможно. Надежда на возможность длительного развития часто связывается именно с выходом цивилизации в Космос, с освоением космического пространства. Еще в 1901 году в журнале «The Strand Magazine» публикуется роман «Первые люди на луне», где Уэллс наиболее близко подошел к теме освоения кос-

моса. И если произведения Жуля Верна и Герберта Уэллса во многом основывались на достижениях современной им науки и техники, носили познавательный, информационный характер, то современные мифы о космосе скорее показывают несовершенство человека, непонимание им своего места во Вселенной, склонность к антропоцентризму и нарушению естественных связей человека с окружающим Миром, к отчуждению от Природы [2]. Результатом этого стало ненормальное развитие человеческого общества, свидетелями чего мы являемся. Возникнув в первобытном обществе как специфическая форма общественного сознания (специфичность которого в том, что оно не столько сознание сколько процесс порождения сознания), мифология не исчезла, но изменились параметры социоприродной среды, обусловившие ее появления [3]. Рассмотрение вымышленных объектов как существующих на самом деле, объективно – важнейший принцип мифологического и религиозного освоения мира. Однако он еще не дает возможности научно, объективно, адекватно осмысливать реальную действительность [4]. Проекты, выдвигавшиеся ранее философами-космистами и имевшие в виду далекую перспективу человечества, сейчас приобрели неожиданную актуальность и начали серьезно разрабатываться [5]. Развитие идей К. Э. Циолковского об эфирных городах-спутниках привело к современным моделям построения сфер Дайсона около звезд, к идеям создания «звездмаркеров», чтобы обозначить, что у данной звезды имеется высокоразвитая цивилизация, и к другим проектам астроинженерной деятельности [2].

669

Решетневские чтения. 2017

Надо сказать, что современное поколение не слишком хорошо знакомо с идеями космистов. Социализация молодежи протекает в мире, где виртуальная реальность задает свою структуру сознания, основанную на знаковой реальности. Такая реальность управляема и позволяет конструировать объекты, системы смыслов, коммуницировать, создавать представление «творца вселенной». В такой вселенной миф становится когнитивной схемой, которая моделирует процессы социализации. Эти мифы из индивидуальных становятся общественными и попадают в общественные институты как некие стереотипы, требующие изучения. Так утопическое воображение, ориентированное в СССР на решение практических космических задач, неожиданно трансформируется в решение задач естественнонаучного образования. В частности в одном из учебников для высшей школы обсуждается финалистский антропный принцип, в соответствие с которым во Вселенной должна возникнуть разумная обработка информации, и, раз возникнув, она никогда не прекратится. Следуя ему, устройство Вселенной должно обеспечивать необходимые условия не только для возникновения жизни и разума, но и для их вечного существования [6]. Исходя из этого представления – жизнь и сознание не случайные феномены, они составляют онтологический центр Вселенной. Ну чем не миф о вечной жизни или космогонический миф? Следовательно, уже сегодня можно утверждать, что усиливается связь космологии не только с социально-гуманитарным но и естественным, техническим познанием. Массовое высшее образование компенсирует многие недостатки современной общеобразовательной школы. Этот вид образования становится в той или иной форме всеобщим. Но будет ли такое высшее образование профессиональным, если мифы смогут заменить научные теории? Всеобщее образование должно иметь общекультурный, коммуникативный фундамент [7]. Оно должно создать мотив для получения высшего профессионального образования, научить искать информацию, научить учиться, сделать студента адаптивным, гибким, способным быстро меняться. Высшее образование на основе строгих научных теорий должно сформировать такие условия социализации, при которых культурно-рефлексивные практики личности будут разворачиваться в смысловых вертикалях науки, чтобы не возникало представлений о переизбытке высшего образования, о его низком качестве. Библиографические ссылки

ний космоса в СССР и России // Социология власти. 2014. № 4. С. 156–173. 2. Гиндилис Л. М. Русский космизм и Живая Этика // Космическое мировоззрение – новое мышление XXI века. 2004. № 2. С. 47–70. 3. Философия надежды, или Мифология: монография / В. М. Пивоев. 2-е изд. М. : Директ-Медиа, 2013. 107 с. 4. Орлов С. В., Комаров В. Д. Реплика на статью Г. Б. Святохиной «Космическое мышление – актуальная задача современного образования» // Философия и гуманитарные науки в информационном обществе. 2014. №. 4. С. 79–82. 5. O’Neil G. K. The Colonization of Space. Phys. Today, 1974. Vol. 27. № 9. P. 32 ; Mercury, 1974. Vol. 3. № 4. P. 4. 6. Садохин А. П. Концепции современного естествознания : учебник для студентов вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М. : ЮНИТИ-Дана, 2006. 447 с. 7. Клячко Т. Л. Мифы, легенды и реальность российского высшего образования. URL: http://www. ecsocman.edu.ru/db/search.html (дата обращения: 15.10.2017). References 1. Simonova A. V. Formirovanie kosmicheskoy mifologii kak faktora razvitiya nauchnykh issledovaniy kosmosa v SSSR i Rossii // Sotsiologiya vlasti. 2014. № 4. Р. 156–173. 2. Gindilis L. M. Russkiy kosmizm i Zhivaya Etika // Kosmicheskoe mirovozzrenie – novoe myshlenie XXI veka. 2004. № 2. Р. 47–70. 3. Filosofiya nadezhdy, ili Mifologiya: monografiya / V. M. Pivoev. 2-e izd. M. : Direkt-Media, 2013. 107 р. 4. Orlov S. V., Komarov V. D. Replika na stat'yu G. B. Svyatokhinoy “Kosmicheskoe myshlenieaktual’naya zadacha sovremennogo obrazovaniya” // Filosofiya i gumanitarnye nauki v informatsionnom obshchestve. 2014. №. 4. Р. 79–82. 5. O’Neil G. K. The Colonization of Space. Phys. Today, 1974. Vol. 27. № 9. P. 32 ; Mercury, 1974. Vol. 3. № 4. P. 4. 6. Sadokhin A. P. Kontseptsii sovremennogo estestvoznaniya: uchebnik dlya studentov vuzov, obuchayushchikhsya po gumanitarnym spetsial'nostyam i spetsial'nostyam ekonomiki i upravleniya. 2-e izd., pererab. i dop. M. : YuNITI-Dana, 2006. 447 р. 7. Klyachko T. L. Mify, legendy i real’nost' rossiyskogo vysshego obrazovaniya. Available at: http://www. ecsocman. edu. ru/db/search. html.

1. Симонова А. В. Формирование космической мифологии как фактора развития научных исследова-

670

© Городищева А. Н., Фомина Ю. В., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 378.001 ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПОДГОТОВКИ ВЫПУСКНИКОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА Г. М. Гринберг1, Е. А. Малиновская2, Т. Г. Орешенко1 1

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 2 АО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660123, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 29 E-mail: [email protected]

Рассмотрена возможность оценки качества подготовки выпускников для работы в ракетно-космической отрасли с учетом тенденций в образовательной сфере. Приведены основные критерии оценки. Ключевые слова: выпускник, качество, подготовка, критерии оценки. EVALUATION OF TRAINING GRADUATES AT TECHNICAL UNIVERSITY G. M. Grinberg1, E. A. Malinovskaya2, T. G. Oreshenko1 1

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 2 JSC “Krasnoyarsk Machine-Building Plant” 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660123, Russian Federation E-mail: [email protected] The article considers the possibility of assessing the quality of training graduates for work in the space rocket industry, taking into account the trends in the educational sphere. The main evaluation criteria are given. Keywords: graduate, quality, preparation, evaluation criteria. Динамичное развитие ракетно-космической отрасли, повышение сложности создаваемой и эксплуатируемой техники непрерывно «поднимает планку» перед образовательным уровнем кадрового состава предприятий ракетно-космической отрасли. Возникает закономерный вопрос о том, как успеть за трендами, не потеряв качества предлагаемых образовательных услуг, сформировать все требуемые компетенции, ответить всем запросам работодателей. Формирование профессиональных стандартов в диалоге с ведущими предприятиями стало большим шагом на пути к обеспечению качества предлагаемого образования [1], однако подобная унификация не может учитывать особенности функционирования каждого подобного предприятия в отдельности. Важным инструментом при формировании требований, являющихся основой стандарта, выступает компетентностный подход, позволяющий количественно оценивать качества выпускника вуза в сфере профессиональной деятельности [2]. Известны исследования [3–5], посвященные оценке качества подготовки инженеров на основе компетентностного подхода. Для определения текущих запросов к качеству образования необходимость актуализировать требования, выдвигаемые рынком к выпускаемым специалистам. Для этого сходным с [3] образом весь массив современных рыночных требований к профессиональной компетентности был разбит на три направления: профессиональные качества специалиста, личностные качества, способности в области управления.

Для реализации поставленных целей была выбрана синтезированная экспертиза, в основе которой положено использование метода весовых точек и категориальной экспертизы. Первый тур экспертизы представляет собой процедуру ранжирования экспертами оценочных критериев. В этом случае к экспертам предъявляются требования: 1) в качестве экспертов, делающих оценки, необходимо привлекать специалистов со стороны заказчиков; 2) эксперты должны иметь высокий уровень собственной компетентности; 3) эксперты не вправе оценивать компетентность выпускников без опыта работы с ними в течение длительного периода. Для проведения экспертизы были сформированы группы экспертов – группа руководителей со стороны заказчика со стажем более 5 лет и группа выпускников магистратуры. В целях качественного анализа разницы мнений опрошенных были найдены абсолютные отклонения коэффициентов относительной важности (КОВ) требований, значения которых отображены на лепестковой диаграмме (см. рисунок). На диаграмме выделяется разница в оценке важности технических знаний, организаторских способностей и умения руководить. Выпускники переоценивают важность технических знаний для своей ежедневной деятельности на предприятии, в то время, как организаторские способности и умение руководить они существенно недооценивают, не оправдывая ожидания руководителей, что, в свою очередь, может являться причиной возникновения конфликтных ситуаций.

671

Решетневские чтения. 2017

Абсолютные отклонения КОВ, установленных в ходе исследования, для каждого критерия

Анализ зависимости степени важности показателей и уровня соответствия им качеств выпускников, данных руководителями, показал наличие обратной зависимости для профессиональных качеств, слабой прямой зависимости для личных качеств и отсутствие зависимости для способностей в искусстве управления. Это обстоятельство свидетельствует о том, что чем более важным представляется руководителю то или иное профессиональное качество, тем меньше соответствует его ожиданиям выпускник. В случае личных качеств – иная тенденция – выпускники в большей степени соответствуют ожиданиям руководителей. Таким образом, проведение оценки качества подготовки выпускников позволяет выявить зависимости, которые следует использовать для формирования соответствующих траекторий обучения в целях формирования компетенций выпускника, по которым имеется максимальное ожидание работодателя.

тем управления // Тенденции развития науки и образования : материалы XIX Междунар. науч.-практ. конф. Самара, 2016, Ч. 2. С. 4–7. 3. Чурляева Н. П. Обеспечение качества подготовки инженеров в рыночных условиях на основе компетентностного подхода : автореф. дис. … д-ра пед. наук. Красноярск : КГПУ, 2007. 43 с. 4. Лукьяненко М. В., Садовникова О. В., Чурляева Н. П. Методика оценки уровня компетентности выпускников технических вузов // Проблемы повышения качества подготовки специалистов : науч.метод. сб. ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2005. № 1. С. 74–77. 5. Модель профессиональной подготовки инженера в условиях интегрированной системы обучения / Г. М. Гринберг, М. В. Лукьяненко, Н. И. Пак, Н. П. Чурляева // Инженерное образование. 2007. № 4. С. 140–145. References

Библиографические ссылки 1. Орешенко Т. Г. Разработка профессионального стандарта инженера в сфере изготовления и испытаний систем управления // Решетневские чтения : материалы XХ Междунар. науч. конф. (09–12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. 2. Орешенко Т. Г. Повышение качества подготовки инженеров в сфере изготовления и испытаний сис-

1. Oreshenko T. G. Razrabotka professional'nogo standarta inzhenera v sfere izgotovleniya i ispytaniy sistem upravleniya [Development of professional standards of engineer in control systems manufacturing and testing] // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. 2. Oreshenko T. G. Povysheniye kachestva podgotovki inzhenerov v sfere izgotovleniya i ispytaniy sistem

672

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

upravleniya [Improving the quality of training engineers in the manufacture and testing of control systems] // Materialy XIX Mezhdunar. nauchno-praktich. konf. “Tendentsii razvitiya nauki i obrazovaniya”, Samara, 31.10. 2016. ch. 2. Р. 4–7. 3. Churlyayeva N. P. Obespecheniye kachestva podgotovki inzhenerov v rynochnykh usloviyakh na osnove kompetentnostnogo podkhoda [Ensuring the quality of training engineers in market conditions on the basis of competence approach] : avtoref. dis. … d-ra ped. nauk. Krasnoyarsk : KGPU, 2007. 43 р. 4. Luk’yanenko M. V., Sadovnikova O. V., Churlyayeva N. P. Metodika otsenki urovnya kompetentnosti

vypusknikov tekhnicheskikh vuzov [Methodology for assessing the level of competence of graduates of technical universities] // Problemy povysheniya kachestva podgotovki spetsialistov: nauchno-metodicheskiy sbornik / SibGAU. 2005. № 1. Р. 74–77. 5. Model’ professional'noy podgotovki inzhenera v usloviyakh integrirovannoy sistemy obucheniya [The model of professional training of an engineer in the context of an integrated training system] / G. M. Grinberg, M. V. Luk’yanenko, N. I. Pak, N. P. Churlyayeva // Inzhenernoye obrazovaniye. 2007. № 4. Р. 140–145.

673

© Гринберг Г. М., Малиновская Е. А., Орешенко Т. Г., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 378.016 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ ИХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА Г. М. Гринберг1, Ю. С. Николаева2 1

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 2 Красноярский государственный университет имени В. П. Астафьева Росийская Федерация, 660049. г. Красноярск, ул А. Лебедевой, 89 Е-mail: [email protected], [email protected]

Развитие информационных и коммуникационных технологий привело к возможности создания электронных образовательных ресурсов (ЭОР), которые являются важнейшей составляющей всех направлений деятельности современного преподавателя. Предложен подход создания ЭОР, основанный на модели их жизненного цикла. Ключевые слова: электронные образовательные ресурсы, жизненный цикл, модель. DEVELOPING ELECTRONIC EDUCATIONAL RESOURCES ON THE BASIS OF THEIR LIFE CYCLE MODEL G. M. Grinberg1, Yu. S. Nikolayeva2 1

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 2 Krasnoyarsk State Pedagogical University named after V. P. Astafiev 89, Ada Lebedeva Str., Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation Е-mail: [email protected], [email protected] Development of information and communication technologies results in a possibility to create the electronic educational resources (EER) which are the most important component of all activities of a modern educator. The research proposes an approach to create EER based on the model of their life cycle. Keywords: electronic educational resources, life cycle, model. Сегодня модернизация системы отечественного образования обусловлена необходимостью поиска новых подходов к организации учебного процесса. Один из подходов тесно связан с информатизацией образования. В настоящее время информатизация образования вступает на качественно новый уровень, так как решается задача эффективного использования электронных образовательных ресурсов для конструирования учебного процесса и организации взаимодействия всех субъектов этого процесса. С применением и созданием электронных образовательных ресурсов, которые позволяют управлять самостоятельной работой студентов на принципиально новом организационном уровне, связаны перспективы развития различных технологий обучения [1]. Современный учебный процесс, протекающий в вузе, неразрывно связан с применением электронных образовательных ресурсов (ЭОР). Под электронным образовательным ресурсом будем понимать образовательный ресурс, представленный в электронно-цифровой форме и включающий структуру, предметное содержание и метаданные о них [2]. Такие образовательные ресурсы могут применяться практически во всех видах учебных занятий, используемых в традиционном обучении. В случае

организации дистанционного и online обучения ЭОР становятся основным источником учебного материала. В процессе изучения дисциплин по образовательной программе вуза, обучающимся необходимы доступные ЭОРы, обеспечивающие их информационную потребность по различным направлениям подготовки, поэтому разработка таких ресурсов является важной задачей, решение которой должно быть направлено на обеспечение следующих требований: 1. Унификация ЭОР по соответствующим федеральным стандартам. 2. Высокий уровень мультимедийности ЭОР. 3. Централизованное хранение, сопровождение и предоставление доступа к ЭОР всем участникам образовательного процесса, в том числе через сеть Интернет. 4. Активное использование ЭОР при реализации образовательных программ, в том числе: – создание условий для самостоятельной работы над учебным материалом, позволяющих обучаемому выбирать удобные для него место и время работы, а также темп учебного процесса; – более глубокая индивидуализация обучения и обеспечение условий для его вариативности;

674

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

– возможность взаимодействия с моделями изучаемых объектов и процессов и виртуальными образами изучаемых объектов и явлений (когнитивная графика); – возможность представления уникальной информации мультимедиа-средствами; – возможность автоматизированного контроля знаний, умений и навыков; – структурированность и возможность автоматизированного поиска информации; – возможность распространения на локальных носителях; – расширение учебных модулей по осям: включение новой темы, новых педагогических методик в новые вариативы [3]. В соответствии с описанными требованиями, необходимо создавать ЭОР с возможностью модернизации, которая должна происходить по восходящей спирали, каждый виток которой представляет из себя жизненный цикл ЭОР, под которым согласно ГОСТ Р 52656–2006 следует понимать развитие электронного образовательного ресурса, начиная от замысла и заканчивая снятием с эксплуатации [4]. Авторами работы предлагается при разработке ЭОР использовать модель их жизненного цикла (см. рисунок), которая может быть построена на основе подходов, предложенных в ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288 [5]. Предлагаемая модель отражает динамику жизненного цикла ЭОР, который разбит на несколько стадий, предназначенных для формирования систем, обеспе-

Потребность в электронном образовательном ресурсе

чивающих весь жизненный цикл ЭОР. Обеспечивающие системы (как и любая система) имеют свой собственный жизненный цикл, который привязывается и синхронизируется с циклом всей рассматриваемой системы. В данной модели это реализовано в виде требований ЭОР к обеспечивающим системам и услугам обеспечивающих систем, оказываемых ЭОР. Целью каждой стадии, формирующей систему, обеспечивающую весь жизненный цикл ЭОР, является формирование определенного набора документов и технических решений, используемых в качестве исходных для последующих стадий. Этот процесс завершается проверкой предложенных решений и документов на их соответствие сформулированным требованиям и начальным условиям. Жизненный цикл ЭОР образуется в соответствии с принципом нисходящего проектирования и носит итерационный характер: – во-первых, реализованные этапы, начиная с самых ранних, циклически повторяются в соответствии с изменениями требований и внешних условий, введением ограничений и т. п.; – во-вторых, ЭОР развивается на протяжении всего жизненного цикла. Это развитие происходит в результате действий, осуществляемых и управляемых людьми, включенных в процессы этого развития. Поэтому на каждой стадии жизненного цикла ЭОР необходимо итерационное взаимодействие авторов учебных материалов, методистов, разработчиков компьютерных средств и др.

Требования рассматриваемого ЭОР к обеспечивающим системам Услуги обеспечивающих систем, предоставляемые рассматриваемому ЭОР

Замысел ЭОР Разработка ЭОР

Создание ЭОР Поддержка ЭОР Применение ЭОР Модернизация ЭОР

Замысел

Разработка

Создание

Поддержка

Применение

Модернизация

Рассматриваемый электронный образовательный ресурс Методические задачи, решаемые электронным образовательным ресурсом Модель жизненного цикла электронного образовательного ресурса

675

Решетневские чтения. 2017

Благодарность. Авторы статьи выражают признательность и благодарность Благотворительному фонду В. Потанина за оказанную материальную поддержку проекта «Разработка новой магистерской программы «Конструкторско-технологическое обеспечение разработки, изготовления, испытаний и эксплуатации систем управления ракетно-космической техники», одним из результатов реализации которого является написание настоящих материалов. Библиографические ссылки 1. Бужинская Н. В. Применение электронных образовательных ресурсов в процессе обучения программированию будущих учителей информатики // Педагогика: традиции и инновации : материалы II Междунар. науч. конф. (октябрь 2012, г. Челябинск). Челябинск: Два комсомольца, 2012. С. 199–202. 2. ГОСТ Р 52653–2006. Информационно-коммуникационные технологии в образовании. Термины и определения. М. : Стандартинформ, 2017. 12 с. 3. Осин А. В. Мультимедиа в образовании: контекст информатизации. М. : Агентство «Идеальный сервис», 2004. 320 с. 4. ГОСТ Р 52656–2006 Информационно-коммуникационные технологии в образовании. Образовательные интернет-порталы федерального уровня. Общие требования. М. : Стандартинформ, 2007. 8 с.

5. ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288–2005. Информационная технология. Системная инженерия. Процессы жизненного цикла систем. М.: Стандартинформ, 2006. 57 с. References 1. Buzhinskaya N. V. Application of electronic educational resources in the course of training in programming of future teachers of informatics // Pedagogics: traditions and innovations: materials IIofinternational scientific conference (Chelyabinsk, October, 2012). Chelyabinsk : Two Komsomol member, 2012. P. 199–202. 2. GOST P 52653–2006. Information and communication technologies in education.Terms and definitions. M. : Standartinform, 2017. 12 p. 3. Osin A. V. Multimedia in education: informatization context. M. : Ideal Service agency, 2004 320 p. 4. GOST P 52656–2006 Information and communication technologies in education. Educational Internet portals of federal level.General requirements. M. : Standartinform, 2007. 8 p. 5. GOST P ISO/MEK 15288–2005. Information technology.System engineering.Processes of life cycle of systems. M. : Standartinform, 2006. 57 p.

676

© Гринберг Г. М., Николаева Ю. С., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 101. 1:316.61 СОЦИАЛИЗАЦИЯ ЛИЧНОСТИ В ПРОЦЕССЕ ОБРАЗОВАНИЯ А. С. Гурьянов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Раскрывается специфика социализации личности в процессе образования в зависимости от типа общества. Ключевые слова: образование, общество, социализация, личность. SOCIALIZING PERSONALITY IN THE EDUCATION PROCESS А. S. Guryanov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The article reveals a specific character of personality socialization in the educational process dependent on the type of a society. Keywords: education, society, socialization, personality. Усложнение авиационно-космической техники, увеличение объема космических исследований, существенное расширение круга решаемых принципиально новых задач обуславливают неуклонное повышение требований к специалистам аэрокосмической области. Поэтому для успешного формирования будущего специалиста-профессионала, необходимо правильно организовать процесс социализации личности в образовании [1]. Социализация понимается «как процесс, последовательно изменяющийся, и характеризуется определенными стадиями – адаптация, самореализация, интеграция» С одной стороны социализацию личности изучают как односторонний процесс наложения на личность существующих в обществе моделей поведения, стандартов и норм. Еще в конце XIX века основатель французской школы социологии Э. Дюркгейм писал: «Человек, которого воспитание должно реализовать в нас, это не тот человек, которого создала природа, но тот, каким общество хочет, чтобы он был, а оно хочет, чтобы он был таким, как требует внутреннее устройство общества» [2]. С другой стороны социализацию личности изучают как систему «общество – личность». В понимании К. В. Рубчевского социализация личности является диалектическим процессом: «С одной стороны, агенты социализации передают индивиду культурный опыт, с другой – индивид овладевает человеческими навыками, усваивает некоторые знания … он воспроизводит систему социальных связей, активно включается в общество» [3]. Система образования, является одним из главных институтов социализации. Образование, по мнению Н. И. Макаровой – это «процесс развития и совершенствования сложившейся системы знаний и отношений

в течение всей жизни, абсолютная форма бесконечного, непрерывного овладения новыми знаниями, умениями и навыками» [4]. Однако на протяжении большого периода времени в нашей стране происходят многочисленные изменения в системе образования, связанные с недальновидными реформами, что зачастую негативно сказывается на сохранении культурного наследия. Правомерно пишет Н. В. Наливайко: «в нашей стране на наших глазах разрушается лучшая в мире система образования и воспитания, научные школы, в общественное сознание внедряется чуждая России аморальность» [5]. Важно отметить, что процессы образования и социализации объективно реализуются таким образом, что, если образование осуществляется в соответствии с формально определенными программами соответствующего учебного заведения, то социализация личности осуществляется в соответствии с актуальными стандартами общественной жизни и спецификой данного общества. По мнению Е. П. Поликановой эти особенности всегда определяются «типом общества, где происходит социализация, и напрямую зависят от культуры общества, господствующей религии» [6]. В настоящее время различимы следующие типы общества: индивидуалистические и коллективистские общества. Социальность индивидуалистического типа общества предполагает определенные степени свободы: реализация свободы воли, индивидуальная свобода, свобода совести, экономическая свобода, свобода слова, приоритет норм права над всеми другими социальными нормами и социальными институтами, призванными обеспечивать осуществление норм права.

677

Решетневские чтения. 2017

Социальность коллективистского общества в целом предполагает реализацию общественных отношений, которые отличаются друг от друга по уровню их совершенства, при этом предполагают необходимость их гармонизации и их взаимодополнения. Данная социальность оформляется в таких определениях как честность, милосердие, доброта, терпимость, способность к состраданию, сопереживанию, трудолюбие. В связи с этим в каждом типе общества человек получает особый, специфический социальный опыт, который необходим для полноценного развития творческого потенциала в тех сферах общественной жизни, в которых он сможет реализовать себя как личность. Раскрывая свой творческий потенциал посредством социального опыта, человек развивается, совершенствуется и вкладывает это развитие в улучшение общественной жизни. Таким образом, социализация личности в процессе образования осуществляется так, чтобы личность могла эффективнее самореализоваться в определенном типе общества и в наиболее полной мере раскрыть свой потенциал в любой деятельности, что предполагает становление гармонично развитой личности, понимающую и уважающую себя и других. Библиографические ссылки 1. Игнатова Л. Ю., Семичева М. В. Социализация личности как проблема исследования отечественных и зарубежных ученых // Образование и воспитание. 2017. № 1 (1). С. 13–15. 2. Дюркгейм Э. Социология. Ее предмет, метод, предназначение. М. : Канон, 1995. 352 с.

3. Рубчевский К. В. Социализация личности. Красноярск : Сибирский юридический институт МВД Россия, 2002. 204 с. 4. Макарова Н. И. Особенности современного образовательного стандарта // Философия образования. 2008. № 3. С.67–73. 5. Наливайко Н. В., Панарин В. И. Взаимодействие демократии и образования // Философия образования. 2008. № 4. С. 21–27. 6. Поликанова Е. П. Социализация личности // Философия и общество. 2003. № 2. С. 84–106. References 1. Ignatova L. Yu., Russia M. V. Socialization of the personality as a problem of research of domestic and foreign scientists // Education and training. 2017. № 1 (1). P. 13–15. 2. Durkheim E. Sociology. Its subject, method, purpose. M. : Kanon, 1995. 352 p. 3. Rubczewski K. V. Socialisation of the individual. Krasnoyarsk. The Siberian law Institute of MIA Russia. 2002. 204 p. 4. Makarova N. And. Features modern educational standard // Philosophy of education. 2008. № 3. P. 67–73. 5. Nalivaiko N. In. Panarin V. I. Interaction between democracy and education // Philosophy of education. 2008. № 4. P. 21–27. 6. Polikanov E. P. socialization of the personality // Philosophy and society. 2003. № 2. P. 84–106.

678

© Гурьянов А. С., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 658.2 ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ ИНОСТРАННЫХ СТУДЕНТОВ К ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ Е. А. Жирнова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Рассматриваются особенности адаптации иностранных студентов к образовательной среде вуза. Проанализированы барьеры, препятствующие успешному формированию компетенций, предложены пути их преодоления. Ключевые слова: система менеджмента качества; компетентностная модель, адаптация. ADAPTATION FEATURES OF FOREIGN STUDENTS TO EDUCATIONAL ENVIRONMENT E. А. Zhirnova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The adaptation features of foreign students to the educational environment at the university are considered in the article. The barriers that impede the successful formation of competences are analyzed, and ways of overcoming them are suggested. Keywords: quality management system; competence model, adaptation. Настоящее время общепринятым подходом к обеспечению и совершенствованию качества образовательной услуги является система менеджмента качества в соответствии с требованиями международных стандартов ИСО [1]. Однако основополагающей задачей современного высшего образования является не только обучения студентов профессиональным знаниям и навыкам (hard-skill), но и надпрофессиональным, социально-психологическим навыкам softskills. Необходимость формирования надпрофессиональных навыков обуславливает актуальность применения интерактивных методов обучения, способствующих развитию коммуникативных и лидерских качеств студента, его предпринимательских умений, способностей к самообучению и самоорганизации. Процесс адаптации – сложный процесс, формирующий способности иностранного студента развиваться не только в области коммуникативного общения, изучения методики познания иностранного языка, но и успешно взаимодействовать в формировании новых качеств личности, приобретение новых ценностей, осмысление значимости будущей профессии. Важность проблемы адаптации иностранных учащихся в российских вузах определяется задачами их дальнейшего эффективного обучения как будущих специалистов. Рассматривая адаптацию, Кривцова И. О. выделяет следующие факторы успешной адаптации [2]: психофизиологические (связанные с переустройством личности);

учебно-познавательные (связанные с языковой подготовкой); социокультурные. Исследуем адаптацию иностранных студентов с точки зрения компетентностного подхода. Модель формирования профессиональных, коммуникативных и командно-ролевых компетенций студентов, формируемых в процессе обучения, а также барьеров, препятствующих успешной адаптации приведена на рисунке. В ходе обучение учащиеся приобретают следующие компетенции: 1) профессиональные компетенции, позволяющие обеспечить высокое качество работ в рамках профессиональной деятельности; 2) коммуникативные компетенции, позволяющие обеспечить эффективное протекание процессов взаимодействия и благоприятный морально-психологический климат на будущей работе, а также адаптацию к профессиональной деятельности; 3) командно-ролевые компетенции, студенты взаимодействуют, работая в команде и выполняя при реализации учебного процесса определенные роли, что пригодится в будущей профессиональной деятельности [3]. Рассмотрим барьеры, препятствующие успешной адаптации иностранных студентов, формированию их компетенций. Приобретению профессиональных компетенций в первую очередь препятствуют учебнопозновательные барьеры.

679

Решетневские чтения. 2017

Профессиональные компетенции, учебно-познавательные барьеры Командно ролевые Компетенции, социокультурные барьеры

Обучение студента

Коммуникативные компетенции, психофизические барьеры

Внешняя среда вуза

Организационно-творческое взаимодействие с преподавателем

Компетентностная модель выпускника и барьеры, препятствующие успешному формированию компетенций Пути успешной адаптации иностранных студентов Пути преодоления учебнопознавательных барьеров Языковой барьер – курсы языковой подготовки Электронные источники информации на иностранном языке

Пути преодоления психофизических барьеров

Пути преодоления социокультурных барьеров

Программа первичной адаптации

Культурно-экскурсионная программа

Консультационная служба

Курсы лекций по русской культуре

Взаимодействие с преподавателем и студенческой группой

Студенческие клубы

Коммуникативные компетенциям препятствуют психофизические барьеры. Командно-ролевым – социокультурные барьеры. Проведен социологический опрос студентов института машиноведения и мехатроники Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М. Ф. Рекшетнева, в опросе участвовало 100 студентов, из них 10 иностранных граждан [4]. Результаты опроса были проанализированы и предложены пути преодоления барьеров, препятствующих успешной адаптации иностранных студентов (см. таблицу). Таким образом, адаптация иностранных студентов к образовательной среде требует применения системного и компетентностого подходов, возможно только при активном и согласованном участии руководства вуза, студентов и преподавателей. Успешная и быстрая адаптация помогает быстро включиться в учебный процесс и способствует повышению качества подготовки студентов в вузе.

Взаимодействие с преподавателем и студенческой группой

Библиографические ссылки 1. ГОСТ Р ИСО 9001–2015 Системы менеджмента качества. Требования [Электронный ресурс]. URL: http://gostexpert.ru (дата обращения: 02.02.2017). 2. Кривцова И. О. Социокультурная адаптация иностранных студентов к образовательной среде российского вуза // Фундаментальные исследования. 2011. № 8 (1). С. 284–288. 3. Жирнова Е. А., Римаренко О. В. Повышение качества подготовки специалистов путем совершенствования организации самостоятельной учебной работы студентов // Современное образование: технические университеты в модернизации экономики России : материалы Междунар. науч.-метод. конф. (27–28 января 2011 г.). Томск, 2011. С. 138–139. 4. Беспалова Е. Д., Жирнова Е. А. Качество образования глазами студентов // Решетневские чтения материалы Междунар. науч. конф. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. Т. 2. С. 463–465.

680

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

References 1. GOST R ISO 9001–2015. Quality Management Systems. Requirements. Available at: http://gostexpert.ru (accessed: 02.02.17). 2. Krivtsova I. O. Sociocultural adaptation of foreign students to the educational environment of the Russian university. Fundamental research. 2011. № 8 (1). С. 284–288. 3. Zhirnova E. A., Rimarenko O. V. Improving the quality of training specialists by improving the organization of independent student work // Modern

Education: Technical Universities in the Modernization of the Russian Economy: Materials of the Intern. scientificmethod. Conf. (January 27–28, 2011). Tomsk, 2011. P. 138–139. 4. Bespalova E. D., Zhirnova E. A. Quality of education: students’ view points // Мaterialy Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2015. T. 2. Р. 463–465.

681

© Жирнова Е. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 355.237 АЛГОРИТМ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОБУЧАЕМЫХ Н. В. Илюшин Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Рассматривается система познавательных действий учащихся, используемых в обучении. Ключевые слова: алгоритм функционирования, элементы познавательной деятельности, этапы ориентировочных и исполнительских действий. THE ALGORITHM OF FUNCTIONING EDUCATIONAL ACTIVITIES OF THE STUDENTS N. V. Ilushin Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The research describes a system of cognitive actions of students used in learning. Keywords: the algorithm of functioning of elements of cognitive activity, the stages are indicative and performing actions. Систему познавательных действий, которые используются учащимся в обучении, называют еще алгоритмом функционирования. Алгоритм функционирования – это всегда четкая последовательность действий, приводящая к одному и тому же результату разных учащихся, и описывающая функционирование обучаемого в процессе усвоения им знаний и действий. На основе обобщения материалов психологии по учебной деятельности человека профессор Беспалько В.П. предлагает универсальную структуру любого алгоритма функционирования, включающую четыре основных элемента познавательной деятельности [1; 2]: ориентировочные действия (ОД); исполнительские действия (ИД); контрольные действия (КД); корректировочные действия (КорД). В свою очередь, каждый элемент (этап) познавательных действий, состоит из вполне определенных действий учащегося по обработке учебной информации в процессе ее усвоения.

ОД

ИД

КД

КорД Рис. 1. Система познавательных действий учащегося (алгоритм функционирования)

Структура такого алгоритма функционирования по освоению единичного учебного элемента показана на рис. 1.

На этапе ориентировочных действий учащийся выполняет действия по осознанию целей обучения: записывает требования к его знаниям в терминах параметров обучения; знакомится с общим планом содержания учебной дисциплины, ее раздела, темы, учебного занятия (по логической структуре дисциплины или по оглавлению учебника); знакомится по специальному вводному тексту или по рассказу преподавателя с особенностями методики предстоящего обучения. Ориентировочные действия (целеполагание, программирование, планирование) – это действия, направленные на анализ учебной ситуации и постановку учебной задачи. Эти действия включают в себя: осознание цели обучения, поставленной преподавателем; доопределение, переопределение ее для себя; самостоятельную постановку учебной задачи; определение путей ее решения. На этапе исполнительских действий познавательные действия обучаемого подчинены спроектированному преподавателем или автором учебника образовательному процессу. Учебная деятельность учащегося на данном этапе включает в себя выполнение учебных действий, направленных на решение учебной задачи по освоению соответствующих знаний, умений и навыков. При этом процесс усвоения учебного материала должен быть постепенным восхождением по уровням усвоения и степени автоматизации. Ступени абстракции и осознанности могут быть любыми, в зависимости от их доступности обучаемому. Если мы хотим добиться полноценного и завершенного обучения, то необходимым условием этого должно быть обязательное усвоение учебного материала обучаемым на каждом уровне (б1, б2, б3, б4) с коэффициентом усвоения равным или большим 0,7.

682

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

На этапе контрольных действий (при пооперационном контроле усвоения) могут использоваться устные опросы, письменные работы, тесты успешности усвоения. Причем последние дают наиболее точные и надежные данные о качестве усвоения знаний учащимися, пригодные для принятия обоснованных решений. Тесты ориентируются на измерение уровня усвоения «Ку» и автоматизации «Кн», тогда как параметры – число учебных элементов «Н», степень осознанности «о», ступень алгоритмизации «а» в процессе обучения не изменяются. Если по результатам контрольных действий Ку не равен единице, это значит, что учащийся допустил некоторое число ошибок при исполнении теста. Осознать и исправить эти ошибки также важно, как и первоначально изучать предмет. Для исправления этих ошибок или неверного усвоения предназначен этап корректировочных действий. При этом преподавателю необходимо иметь ввиду, что при значении коэффициента усвоения Ку в пределах от 0,7 до 1 слушатель (курсант) способен самостоятельно устранить пробел в своих знаниях или умениях, а при Ку < 0,7 он сможет это сделать только под руководством или с помощью преподавателя. Если такой коррекции не проводить, то неверное знание или отсутствие такового останутся и будут отражаться на последующих этапах обучения. Слуша-

тель (курсант), совершивший ошибку, не просто исправляет ее, он исправляет неверное усвоение, которое уже, в некоторой мере, автоматизировано. На это требуется почти такое же усилие, как и на первоначальное усвоение. Алгоритм функционирования слушателя (курсанта) для изучения более сложных учебных элементов (учебного материала занятия, темы, раздела или дисциплины) кроме того, предусматривает проведение контроля усвоения после каждого этапа. Схематично, для случая необходимости усвоения учебного материала на уровне б3, это можно представить в виде структурно-логической схемы, показанной на рис. 2. Как видно из структурно-логической схемы этапы ориентировочных и исполнительских действий (ОД и ИД) познавательной деятельности слушателя (курсанта) обязательно должны завершаться контрольными действиями и, при необходимости, корректировочными. Кроме того, должен контролироваться и корректироваться и каждый уровень усвоения на этапе исполнительских действий. При достижении обучаемым уровня усвоения Ку больше 0,7 он может переходить к следующему этапу (или уровню) алгоритма функционирования, а по аналогичным результатам итогового контроля – к изучению следующего учебного элемента (материала).

ОД Ку < 1 КД

КорД Ку = 1 ИД (б1) Ку < 1

КД

КорД

Ку = 1 ИД (б2) Ку < 1 КД

КорД Ку = 1 ИД (б3) К Ку < 1

КД

КорД Ку = 1 Ку < 1

Итоговые КД

КорД

Ку = 1

Рис. 2. Структурно-логическая схема алгоритма функционирования (познавательной деятельности) слушателя (курсанта)

683

Решетневские чтения. 2017

Библиографические ссылки

References

1. Беспалько В. П. Образование и обучение с участием компьютеров (педагогика третьего тысячелетия). М. : Изд-во МПСИ ; Воронеж: МОДЭК, 2002. С. 101–108. 2. Беспалько В. П. Основы теории педагогических систем (Проблемы и методы психологического обеспечения технических обучающих систем). Воронеж : Изд-во Воронеж. ун-та. 1977. С. 96–102.

1. Bespalko V. P. Education and learning with participation of computers (pedagogy of the third Millennium) M. : Publisher MPSI ; Voronezh ; Publisher NPO “MODEK” 2002. Р. 101–108. 2. Bespalko V. P. Fundamentals of the theory of pedagogical systems (Problems and methods of psychological provide technical training systems). Voronezh : Publisher of Voronezh University. 1977. Р. 96–102. © Илюшин Н. В., 2017

684

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 377 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОМ ОБРАЗОВАНИИ М. Н. Кухта Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Рассматриваются основные направления и проблемы использования информационно-коммуникационных технологий в профессиональном образовании. Ключевые слова: информационная культура, информационно-коммуникационные технологии, профессиональное образование. INFORMATION TECHNOLOGY IN PROFESSIONAL EDUCATION M. N. Kukhta Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: marius-krsk @yandex.ru We discuss the main directions and problems of using information and communication technologies in professional education. Keywords: informational culture, information and communication technologies, professional education. В конце XX века человечество вступило в стадию развития, получившую название постиндустриальное или информационное общество. Современные информационные и коммуникационные технологии, созданные для нужд военнопромышленного комплекса, в XXI веке привели к революционным изменениям во всех сферах деятельности человека и в системе образования в том числе. Информационная культура является показателем как общей, так и профессиональной культуры. Критериями информационной культуры являются [1]: – умение адекватно формулировать свою потребность в информации; – эффективно осуществлять поиск нужной информации во всей совокупности информационных ресурсов; – перерабатывать информацию и создавать качественно новую; – адекватно отбирать и оценивать информацию; – способность к информационному общению; – компьютерная грамотность. Современные информационные технологии в системе образования определяют в значительной степени ее развитие. Качество образования, его доступность – основная причина модернизации всей системы образования в последние десятилетия. Без ИКТ невозможно проведение ЕГЭ, вебинаров, использование дистанционной формы обучения и пр. Использование информационных технологий в образовании связано с проблемой измерения эффективности обучения. Определение эффективности какого-либо метода, технологии обучения включает:

измерение достигнутого результата, затрат материальных ресурсов и времени на его достижение. Эффективность обучения измеряют либо по результатам контрольных работ в баллах, либо по результатам тестирования в процентах решенных задач. При этом обычно сравнивают группы обучающихся, пользовавшихся и не пользовавшихся компьютерными средствами поддержки обучения. По мнению экспертов, информационные технологии обучения позволяют повысить эффективность практических и лабораторных занятий по естественнонаучным дисциплинам не менее чем на 30 %, объективность контроля знаний обучающихся – на 20–25 %. Успеваемость в контрольных группах, обучающихся с использованием образовательных информационных технологий, как правило, выше в среднем на 0,5 балла (при пятибалльной системе оценки). В частности, скорость накопления словарного запаса при компьютерной поддержке изучения иностранных языков повышается в 2–3 раза [2]. Использование современных средств ИКТ во всех формах обучения может привести и к ряду негативных последствий. В 1997 году на курсах повышения квалификации по теме «Новые информационные технологии» нам рассказывали о преимуществах внедрения в учебный процесс средств ИКТ на всех этапах: подготовка к занятию, активизация лекций, проведение компьютерного эксперимента, тестового контроля знаний и пр. Но по происшествии 20 лет обозначились и минусы ИКТ в профессиональном образовании. Во многих случаях использование средств информатизации образования неоправданно лишает обу-

685

Решетневские чтения. 2017

чающихся возможности проведения реальных опытов своими руками, что негативно сказывается на результатах обучения. Использование информационных ресурсов, опубликованных в сети Интернет, также имеет отрицательные последствия. Чаще всего срабатывает свойственный всему живому принцип экономии сил: заимствованные из сети Интернет курсовые проекты, рефераты, доклады и решения задач стали сегодня уже привычным фактом, не способствующим повышению эффективности обучения и воспитания. Наибольшую трудность представляет собой переход от информации, циркулирующей в системе обучения, к самостоятельным профессиональным действиям, иначе говоря, от знаковой системы как формы представления знания на страницах учебника, экране дисплея и т. п. к системе практических действий, имеющих принципиально иную логику, нежели логика организации системы знаков. Это классическая проблема применения знаний на практике, а на психологическом языке – проблема перехода от мысли к действию. Чаще всего одним из преимуществ обучения с использованием средств информатизации называют индивидуализацию обучения. Индивидуализация сводит к минимуму ограниченное в учебном процессе «живое общение», заменяя на так называемый «диалог с компьютером». Это приводит к тому, что обучаемый, активно пользующийся живой речью, надолго замолкает при работе со средствами ИКТ. Орган объективизации мышления человека – речь – оказывается выключенным. Обучаемый не получает достаточной практики диалогического общения, формулирования мысли на профессиональном языке [3]. И, наконец, нельзя забывать о том, что чрезмерное и не оправданное использование большинства средств информатизации негативно отражается на здоровье [4]. Как считает директор Института новых образовательных технологий и информатизации РГГУ Сергей Викторович Кувшинов: «Сегодня проблема образования в целом – это проблема не технологий, а человека, преподавателя, который приходит в аудиторию. Именно преподаватель является слабым звеном с точки зрения информационных технологий. Кроме того, большинство из работающих в вузах специалистов часто вообще не имеют педагогического образования. Поэтому главное внимание в системе образования должно быть в первую очередь направлено на педагогическую подготовку преподавателей предметников. Совместив педагогическое образование и образование в области новых информационных технологий, можно будет обеспечить прорыв в создании новой образовательной среды» [5]. Опубликованное в 2002 году на сайте CNews.ru интервью актуально и в наши дни.

Все приведенные выше доводы говорят о том, что применение средств ИКТ в подготовке специалиста по принципу, чем больше, тем лучше не может привести к реальному повышению качества профессионального образования. В использовании средств информатизации образования необходим взвешенный и четко аргументированный подход. Многое зависит от профессионализма конкретного преподавателя. Библиографические ссылки 1. Семенюк Э. П. Научно-техническая информация и образование: поиск новых парадигм // НТИ. Сер. 1. 1998. № 1. С. 1–15. 2. Политика в области образования и новые информационные технологии. / Д. В. Быков, В. В. Вержбицкий, Б. И. Зобов и др. // Национальный доклад Российской Федерации : II Международный конгресс ЮНЕСКО «Образование и Информатика». М., 1996. 1–5 июля. 34 с. 3. Electronic textbook StatSoft [Электронный ресурс]. URL: http://schoolteam.ru/shkola/osobennostisrednego-obrazovaniya/polozhitel-nye-i-otritscatel-nyestorony-informatizatscii-obrazovaniya.html (дата обращения: 16.03.2017). 4. Захарова И. Г. Информационные технологии в образовании : учеб. 8-е изд., перераб. и доп. М. : Академия, 2013. 208 с. 5. Electronic textbook StatSoft [Электронный ресурс]. URL: http://www.cnews.ru/reviews/free/edu/ interview/rsuh/ (дата обращения: 16.03.2017). References 1. Semenjuk Je. P. [Scientific and technical information and education: the search оf new paradigms] // NTI. Ser. 1. 1998. № 1. P. 1–15. (In Russ.) 2. Bykov D. V., Verzhbickij V. V., Zobov B. I. et al. [Policy in the field of education and new information technologies] // Nacional’nyj doklad Rossijskoj Federacii: II Mezhdunarodnyj kongress JuNESKO “Obrazovanie i Informatika” [Russian Federation national report: the second international UNESCO Congress “Education and Informatics”]. M., 1–5 July. 1996. 34 p. (In Russ.) 3. Electronic textbook StatSoft. Available at: http://schoolteam.ru/shkola/osobennosti-srednego-obrazovaniya/polozhitel-nye-i-otritscatel-nye-storony-informatizatscii-obrazovaniya.html (accessed: 16.03.2017). 4. Zaharova I. G. Informacionnye tehnologii v obrazovanii [Information technology in education]. M. : Akademija, 2013. 208 p. 5. Electronic textbook StatSoft. Available at: http://www.cnews.ru/reviews/free/edu/interview/rsuh/ (accessed: 16.03.2017).

686

© Кухта М. Н., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 37.022:37.032:378.1 МЕТОДОЛОГИЯ ДОВУЗОВСКОГО ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ ШЕСТОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УКЛАДА* А. А. Лепешев1, В. В. Куимов1, Д. А. Толстой2, А. В. Козлов1, Т. В. Погребная3, О. В. Сидоркина4 1

Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 2 Ассоциация «Сибирский научно-образовательный консорциум» Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 75 3 МБОУ «Средняя общеобразовательная школа № 10 с углубленным изучением отдельных предметов имени академика Ю. А. Овчинникова» Российская Федерация, 660017, г. Красноярск, ул. Ленина, 114 4 МБОУ «Средняя школа № 82» Российская Федерация, 660074, г. Красноярск, ул. акад. Киренского, 19 Е-mail: [email protected] Рассматриваются особенности методологии обучения в специализированных инженерно-технологических классах, формирующих качества инноваторов у абитуриентов инновационных университетов, в особенности высокотехнологичного аэрокосмического профиля. Ключевые слова: PBL, STEM, STEAM, FabLab, ТРИЗ. METHODOLOGY OF PRE-UNIVERSITY ENGINEERING EDUCATION FOR THE SIXTH TECHNOLOGICAL STRUCTURE A. A. Lepeshev1, V. V. Kuimov1, D. A. Tolstoy2, A. V. Kozlov1, T.V. Pogrebnaya3, O. V. Sidorkina4 1

Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation 2 Association “Siberian Scientific and Educational Consortium” 75, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation 3 MBOU “Secondary School № 10” 114, Lenina Str., Krasnoyarsk, 660017, Russian Federation 4 MBOU “Secondary School № 82” 19, Acad. Kirensky Str., Krasnoyarsk, 660074, Russian Federation Е-mail: [email protected] The research considers features of learning methodology for the specialized engineering and technological classes forming qualities of innovators at the innovative universities entrants, especially a hi-tech space profile. Keywords: PBL, STEM, STEAM, FabLab, TRIZ. В процессе перехода к шестому технологическом укладу лидируют наиболее инновационные отрасли, в числе которых аэрокосмическая отрасль. Ядро шестого технологического уклада составляют нанотехнологии, нанобиотехнологии, информационные технологии, когнитивные науки, социогуманитарные технологии, а также конвергенция нано-, био-, инфо- и когнитивных технологий (НБИКС-конвергенция, NBIC-convergence). Человек все более «вытесняется» из сферы производства материальной продукции, которое во все большей степени осуществляется роботами и станками с ЧПУ, с применением аддитивных технологий, и все более вовлекается в сферу произ-

водства интеллектуальной продукции, включая инновационные решения, «ноу-хау», изобретения. Соответственно, труд будущего инженера становится все более творческим, а аддитивные технологии существенно ускоряют и упрощают процесс изготовления и экспериментального исследования опытных образцов на основе создаваемых инновационных идей. Поэтому перед инженерным образованием возникает вызов: необходимо не только сообщать студентам современные знания в названных и других областях, но и учить их создавать инновационные идеи, изготавливать на современном оборудовании и исследовать экспериментальные образцы.

_________________________ *

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта № 16-16-24023/17-ОГОН.

687

Решетневские чтения. 2017

Ответом на этот вызов в мировом инженерном образовании являются разработки новых обучающих систем. Все шире распространяются проблемное обучение (Problem Based Learning, PBL) [1]. В наибольшей степени в системе довузовской подготовки (pre-university education) внедряется система STEM (Science – Technology – Engineering – Mathematics, Наука – Технология – Инженерия – Математика), которая в последнее время преобразуется в STEAM путем добавления Art – Искусства [2]. PBL и STEM (STEAM) предназначены в первую очередь, для активизации генерации идей. Для изготовления и апробации опытных образцов и макетов получили широкое распространение лаборатории цифрового производства FabLab (3D-принтеры, лазерные граверы и др.), которую часто называют глобальной сетью [3]. В отечественных системах образования и молодежной политики модель FabLab реализуется в Центрах молодежного инновационного творчества (ЦМИТ), Фаблаб-ангарах и Детских технопарках [4]. Наиболее известная и популярная инициатива в мировом, в том числе отечественном, инженерном образовании – CDIO (Conceive – Design – Implement – Operate, Задумай – Спроектируй – Внедряй – Управляй) [5]. Эта система дополняет инженерное образование новыми видами деятельности студентов, вследствие чего возникает задача оптимального распределения учебного времени [6]. Анализ перечисленного показывает, что в настоящее время достаточно удачно решена задача изготовления и апробации опытных образцов и макетов, однако не полностью решена задача стабильной генерации инновационных решений. Это побудило авторов к разработке методологии инженерного образования, повышающей эффективность обучения генерации инновационных решений. Авторами учтено, что в ряде ведущих мировых инженерных университетов, включая Массачусетский технологический институт – родоначальник инициативы CDIO, вне рамок вышеназванных систем, ведется обучение методам генерации инновационных решений. При этом такие дивергентные методы, как, например, «мозговой штурм», морфологический анализ, латеральное мышление и др. все больше уступают место созданной российским ученым Г.С. Альтшуллером теории решения изобретательских задач, ТРИЗ (Theory of Inventive Problems Solving, TRIZ). Эта теория все шире применяется ведущими транснациональными корпорациями для создания инноваций. Например, в корпорациях Intel и Samsung действуют ТРИЗовские подразделения, и в СМИ (например, Forbes) утверждается, что ТРИЗ экономит им сотни миллионов долларов. Если в зарубежных университетах ТРИЗ преподается, как отдельная дисциплина, то в России, на родине ТРИЗ, создана система ТРИЗ-педагогика [7], совмещающая изучение ТРИЗ с другими дисциплинами и школьными предметами, таким образом решая проблему учебных часов и повышая качество изучения этих дисциплин и предметов. Авторами настоящей статьи разработаны новые методы в системе ТРИЗ-педагогика: метод изобретения знаний и метод инновационных

проектов [7], распространившие ее на все этапы учебного процесса. ТРИЗ-педагогика соответствует также требованиям ЮНЕСКО к образованию в интересах устойчивого развития [8]. Есть опыт, в том числе у авторов статьи, по созданию учащимися инновационных проектов – победителей и призеров Всероссийских конкурсов, изобретений. Поэтому в разрабатываемом авторами по гранту РФФИ и Краевого Фонда науки методологическом обеспечении Новой политехнической школы – инновационной системы обучения в инженерно-технологических классах, предусматривается выполнение первого этапа CDIO – Conceive – учащимися этих классов в ходе проектной деятельности [9]. Библиографические ссылки 1. Problem Based Learning, PBL [Электронный ресурс]. URL: http://dom-hors.ru/rus/files/arhiv_zhurnala/ pep/2017/2/economics/lazyrin.pdf (дата обращения: 12.09.2017). 2. STEM to STEAM. [Электронный ресурс]. URL: http://stemtosteam.org (дата обращения: 12.09.2017). 3. FabFoundation [Электронный ресурс]. URL: http://www.fabfoundation.org/index.html (дата обращения: 12.09.2017). 4. Кванториум. Федеральная сеть детских технопарков [Электронный ресурс]. URL: http://fablab24.ru (дата обращения: 12.09.2017). 5. CDIO. [Электронный ресурс]. URL: http://www.cdio.org (дата обращения: 12.09.2017). 6. Подлесный С. А., Козлов А. В. CDIO: цели и средства достижения // Инженерное образование. 2014. № 16. С. 8–13. 7. Погребная Т. В., Козлов А. В., Сидоркина О. В. Методы изобретения знаний и инновационных проектов на основе ТРИЗ. Красноярск: СФУ, 2010. 180 с. 8. Козлов А. В., Погребная Т. В., Сидоркина О. В. ОУР в ассоциированных школах ЮНЕСКО. Дидактика устойчивого развития / Вестник ЮНЕСКО. 2013. № 18. С. 228–237. 9. Сидоркина О. В., Погребная Т. В. CDIO в непрерывной подготовке школа-вуз: этап «Conceive» в довузовской подготовке // Инженерное образование. 2014. № 16. С. 47–53. References 1. Problem Based Learning, PBL. Available at: http://dom-hors.ru/rus/files/arhiv_zhurnala/pep/2017/2/ economics/lazyrin.pdf (accessed: 12.09.2017). 2. STEM to STEAM. Available at: http://stemtosteam. org (accessed: 12.09.2017). 3. FabFoundation Available at: http://www.fabfoundation.org/index.html (accessed: 12.09.2017). 4. [Quantorium. Federal network of children’s science and technology parks]. Available at: http://fablab24.ru (accessed: 12.09.2017). (In Russ.) 5. CDIO. Available at: http://www.cdio.org (accessed: 12.09.2017).

688

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

6. Podlesny S. A., Kozlov A. V. CDIO: Objectives and Means of Achievement. Engineering Education, 2014. Vol. 16. P. 8–13. 7. Pogrebnaya T. V., Kozlov A. V., Sidorkina O. V. [Methods of Knowledge Invention and Innovative Projects based on TRIZ]. Krasnoyarsk : SibFU publishing and printing complex, 2010. 180 р. 8. Kozlov A. V., Pogrebnaya T. V., Sidorkina O. V. ESD in UNESCO Associates Schools. Didactics of Sustainable Development // Vestnik UNESCO. 2013. № 18. P. 228–237.

9. Sidorkina O. V., Pogrebnaya T. V. CDIO within the System of Continuous Education “From School to Higher Education Institution (HEI)”: Stage “Conceive” at School // Engineering Education. 2014. Vol. 16. P. 44–49.

689

© Лепешев А. А., Куимов В. В., Толстой Д. А., Козлов А. В., Погребная Т. В., Сидоркина О. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 377 ЦЕЛЕПОЛАГАНИЕ КАК РЕСУРС ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ОБРАЗОВАНИЯ В РАМКАХ ВНЕДРЕНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ СТАНДАРТОВ А. С. Макарова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: Asm190375@ inbox.ru Ведущее место в структуре современного урока занимает этап целеполагания, который предполагает четкую постановку целей и задач обучения, оценивание полученных результатов. Ключевые слова: целеполагание, таксономия Б. Блума, примеры глаголов для формулировки целей в когнитивной области. GOAL SETTING AS A RESOURCE TO ENSURE THE QUALITY OF EDUCATION IN THE FRAMEWORK OF THE IMPLEMENTATION OF PROFESSIONAL STANDARDS A. S. Makarova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: Asm190375@ inbox.ru The leading place in the structure of the modern lesson is the stage of goal setting, which involves a clear statement of the goals and objectives of training, evaluation of the results. Keywords: goal-setting, taxonomy of B. bloom, examples of verbs for objectives in the cognitive region. Данная работа посвящена проблеме целеполагания. В Федеральном государственном образовательном стандарте (ФГОС) четко обозначены требования к личностным, метапредметным и предметным результатам образования. Важнейшей задачей системы образования сегодня является формирование универсальных учебных действий, которые согласно ФГОС становятся основой образовательного и воспитательного процесса (личностные, регулятивные, познавательные, коммуникативные) Студент становится СУБЪЕКТОМ образовательного процесса, который будет ставить цели, решать задачи, отвечать за результаты. Главное средство субъекта – умение учиться, т. е. учить себя.

Ведущее место в структуре современного урока занимает этап целеполагания. Целеполагание – это процесс выявления целей и задач субъектов деятельности (преподавателя и студента) (см. таблицу). Оно должно быть субъектным и соответствовать планируемому результату 1. Требования к формулировке цели – результата обучения: конкретность (т. е. четкими, однозначными и понятными); диагностичность (т. е. должны существовать средства, позволяющие проверить достижимость); операциональность (т. е. для отражения действия следует использовать активные глаголы); реалистичность (достижимость) (т. е. должны формулироваться исходя из условий, обеспечивающих ее реализацию) 2; 3.

Технология целеполагания 4; 5 ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ ФОРМУЛИРУЮТСЯ ЧЕРЕЗ ИЗУЧАЕМОЕ СОДЕРЖАНИЕ Изучить особенности, закон, закономерности ……

Предмет проверки: область знаний, которая подлежит измерению и оценки

через деятельность учителя: Познакомить с новыми понятиями… Рассказать о….. Продемонстрировать….

Предмет проверки: деятельность самого преподавателя, а не реальные результаты обучения учащихся

через внутренние процессы развития ученика: Активизировать познавательную деятельность учащихся; Развивать пространственное мышление; Научить мыслить логически, быстро думать, принимать правильные решения;

Предмет проверки: обобщенные образовательные цели, направления изменений

690

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

Таксономия когнитивной области Б. Блума

Как писать планируемые результаты (цели – результаты) обучения? Таксономия Б. Блума – это попытка организовать различные мыслительные процессы как иерархию, где каждый уровень зависит от способности учащегося работать на этом уровне или уровнях, ниже его (см. рисунок). Цели формулируются через результаты обучения, выраженные в действиях учащихся Например: Воспроизводить формулировку закона; Решать задачи с использованием закона …; Приводить примеры использования явления, прибора и т. д. Предмет проверки: действия учеников Таким образом, показателями успешного осуществления учителем целеполагающей деятельности являются: Готовность учащихся к активной учебной деятельности. Формулирование целей учебного занятия совместно с учащимися. Вариативность приёмов сообщения темы и целей учебного занятия. Преемственность и перспективность в постановке целей учебного занятия. Формулирование целей в действиях учащихся. Понимание учащимися социальной, практической и личностной значимости изучаемого материала. Совместное с учащимися планирование работы на учебном занятии 5. Библиографические ссылки 1. Ячинова С. Н., Хвастунова Е. М., Новичкова Т. Ю. О некоторых аспектах проблемы целеполагания в педагогической литературе // Молодой ученый. 2014. № 8. С. 909–911.

2. Хуторской А. В. Проблемы и технологии образовательного целеполагания [Электронный ресурс]. URL: http://www.eidos.ru/journal/2006/0822-1.htm (дата обращения: 11.02.2016). 3. Целеполагание на уроке [Электронный ресурс]. URL: http://mc-krkam.edusite.ru (дата обращения: 15.02.2016). 4. http://www.modernstudy.ru/pdds-296-3.html Технологическая карта – одно из средств эвристического обучения [Электронный ресурс]. URL: (дата обращения: 01.03.2017). 5. Формирование навыка целеполагания [Электронный ресурс]. URL: http://www.gimnazy161.ru. (дата обращения: 8.04.2017). References 1. Lachinova S. N., Hvastunova E. M., Novichkova T. Y. O nekotoryh aspektah problemy celepolaganija v pedagogicheskoj literature [Some aspects of the problems of goal setting in pedagogical literature] // Molodoj uchenyj. 2014. № 8. P. 909–911. (In Russ.) 2. Khutorskoy A. V. Problems and technologies of educational goal setting. Available at: http://www. eidos.ru/journal/2006/0822-1.htm (accessed: 11.02.2016). 3. Goal setting lesson. Available at: http://mckrkam.edusite.ru (accessed: 15.02.2016). 4. Routing is one of the heuristic learning. Available at: http://www.modernstudy.ru/pdds-296-3.html (accessed: 01.03.2017). 5. Formation of the skill of goal setting. Available at: http://www.gimnazy161.ru. (accessed: 08.04.2017).

691

© Макарова А. С., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 004.92 СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИИ В ГРАФИЧЕСКОМ ДИЗАЙНЕ А. И. Махова, А. А. Грошкова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Подробно рассматриваются постоянные и переменные свойства композиции в графическом дизайне применимо к интернет-ресурсам, печатным изданиям, дизайну интерьеров, объектов космической инфраструктуры, а также необходимость развития творческого подхода и пространственного мышления. Ключевые слова: дизайн, графический дизайн, веб-дизайн, композиция, свойства композиции. PROPERTIES OF COMPOSITION IN GRAPHIC DESIGN A. I. Makhova, A. A. Groschkova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The research studies thoroughly constant and variable properties of composition in graphic design, applicable to Internet resources, printed publications, interior design, space infrastructure objects, as well as the need to develop creative approach and spatial thinking. Keywords: design, graphic design, web design, composition, composition properties. Для любой работы, связанной, так или иначе, с графическим дизайном, ключевую роль играет правильное и гармоничное расположение элементов, будь то сайт компании или печатное издание. Если части проекта, даже сколь угодно эстетичные, не складываются в общую картину, такие работы не воспринимаются пользователем в полной мере, не передают идеи автора. Объектом данного исследования является выделение и подробное рассмотрение свойств композиции в графическом дизайне. Композицией (от лат. «compositio») называют процесс гармонизации формы, приведение к единству всех ее характеристик. Из всех видов композиции в графическом дизайне используется именно плоскостная, то есть имеющая две координаты. Несмотря на это, смысловое пространство двухмерного рабочего листа вполне может быть трехмерным, в зависимости от задумки дизайнера [2]. Каждый человек подсознательно стремится к гармонии, к пребыванию в некоем системно-упорядоченном пространстве, которое будет поддерживать его эмоциональное равновесие, устойчивое состояние. С учетом данного факта разрабатываются фирменные стили, дизайн различных веб-сайтов, печатная продукция и многое другое. Таким образом, для систематизации всех знаний о графическом дизайне, были выделены определенные свойства. Первое, и основное, что можно сказать о свойствах композиции, это разбиение их на постоянные и переменные, в зависимости от требований к оформлению проекта [1].

Постоянные свойства представляют собой результат сочетания некоторых переменных свойств. Они являются обязательными для композиции любого объекта графического дизайна: Образность формы, как свойство, призвано вызывать у потребителя ассоциативные сопоставления, воздействовать на эмоционально-смысловую сферу мышления. Образность формы организуется с помощью художественно-образного мышления, ассоциативности и семантики (для декодирования визуальной информации); Соподчиненность элементов создается при выборе того или иного композиционного приема посредством выделения центра композиции; Единство стиля включает в себя совокупность колористического и тонального единства, единства формы, а также соподчиненность элементов; Масштабность обеспечивает функциональность (соответствие назначению) и эргономичность (качество трансляции, удобство восприятия) любого объекта композиции; Пропорциональность композиции выражается в визуальной гармонии и функциональном совершенстве формы дизайн-объекта, строится исключительно на размерных соотношениях его элементов [2]. Переменные свойства композиции, как уже было упомянуто выше, применяются выборочно, согласно поставленным задачам. Каждое из этих свойств наиболее уместно рассматривать в паре с противоположным. Статичность выражается в ощущении покоя, незыблемости и устойчивости композиции. В свою оче-

692

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

редь, динамичность с помощью пропорций создает ощущение односторонне направленного движения. Симметричность, для которой характерна уравновешенность частей композиции не только по формам, но и по тону, цвету, массам, также имеет противоположное свойство – асимметричность. Контрастность представляет собой резкое отличие предметов по тем или иным свойствам, а нюансность прослеживается в незначительных различиях, оттенках. Ритмичность реализуется через периодическую повторяемость элементов, подразумевает под собой бесконечное движение, противоположное свойство – метричность. С колористичностью, проявляющейся в изобилии цветов, контрастирует монохромность. Фактурность характеризует внешнее строение поверхности объекта, а текстурность посредством рисунка передает признаки структуры материала. Пластичность, либо геометричность характеризуют особенности объемно-пространственной структуры объекта [3]. При разработке любого дизайн-проекта следует учитывать, что свойства композиции имеют тесную взаимосвязь. Таким образом, изменение одного из них влечет за собой изменение другого, например изменение пропорциональности повлияет на масштабность, а изменение ритмичности наложит свой отпечаток на статичность, либо динамичность композиции. В завершение можно отметить, что композиционная грамотность поможет начинающему дизайнеру в разработке проектов, не ограничивая его творческий подход.

При изучении композиции развивается пространственное мышление, цветоощущение и художественный вкус. Библиографические ссылки 1. Розенсон И. А. Основы теории дизайна : учебник для вузов. Стандарт третьего поколения. 2-е изд. СПб. : Питер, 2013. 256 с. 2. Формальная композиция. Творческий практикум по основам дизайна : учеб. пособие. / Е. В. Жердев, О. Б. Чепурова, С. Г. Шлеюк, Т. А. Мазурина. 2-е изд. Оренбург : Университет, 2014. 255 с. 3. Основы дизайнерского проектирования. Композиция, ее основные виды и категории [Электронный ресурс]. URL: http://www.dizayne.ru/txt/3sozd0128.shtml (дата обращения: 10.09.2017). References 1. Rozenson I. A. Fundamentals of Design Theory: A Textbook for High Schools. The third generation standard 2nd ed. SPb. : Peter, 2013. 256 p. 2. Formal composition. Creative Workshop on the basics of design : a textbook / E. V. Zherdev, O. B. Chepurova, S. G. Shleuk, Т. А. Mazurin. 2 ed. Orenburg : PKI University LLC, 2014. 255 p. 3. Fundamentals of design design. Composition, its main types and categories. Available at: http://www. dizayne.ru/txt/3sozd0128.shtml (accessed: 10.09.2017).

693

© Махова А. И., Грошкова А. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 800.2:378.14 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОБЛЕМНЫХ СИТУАЦИЙ НА УРОКЕ ИНОСТРАННОГО ЯЗЫКА КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ТВОРЧЕСКОЙ ЛИЧНОСТИ ОБУЧАЕМОГО Е. В. Моисеенко Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Рассматривается вопрос формирования творческого мышления в процессе обучения. Затронуты такие понятия, как «творческое мышление» и «проблемная ситуация», а также показана взаимозависимость данных понятий. Ключевые слова: мышление, педагогическая задача, логический строй, самостоятельный поиск, усвоение знаний, способы действия, эффективность обучения. PROBLEMATIC SITUATIONS AT THE FOREIGN LANGUAGE CLASSES AS A MEANS OF FORMING STUDENTS CREATIVE PERSONALITY E. V. Moiseenko Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The article deals with the problem of creative thought formation at the lessons. The definitions of «creative thought» and «problem situation» are given in the article. The interrelation between «creative thought» and «problem situation» is considered. Keywords: thought formation, pedagogical task, logical structure, independent search, acquisition of knowledge, course of action, teaching effectiveness. Принципиальное значение для решения теории и практики проблемного обучения имеют выводы, полученные при изучении внутренних закономерностей мышления как процесса. В экспериментальных психологических исследованиях С. Л. Рубинштейна, Л. И. Анцыцеровой, А. М. Матюшкиной, Ю. Н. Кулюткина, О. К. Тихомирова и многих других содержатся предпосылки для решения важной педагогической задачи воспитания мышления, способного открывать новое. Мышление определяется как процесс, который составляет непрерывное взаимодействие человека с объектом познания. «Объект в процессе мышления включается во всё новые связи и в силу этого выступает во всё новых качествах, которые фиксируются в новых понятиях, из объекта, таким образом, как бы вычерпывается всё новое содержание; он как бы поворачивается каждый раз другой своей стороной, в нём выявляются всё новые свойства» [1]. Процессы мышления включают анализ и синтез, абстрагирование и обобщение. Наиболее ярко продуктивные процессы мышления выступают при постановке и решении человеком различных проблем, выдвигаемых жизнью: экономических, социальных, юридических, бытовых, научных и т. д. Правомерность этого положения подтверждается тем, что проблемность – неотъемлемая черта познания, так как наличие проблем, проблемных ситуаций обусловлено

всеобщей взаимосвязью и взаимообусловленностью явлений в мире. Мышление же, являясь опосредованным познанием, берёт своё начало в проблемности познания. С. Л. Рубинштейн отмечал, «что в наиболее чистом и ярко выраженном виде мышление выступает именно там, где оно само доходит до знаний, открывает их» [2]. Следовательно, организация самостоятельного поиска учащихся в процессе обучения создает оптимальные условия и для усвоения новых знаний, и для развития мышления. Эти положения оказывают большое влияние на развитие идей проблемного обучения. Одной из задач высшей школы является максимальное развитие творческих способностей обучаемых, воспитания у них самостоятельного, творческого мышления. Развитие же творческих способностей учащихся может осуществляться лишь в творческой деятельности, специально организуемой преподавателем в процессе обучения. Положение о соответствии внешних и внутренних условий психического развития личности помогает понять, почему одно и то же педагогическое воздействие (внешнее условие), например объяснение преподавателя на практических занятиях, даёт в процессе обучения столь различные результаты. Дело в том, что внутренние условия развития каждого человека очень индивидуальны. Таким образом, чтобы получить адекватные результаты, педагог должен позаботиться

694

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

о создании соответствующих внутренних условий мышления у всех учащихся. В качестве внутренних условий выделяется соответствующая продвинутость мышления и его логический строй, формирующийся в процессе освоения некоторой элементарной системы знаний и служащей необходимой предпосылкой для усвоения системы знаний более высокого порядка. Создавая и учитывая все эти внутренние условия мышления, педагог может не только сообщать учащимся знания, но и формировать их мышление, которое развивается лишь в том случае, когда процесс обучения строится с учетом закономерностей психического развития обучаемого. А без формирования у учащегося мышления «не произойдет и усвоения им знаний, которым его обучают, потому что само усвоение знаний невозможно без анализа, обобщения знаний»[3]. Отсюда вытекает важный для практики обучения вывод: педагог, поставивший перед собой задачу не только сообщать учащимся знания, но и максимально развивать их, должен строить процесс усвоения знаний в соответствии с закономерностями процесса мышления. «Возможность усвоения и использования человеком предъявляемых ему извне знаний – понятийных обобщений и способов действия или операций – зависит от того, настолько в процессе собственного его мышления созданы внутренние условия для их усвоения и использования». Знания и готовые способности решения задач могут стать средствами дальнейшего движения мысли лишь в том случае, если преподаватель организует собственную работу мысли учащихся. Даже в тех случаях, когда учащимся сообщаются готовые обобщения и способы действия, необходимо подумать о создании внутренних условий для их продуктивного использования. Тем более необходимо создать эти внутренние условия тогда, когда учащиеся должны сами находить новые приёмы, новые способы действия, «открывать» новые знания. Как должен педагог построить процесс обучения, чтобы обучаемые заинтересовались изучаемым материалом, активно включились в работу? Каким образом создать у них внутренние условия мышления для усвоения нового? Познавательная потребность возникает у человека в том случае, когда он не может достичь цели с помощью известных ему способов действия, знаний. Эта ситуация и называется проблемной. Именно проблемная ситуация помогает вызвать определённую познавательную потребность у учащихся, дать необходимую направленность их мысли и тем самым создать внутренние условия для усвоения нового материала. Проблемная ситуация («ситуация затруднения», «конфликтная ситуация») рассматривается как одно из главных условий возникновения познавательной потребности, так как она помогает учащимся осознать тему занятия, организуемого педагогом. Главное преимущество такого занятия, в отличие от

простого словесного разъяснения, заключается в том, что проблема не ставится извне, а возникает у студентов в процессе их работы. А это ведёт к тому, что мотивы обучаемых совпадают с целью решения проблемы. Возникшая на основании собственной деятельности студента проблема обладает большой побуждающей силой, что способствует «принятию» её учащимся. Деятельность обучаемых, подчиняясь достижению этой цели (решению возникшей проблемы), приобретает активный, целенаправленный характер [5]. Для повышения эффективности обучения преподаватель не должен стремиться облегчить учащимся усвоение новых знаний путём прямого раскрытия существенных признаков изучаемого материала, а активизировать их мыслительную деятельность, стимулировать у них умение самостоятельно преодолевать возникшие трудности, так как при такой системе обучения они выходят за пределы непосредственно сообщаемых знаний, а главное овладевают всеми приёмами анализа и синтеза, что и лежит в основе развивающего обучения [6]. Создание проблемных ситуаций, определяющих начальный момент мышления, является необходимым условием организации процесса обучения, способствующего развитию подлинного продуктивного мышления. Библиографические ссылки 1. Рубинштейн С. Л. О мышлении и путях его исследования. М., 1958. 2. Рубинштейн С. Л. Бытие и сознание. М., 1957. 3. Рубинштейн С. Л. Проблемы общей психологии. 2-е изд. М., 1976. С. 232. 4. Серавин А. И. Исследование творчества. СПб. : Копи-Парк, 2005. 206 с. 5. Фридман Л. М. Педагогический опыт глазами психолога. М., 1987 224с. 6. Якиманская И. С. Развивающее обучение. М., 1979. References 1. Rubinshteyn S. L. O myshlenii i putyakh ego issledovaniya (To thinking and its research methodologies). M., 1958. 2. Rubinshteyn, S. L. Bytie i soznanie (Being and consciousness). M., 1957. 3. Rubinshteyn S. L. Problemy obshchey psikhologii. (Issue of general psychology). Izd. 2-e. M., 1976. Р. 232. 4. Seravin A. I. Issledovanie tvorchestva. (Research of creativity). SPb. : Kopi-Park, 2005. 206 р. 5. Fridman L. M. Pedagogicheskiy opyt glazami psikhologa (Pedagogical experience with psychologist’s eyes). M., 1987. 224 р. 6. Yakimanskaya I. S. Razvivayushchee obuchenie. (Developing training). M., 1979.

695

© Моисеенко Е. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 378:004.9 МОДЕЛЬ ПЕРСОНИФИКАЦИИ АСУ «УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС» Е. Г. Мягкова1, Н. И. Пак2* 1

«Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В. Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации Российская Федерация, 660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1 2 Красноярский государственный педагогический университет имени В. П. Астафьева Российская Федерация, 660049, г. Красноярск, ул. Ады Лебедевой, 89 * Е-mail: [email protected]

Предложена концепция персонифицированных информационных систем, а также критерии оценки их качества. Реализация модели персонифицированной АСУ «Учебный процесс» позволит существенно повысить качество информатизации вуза. Ключевые слова: персонификация обучения, персонифицированная АСУ, критерии персонификации образовательной системы, информатизация образования. THE MODEL OF PERSONALISED INFORMATIONAL SYSTEM “TRAINING PROCESS” E. G. Myagkova1, N. I. Pak2* 1

”Prof. V. F. Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University” of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation 1, Partizana Zheleznyaka Str., Krasnoyarsk, 660022, Russian Federation 2 Krasnoyarsk State Pedagogical University named after V. P. Astafieva 89, Ada Lebedeva Str., Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation * Е-mail: [email protected] There is a proposed concept of personalized information systems, as well as criteria to evaluate their quality. Implementation of the model of personalized informational system called "Educational process" will allow to improve essentially the quality of applying information technologies at the University. Keywords: personalization of training, personalized information system, criteria for the evaluation of the educational system, information technology of education. В настоящее время в каждом вузе используются те или иные информационные системы. Автоматизация управления образовательным процессом, сбора, хранения и доставки информации преследует, как правило, решение проблемы систематизации и повышения качества информатизации учебного процесса. Современные реалии социально-экономического состояния общества и мотивационные механизмы обучаемых в вузе, в особенности, магистрантов, определяют значимость студент-центрированного обучения [1]. В этой связи вопросам индивидуализации, личностно-ориентированным и персонифицированным методам обучения студентов в научнопедагогической литературе и диссертационных исследованиях уделяется значительное внимание [2–4]. При этом многие исследователи связывают свои идеи индивидуализации образовательного процесса с информационно-образовательными средами и АСУ, возлагая на них функции индивидуальной самообразовательной деятельности. Однако при подобном подходе трудно ожидать высокой эффективности персонифицированного обучения. Важно осознать факт, что только при высокоперсонифицированном уровне

самих АСУ и образовательных сред можно строить демократическое и гуманное обучением и самообучение студента. Цель работы – обоснование целесообразности создания модели персонификации автоматизированной системы «Учебный процесс», реализация которой будет способствовать повышению качества магистерской подготовки в технических вузах в условиях электронного обучения, межвузовской интеграции, партнерства сферы науки, образования и производства. Для определения критериев качества персонификации АСУ «Учебный процесс» в первую очередь следует определить образовательные результаты для выпускников, учитывая их новые востребованные профессиональные и метапредметные компетенции, готовность к распределено-коллективной деятельности со специалистами разных профилей, высокую культуру научно-технического и психолого-педагогического общения. Далее необходимо выделить «внутренние» качества информационной системы, включая простоту структуры и удобство навигации, персонифицированный контент, обратную связь с техниче-

696

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

ской поддержкой и администраторами. К «внешним» качествам информационной системы можно отнести дружественность интерфейса, доступность с любых мобильных устройств и т. п. Следующей группой критериев должны стать мероприятия по непрерывной модернизации учебного процесса по принципам опережающего темпа развития, предусматривающие изменения по организации, формам и методам образовательного процесса и направленные на учет современных предпочтений и сформированных психофизиологических и личностных особенностей учащейся молодежи в условиях цифрового общества. Весьма значимым для повышения уровня персонификации информационной системы «Учебный процесс» должны стать внутренние индивидуальные «темпомиры». Регламентные мероприятия организационного, отчетно-нормативного характера не должны быть жесткими по ограничениям времени и должны управляться адаптационно в зависимости от уровня ИКТ-компетенции пользователя кластера, пожеланий и претензий студента, лояльности административных работников. Еще одним фактором персонификации образовательной среды является «интеракция». Интерактивность, мгновенная обратная связь, причем по всем интересующим вопросам студента и преподавателя в любое время и в любом месте обеспечивает комфортность и выработку «привычки» всегда обращаться к ресурсам АСУ «Учебный процесс». Ведущей стратегией моделируемой АСУ «Учебный процесс» является кластерный и проективный подходы [5; 6], интегрирующие в единый кластер персонифицированную деятельность преподавателей в «рабочих кабинетах», персонифицированные «личные комнаты» студентов, студент-центрированные учебные курсы [7] и другие сопутствующие компоненты информационной системы. Для оценки качества персонификации АСУ с позиций студента в первую очередь выбираются критерии индивидуализации обучения и параметры, оценивающие качество самообразовательной деятельности обучаемых с помощью электронных курсов и цифровых образовательных ресурсов. С точки зрения преподавателя качество АСУ определяется востребованностью контента, повышением производительности его труда, сокращением времени на псевдоучебно-методическую и нормативно-отчетную деятельность. Перечисленные позиции предполагают определение конкретных критериев и параметров уровня персонификации АСУ «Учебный процесс» и оценки качества образовательного процесса от его уровня. Они первоначально задаются экспертным путем и с помощью анонимных анкет среди преподавателей и студентов разнопрофильных вузов. Следует предположить, что высокий уровень персонификации АСУ «Учебный процесс» позволит более эффективно осуществлять персонифицированное обучение студентов, повысить роль преподавателя в условиях электронного обучения и в целом качество подготовки студентов в вузе.

Благодарность. Авторы статьи выражают признательность и благодарность Благотворительному фонду В. Потанина за оказанную материальную поддержку проекта «Разработка новой магистерской программы «Конструкторско-технологическое обеспечение разработки, изготовления, испытаний и эксплуатации систем управления ракетнокосмической техники», одним из результатов реализации которого является написание настоящих материалов. Библиографические ссылки 1. Crumly C. Pedagogies for Student-Centered Learning: Online and On-Ground. Minneapolis : Fortress Press, 2014. 120 p. 2. Киселев В. М. Организация персонифицированного профессионального образования средствами информационных технологий : автореф. дис. … канд. пед. наук. Якутск, 2004. 21 с. 3. Габдулхаков В. Ф. Персонификация профессиональной подготовки в вузе: компоненты педагогической технологии : монография. М. : Московский психолого-социальный ун-т (изд-во НПО «МОДЭК») ; Казань : Казанский (Приволжский) федеральный ун-т, 2013. 293 с. 4. Киселева А. А., Стародубцев В. А. Персональная образовательная сфера как агрегатор формального и неформального образования // Открытое образование. 2013. № 6. С. 52–59. 5. Проскурина Т. Л. Образовательный кластер как региональная инновационная стратегии // Образовательные технологии. 2011. № 3. С. 53–63. 6. Баженова И. В., Пак Н. И. Проективно-рекурсивная технология обучения в личностно-ориентированном образовании // Педагогическое образование в России. 2016. № 7. С. 7–15. 7. Пак Н. И. О магистерском курсе «Современные проблемы науки и образования» // Решетневские чтения : материалы XX Юбилейной междунар. науч.практ. конф., посвящ. памяти генерального конструктора ракет.-космич. систем акад. М. Ф. Решетнева (09–12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. С. 533–535. References 1. Crumly C. Pedagogies for Student-Centered Learning: Online and On-Ground. Minneapolis: Fortress Press, 2014. 120 p. 2. Kiselev V. M. Organizatsiya personifitsirovannogo professional’nogo obrazovaniya sredstvami informatsionnykh tekhnologiy : avtoref. dis. kand. ped. nauk. Yakutsk, 2004. 21 р. 3. Gabdulkhakov V. F. Personifikatsiya professional’noy podgotovki v vuze: komponenty pedagogicheskoy tekhnologii : monografiya. M. : Moskovskiy psikhologo-sotsial'nyy un-t (izd-vo NPO “MODEK”) ; Kazan’ : Kazanskiy (Privolzhskiy) federal'nyy un-t, 2013. 293 р.

697

Решетневские чтения. 2017

4. Kiseleva A. A., Starodubtsev V. A. Personal’naya obrazovatel’naya sfera kak agregator formal’nogo i neformal’nogo obrazovaniya // Otkrytoe obrazovanie. 2013. № 6. Р. 52–59. 5. Proskurina T. L. Obrazovatel’nyy klaster kak regional’naya innovatsionnaya strategii // Obrazovatel'nye tekhnologii. 2011. № 3. Р. 53–63. 6. Bazhenova I. V., Pak N. I. Proektivno-rekursivnaya tekhnologiya obucheniya v lichnostno-orientirovannom

obrazovanii // Pedagogicheskoe obrazovanie v Rossii. 2016. № 7. Р. 7–15. 7. Pak N. I. O magisterskom kurse “Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya” // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. Р. 533–535.

698

© Мягкова Е. Г., Пак Н. И., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 004.9 ПОЛУАВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА СОСТАВЛЕНИЯ РАСПИСАНИЯ В УЧЕБНОМ ЗАВЕДЕНИИ В. А. Павлычев, Н. С. Хлыстов Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Описана деятельность методического отдела, в частности – составления расписания занятий. Исследованы исходные данные по составлению расписания по стандартам. Предложен способ решения проблемы с полуавтоматическим составлением расписания. Ключевые слова: высшее образование, программное обеспечение, прикладная информатика, расписание. SEMIAUTOMATIC SYSTEM OF SCHEDULE COMPARTMENT IN THE EDUCATIONAL INSTITUTION V. A. Pavlychev, N. S. Khlystov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation The article describes the activities of the methodical department, in particular, the compilation of classes. There are investigated initial standards on data scheduling. The research proposes a method to solve the problem with semiautomatic scheduling. Keywords: higher education, software, applied informatics, schedule. Получение образования становится одной из основополагающих ценностей современного общественного развития. В настоящее время ценность его получения набирает обороты в связи с острой нехваткой профессионалов в различных сферах. Образование – это всегда процесс возвышения человека над своей природной сущностью. Накопленные знания, ценности и навыки передаются через школы, колледжи, университеты и другие институты. Ответственность за большую часть работы возлагается на учебнометодические отделы, у которых основной деятельностью является: – разработка учебно-методического обеспечения; – контроль за своевременным повышением квалификации сотрудников; – внедрение инновационных технологий и методов обучения; – составление расписания учебных занятий. В данной работе, в качестве примера, будет рассмотрен Аэрокосмический колледж СибГУ им. М. Ф. Решетнева. Со всеми перечисленными выше пунктами в данном учебном заведении, как таковых проблем нет, кроме как с составлением расписания. Составление расписания делится на две части: семестровое (перед началом семестра происходит примерное распределение групп по аудиториям), оперативное (ежедневные поправки) [2]. Требуется акцентировать внимание на составлении оперативного расписания, так как на этом этапе встречаются следующие проблемы: несколько групп распределяют в одну аудиторию; количество человек в группе не соответствуют количеству мест в аудитории;

практические занятия проводятся в аудиториях без должной материально-технической базы. Исходными данными для составления расписания учебных занятий являются: компетентностно-ориентированный учебный план специальностей; график учебного процесса; виды учебных занятия (лекции, практические занятия, лабораторные работы); сведения об имеющемся аудиторном фонде и его оборудовании; данные о количестве студентов в учебных группах; распределение групп для практических занятий между преподавателями; мотивированные пожелания преподавателей [1]. Решить данные проблемы можно с помощью разработки автоматизированной системы составления расписания, в которой будут невозможно распределить группы так, чтобы они противоречили определенным правилам, рассмотренным ранее [3; 4]. Примерный интерфейс такой системы показан на рисунке. Администратор, перетаскивая группы на аудиторию, помещает её в расписание. Это происходит, если выполняются все условия. Если группа помещена в определённую аудиторию, ещё одну туда добавить будет нельзя. После добавления, группа исчезает из списка, чтобы не дублировать группу в другую аудиторию. Данная автоматизированная система облегчит труд методиста, отвечающего за составление расписания, не даст сделать то, что не соответствует стандарту и исключит ошибки из-за невнимательности [5].

699

Решетневские чтения. 2017 4.09.2017 – 1 лента

4

401

402

30

403

30

404

20

25

–

3

301

302 30

303 25

304

30

Лекционная аудитория

– Компьютерная аудитория

20

– Аудитория со станками

2 1

201

202

25

101

102 30

203 25

103

30

204

30

25

104

25

  

учебные группы  преподаватели  виды занятий 

20

Преподаватель 1 ТМ – 1

27

Преподаватель 2 ТМ – 2

21

Преподаватель 3 С–1

28

Преподаватель 4 П–1

23

Преподаватель 5 П–2

22

Преподаватель 6 КС – 1

25

Преподаватель 7 ИС – 1

27

Преподаватель 8 ИС – 2

20

Интерфейс системы

Библиографические ссылки 1. Коробко А. И. Учебные занятия в высшем учебном заведении, их виды и назначение // Вестник Моск. гос. лингвистич. ун-та. 2010. № 595. С. 64–73. 2. Клеванский Н. Н. Формирование расписания занятий высших учебных заведений // Образовательные ресурсы и технологии. 2015. № 1 (9). С. 34–44. 3. Сидорин А. Б., Ликучева Л. В. Дворянкин А. М. Методы автоматизации составления расписания занятий. Ч. 1. Классические методы // Известия Волгоград. гос. техн. ун-та. 2009. № 12 (60). С. 116–120. 4. Сидорин А. Б., Ликучева Л. В., Дворянкин А. М. Методы автоматизации составления расписания занятий. Ч. 2. Эвристические методы оптимизации // Известия Волгоград. гос. техн. ун-та. 2009. № 12 (60). С. 121–123. 5. Семенов С. П., Татаринцев Я. Б. Сравнительный анализ подходов к автоматизации составления расписаний учебных занятий в образовательных учреждениях // Известия Алтайск. гос. ун-та. 2010. № 1 (1). С. 103–105. References 1. Korobko A. I. Uchebnye zanyatiya v vysshem uchebnom zavedenii, ih vidy i naznachenie [Training sessions in a higher educational institution, their types and purpose] // Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo lingvisticheskogo universiteta. 2010. № 595. P. 64–73. (In Russ.)

2. Klevanskij N. N. Formirovanie raspisaniya zanyatij vysshih uchebnyh zavedenij [Formation of the schedule of occupations of higher educational institutions] // Obrazovatel’nye resursy i tekhnologii. 2015. № 1 (9). P. 34–44. (In Russ.) 3. Sidorin A. B., Likucheva L. V., Dvoryankin A. M. Metody avtomatizacii sostavleniya raspisaniya zanyatij chast’ 1. Klassicheskie metody [Methods of automating the preparation of the schedule of lessons part 1. Classical methods] // Izvestiya Volgogradskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2009. № 12 (60). P. 116– 120. (In Russ.) 4. Sidorin A. B., Likucheva L. V., Dvoryankin A. M. Metody avtomatizacii sostavleniya raspisaniya zanyatij chast’ 2. EHvristicheskie metody optimizacii [Methods of automating the scheduling of lessons part 2. Heuristic optimization methods] // Izvestiya Volgogradskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2009. № 12 (60). P. 121–123. (In Russ.) 5. Semenov S. P., Tatarincev Y. A. B. Sravnitel'nyj analiz podhodov k avtomatizacii sostavleniya raspisanij uchebnyh zanyatij v obrazovatel’nyh uchrezhdeniyah [Comparative analysis of approaches to automating scheduling of educational institutions in educational institutions] // Izvestiya Altajskogo gosudarstvennogo universiteta. 2010. № 1 (1). P. 103–105. (In Russ.)

700

© Павлычев В. А., Хлыстов Н. С., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 37.013 ЗАХВАТ ВНИМАНИЯ АУДИТОРИИ ПРИ РАБОТЕ СО СТУДЕНТАМИ РАЗНЫХ УРОВНЕЙ МОТИВАЦИИ А. Г. Пятков Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Рассматривается вопрос важности и методы захвата внимания аудитории студентов, в особенности на первых занятиях, как для групп с высоким уровнем мотивации, так и для групп с низким уровнем мотивации, рядом методов захвата внимания. Ключевые слова: мотивация и её диагностика, внимание аудитории, метод захвата внимания студентов. CAPTURING THE ATTENTION OF STUDENT AUDIENCE FOR GROUPS OF DIFFERENT MOTIVATION LEVELS A. G. Piatkov Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The paper considers the importance and methods of capturing the attention of student audience for groups of high and low motivation levels with some methods of capturing the attention of students' audience. Keywords: motivation and its diagnostics, the attention of the audience, the method of capturing students’ attention. Преподаватели в рамках выполнения своих основных задач (обучения) должны привлекать внимание студентов. Активизация внимания студентов при объяснении нового материала является в принципе одной из проблем преподавания. Преподаватель берет на себя большую ответственность, стараясь научить людей. Студенты с высоким уровнем мотивации нацелены на внимательное прослушивание материалов занятий, но зачастую могут отвлекаться от занятий. Группы с низким уровнем мотивации изначально в этом редко заинтересованы, что создает явную проблему при преподнесении материала таким студентам. При этом очевидно, что эта проблема актуальна для преимущественного большинства направлений образования, в частности для ракетно-космического направления. Захват внимания является важной задачей преподавателя. Он позволяет сфокусировать внимание аудитории на изучаемом материале, а также повысить заинтересованность в изучении материала при выборе подходящей группы методов захвата внимания. В особенности, эта задача важна на первых занятиях, когда формируется первичное впечатление студентов о дисциплине. Для захвата внимания существует ряд методов. Однако стоит учитывать при выборе метода целый ряд различный факторов (возрастная психология, целеполагание аудитории, мотивацию группы в среднем и ряд других). Для определения уровня мотивации стоит использовать различные методы диагностики мотивации студентов [1; 2]. Классифицировав аудиторию как минимум на один из двух классов

(мотивированная и не мотивированная) можно приступать к выбору методов захвата внимания. Можно определить ряд эффективных практических приёмов захвата внимания аудитории, которые собраны на основе специализированной литературы [3; 4] и практического опыта преподавания автора: 1. Разговорность стиля. В выступлении должны преобладать более употребительные, стилистически нейтральные и разговорные слова. Такая лексика легче воспринимается слушателями и вызывает большее доверие к оратору. 2. Простота изложения. Необходимо использовать более простые синтаксические конструкции в тексте выступления. Избегать длинных сложноподчиненных предложений, развернутых причастных оборотов. 3. Конкретность лексики. Вместо того чтобы сказать: «Это нужно прежде всего работникам бюджетной сферы», лучше конкретизировать: «Это нужно врачам и учителям, пенсионерам и воспитателям детских садов». Конкретные наименования гораздо понятнее и ближе студентам. Дейл Карнеги учил своих слушателей: не собака, а пятнистый бульдог; не Филадельфия, а крупный научный и медицинский центр. 4. Выразительность речи. Устная речь обязательно должна быть выразительной, эмоционально окрашенной. Следует голосом, интонацией подчеркивать основную мысль, делать паузы до и после важных мыслей, а маловажные проговаривать быстрее. 5. Повторы идей. Выражаемая идея должна повторяться в ходе выступления, но повтор должен осуществляться в разной словесной форме. Надо не менее

701

Решетневские чтения. 2017

четырех раз повторить мысль, чтобы она отразилась в сознании [4]. Причём повтор идеи можно попросить сделать и аудиторию, что дополнительно позволит захватить внимание. 6. Смысловая пауза. Этот эффективный базовый приём настройки контакта с аудиторией, который, как правило, используется перед тем как подчеркнуть важность последующей информации. 7. Богатый презентационный и раздаточный материал. Графическую информацию (несложные графики, диаграммы, таблицы и иллюстрации) можно демонстрировать на слайдах презентации. Справочный и методический материал лучше разослать заранее, чтобы слушатели использовали его в распечатанном виде. 8. Обращение к событию, времени, месту. «Я думаю, вы все вчера смотрели новости по телевизору…», «Вы стояли на крыльце нашего здания и…». 9. Отвлечения внимания на предмет. «Вот вы видите у меня в руках ключи от двери…». 10. Ссылка на общеизвестный и общедоступный источник информации. «Сегодня участники Дома 2 заинтересовались наукой …». 11. Ссылка на авторитет, цитирование знаменитости. «Президент ставит приоритетной задачу обеспечения информационной безопасности…», «Эйнштейн говорил, что у него нет какого-то особого таланта. Он просто страсть как любопытен». 12. Интерактивный диалог. Студентов стоит вовлекать в диалог, делать их активными слушателями. Задавать вопросы, заставлять их задуматься, давать возможность самостоятельно закончить мысль оратора, выдвигать гипотезы и идеи, просить установить закономерности и логические связи. 13. Рассказ о себе, своём личном опыте, случае из жизни. 14. Юмор. Однако на начальной стадии выступления он должен быть минимален. 15. Обращение к жизненным интересам слушателей, к тому, что волнует их ежедневно. 16. Риторический вопрос. Если риторический, не требующий ответа вопрос задается эмоционально, а после него выдерживается пауза, то оратор в большинстве случаев может приковать к себе внимание аудитории. 17. Провокация. Выключение у аудитории стереотипного мышления и включение эффекта мотивации. Никогда не стоит бояться вызывать у слушателей мгновенную, но кратковременную реакцию несогласия с предоставляемой информацией. 18. Элемент неожиданности. Он всегда привлекал внимание, возможность «подать» слушателям свежую интересную информацию (малознакомые исследования, новые данные, мнения экспертов). Отлично сработают такие приемы, как оригинальная интерпретация известных фактов, обсуждение новаторских идей, коллективный анализ проблемы. 19. Загадка. Чтобы правильно «зацепить» аудиторию с помощью интриги, необходимо изначально вызвать чувство позитивной неопределенности. Для удержания внимания после нужно будет обеспечить слушателям эмоциональные взлеты и падения в зна-

ниях, периодически раскрывая новые подробности и информацию. 20. Возбуждение любопытства. Затронуть необычный факт, который аудитория ещё не знает. Привести парадокс, который возбудит мыслительную деятельность аудитории. 21. Динамичность местоположения оратора. Оратор во время занятия не сидит на одном месте, а перемещается, но остаётся на виду у аудитории. 22. Тихий голос. Если заговорить тише, то и аудитория начнет прислушиваться, и идеи будут казаться более убедительными. 23. Молчание. Оратору следует стараться меньше говорить, если в этом нет необходимости. Пусть говорит сама аудитория. Данные методы можно по различному классифицировать и составлять из них различные логические цепочки их применения для повышения эффекта захвата внимания аудитории, что будет тематикой дальнейших работ. Однако стоит сделать акцент, что аудитория с низким уровнем мотивации требует на начальном этапе метода, который бы смог резко приковать внимание. Например, провокация, загадка, обращение к жизненным интересам аудитории. В случае же групп с высоким уровнем мотивации захват внимания можно проводить с более стандартных вариантов: риторический вопрос, интерактивный диалог. При этом ряд методов должен применяться преимущественно со всеми, к примеру, разговорность стиля, простота изложения, повторы идей и смысловая пауза. Стоит помнить, что аудитория – не группа скептически настроенных недоброжелателей, а люди, которые хотят получить новые знания, опыт и навыки в комфортной для них среде, но, возможно, не до конца это понимают. Все что нужно – завоевать их внимание, убедить их в необходимости узнать что-то новое и рассказать это в понятной и интересной для них форме. Библиографические ссылки 1. Пакулина С. А., Кетько С. М. Методика диагностики мотивации учения студентов педагогического вуза [Электронный ресурс]. URL: http://psyedu.ru/ files/articles/psyedu_ru_2010_1_1554.pdf (дата обращения: 10.09.2017). 2. Пятков А. Г. Об адаптивности дистанции преподавателей в отношениях со студентами // Актуальные проблемы авиации и космонавтики : материалы Международной науч. конф. (апрель 2016, г. Красноярск): в 2 ч. / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. С. 173–175. 3. Стернин И. А. Приёмы захвата и удержания внимания аудитории [Электронный ресурс]. URL: http://www.elitarium.ru/publichnoe-vystuplenie-vnimanie-priemy-ustnaja-rech-oratorskoe-iskusstvo/ (дата обращения: 10.09.2017). 4. Стернин И. А. Практическая риторика в объяснениях и упражнениях для тех, кто хочет научиться говорить. Воронеж : Истоки, 2011. 169 с.

702

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

References 1. Pakulina S. A., Ket’ko S. M. Metodika diagnostiki motivacii uchenija studentov pedagogicheskogo vuza [Techniques of pedagogical university students’ motivation diagnosing]. Available at: http://psyedu.ru/files/ articles/psyedu_ru_2010_1_1554.pdf (accessed: 10.09.2017). 2. Piatkov A. G. Ob adaptivnosti distantsii prepodavateley v otnosheniyakh so studentami [About adaptability of relationship distance for lecturer and students] // Aktual'nye problemy aviatsii i kosmonavtiki : materialy Mezhdunarodnoy nauch. konf. (April 2016, Krasnoyarsk) / Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2016. P. 173– 175. (In Russ.)

3. Sternin I. A. Prijomy zahvata i uderzhanija vnimanija auditorii [Methods of capturing and retaining the attention of the audience]. Available at: http://www.elitarium.ru/publichnoe-vystuplenie-vnimanie-priemy-ustnaja-rech-oratorskoe-iskusstvo/ (accessed: 10.09.2017). (In Russ.) 4. Sternin I. A. Prakticheskaja ritorika v objasnenijah i uprazhnenijah dlja teh, kto hochet nauchit'sja govorit' [Practical rhetoric in explanations and exercises for people who want to speak]. Voronezh : Istoki, 2011. 169 p. (In Russ.)

703

© Пятков А. Г., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 82.322.4 ОЦЕНКА КАЧЕСТВА РАБОТЫ СИСТЕМ МАШИННОГО ПЕРЕВОДА Н. Г. Ртищева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Ставится задача выявить степень участия человека в переводе, осуществляемом при помощи систем машинного перевода. Ключевые слова: машинный перевод, степень участия человека в машинном переводе. EVALUATION OF THE PERFORMANCE OF MACHINE TRANSLATION SYSTEMS N. G. Rtishcheva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article identifies a degree of human involvement in the translation, with the assistance of machine translation systems. Keywords: machine translation, the degree of human involvement in machine translation В наше время, в эпоху интернета и преодоления границ общения по всему миру, всё более востребованным становится перевод с одного языка на другой, так как большинство информации в Интернете представлено на иностранных языках. Но далеко не каждый обладает знаниями иностранного языка, но не желая отказываться от информации люди, не имеющие этих знаний, прибегают к помощи систем машинного перевода. К сожалению, качество машинного перевода оставляет желать лучшего: нередки случаи, когда текст, переведённый машиной, нельзя прочесть, так как он не связан между собой, слова не вписываются в контекст, значение слова подобрано совершенно не то, которое следовало бы выбрать. Но тем не менее, за неимением альтернативы, к помощи систем машинного перевода прибегает всё большее и большее число людей, даже не смотря на их низкое качество перевода. К счастью, человек, обладающий знаниями иностранного языка может с лёгкостью исправить недочёты, допущенные программами. Знающий человек изменит перевод в лучшую сторону и максимально приблизит перевод к адекватному. Обычно говорят о переводе «с одного языка на другой», но, в действительности, в процессе перевода происходит не просто замена одного языка другим. В переводе сталкиваются различные культуры, разные личности, разные склады мышления, разные литературы, разные эпохи, разные уровни развития, разные традиции и установки. Переводом интересуются культурологи, этнографы, психологи, историки, литературоведы и разные стороны переводческой деятельности могут быть объектом изучения в рамках

соответствующих наук. В то же время в науке о переводе – переводоведении – могут выделяться культурологические когнитивные, психологические, литературные и прочие аспекты. Если обобщить, то перевод – это процесс или результат передачи мысли с одного языка на другой, учитывая особенности как и исходного, так и переводимого языков. Машинный перевод – это выполняемое на ЭВМ (компьютере) действие по преобразованию текста на одном естественном языке в эквивалентный по содержанию текст на другом языке, а также результат такого действия. Существуют два принципиально разных подхода к построению алгоритмов машинного перевода: основанный на правилах (rule-based) и статистический, или основанный на статистике (statistical-based). Первый подход является традиционным и используется большинством разработчиков систем машинного перевода (ПРОМТ в России, SYSTRAN во Франции, Linguatec в Германии и др.). Ко второму типу относится популярный сервис Яндекс. Перевод, Переводчик Google, а также новый сервис от ABBYY Статистический машинный перевод – это разновидность машинного перевода текста, основанная на сравнении больших объёмов языковых пар. Языковые пары – тексты, содержащие предложения на одном языке и соответствующие им предложения на втором, могут быть как вариантами написания двух предложений человеком – носителем двух языков, так и набором предложений и их переводов, выполненных человеком. Таким образом, статистический машинный перевод обладает свойством «самообучения». Чем больше в распоряжении имеется языковых пар и чем точнее они соответствуют друг другу, тем лучше

704

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

результат статистического машинного перевода. Под понятием «статистического машинного перевода» подразумевается общий подход к решению проблемы перевода, который основан на поиске наиболее вероятного перевода предложения с использованием данных, полученных из двуязычной совокупности текстов [1–5]. Синхронный автоматический перевод (Speech-toSpeechReal-TimeTranslation) – «моментальный» машинный перевод речи, с одного естественного языка на другой, с помощью специальных программных и технических средств. Так же называется направление научных исследований, связанных с построением подобных систем. Процесс электронного перевода речи (S2S RealTimeTranslation), как правило, включает следующие три этапа: – автоматическое распознавание речи (ASR – automaticspeechrecognition) – преобразование речи в текст; – машинный перевод (MAT – MachineAssistedTranslation); – автоматический перевод текста с одного языка на другой; – синтез речи (TTS – text-to-speech) – технология, которая даёт возможность произнести текст голосом, приближенным к естественному. Вместо «машинный» иногда употребляется слово автоматический, что не влияет на смысл. Однако термин автоматизированный перевод имеет совсем другое значение – при нём программа просто помогает человеку переводить тексты. Автоматизированный перевод – это широкое и не совсем точное понятие, охватывающее широкий спектр простых и сложных инструментов. Они могут включать: Программы для проверки правописания, которые могут быть встроены в текстовые редакторы или дополнительные программы; Программы для проверки грамматики, которые также встраиваются в текстовые редакторы или дополнительные программы; Программы для управления терминологией, которые позволяют переводчикам управлять своей собственной терминологической базой в электронной форме. Словари на компакт-дисках, одноязычные или многоязычные и т. д. Почти полностью автоматические системы, напоминающие машинный перевод, но позволяющие пользователю вносить определенные изменения в сомнительных случаях называют «машинным переводом с участием человека». Существует несколько форм организации взаимодействия ЭВМ и человека в машинном переводе: – с постредактированием: исходный текст перерабатывается машиной, а человек-редактор исправляет результат; – с предредактированием: человек приспосабливает текст к обработке машиной (устраняет возможные неоднозначные прочтения, упрощает и размечает текст), после чего начинается программная обработка;

– интерредактированием: человек вмешивается в работу системы перевода, разрешая трудные случаи. Качественный машинный перевод без участия человека возможен лишь в теории, машины, даже на их быстротечный прогресс, все еще слишком слабы, чтобы знать точные перечни всех синтаксических конструкций, возможных на том или ином языке, а также многое другое, что требуется знать любому уважающему себя переводчику. А пока что лишь мозг человека может различать разнообразные ситуации, видеть темы и ремы, учитывать стилистику, особенности языков и многое-многое другое. Несмотря на то, что машинный перевод сейчас сделал огромные шаги в развитии, никто в коммерческой сфере не пользуется системами машинных переводов в полной мере, так как данные системы могут облегчить работу «живому» переводчику, но ни в коем случае его не заменить. Чем более формализован стиль исходного документа, тем большего качества перевода можно ожидать. Самых лучших результатов при использовании машинного перевода можно достичь для текстов, написанных в техническом (различные описания и руководства) и официально-деловом стиле. Таким образом, результаты машинного перевода почти всегда требуют редактирования. А то, насколько адекватными можно считать результаты перевода на компьютере, определяется не только качеством системы машинного перевода, но и качеством последующего редактирования. Библиографические ссылки 1. Бар-Хиллел И. Будущее машинного перевода (почему машины не могут научиться переводить) // Вопросы языкознания. 1969. № 4. C. 11. 2. Будущее машинного перевода // Компьютера. 2002. № 21, 05 июня. C. 15. 3. Кулагина О. С. О современном состоянии машинного перевода // Математические вопросы кибернетики. Вып. 3. М. : Наука, 1991. C. 5–156. 4. Нелюбин Л. Л. Компьютерная лингвистика и машинный перевод. М., 1991. 5. Лингвистический энциклопедический словарь / глав. ред. В. Н. Ярцева. М. : Сов. энцикл., 1990. 685 с. References 1. Bar-Hillel I. Future of machine translation (why machines can't learn to translate) // problems of linguistics. 1969. № 4. C. 11. 2. The future of machine translation // the Computer. 2002. № 21, June 05. C. 15. 3. Kulagina О. S. On the current state of machine translation // Mathematical problems of Cybernetics. Vol. 3. M. : Nauka, 1991. C. 5–156. 4. Nelyubin L. L. computational linguistics and machine translation.. M., 1991. 5. Linguistic encyclopedic dictionary / Chapters. edited by V. N. Yartseva. M. : Soviet encyclopedia, 1990. 685 p.

705

© Ртищева Н. Г., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 800.2.001 АКАДЕМИЧНОСТЬ И ЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА РАЗВИТИЕ СПОСОБНОСТИ АДАПТИРОВАТЬСЯ К ТРЕБОВАНИЯМ РЫНКА ТРУДА У ВЫПУСКНИКОВ МАГИСТЕРСКИХ ПРОГРАММ М. В. Савельева Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Поиск недостатков в образовательных программах – необходимый процесс, особенно если мы в состоянии уменьшить их количество. Однако существует и другой подход к совершенствованию системы образования: мы можем усилить качества программ, которые способны помочь выпускникам адаптироваться к требованиям современного мира, применив умения и навыки, полученные в результате освоения программы. Академичность – общая характеристика магистерских программ и может содействовать развитию умения у выпускников магистратур находить гибкие решения в условиях быстро изменяющихся требований рынка труда. Ключевые слова: академичность, способность к адаптации, рынок труда, академическая и прикладная магистратура. ACADEMIC INTEGRITY AND ITS IMPACT ON MASTER PROGRAMME GRADUATES’ FLEXIBILITY M. V. Savelyeva Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] Searching for the shortcomings of the education is a necessary process, if we are able to eliminate them. However, there is another approach to improve the system of education: the educators can strengthen the qualities of the programmes that are rather helpful for the graduates and make them adaptable to the labour market demands if the graduates apply their skills and knowledge in a flexible way. Academic integrity of both academic and non-academic master programmes can contribute to master programme graduates’ flexible response to the current world requirements. Keywords: academic integrity, flexibility, labour market, academic and non-academic master programmes. Требования к выпускникам вузов, предъявляемые работодателями, современный темп жизни и развитие технологий, стимулирует вчерашних выпускников бакалавриатов и специалитетов к выбору дальнейшей образовательной траектории. При этом глобальный мир образования, без сомнения, имеет ряд преимуществ: практически единый подход к организации образования в разных странах, очень похожие шкала оценивания студентов, присвоение одинаковых степеней, следовательно, выпускники могут выбрать мобильную образовательную траекторию. Если их предыдущее образование удовлетворяет известным заранее требованиям для поступления на программу, студенты могут рассчитывать на поступление в любой вуз мира. Но с процессом глобализации в образовании обостряется ряд серьезных проблем: например, различие в условиях реализации одной и той же магистерской программы, особенности ментальных традиций формирования умений и навыков [1], приводят к плохо прогнозируемым результатам. Важно, что мировое образовательное сообщество одной из серьезных отмечаемых проблем считают неумение выпускников адаптироваться к спросу на рынке труда [2].

Предпосылкой к этому может служить изначально непродуманный подход к выбору образовательной программы со стороны самого студента, его недостаточная информированность обо всех нюансах программы и ее результатах. Хотя все документы находятся на сайтах университетов, молодые люди не склонны их анализировать самостоятельно, что приводит к разочарованию и ощущении бесцельно потраченного времени, кроме того, полученное образование не гарантирует трудоустройства и высоких зарплат всем выпускникам. Складывается впечатление, что проблема также в том, что студенты, во-первых, не видят взаимосвязь преподаваемых дисциплин, во-вторых, не понимают, как применить полученные знания, умения и навыки в реальной жизни. Отсюда ощущение получение образования ради самого образования, а не для получения более престижной работы и саморазвития. Думается, что одним из решений может стать создание неповторимой атмосферы программы, где при изучении каждой дисциплины студент видит перспективу применения полученных навыков и знаний, понимает взаимосвязь дисциплин и их влияние на конечный результат.

706

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

Для магистерских программ их академическая целостность может стать ключом к созданию подобной атмосферы. Анализируя требования к потенциальному выпускнику магистратуры, мы отмечаем, что выпускникам обоих видов магистерских программ: академической и прикладной необходимо выработать в себе целый ряд похожих навыков в области ведения исследования, таких как: быстро находить и изучать новую информацию по теме исследования; синтезировать большие объемы научной информации; вести исследование самостоятельно; формулировать и защищать собственные выводы; уметь решать проблемы и применять собственный вывод; сформировать исследовательскую зрелость [3]. Различия в подготовке прикладной магистратуры и академической представлено на рисунке следующим образом (см. рисунок). Прикладная, как и академическая магистратура завершаются самостоятельным исследованием магистранта, что невозможно без создания академичной среды, способствующей академической подготовки, результатом которой является проведение магистрантами исследования и написание магистерской диссертации. В создание академичности вносят вклад все специалисты, преподающие свои дисциплины в рамках этой программы. Каждая дисциплина имеет значение, равно как и личный опыт преподавателя, который может пояснить, какие дополнительные преимущества можно извлечь из сформированных умений и знаний в рамках его дисциплины, а также указать на взаимодействие с другими дисциплинами. Разрабатывая курс иностранного языка в профессиональной сфере для слушателей прикладной магистерской программы, мы делаем ставку на академическую целостность. Это как раз тот вид подготовки, который представляет наш курс профессионального языка полезным для магистрантов, благодаря его практической направленности. Во-первых, мы начинаем с того, что при изучении иностранного языка на новом уровне, слушатели должны сфокусироваться на своем исследовании, которое не выполнимо без изучения существующего положения дел в современной науке, не ограниченной рамками одной страны, одного университета. Возможно, перед слушателями прикладной магистратуры не ставятся задачи такого глобального масштаба, тем не менее, познакомиться с существующими образцами решения подобных за-

дач поднимет их собственное исследование на качественно-новый уровень. Во-вторых, мы знакомим магистрантов с правилами академического письма, форматом научных статей. За курс иностранного языка в профессиональной сфере для магистрантов мы ставим перед собой задачу проинформировать слушателей о существующих реферативных базах данных научных работ. По заданиям курса слушатели не только читают предлагаемые материалы, но проводят свои собственные исследования и поиск журналов по их направлению, чтобы впоследствии стать автором публикации в выбранном журнале и применить полученную информацию в собственном исследовании. В-третьих, академичность дает возможность объединяться и взаимодействовать преподавателямлингвистам со специалистами нелингвистических направлений, начиная от решения прикладной задачи – создания глоссария терминов, полезных не только для магистрантов, но и для специалистов всех профилей. В дальнейшем, могут быть разработаны совместные задания для магистрантов, одним из которых можно считать обязательное написание аннотации к магистерскому исследованию. Академичность, конечно, предусматривает участие в научных событиях, поэтому главное задание для магистрантов – подготовка научной публикации и выступление на научной студенческой конференции. При этом магистранты не только представляют свое исследование аудитории, но делают это на иностранном языке, используя научный язык. Таким образом, происходит академичность обеспечивает своеобразное единение академической подготовки, целей отдельно взятой дисциплины и нужд магистрантов [4]. Описанный здесь опыт представляет лишь усилия одной кафедры, задействованной в магистерской подготовке. Без сомнения, ведущая роль в создании академичности принадлежит специалистам выпускающей кафедры и научным руководителям магистрантов. Причем, совершенно правильно, что у научного руководителя иные задачи, которые не могут сводиться только к информированию магистранта о существующих исследованиях. В рамках академической подготовки научный руководитель организует исследование и направляет его, а магистрант должен самостоятельно применить навыки и умения, полученные в результате академической подготовки, и провести заданное ему исследование.

Особенности подготовки

Ориентация программ

Прикладная

Академическая

Практико-ориентированная основа, прикладные виды профессиональной деятельности

Научно-исследовательский и педагогический виды профессиональной деятельности

Приобретение прикладных компетенций, необходимых для карьеры в бизнесе или промышленности. Выполнение исследования, прикладного характера, по заданию промышленности или бизнеса

Приобретение опыта исследовательской деятельности. Выполнение собственного научного исследования, как вклад в коллективное исследование, выполняемое в рамках научной школы

Различия в подготовке прикладной и академической магистратуры

707

Решетневские чтения. 2017

Для магистрантов академическая подготовка также важна, так как дает им дополнительное понимание научной деятельности вместе с научно-исследовательской подготовкой. Результатом совместных усилий преподавательского состава можно считать тот факт, что, приближаясь к защите своей диссертации, магистранты меняют свое отношение к карьере ученого, более 40 % выпускников магистратуры поступают в аспирантуру. Библиографические ссылки 1. Мироненко Н. В., Строева О. А. Академические программы подготовки магистров: зарубежный опыт // Управленческое консультирование. № 12. 2015. С. 75–82. 2. Розовски Г. Исследовательские университеты: американская исключительность? // Вопросы образования. 2014. № 2. С. 8–19. 3. Skills Expected from Graduate Students in Search of Employment in Academic and NonAcademic Settings [Электронный ресурс]. URL: https://cloudfront.ualberta.ca/-/media/gradstudies/ migratedmedia/profdev/career/careerskillsexpected.pdf (дата обращения: 04.09.2017). 4. Савельева М. В., Савельев А. Н. Педагогические технологии: инновационное применение // Решетневские чтения : материалы XX Юбилейной междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти генерального конструктора ракет.-космич. систем акад. М. Ф. Решетне-

ва (09–12 нояб. 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Ч. 2. C. 537–539. References 1. Mironenko N. V., Stroeva O. A. Academic Programs of Training of Masters: Foreign Experience // Upravlencheskoe konsul’tirovanie. [Management consulting]. № 12 . 2015. P. 75–82. 2. Rozovski G. Issledovatel’skie universitety: amerikanskaya isklyuchitel’nost’? [Research universities: American exclusiveness?] // Voprosy obrazovaniya [Questions of education]. 2014. № 2. P. 8–19 (in Russ.). 3. Skills Expected from Graduate Students in Search of Employment in Academic and Non-Academic Settings [Electronic resourse]. Available at: https://cloudfront.ualberta.ca/-/media/gradstudies/migratedmedia/profdev/career/careerskillsexpected.pdf (accessed 04.09.2017). 4. Savelyeva M. V., Savelyev A. N. Pedagogicheskie tehnologii: innovacionnoe primenenie (Teaching technologies: innovative application) // Reshetnevskie chtenija: materialy XX Jubilejnoj mezhdunar. nauch.prakt. konf., posvjashh. pamjati general'nogo konstruktora raketno-kosmicheskih sistem akademika M. F. Reshetneva (09–12 nojab. 2016, g. Krasnojarsk) : v 2 ch. / pod obshh. red. Ju. Ju. Loginova ; Sib. gos. ajerokosmich. un-t. Krasnojarsk, 2016. Ch. 2. P. 537–539.

708

© Савельева М. В., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 378:681.3 МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ГОТОВНОСТИ МАГИСТРОВ К ОБУЧЕНИЮ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ С. И. Сенашов, И. Л. Савостьянова*, О. В. Пашковская Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Рассмотрены особенности методики формирования готовности магистров к обучению пользователей информационных систем на примере направления подготовки «Прикладная информатика». Использование методики позволит повысить конкурентоспособность будущих выпускников на рынке труда. Ключевые слова: магистры, обучение, методика, подготовка ИТ-кадров, высшее образование. METHODOLOGY TO FORM MASTER READINESS FOR TRAINING AS USERS OF INFORMATION SYSTEMS S. I. Senashov, I. L. Savostyanova*, O. V. Pashkovskaya Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The article considers features of a methodology to form masters 'readiness for training as users of information systems on the example of major «Applied information technologies». Using the methodology will make graduates popular in the labor market. Keywords: masters, training, methodology, training of IT-personnel, higher education. Современный рынок труда, основанный на экономике знаний, определяет изменение требований к специалисту в области информационных технологий. Подобно любому современному инженерно-техническому работнику, сотрудник ИТ-сферы должен быть одновременно и исследователем, и организатором работы индивидуального или командного проекта; в его обязанности входит проектирование и внедрение информационной системы, а также реализация потенциальным потребителям. Соответственно, основной образовательной идеей настоящего времени выступает подготовка будущего выпускника к поддержке полного цикла жизнедеятельности информационной системы: от «Задумки» до «Реализации пользователю». Описанные изменения в требованиях к подготовке специалиста в области информационных технологий нашли отражение в государственных актах, профессиональных стандартах, современных методологиях подготовки инженерно-технических работников, а так же в Федеральных государственных образовательных стандартах высшего образования. Требования подготовки будущего выпускника к сопровождению информационной системы на всех этапах ее жизни нашли отражения в формулируемых в государственных образовательных стандартах видах деятельности и компетенциях, которыми должен обладать магистрант, закончивший обучение по направлению «Прикладная информатика». В частности,

будущий выпускник должен быть готов к обучению пользователей проектируемых и внедряемых им информационных систем. Между тем, анализ содержания магистерской программы «Системы корпоративного управления», реализуемой в Сибирском государственном университете науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева, показал, что вуз не готовит выпускника к такой комплексной деятельности, соответственно, возникает проблема отсутствия системных решений подготовки будущих магистров к обучению пользователей информационных систем. Анализ литературы по данной проблеме [1; 2] позволил определиться с содержанием понятия «готовность к обучению пользователей информационных систем» и его структурой, включающей мотивационно-ценностный, когнитивный, деятельностный и рефлексивно-оценочный компоненты. Формирование готовности к обучению пользователей информационных систем соотнесем с поэтапным формированием умственных действий, сформулированным П. Гальпериным, А. Леонтьев и Н. Талызиной [3]. Опираясь на эту концепцию, представим формирование готовности к обучению как последовательность прохождения студентом этапов ориентирования, приобщения, закрепления, рефлексии. В соответствии с системно-элементным подходом, выделенным Афанасьевым [4] и опираясь на определенную нами структуру готовности к обучению,

709

Решетневские чтения. 2017

представим методику формирования готовности будущих магистров к обучению пользователей информационных систем на примере образовательной деятельности в любой дисциплине учебного плана магистерской программы «Системы корпоративного управления». Реализуя этап ориентирования, необходимо включить в занятия элементы, позволяющие студентам почувствовать себя разработчиком информационной системы, обучающих пользователя работе с этой системой. Разумеется, не имея специальных знаний и опыта деятельности, они почувствуют затруднения. Эти затруднения позволяют запустить механизм мотивации к освоению деятельности по обучению пользователей. Для того чтобы деятельность началась, студентам необходимо получить специальные знания педагогического характера, что и должно быть сделано в рамках дисциплины. Получив эти знания, студенты должны получить опыт деятельности по применению этих знаний, что представляет собой содержание этапа закрепления. Обеспечить оценку и самооценку успешности деятельности призван этап рефлексии. Технологическая составляющая методики формирования готовности магистрантов к обучению пользователей информационных систем предусматривает использование всего арсенала педагогических методов, средств и форм, ведущими из которых выступают активные и интерактивные педагогических технологии. Завершает процесс формирования диагностика полученных результатов. Диагностический комплекс определения уровня готовности будущих магистров к обучению пользователей информационных систем представляет собой совокупность процедур, предназначенных для решения конкретных диагностических задач, и образующих единую систему. Теоретические подходы к формированию диагностического комплекса подробно рассмотрены в работе [5]. К критериям качества относят следующие характеристики диагностического комплекса: Объективность – результаты независимы от того, кто проводит диагностику. Валидность – пригодность теста для измерения именно того качества, на оценку которого он направлен. Надежность отражает степень точности и постоянства, с которой измеряется качество личности, и характеризует свободу от погрешностей процедуры тестирования. Репрезентативность (соответствие нормам тестирования) – свойство выборочной совокупности людей, на основе анализа качеств которых разработан тест, представлять генеральную совокупность всех лиц, обладающих подобными характеристиками. Научность – обоснованность теста фундаментальными исследованиями.

Представленная методика формирования готовности магистров к обучению пользователей информационных систем позволит актуализировать содержание основных образовательных программах, реализуемых вузом по различным направлениям подготовки в области информационных систем и технологий. Библиографические ссылки 1. Савостьянова И. Л. Структурные компоненты профессиональной информационной компетентности будущих экономистов // Решетневские чтения : материалы ХVII Междунар. науч. конф. памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М. Ф. Решетнева. Красноярск, 2013. С. 508–510. 2. Осипова С. И., Ерцкина Е. Б. Формирование проектно-конструкторской компетентности студентов – будущих инженеров в образовательном процессе // Современные проблемы науки и образования. 2007. № 6. С. 73. 3. Леонтьев А. Н. Деятельность Сознание. Личность. М. : Наука, 1975. 215 с. 4. Афанасьев В. Г. Системность и общество М. : Политиздат, 1980. 235 с. 5. Савостьянова И. Л. Диагностический комплекс определения сформированности информационной компетентности бакалавра-экономиста // Письма в Эмиссия. Оффлайн [Электронный ресурс]. URL: http://www. emissia.org/offline/2014/2233.htm (дата обращения: 12.08.2017). References 1. Savostyanova I. L. [Structural Components of Professional Information Competence of Future Economists] // Мaterialy XVII Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XVII Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2013. P. 508–510. (In Russ.) 2. Osipova S. I., Ertskina E. B. [Formation of design and engineering competence of students – future engineers in the educational process] // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2007. № 6. P. 73. 3. Leont’ev A. N. Deyatel'nost'. Soznanie. Lichnost'. [Activity. Consciousness. Personality]. M. : Nauka Publ., 1975. 215 p. 4. Afanas’ev V.G. Sistemnost' i obshchestvo [System and society]. M. : Politizdat, 1980. 235 p. 5. Savostyanova I. L. [Diagnostic complex for determining the formation of the information competence of bachelor of economics] // Pis’ma v Emissiya. Offlayn Available at: http://www.emissia.org/offline/2014/2233. htm (accessed: 12.08.2017).

710

© Сенашов С. И., Савостьянова И. Л., Пашковская О. В., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 004.588 ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИНФОРМАТИЗАЦИИ СОВРЕМЕННОГО ДОШКОЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ В РОССИИ А. П. Сябренко*, С. Е. Юленков, В. С. Тынченко Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Дан анализ перспектив в области информатизации современного дошкольного образования будущих инженеров предприятий ракетно-космической отрасли. Также авторами предложены пути решения некоторых проблем, раскрытых в статье. Ключевые слова: информатизация, дошкольное образование, мультимедийные технологии. IT PENETRATION ISSUES AND PERSPECTIVES OF MODERN PRESCHOOL EDUCATION IN RUSSIA A. P. Syabrenko*, S. E. Yulenkov, V. S. Tynchenko Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] This work analyses the prospects in the field of informatization of modern pre-school education for future engineers of rocket and space industry enterprises. The authors also suggest ways to solve some of the problems that are revealed in the article. Keywords: IT usage, preschool education, multimedia technologies. Поскольку интерес к техническому творчеству наиболее ярко выражен у детей, то начинать закладывать образование будущего инженера ракетно-космической отрасли необходимо ещё со школы и даже с детского сада [1]. Мультимедийные технологии пока не нашли широкого применения в дошкольном образовании, хотя и они имеют преимущества перед традиционным проведением занятий. В ДОУ мультимедийные и информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) могут применяться в виде компьютерных программ, слайд-фильмов и презентаций [2]. Одной из инноваций в ДОУ, появившихся в последнее время, является использование компьютеров в кружковой работе при реализации дополнительного образования. Примером является кружок «Юный информатик», действующий в МДОУ д/с «Лучик» г. Балашова с 2011. Информатизация дошкольного образования открывает педагогам новые возможности для широкого внедрения в педагогическую практику новых методических разработок. Использование ИКТ в детском саду позволяет: 1) модернизировать воспитательно-образовательный процесс; 2) повысить эффективность; 3) мотивировать детей на поисковую деятельность; 4) дифференцировать обучение с учетом индивидуальных особенностей детей. С. Г. Вершловский отмечает, что информационные технологии в образовательном процессе содействуют:

1) более полному раскрытию интеллектуальных способностей личности; 2) индивидуализации процесса обучения; 3) диагностике и самодиагностике профессиональных качеств на основе использования тестирующих программ; 4) широкому доступу к справочным, библиографическим, архивным и другим материалам; 5) использованию в процессе обучения виртуального социального и профессионального пространства; 6) концептуальному мониторингу профессионального состояния с использованием локальных и глобальных сетей, включая Интернет; 7) коммуникативности в профессиональной среде на микро- и макроуровнях, включая телеконференции и публикации в сетях [3]. Наряду с большим количеством плюсов, информатизация детских садов в России имеет очень низкий уровень реализации. Исследование ученых показывают, что очень малое количество дошкольных учреждений используют компьютеры для работы с детьми. Причем такая работа носит бессистемный характер, подбор содержания программ осуществляется педагогами по собственному усмотрению, а условия не всегда отвечают психолого-педагогическим и санитарногигиеническим требованиям к проведению занятий с использованием компьютеров для детей 5–6 лет. Ни для кого не секрет, что сейчас в дошкольных учреждениях имеется большой процент воспитателей, не имеющих навыков работы не только в Интернете,

711

Решетневские чтения. 2017

но и на компьютере. Это, главным образом, нарушает процесс адаптации к новым реформам информатизации современного дошкольного учреждения и внедрением новых образовательно-воспитательных программ и технологий. В настоящее время существует еще одна трудность, связанная с техническим оснащением дошкольных учреждений – недостаточное материальное обеспечение, которое не дает в полной мере возможность приобретения компьютеров и других мультимедийных средств, а значит, и обеспечение доступа образовательных учреждений, расположенных в труднодоступных с географической точки зрения местах к информационным ресурсам. Поэтому, одним из главных условий внедрения ИКТ в образовательный процесс дошкольного учреждения является знание педагогами технических возможностей компьютера и мультимедиа аппаратуры, а также владение навыками работы при четком выполнении санитарных норм и правил использования их в образовательных учреждениях. Вторым условием количественного и качественного повышения внедрения ИКТ является повышенное внимание к финансированию деятельности детских садов местными органами самоуправления. Приобщение к информационной культуре – это не только овладение компьютерной грамотностью, но и приобретение этической, эстетической и интеллектуальной культуры. То, что дети могут с завидной легкостью овладевать способами работы с различными электронными, компьютерными новинками, не вызывает сомнений. При этом важно, чтобы они не попали в зависимость от компьютера, а ценили и стремились к живому, эмоциональному человеческому общению [4]. Использование ИКТ на занятиях позволяет перейти от объяснительно-иллюстрированного способа обучения к деятельностному, при котором ребенок становится активным субъектом, а не пассивным объектом педагогического воздействия. Это способствует осознанному усвоению знаний. Так же ИКТ дает возможность моделировать различные ситуации, осуществлять контроль и подводить итоги. Оценка результатов деятельности ребенка может осуществляется с помощью мультипликационных образов, но при этом исключается отрицательная оценка с целью создания ситуации успеха и формирования у детей положительного настроя. Стоит также отметить, что информатизация современного дошкольного учреждения, особым образом выводит работу с родителями на новый уровень общения. Организуя в каждой группе электронный журнал, например, «Как мы провели день», дает возможность каждому родителю войти на страничку группы и узнать, чем занимался его ребенок, а также вывешивается дополнительная информация о жизни группы, размещается педагогические рекомендации родителям. Хорошим опытом является взаимодействие с родителями посредством диалога «Вопросответ» на страничке сайта детского сада. Там с родителями обсуждаются наболевшие вопросы воспитания и развития детей, а также отмечаются успехи педаго-

гов и благодарности со стороны родителей, поздравления и пожелания [5–6]. Таким образом, можно сказать, что информатизация и дальнейшее развитие дошкольного учреждения – процесс долгий и кропотливый. Переход из одного в другое состояние более высокого уровня требует от педагогов специальных условий и знаний, чтобы выполнить поставленные информационно-педагогические задачи. Библиографические ссылки 1. Семенов А. Качество информатизации образования // Вопросы образования. 2007. 312 с. 2. Водопьянов Г., Уваров А., Об одном инструменте управления процессом информатизации школы // Вопросы образования. 2007. 216 с. 3. Гершунский Б. Компьютеризация в сфере обучения: проблемы и перспективы. М. : Педагогика, 1997. 86 с. 4. Горячев А. О понятии Информационная грамотность // Информатика и образование. 2001. 238 с. 5. Копытина М., Корчаловская Н. Развитие педагогического творчества в системе повышения квалификации средствами ИКТ – условие качества дошкольного образования. М. : Наука, 2006. 303 с. 6. Кутузова И. Повышение квалификации педагогов ДОУ в современном педагогическом пространстве // Дошкольное воспитание. 2012. 34 с. References 1. Semenov A. Kachestvo informatizatsii obrazovaniya // Voprosy obrazovaniya. [Quality of Education Informatization. Issues of Education]. St. Petersburg, 2007, 312 p. 2. Vodopyanov G., Uvarov A. [On one tool for managing the process of informatization of the school. Education issues]. 2007. 216 p. 3. Gershunsky B. Komp'yuterizatsiya v sfere obucheniya: problemy i perspektivy. [Computerization in the field of education: problems and perspectives]. M. : Pedagogika Publ, 1997. 86 p. 4. Goryachev A. O ponyatii Informatsionnaya gramotnost’. Informatika i obrazovanie. [On the concept of Information Literacy. Computer Science and Education]. 2001. 238 p. 5. Kopytina M., Korchalovskaya N. Razvitie pedagogicheskogo tvorchestva v sisteme povysheniya kvalifikatsii sredstvami IKT – uslovie kachestva doshkol'nogo obrazovaniya. [The development of pedagogical creativity in the system of raising the level of professional skill with the means of ICT is a precondition for the quality of preschool education]. M. : Nauka Publ, 2006. 303 p. 6. Kutuzova I. Povyshenie kvalifikatsii pedagogov DOU v sovremennom pedagogicheskom prostranstve. Doshkol'noe vospitanie. [Improvement of professional skill of teachers of preschool education in modern pedagogical space. Preschool education]. 2012. 34 p.

712

© Сябренко А. П., Юленков С. Е., Тынченко В. С., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 377.131.14 РОЛЬ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ПРИ ОСВОЕНИИ СТУДЕНТАМИ УЧЕБНЫХ ДИСЦИПЛИН И ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ В АЭРОКОСМИЧЕСКОМ КОЛЛЕДЖЕ Т. Г. Тарасова Аэрокосмический колледж Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Рассматривается роль учебно-методического комплекса при освоении студентами учебных дисциплин и профессиональных модулей в Аэрокосмическом колледже. Ключевые слова: учебно-методический комплекс, образовательные стандарты, профессиональные модули. THE ROLE OF EDUCATIONAL AND METHODICAL COMPLEX IN THE DEVELOPMENT OF EDUCATIONAL DISCIPLINES AND PROFESSIONAL MODULES IN THE AEROSPACE COLLEGE T. G. Tarasova Aerospace College of Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The article discusses the role of educational and methodical complex in the development of educational disciplines and professional modules in the Aerospace College. Keywords: educational-methodical complex, educational standards, professional modules. Образовательные стандарты СПО предъявляют особые требования к качеству подготовки будущих специалистов. Еще в стенах образовательного учреждения они должны овладеть необходимыми профессиональными компетенциями на таком уровне, чтобы с первых дней своей профессиональной деятельности были способны самостоятельно выполнять поставленные работодателем задачи [1–3]. В этой связи главная задача каждого образовательного учреждения заключается в решении проблем повышения качества среднего профессионального образования. На наш взгляд, одним из направлений реализации требований Федеральных государственных образовательных стандартов подготовки студентов Аэрокосмического колледжа является создание в рамках основной профессиональной образовательной программы учебнометодических комплексов (далее – УМК) по учебным дисциплинам и профессиональным модулям. Основой для разработки УМК служат: Федеральные государственные образовательные стандарты по специальностям; примерные и рабочие программы учебных дисциплин и профессиональных модулей. УМК разрабатываются и используются для обеспечения учебного процесса, представляют собой совокупность учебно-методических материалов на различных носителях, определяющих содержание учебной дисциплины, соответствующей основной профессиональной образовательной программы, необходи-

мого материала для всех видов аудиторных занятий и организации самостоятельной работы обучаемых. Согласно новым технологиям, независимо от характера деятельности, начинающий специалист должен обладать прочными знаниями, профессиональными умениями и навыками, опытом исследовательской работы по решению новых проблем и задач. Все это формируется в студенте в процессе обучения на теоретических и практических занятиях, а также в ходе их самостоятельной работы [4]. Цель разработки УМК – это, прежде всего, совершенствование педагогического мастерства преподавателя и развития познавательной активности студентов с учетом их индивидуальных способностей. Учебно-методические комплексы в цикловых комиссиях Аэрокосмического колледжа разрабатываются преподавателем или коллективом преподавателей, обеспечивающих ведение учебной дисциплины (профессионального модуля) на основе Федеральных государственных образовательных стандартов. Содержание УМК учебной дисциплины и профессионального модуля включает в себя: – требования к обязательному уровню подготовки выпускника по соответствующей дисциплине; – примерную программу учебной дисциплины, календарно-тематический план; – планы проведения учебных занятий; – курс лекций по дисциплине с методикой преподавания;

713

Решетневские чтения. 2017

– перечень заданий для практических занятий с методическими рекомендациями по их выполнению; – тематику курсовых работ, рефератов, проектов; – методические рекомендации по организации самостоятельной работы студентов; – методические рекомендации по изучению дисциплины и формированию профессиональных умений и навыков для студентов заочного отделения; – комплект оценочных средств, включающий в себя перечень вопросов и практических заданий, тестовых заданий для текущего контроля знаний и промежуточной аттестации, критериев оценки устных ответов, выполнения тестовых и практических заданий, а также критериев оценки качества выполнения и защиты рефератов, курсовых работ и проектов; – перечень литературы, нормативно-технической документации, наглядных пособий, допускаемых к использованию при проведении семестровых и квалификационных экзаменов. В новых образовательных стандартах важная роль отводится самостоятельной работе обучающихся. Самостоятельная работа способствует формированию интереса к познанию, овладению приемами и методами познания, углублению и расширению профессиональных знаний. Она является составной частью повышения эффективности подготовки молодых специалистов. В системе профессионального образования самостоятельная работа студентов становится значимой частью при освоении основной профессиональной образовательной программы [5]. Самостоятельная работа проводится с целью систематизации и закрепления полученных теоретических знаний и практических умений студентов, углубления и расширения теоретических знаний и формирования умений использовать нормативную, правовую, справочную и специальную литературу для развития познавательных способностей и активности студентов. Итак, УМК учебных дисциплин и профессиональных модулей помогает преподавателям выполнить их

основную задачу – повысить познавательную активность студентов с целью формирования личностных качеств с учетом их индивидуальных способностей и наклонностей; увидеть и развить лучшие качества студента, как будущего специалиста высокой квалификации. Библиографические ссылки 1. Федеральные государственные образовательные стандарты среднего профессионального образования. 2. URL: http://минобрнауки.рф (дата обращения: 17.05.2017). 3. Громова Л. А., Тропицин С. Ю. Качество образования в контексте программы ЮНЕСКО «Образование для всех»: русское видение / под ред. Г. А. Бордовского. СПб. : РГПУ им. А. И. Герцена, 2006. 4. Учебно-методические комплексы для преподавателей СПО [Электронный ресурс]. URL: http://umkspo.biz/articles/doklady/profiskomp (дата обращения: 17.05.2017). 5. СибАК [Электронный ресурс] URL: https:// sibac.info/conf/pedagog/i/35343 (дата обращения: 17.05.2017). References 1. Federal state educational standards of secondary professional education. 2. Available at: http://минобрнауки.рф (accessed: 17.05.2017). 3. Gromova L. A., Tropezin S. Y. the Quality of education in the context of the UNESCO programme “Education for all”: the Russian vision / ed. by G. A. Borovskogo. SPb. : RGPU im. A. I. Herzen, 2006. 4. Educational-methodical complexes for teachers SPO. Available at: http://umk-spo.biz/articles/doklady/ profiskomp (accessed: 17.05.2017). 5. Sibak. Available at: https://sibac.info/conf/ pedagog/i/35343 (accessed: 17.05.2017).

714

© Тарасова Т. Г., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 339.13 ОПЫТ ПРЕПОДАВАНИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН В ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ Г. КРАСНОЯРСКА Н. В. Федорова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Актуальность преподавания в школах элективных курсов по различным управленческим дисциплинам определяется требованием рыночной экономики к российским предприятиям и организациям. В статье показан опыт совместной работы преподавателей СибГУ им. М. Ф. Решетнева со средними общеобразовательными учреждениями г. Красноярска. Ключевые слова: управление, наука, маркетинг, школа, вуз. EXPERIENCE IN TEACHING MANAGEMENT SUBJECTS AT SECONDARY SCHOOLS OF KRASNOYARSK N. V. Fedorova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected] The relevance of teaching elective courses in various management disciplines is defined by the requirement of market economy to the Russian companies and organizations. The article shows the experience of joint work of teachers at M. F. Reshetnev Siberian State University of Science and Technology with secondary educational institutions of Krasnoyarsk. Keywords: management, science, marketing, school, University. Процессы глобализации и интеграции, происходящие на современном этапе социально-экономического развития России, перемены в российском обществе, ситуация, складывающаяся на рынке труда, неизбежно порождают новые требования к качеству профессионального образования выпускников высших учебных заведений, делая вопросы образования и проблемы, связанные с ним, все более актуальными для российского общества [1]. Современное управленческое образование необходимо начинать еще со школьной скамьи. Задачей современной школы наравне с вузами дать учащемуся возможность понять, получить знания о сущности рыночной экономики, ее основных тенденциях и направлениях развития. В основе рыночной концепции управления лежит маркетинг. Маркетинг является сегодня философией бизнеса. Он заставляет предприятие производить, а сферу торговли продавать то, что хочет потребитель. Маркетинг помогает более эффективно достигать своих целей государственным учреждениям и общественным организациям. Также маркетинг позволяет каждому из отдельных людей найти свое место в обществе и быть полезным другим. Школьный элективный курс по маркетингу призван дать начальные понятия о маркетинге, как важной сфере современного бизнеса [2]. Практическая направленность курса позволяет сделать его востре-

бованным в профильной старшей школе, так как он способствует созданию условий по самоопределению обучающихся с профилем будущего обучения и позволяет полнее учесть их интересы и профессиональные намерения. Одним из основных условий преподавания курса в старшей школе является сочетание теоретической подготовки с решением практических задач, выполнением индивидуальных и групповых проектов. Целью курса является ознакомление учащихся с целями и задачами маркетинга, особенностями его применения для производственных предприятий, организаций торговли, государственных учреждений, общественных организаций и отдельных людей. К основным задачам курса следует отнести: ознакомление старшеклассников с основами маркетинга; развитие предпринимательской инициативы молодежи; изучение профессиональных знаний и принятие самостоятельных решений в области маркетинга; формирование способностей решать профессиональные проблемы в предпринимательской деятельности; профессиональная ориентация в сфере экономики и маркетинговой деятельности. В результате изучения курса учащиеся должны знать основные понятия маркетинга, иметь представление о товарной политике предприятия, о рынке как объекте маркетинга, определять конкурентоспособность фирмы; представлять политику предприятия ценовую, сбытовую, продвижение товара, технику

715

Решетневские чтения. 2017

рекламы, технику личной продажи; уметь идентифицировать ключевые особенности предприятия, определять границы товарного рынка; понимать системный анализ маркетинговых проблемных ситуаций; уметь составлять методический план исследования рынка, разрабатывать анкеты и бланки наблюдений, проводить фокус-группы и опросы потребителей, наблюдение за торговой сетью; знать основные методы анализа данных; уметь применять основные модели стратегического маркетинга и пр. Таким образом, концепцией программы является изложение теоретических положений в тесной привязке к российской практике, закрепление знаний и умений путем использования активных методов обучения, ориентация на выполнение учащимися комплексных практических работ по формированию стратегии и тактики маркетинга конкретного предприятия. Преподавателями кафедры менеджмента СибГУ им. М. Ф. Решетнева в течение последних трех лет ведется тесная совместная работа со средними общеобразовательными учреждениями (школами, гимназиями г. Красноярска) в части совместной базовой управленческой подготовки школьников. Это направление является приоритетным наряду с такими важными векторами, которые необходимо развивать университетам в сотрудничестве с ведущими компаниями и исследовательскими организациями – это активизация научного творчества молодежи [3]. Преподаватели кафедры, наравне с педагогическими коллективами отмечают положительные результаты начальной управленческой подготовки в школе. Обучение строится на принципах сознательности, активности, наглядности, систематичности, последовательности, прочности знаний, научности, доступности, связи теории с практикой. Преподавателями вуза используются в работе различные методы обучения. Это и исследовательский метод, поисковый метод, проблемный и проектный методы и др. Преподаватели в своей работе со школьниками применяют помимо традиционных методов обучения и активные (дискуссии, деловые игры, практикумы, круглые столы, групповые проекты и исследования). Особое внимание уделяется самостоятельной работе школьников, которые ориентированы на индивидуальные проекты и исследования. Все это поможет в дальнейшем уже будущим студентам найти свое призвание, определиться с будущей профессией. К основным результатам работы преподавателей кафедры со школьниками можно отнести их участие и победы на различных предметных олимпиадах, конкурсах, научных конференциях, проводимых на различных уровнях от городского до международного. И несомненно, совместная работа способствует профессиональной ориентации школьника в будущем, для вуза такая работа дает дополнительные ориентиры для формирования образовательной траектории при подготовке специалистов высокого уровня.

Библиографические ссылки 1. Беляева О. В. Роль довузовской подготовки в повышении качества профессионального образования // Решетневские чтения : материалы XVIII Междунар. науч. конф., посвящ. 90-летию со дня рождения генер. конструктора ракет.-космич. систем акад. М. Ф. Решетнева (11–14 нояб. 2014, г. Красноярск). В 3 ч. Ч. 3. Практико-ориентированное обучение в профессиональном образовании: проблемы и пути развития : материалы Науч.-практ. конф., проводимой в рамках XVIII Междунар. науч. конф., посвящ. 90летию со дня рождения генер. конструктора ракет.космич. систем акад. М. Ф. Решетнева / под общ. ред. Ю. В. Ерыгина ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. C. 127–131. 2. Программа элективного курса «Основы маркетинга» [Электронный ресурс]. URL: https://infourok.ru/ programma-elektivnogo-kursa-osnovi-marketinga-726798. html (дата обращения: 07.08.2017). 3. Мисинева И. А. Факторы, определяющие развитие современного высшего профессионального образования // Решетневские чтения : материалы XVII Междунар. науч. конф., посвящ. памяти генер. конструктора ракет.-космич. систем акад. М. Ф. Решетнева (12–14 нояб. 2013, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2013. Ч. 2. С. 498–499. References 1. Belyaeva O. V. Rol dovuzovskoy podgotovki v povyishenii kachestva professionalnogo obrazovaniya // Reshetnevskie chteniya : materialyi XVIII Mezhdunar. nauch. konf., posvyasch. 90-letiyu so dnya rozhdeniya gener. konstruktora raket.-kosmich. sistem akad. M. F. Reshetneva (11–14 noyab. 2014, g. Krasnoyarsk). V 3 ch. Ch. 3. Praktiko-orientirovannoe obuchenie v professionalnom obrazovanii: problemyi i puti razvitiya : materialyi Nauch.-prakt. konf., provodimoy v ramkah XVIII Mezhdunar. nauch. konf., posvyasch. 90-letiyu so dnya rozhdeniya gener. konstruktora raket.- kosmich. sistem akad. M. F. Reshetneva / pod obsch. red. Yu. V. Eryigina ; Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2014. Р. 127–131. 2. Programma elektivnogo kursa «OSNOVYi MARKETINGA» [Elektronnyiy resurs]. Available at: https://infourok.ru/programma-elektivnogo-kursa-osnovimarketinga-726798.html (accessed: 07.08.2017). 3. Misineva I. A. Faktoryi, opredelyayuschie razvitie sovremennogo vyisshego professionalnogo obrazovaniya // Reshetnevskie chteniya : materialyi XVII Mezhdunar. nauch. konf., posvyasch. pamyati gener. kon- struktora raket.-kosmich. sistem akad. M. F. Reshetneva (12–14 noyab. 2013 g., Krasnoyarsk) : v 2 ch. / pod obsch. red. Yu. Yu. Loginova ; Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2013. Ch. 2. Р. 498–499.

716

© Федорова Н. В., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 378.147 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СТОРОН В СЕТЕВОЙ МАГИСТЕРСКОЙ ПРОГРАММЕ С УЧАСТИЕМ ИНДУСТРИАЛЬНОГО ПАРТНЕРА* В. Х. Ханов**, С. А. Чекмарев, Е. С. Лепешкина Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 ** Е-mail: [email protected] Рассмотрен вопрос организации взаимодействия участников трехсторонней сетевой магистерской программы, одной из сторон которой является индустриальный партнер. В рамках принятых на себя обязательств вузы-партнеры реализуют образовательные услуги, а индустриальный партнер предоставляет информационные и материально-технические ресурсы. Ключевые слова: cетевое взаимодействие вузов, сетевая магистерская программа, организация взаимодействия сторон. THE INTERACTION OF PARTIES IN NETWORK MASTER PROGRAM IN PARTNERSHIP WITH INDUSTRIAL PARTNER V. Kh. Khanov**, S. A. Chekmarev, E. S. Lepeshkina Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation ** Е-mail: [email protected] This paper describes the problem of participant interaction organization of the tripartite networking Master Program in partnership with industrial partner. As among the parties, the university partners realize educational services, and the industrial partner provides informational and maintenance resources. Keywords: networking of universities, network Master Program, participant interaction organization. Сетевая форма реализации образовательных программ обеспечивает возможность ее освоения обучающимся с использованием ресурсов нескольких организаций, осуществляющих образовательную деятельность, в том числе иностранных, а также при необходимости с использованием ресурсов иных организаций [1], которыми могут быть промышленные предприятия. Сетевая форма реализации образовательных программ применяется в целях повышения качества образования, расширения доступа обучающихся к современным образовательным технологиям и средствам обучения, предоставления обучающимся возможности выбора различных профилей подготовки и специализаций, углубленного изучения учебных курсов, предметов, дисциплин, модулей, формирования актуальных компетенций, совершенствования профессиональных компетенций за счет изучения и освоения опыта ведущих образовательных организаций, более эффективного использования имеющихся образовательных ресурсов, повышения конкурентоспособности выпускников образовательной организации на российском и международном рынках образовательных услуг и труда [2–5]. Вместе с тем в современных условиях, учитывая возросшую загрузку сторон сетевой программы по _________________________ *

основной деятельности своей организации, необходимо найти оптимальные формы взаимодействия. Рассмотрим форму реализации сетевой магистерской программы, в которой наряду с двумя вузами участвует промышленное предприятие – индустриальный партнер. Для партнеров, являющихся вузами, предлагается обмен образовательными услугами по следующей схеме. В магистерской программе вуза приобретателя услуг определяются две дисциплины (одна дисциплина в первом семестре, другая – во втором), которые планируется к реализации с помощью вуза партнера. Дисциплины должны быть достаточно большими – не менее 3 зачетных единиц. В дисциплине выделяется учебный модуль, размером в 1 зачетную единицу, который должен быть реализован сторонойпартнером магистерской программы. Модуль должен быть в середине курса. К моменту реализации модуля в вуз прибывает преподаватель от вуза-партнера и реализует свой модуль дисциплины. Время пребывания преподавателя ограничено одной рабочей неделей (5–6 дней), при этом его нагрузка составит 6–8 часов в неделю, что не противоречит действующим нормативам. Естественно, расписание занятий учебной группы в это время состоит только из занятий с данным преподавателем из вуза-партнера.

Работа выполнена на средства гранта Стипендиальной программы Владимира Потанина 2016/2017 гг.

717

Решетневские чтения. 2017

Преподаватель по окончанию реализации своего модуля проводит промежуточную аттестацию магистрантов и по заранее согласованной форме оставляет ее результаты в вузе-приобретателе. После этого возвращается домой в свой вуз. Аттестация по данному модулю по окончанию прохождения всего курса учитывается при его окончательной аттестации, за которую отвечает вуз-приобретатель образовательных услуг. Если одной из сторон сетевой магистерской программы является индустриальный партнер, то, не имея права на образовательную деятельность, он может стать формирователем целей практикоориентированной подготовки магистрантов. Это достигается за счет формирование тем магистерских диссертаций, консультирования магистрантов по отдельным вопросам, предоставления актуальной научнотехнической информации, рецензирования магистерских диссертаций, участия в работе комиссии по защите магистерских диссертаций. Отдельной темой взаимодействия с индустриальным партнером могло бы стать предоставление материально-технических ресурсов: временного предоставление отдельных видов приборов, стендов, установок, а также требуемых при выполнении магистерской диссертации расходных материалов. В такой работе индустриальный партнер может найти для себя потенциального сотрудника своего предприятия из лучших магистрантов. Резюмируя, можно сказать, что индустриальный партнер предоставляет вузу, в котором реализуется сетевая магистерская программа, свои информационные, научно-образовательные и материальные ресурсы. Представленная модель взаимодействия сторон, одной из которых является индустриальный партнер, упрощает ее организационную форму, реалистична и позволяет разумно реализовать сетевую магистерскую программу. Библиографические ссылки 1. Об образовании в Российской Федерации : федер. закон РФ №273-ФЗ от 29.12.2012. URL http:// base.garant.ru/70291362/ (дата обращения. 11.09.2017). 2. Весна Е. Б., Гусева А. И. Модели взаимодействия организаций при сетевой форме реализации обра-

зовательных программ // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 6. URL: https://www. science-education.ru/ru/article/view?id=10934 (дата обращения: 10.09.2017). 3. Сергеева В. П., Медведь Э. И., Грибкова Г. И. Сетевое взаимодействие в образовании как функция повышения качества подготовки обучающихся // Современные наукоемкие технологии. 2016. № 7-1. С. 195–199. 4. Темиргалеева Ж. Г., Темиргалеев Р. М., Пуляевская О. В. Проблемы и перспективы сетевой формы реализации образовательных программ профессионального образования // Вестник ИрГТУ. 2015. № 7 (102). С. 237–243. 5. Сысоев В. П. Перспективы и проблемы реализации сетевых образовательных программ // Язык и культура. 2015. № 3. С. 116–124. References 1. RF Federal Law “About Education in Russian Federation” of December 29, 2012 № 273/ Available at: http://base.garant.ru/70291362/ (accessed: 10.09.2017). (In Russ.) 2. Vesna E. B., Guseva A. I. Modeli vzaimodejstvija organizacij pri setevoj forme realizacii obrazovatel'nyh programm // Sovremennye problemy nauki i obrazovanija. 2013 № 6. Available at: https://www. science-education.ru/ru/article/view?id=10934 (accessed: 10.09.2017). (In Russ.) 3. Sergeeva V. P., Medved' Je. I., Gribkova G. I. [Setevoe vzaimodejstvie v obrazovanii kak funkcija povyshenija kachestva podgotovki obuchajushhihsja] // Sovremennye naukoemkie tehnologii. 2016. № 7-1. P. 195–199. 4. Temirgaleeva Zh. G., Temirgaleev R. M., Puljaevskaja O. V. [Problemy i perspektivy setevoj formy realizacii obrazovatel’nyh programm professional’nogo obrazovanija] // Vestnik IrGTU. 2015. № 7 (102). P. 237–243. 5. Sysoev V. P. [Perspektivy i problemy realizacii setevyh obrazovatel’nyh program] // Jazyk i kul’tura. 2015. № 3. P. 116–124.

718

© Ханов В. Х., Чекмарёв С. А., Лепешкина Е. С., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 378.1.017.924 НЕОБХОДИМОСТЬ ПОДКРЕПЛЕНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ ВЫПУСКНИКОВ ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ КАЧЕСТВЕННЫМИ ГУМАНИТАРНЫМИ ЗНАНИЯМИ Л. В. Юртаева*, Е. В. Дирацуян, В. И., Шуркина, Ю. Д. Алашкевич Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * Е-mail: [email protected] Рассмотрена важность приобщения будущих выпускников вуза к наследию мировой и отечественной культуры, формирования и развития у них культурных навыков. Ключевые слова: профессиональная подготовка, гуманитарные знания, профессиональная культура, компетентность, способность. THE NEED TO ENHANCE TRAINING OF GRADUATES QUALITY OF HUMANITARIAN KNOWLEDGE L. V. Yurtaeva*, E. V. Tiratsuyan, V. I. Churkina, J. D. Alashkevich Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * Е-mail: [email protected] This article discusses the importance of introducing future graduates to the heritage of Russian culture and world culture, formation and development of their cultural skills. Keywords: professional training, Humanities, professional culture, competence, ability. Современное российское общество характеризуется динамичными изменениями в экономике, политике, культуре, в отношениях между обществом и личностью, обществом и государством. Под воздействием этих перемен высшее образование как часть социальной системы перестраивает свою структуру, содержание и направления развития. В связи с этим, одним из важнейших аспектов происходящих изменений становится усиление внимания к личности, развитию ее сознания и самосознания, культурного и профессионального потенциала. Важнейшими составляющими социально и культурно ориентированной модели подготовки специалиста являются: формирование и развитие коммуникационных способностей и навыков, системности взглядов на мир и место в нем человека, формирование гражданской позиции и осознания профессиональной ответственности за принятие решений [1]. Поэтому для должного понимания своего дела профессионал обязан представлять, каким образом оно связано с другими областями знаний, а также как эти области знаний могут быть использованы в его целях. Он по-настоящему не разовьёт своих аналитических способностей, интуиции и воображения, если будет тренироваться только в исполнении профессиональных обязанностей. Традиционно под профессиональной культурой понимают совокупность специальных теоретических знаний и практических умений, связанных с конкретным видом труда. Специальные теоретические знания

призваны дать профессиональные дисциплины, а первоначальные практические умения – производственная практика. В то же время основой для получения студентом знаний в области избранной профессии и специальности становятся знания по гуманитарным, социально-экономическим и естественнонаучным дисциплинам. Общекультурная подготовка, включающая в себя изучение истории, экономики, права, социологии и политологии, иностранного языка, культуры речи, а также развитие знаний по математике и информатике, являются фундаментом для профессионального становления [2; 3]. Профессия помогает человеку функционально включиться в социум, в разветвленную систему общественной деятельности со стороны его навыков и умений. Но помимо этой функциональной адаптации к социуму через профессию человек должен еще вписаться в пространство культуры, освоить ее смыслы и ценности. В этом освоении смыслов и ценностей гуманитарной культуры формируется духовность человека, его мировоззрение, понимание им своего места и роли в обществе. Для анализа потребности увеличения уровня общей образованности и профессиональной компетенции студентов были проведены социологические исследования с использованием диагностических методы (тестирование, анкетирование, интервьюирование, беседы); обсервационных методы (включенное наблюдение, самонаблюдение, самооценка); методы статистической обработки эмпирических данных.

719

Решетневские чтения. 2017

Оценка студентами значимости социально-гуманитарных знаний: 1 – влияние на уровень интеллекта (56,5 %); 2 – влияние на будущую профессию (51 %); 3 – расширяют научный кругозор (32,8 %); 4 – помогают использовать достижения науки и техники (26 %); 5 – доступность в изучении (17 %); 6 – возможность расширить кругозор (10 %)

В ходе исследования студентов старших курсов специальностей «Машины и аппараты пищевых производств», «Профессиональное обучение», «Машины и оборудование лесного комплекса» Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева были установлены основные факторы, обусловливающие интерес студентов к социально-гуманитарным знаниям (см. рисунок): общий культурный уровень студентов; возможность расширить кругозор; актуальность изучаемого предмета и взаимосвязь с современной жизнью; возможность диалога, творческая атмосфера на занятии [2]. Постоянно возрастает интерес будущих выпускников к политическим и гуманитарным проблемам в современном российском обществе [4; 5]. Проведенный анализ показывает, что политические проблемы волнуют более половины студентов – 52 %, социальные проблемы – 72,3 %, проблемы культуры – 54 %, безразличны – 7 %, вообще не интересуются – 3 %. Таким образом, можно сделать следующие выводы: 1) основной целью преподавания гуманитарных предметов является формирование у студентов нового восприятия социальной реальности, в центре которой стоит человек с его потребностями и интересами; 2) неподкрепленная качественными гуманитарными знаниями профессиональная подготовка специалистов может привести к тому, что результаты инженерной деятельности будут противоречить интересам общества, вызывая массу негативных последствий социального характера. Библиографические ссылки 1. Алашкевич Ю. Д. Гуманитарная составляющая специальных курсов при подготовке инженеров профиля «оборудование лесного комплекса». Красноярск : СибГТУ, 2009. 87 с. 2. Юртаева Л. В., Алашкевич Ю. Д. Формирование профессиональной культуры будущего специалиста на основе гуманитаризации образовательного процесса. Красноярск : СибГТУ, 2013. 160 с.

3. Бурдьё П. Структуры, Habitus, Практики. Современная социальная теория: Бурдьё, Гидденс, Хабермас / А. Ледёнева, И. Давыдова. Новосибирск, 1995. С. 16–39. 4. Зеленков М. Ю. О проблемах совершенствования преподавания общественных наук в высшем учебном заведении и путях их решения // Проблемы и перспективы преподавания социогуманитарных наук в технических вузах в современных условиях : материалы Всерос. науч.-метод. конф. (19–20 ноября 2008, г. Москва). М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008, 384 с. 5. Горовая В. И., Уляев С. И. Гуманитаризация образования и профессиональная культура специалиста. М. : Народное образование ; Ставрополь : Ставропольсервис-школа, 2004. 132 с. References 1. Aleshkevich, Y. D. Humanitarian component of special courses in the training of engineers of the specialty “equipment forest complex”. Krasnoyarsk : SibGTU, 2009. 87 р. 2. Yurtaeva L. V., Alashkevich Yu. d. Formation of professional culture of future specialist on the basis of humanization of the educational process. Krasnoyarsk : ipno RAO, SibGTU, 2013. 160 p. 3. Bourdieu P. Structures, Habitus, Practices. Modern social theory: Bourdieu, Giddens, Habermas / Ed. by A. Ledeneva, I. Davydova. Novosibirsk, 1995. P. 16–39. 4. Zelenkov M. Y. problems of improvement of social science teaching in higher education and their solutions // Problems and prospects of teaching social Sciences and Humanities in engineering universities in modern conditions: Materials of all-Russian scientific conference (Moscow, 19–20 November 2008). M. : publishing house of MGTU named after N. Uh. Bauman, 2008, 384 p. 5. In Biol. And. Ulaev. I. Humanization of education and professional culture of a specialist. M. : education ; Stavropol : Stavropolenergo-school, 2004. 132 р.

720

© Юртаева Л. В., Дирацуян Е. В., Шуркина В. И., Алашкевич Ю. Д., 2017

Современное состояние и перспективы развития инженерного образования

УДК 378.048.2 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РЕАЛИЗАЦИИ КУРСА «СОВРЕМЕННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» В ИНЖЕНЕРНОЙ МАГИСТЕРСКОЙ ПОДГОТОВКЕ Т. А. Яковлева, Е. Г. Дорошенко Красноярский государственный педагогический университет имени В. П. Астафьева Российская Федерация, 660049, г. Красноярск, ул. Ады Лебедевой, 89 Е-mail: [email protected] В материалах тезисов раскрывается потенциал образовательных технологий как инструмента для формирования профессиональных компетенций будущих инженеров. Ключевые слова: образовательные технологии, инженерная педагогика, магистерская подготовка инженеров. SPECIFIC FEATURES OF DESIGNING AND IMPLEMENTATING THE COURSE “MODERN EDUCATIONAL TECHNOLOGIES” IN TRAINING MASTERS IN ENGINEERING T. A. Yakovleva, E. G. Doroshenko Krasnoyarsk State Pedagogical University named after V. P. Astafieva 89, Ada Lebedeva Str., Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation Е-mail: [email protected] This thesis describes a potential of educational technology as a tool for the formation of professional competence of future engineers. Keywords: educational technology, engineering pedagogy, training of masters in engineering. Образовательная программа академической магистратуры по инженерным направлениям в настоящее время в соответствии с ФГОС ВО ориентирована на научно-исследовательский и (или) педагогический виды деятельности. Инженерная магистерская подготовка предполагает возможность дальнейшей педагогической деятельности в вузе выпускника по данному направлению. Реальные жизненные процессы потребовали новых образовательных технологий, переходу к деятельностным моделям обучениями в зоне практических действий обучаемых [1–2] . Магистерский уровень подготовки инженерных кадров дает возможность включить дисциплину «Современные образовательные технологии» в вариативную часть учебного плана образовательной программы 24.04.02 «Системы управления движение и навигация (уровень магистратуры)» и органично связать её с основными образовательными результатами подготовки магистра, отраженными в ФГОС ВО [3]. Дисциплина «Современные технологии обучения» направлена на развитие педагогического мышления магистрантов; вооружение их знаниями, умениями и способами социо-культурной и образовательной деятельности, необходимых для эффективной реализации общекультурных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций в инженерной и инженернопедагогической деятельности. Достижение данных целей может быть обеспечено решением следующих учебных задач:

 формирование представлений о современных образовательных технологиях; об особенностях использования современных образовательных технологий в инженерной практике;  формирование умений выбирать современные образовательные технологии в зависимости от профессиональных целей и особенностей профессионального коллектива; проектировать, прогнозировать и оценивать педагогические воздействия в соответствии с используемой технологией; анализировать и обосновывать свои суждения о целесообразности применения современных образовательных технологий; осмысливать свои собственные действия при организации образовательного и управленческого процесса. Проектируя учебную программу дисциплины, необходимо из широкого спектра образовательных технологий выбрать наиболее востребуемые в будущей профессиональной деятельности выпускника магистратуры и связанные с компетентностной моделью специалиста, представленной в ФГОС ВО по данному направлению [4; 5]. Реализация процесса освоения каждой образовательной технологии предполагает погружение магистрантов в реальную ситуацию её применения в будущей профессиональной деятельности (организуется квазипрофессиональная деятельность). При этом обязательно используются специально сконструированные задания-ситуации, электронные кейсы и ресурсы, сетевое общение, электронные системы управления обучением, образовательные кластеры, специализированные сервисы Интернет и др.

721

Решетневские чтения. 2017 Образовательные технологии, направленные на формирование профессиональных компетенций будущих инженеров Характеристика приобретаемого опыта обучающихся как части компетентностной модели Способность работать с увеличивающимся и постоянно обновляющимся информационным потоком в разных областях знаний, в том числе с использованием компьютера как средства управления информацией; пользоваться различными способами критического осмысления информации и ее интегрирования Способность анализировать социально значимые процессы и явления, анализировать логику рассуждений и высказываний; вырабатывать собственное мнение и оценочные суждения по обсуждаемому вопросу на основе осмысления различного опыта, идей и представлений; вести публичную полемику, уважительно относиться к позиции оппонентов Способность организовывать командную работу над проектом; формировать цели команды; принимать решения в ситуациях риска; выстраивать конструктивные взаимоотношения с другими людьми; владеть методами разрешения конфликтных ситуаций Способность осуществлять просветительскую и воспитательную деятельность; владеть методами пропаганды научных достижений; осуществлять самообучение, самоконтроль; содействовать обучению и развитию других

Изучение способов реализации образовательных технологий в условиях электронного обучения позволяет магистранту получить навыки организации процедур учебного и профессионального взаимодействия с использованием современных информационных технологий. Мы предполагаем, что освоение программы дисциплины «Современные образовательные технологии» кроме профессионального развития, будет влиять и на личность обучаемого: стимулировать активность, развивать интуитивное и критическое мышление, формировать лидерские компетенции, что особенно важно в условиях жесткой конкуренции, когда работодателем ценятся инновационные стратегии, неординарные идеи и действия, новые способы поведения. Библиографические ссылки 1. Приходько В. М., Сазонова З. С. Инженерная педагогика – основа профессиональной подготовки инженеров и научно-педагогических кадров // Высшее образование в России. 2014. № 4. С. 5–12. 2. Педагогическая подготовка преподавателя инженерного вуза / М. Г. Минин, Г. Ф. Бенсон, Э. Н. Беломестнова и др. // Высшее образование в России. 2014. № 4. С. 20–29. 3. Федеральный государственный стандарт высшего образования по направлению подготовки 2404002 «Системы управления движением и навигация (уровень магистратуры)», зарегистрирован в Минюсте России 27.03.2015 №36593 [Электронный ресурс]. URL: http://fgosvo.ru/fgosvo/93/91/5/51 (дата обращения: 15.09.2016). 4. Яковлева Т. А., Дорошенко Е. Г. Образовательные технологии в магистерской подготовке инженерных кадров // Решетневские чтения : материалы XX Юбилейной междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти генерального конструктора ракет.-космич. систем акад.

Формируемые компетенции ОК-12, ОК-15, ОПК-1, ОПК-2, ОПК-4, ПК-1

Образовательные технологии, направленные на их формирование Технология развития критического мышления через чтение и письмо Кейс-технология

ОК-4, ОК-7, ОК-8, ОК-15, ПК-3, ПК-12, ПК-16

Технология развития критического мышления через чтение и письмо Технология дискуссионного общения Кейс-технология

ОК-10, ОПК-5, ПК-16

Технология проектного обучения, Технология работы в творческих мастерских

ОК-5, ОК-14, ОПК-3

Технология дифференцированного обучения Технология разработки педагогического теста Программированное обучение Модульное обучение Электронное и дистанционное обучение

М. Ф. Решетнева (09–12 нояб. 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Ч. 2. С. 553–555. 5. The Model of Student-Centered Training for Master Students at Technical University / N. I. Pack et al. // Man in India. 2017. Vol. 97, № 16. P. 27–40. References 1. Prikhod’ko V. M., Sazonova Z. S. Inzhenernaya pedagogika – osnova professional’noy podgotovki inzhenerov i nauchno-pedagogicheskikh kadrov [Engineering pedagogics – a basis of vocational training of engineers and research and educational personnel] // Vysshee obrazovanie v Rossii. 2014. № 4. P. 5–12. (In Russ.) 2. Pedagogicheskaya podgotovka prepodavatelya inzhenernogo vuza [Lecturers’ pedagogic training at engineering university] / M. G. Minin, E. N. Belomestnova, G. F. Benson, V. S. Pakanova // Vysshee obrazovanie v Rossii. 2014. № 4. P. 20–29. (In Russ.) 3. The federal state standard of the higher education in the direction of preparation 2404002 “Control systems of the movement and navigation (magistracy level)”, is registered in the Ministry of Justice of the Russian Federation 3/27/2015 № 36593. Available at: http:// fgosvo.ru/fgosvo/93/91/5/51 (accessed: 15.09.2016). 4. Yakovleva T. A., Doroshenko E. G. Obrazovatel’nye tekhnologii v magisterskoy podgotovke inzhenernykh kadrov [Educational technologies in training of masters in engineering] // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. P. 553–555. (In Russ.) 5. The Model of Student-Centered Training for Master Students at Technical University / N. I. Pack et al. // Man in India 2017. Vol. 97, № 16. P. 27–40.

722

© Яковлева Т. А., Дорошенко Е. Г., 2017

Материалы Всероссийской научно-практической конференции «ОПОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ – СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ И РЕГИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ»

Решетневские чтения. 2017

УДК 378.1 ТРАНСФОРМАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТОВ: ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС. ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ РАЗВИТИЯ Т. В. Бурковская, Е. Н. Грибанов, М. И. Прокохина Орловский государственный университет имени И. С. Тургенева Российская Федерация, 302026, г. Орёл, ул. Комсомольская, 95 Рассмотрены проблемы и вызовы, стоящие перед системой образования и вузами РФ в настоящее время. Показана специфика опорных вузов и их роль в развитии региона. Обсуждаются пути трансформации университета на примере ОГУ имени И. С. Тургенева и его интеграции в мировое образовательное пространство. Ключевые слова: опорный университет, базовые процессы, трансформация, система образования. TRANSFORMATION OF UNIVERSITIES: EDUCATIONAL PROCESS. PROBLEMS AND DEVELOPMENT WAYS T. N. Burkovskaya, E. N. Gribanov, M. I. Prokohina Turgenev Orel State University 95, Komsomolskaya Str., Orel, 302026, Russian Federation The article outlines the problems and challenges facing the education system and Russian universities at the present time. The specificity of the basic universities and their role in the development of the region is shown. The ways of transformation of the university and its integration into the world educational space are discussed. Keywords: basic university, basic processes, transformation, education system. Реформирование системы образования в России является необходимым и адекватным ответом социально-экономическим и социально-политическим изменениям, протекающим в нашей стране и на мировой арене в целом. В условиях глобализации образование является «…новой формой накапливаемого человеком в течение жизни экономического ресурса» (Бурдье П.), а роль университета заключается в создании и приумножении человеческого капитала страны, повышающего ее конкурентоспособность в мировом сообществе. Достижение поставленной цели Россией диктует необходимость принятия «правил игры» мирового образовательного пространства, т. е. вхождение в свободное конкурентное поле образовательных услуг и отказ от директивного централизованного государственного планирования. Таким образом, вузы переориентируются на перманентное взаимодействие с трендами глобального рынка образования, где в свою очередь разворачиваются процессы, обусловленные академической революцией, характеризующуюся по Ф. Альбаху двумя фундаментальными и противоречащими друг другу составляющими: 1) массовизация, приводящая к росту числа студентов, среди которых доминируют слабо подготовленные абитуриенты, поступающие в университеты, что в свою очередь снижает средний уровень показателей эффективности работы самих университетов и научно-педагогических работников (НПР); 2) глобальная экономика знаний, выдвигающая требования на талантливых специалистов, готовых к глобальной циркуляции идей и включению в новые цепочки системы разделения труда. Академическая революция требует от государства реализации соответствующей политики в сфере обра-

зования, а от вузов самоопределения в рамках реализации данной политики, с учетом их личной истории и региональной компоненты. Отметим, что государственная политика в области высшего образования в нашей стране реализуется по институциональному принципу – объектом управления и развития являются отдельные университеты или университетские сегменты – стратификация на федеральные университеты, национальные исследовательские университеты, опорные региональные вузы и другие вузы. Орловский государственный университет имени И. С. Тургенева (ОГУ имени И. С. Тургенева) в системе университетов относится к категории опорных региональных вузов. При этом для него как регионального вуза, в отличие от крупных федеральных или научно-исследовательских университетов, а также ряда столичных вузов, сложнее соответствовать требованиям и критериям лучших мировых практик, из-за меньшего количества материальных и человеческих ресурсов, отсутствия известного мирового бренда, преимущественной ориентацией на интересы региона для которого вуз должен стать драйвером социально-экономического развития. ОГУ имени И. С. Тургенева – университет, который ставит амбициозные задачи, претендует на вхождение в ведущие рейтинги, решая задачи трансформации экономики и социокультурной среды региона, обоснованно позиционируя себя как «центр реализации политики на территории − экономической, предпринимательской, и социальной». Университет активно работает над реализацией своей миссии и роли в новых условиях. Проблемы и вызовы, стоящие перед ОГУ имени И. С. Тургенева и другими опорными вузами, такие как: инертность кадрового состава;

724

Опорный университет – социальная ответственность и региональное развитие

отсутствие мотивации к изменениям у превалирующего большинства научно-педагогических работников; отсутствие на рынке региона крупных игроков и, как следствие этого, отсутствие возможности выстраивания партнерских отношений университета с «якорными» структурами, сегодня требует кардинальной перестройки базовых процессов в вузе [1–3]. На первый план выходит задача формирования управленческой команды университета, работающей в тесном партнерстве со стейкхолдерами, целью которой является влияние на политику университета и деятельность научно-педагогических работников. В образовательном процессе череда изменений, затрагивающих все сферы общества, делает сложно предсказуемым определение перечня компетенций, которыми должен обладать выпускник, чтобы быть востребованным на рынке труда. «Изменения, а не стабильность являются нормой» (Алан Роджерс). Это требует глубокого аналитического поиска оптимальных стратегий, форм, методов и технологий обучения. Выбирая тот или иной формат важно опираться на те, существенные признаки, которые он может обеспечить для подготовки студента к профессии будущего. Такими признаками являются: субъект-субъектное взаимодействие всех участников образовательного процесса, требующее открытости и способности работать в команде, личностное отношение к познавательной деятельности, единство творческого замысла и алгоритма деятельности, взаимосвязь цели, задач, средств и результатов, постоянная рефлексия студентов и профессорско-преподавательского состава над полученными результатами, диалоговая позиция. Поскольку в центре свободного образования стоит Личность, способная самостоятельно вступать в диалог с предметом, обладающая критическим мышлением, свободой выбора и т. д., то изначально необходимо одновременно с выбором форматов свободного образования закладывать и KPI точки для вхождения в него. Выбор формата свободного образования должен быть напрямую связан с его направлением. Для технических и инженерных направлений, на наш взгляд, наиболее приемлемым является формат «ядерной программы»; для гуманитарных – формат «открытого учебного плана» и системы распределительных требований; для «творческих» направлений – система распределительных требований. Для университета, претендующего на высокий статус и лидирующие позиции, необходимо создание зон элитарного образования. Возможным и наиболее вероятным является создание «предуниверсариев» или элитных школ, которые впоследствии станут фабрикой абитуриентов с заданными точками роста. Открытию в университете зон элитарного образования и определению критериев входа, нахождения и условий самой программы должна предшествовать работа непосредственно по формированию ментальности НПР и абитуриентов, способных участвовать в реализации данной программы. Активное применение интернет-технологий и интернет-коммуникаций является еще одним из способов повышения привлекательности университета для абитуриентов и повышения качества обучения сту-

дентов в нем. Направления данного взаимодействия для университета возможны следующие: включение преподавателями в образовательный процесс интернет-курсов ведущих специалистов и университетов мира; онлайн участие в семинарах и конференциях ведущих специалистов в отрасли; разработка мультимедийных курсов, ведущими и заинтересованных преподавателями вуза. Возможными отличительными особенностями курсов, создаваемых в рамках данного направления, могут служить междисциплинарные направления на стыке нескольких наук. Процессы трансформации неизбежно затронут обучение в магистратуре и аспирантуре. Одним из путей реализации которых является разделение магистратуры на профессиональную и академическую. При этом целесообразно профессиональную магистратуру реализовывать по заказу и при личном участии стейкхолдеров. Для академической магистратуры следует выделить виды деятельности, которые касаются исключительно исследовательского направления, продумать принцип функционирования и возможности междисциплинарного подхода в обучении. В заключение стоит привести высказывание Чарльза Дарвина «Выживает не самый сильный, не самый умный, а тот, кто лучше всех откликается на происходящие изменения». Все изменения, о которых шла речь, вопросы, которые ставит перед нами глобальный рынок образования и академическая революция – масштабны, разнонаправлены, взаимосвязаны и взаимозависимы, поэтому требуют еще большего погружения в тему трансформации системы управления университетами, еще более глубокого анализа индикаторов этого процесса по всем направлениям, еще более активного дискуссионного обсуждения. Библиографические ссылки 1. Волков А. Е., Ливанов Д. В., Фурсенко А. А. Высшее образование: повестка 2008–2016 // Российское образование: тенденции и вызовы : сб. ст. и аналитических докл. М. : Дело АНХ, 2009. С. 11–19. 2. Altbach P., Reisberg L., Rumbley L. Trends in Global Higher Education: Tracking an Academic Revolution, UNESCO. 2009. 3. British Council The shape of things to come: higher education global trends and emerging opportunities to 2020. 2012. References 1. Volkov A. E., Livanov D. V., Fursenko A. A. Higher Education: agenda 2008–2016 // Russian Education: Trends and Challenges: Sat. Art. and analytical reports. M. : Izd-vo “Delo” of the Academy of National Economy, 2009. P. 11–19. 2. Altbach P., Reisberg L., Rumbley L. Trends in Global Higher Education: Tracking an Academic Revolution, UNESCO. 2009. 3. British Council The shape of things to come: higher education global trends and emerging opportunities to 2020. 2012.

725

© Бурковская Т. В., Грибанов Е. Н., Прокохина М. И., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 338 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВО В РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ О. В. Гостева, Ю. А. Аникина Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected], [email protected] Рожденные на предприятиях ракетно-космической отрасли (РКО) инновации нуждаются в реализации и коммерциализации, и, как результат, необходим наукоемкий продукт. Технологическое предпринимательство создает взаимодействие смежных областей – бизнеса и инновационных технологий. Ключевые слова: технологическое предпринимательство, инновации, ракетно-космическая отрасль. TECHNOLOGICAL ENTREPRENEURSHIP IN ROCKET AND SPACE INDUSTRY O. V. Gosteva, Y. A. Anikina Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected], [email protected] The innovations born at the enterprises of the RKO require implementation and commercialization, and as a result, a science-intensive product is needed. Technological entrepreneurship creates the interaction of related areas business and innovative technologies. Keywords: technological entrepreneurship, innovation, rocket and space industry. Переход к цифровой экономике заставил мировое сообщество резко приблизиться к новому технологическому укладу. Перевод фокуса внимания на интеллектуальную и научную составляющую делает их базой развития. Постиндустриальное общество все больше требований предъявляет к появлению наукоемкой, высокотехнологичной продукции. Наиболее развивающимися сферами являются: электроника, информационные технологии, биофармацевтика, а также сфера услуг. Наша страна, к сожалению, оказывается не в первых рядах этого движения. Н, не смотря на существующие сложности, мы имеем серьезный потенциал для выхода на международный рынок, основой которого должно стать технологическое предпринимательство. [1] Данный термин появился в 1998 г. Обозначал он вид бизнеса, в основу которого положены инновационные технологии, передовые знания научного, технического и организационного направления. К предприятиям такого типа предъявляются повышенные требования, основанные на особой роли интеллектуальных ресурсов и инновационных технологий. Предприятия РКО изначально являются наукоемкими и в следствии этого производят большое количество инновационных разработок. Но специфика космических предприятий не позволяет им самостоятельно создавать продукты прямой рыночной направленности. Появляется серьезный вопрос – с помощью каких инструментов возможно наилучшим путем проводить трансфер инноваций разработанных на предприятий ГК «Роскосмос» и доводить их до изготовления рыночно востребованного продукта, получения серьез-

ного коммерческого результата. Наиболее эффективно, по нашему мнению, это можно сделать с помощью технологического предпринимательства, создавая необходимую инфраструктуру с использованием инновационных кластеров. Высокотехнологичное производство, нанотехнологии, инновационный подход позволят вывести производство рыночной продукции в специализированные кластеры, основанные на технологическом предпринимательстве. Внешняя среда предъявляет особые требования к разработке и построению бизнесмоделей подобных предприятий, существенно отличающиеся от традиционных, обращая особое внимание на клиентоориентированность и выстраивание отношений с партнерами. Инновации, рожденные на предприятиях РКО, нуждаются в реализации и коммерциализации – и как результат – получение наукоемкого продукта. Технологическое предпринимательство само создает взаимодействие смежных областей – бизнеса и инновационных технологий [4–6]. Технологическое предпринимательство имеет серьезные отличия от традиционного. Если в традиционном бизнесе «спрос рождает предложение», то в технологическом «предложение рождает спрос», примеров тому множество, начиная от Интернета и заканчивая постоянным обновлением современных гаджетов. В традиционном предпринимательстве повышение эффективности идет через снижение издержек, а в технологическом особое внимание уделяется эффективности нового продукта (технологии). Мотивация деятельности традиционного бизнеса – получе-

726

Опорный университет – социальная ответственность и региональное развитие

ние прибыли, технологического – получение нового продукта и его развитие. Выделим еще несколько важных моментов технологического предпринимательства [2]. Технологический предприниматель – это субъект, занимающийся поиском инновационных идей и ответственный за их реализацию в практической деятельности сочетая в себе лидера-инноватора [3]. Технологический предприниматель активно пользуется услугами консультантов (по вопросам, выходящим за рамки его компетенций) и аутсо́рсингом. Без поддержки на государственном уровне не последует развития наноиндустрии. Одной из главных функцией государства является формирование благоприятной инновационной среды. Существует частный случай технологического предпринимательства – корпоративное (внутреннее), при реализации которого именно корпорации являются основным мотиватором, а главное – источником финансирования. Его целью является наращение внутриотраслевого инструментария для генерации инноваций, их коммерциализация и внедрение в промышленность. Конечная цель технологического предпринимательства – это тиражирование инновационного товара на рынке и, как уже отмечалось выше, одной из фундаментальных основ современного менеджмента служит удовлетворение потребителей. Кластеры – это форма взаимодействия, в первую очередь, на технологическом уровне различных единиц на рынке для достижения более высоких целей. Университеты – выполняют двойную функцию, вопервых, они готовят специалистов, а во-вторых, сами становятся центрами генерации и трансфера инноваций. Необходимо подчеркнуть следующие тенденции технологического предпринимательства: 1. Технологическое предпринимательство находится на самых первых этапах своего развития. Основными проблемами является – отсутствием четкого понятийного аппарата в построении механизма и управлении этим бизнесом. Вследствие этого трудно говорить о серьезной конкурентоспособности на мировом уровне. 2. Разнообразные государственные схемы и механизмы содействия технологическому предпринимательству, которые серьезное внимание уделяют инновациям, разработанным на предприятиях РКО. 3. Мировой опыт доказывает, что технологическое предпринимательство ориентировано на все формы бизнеса. К сожалению, российское восприятие концентрируется скорее на малом бизнесе, но при этом присутствуют попытки внедрения корпоративного технологического предпринимательства. 4. Необходим комплексный и системный подход к развитию технологического предпринимательства, учитывающий как специфику инфраструктуры российского бизнеса и ГЧП, так и особенности инновационных разработок предприятий РКО. Библиографические ссылки 1. Гостева О. В. Формы объединения участников рынка, как необходимость повышения эффективности

трансфера инноваций. International Conference on Management, Entrepreneurship and Sustainability Conference Proceedings. 2017. С. 64–72. 2. Гостева О. В., Бойко А. А. Проблемы генерации инноваций на предприятиях ракетно-космической отрасли // Решетневские чтения : материалы XХ Междунар. науч. конф. (09–12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Т. 2. № 20. С. 362–363. 3. Формирование организационно-экономического механизма стимулирования предпринимателей к импортозамещению в регионе : монография / А. С. Алексина, Е. Л. Андреева, О. Н. Воронкова, П. Л. Глухих. Екатеринбург, 2016. 4. Тимагина Ю. А., Байгулов Р. М. Основные направления активизации источников венчурного инвестирования (финансирования) в технологическом предпринимательстве РФ // Результаты социальноэкономических и междисциплинарных научных исследований ХХI века. Самара, 2016. С. 74–86. 5. Балашова Е. С., Громова Е. А. Технологическое предпринимательство как конкурентоспособная модель инновационного развития // Экономические исследования. 2016. № 4. С. 1. 6. Соловьев Д. Б., Макеева А. И. Процессный подход при разработке концепции системы образованиенаука-производство // Наука вчера, сегодня, завтра. 2017. № 1 (35). С. 142–148. References 1. Gosteva O. V. Forms of association of market participants, as the need to improve the efficiency of the transfer of innovation. International Conference on Management, Entrepreneurship and Sustainability Conference Proceedings. 2017. P. 64–72. 2. Gosteva O. V., Boyko A. A. Problems of generating innovations in the enterprises of the rocket and space industry // Мaterialy XX Mezhdunar. nauch. konf. “Reshetnevskie chteniya” [Materials XX Intern. Scientific. Conf “Reshetnev reading”]. Krasnoyarsk, 2016. T. 2, № 20. P. 362–363. 3. Formation of the organizational and economic mechanism to stimulate entrepreneurs to import substitution in the region : monograph / A. S. Aleksina, E. L. Andreeva, O. N. Voronkova, P. L. Glukhikh. Yekaterinburg, 2016. 4. Timagina Yu. A., Baygulov R. M. The main directions of activation of sources of venture investment (financing) in technological entrepreneurship of the Russian Federation. In the book: the results of socioeconomic and interdisciplinary scientific research of the 21st century. Samara, 2016. P. 74–86. 5. Balashova E. S., Gromova E. A. Technological entrepreneurship as a competitive model of innovation development // Economic research. 2016. № 4. Р. 1. 6. Soloviev D. B., Makeeva A. I. Process approach in the development of the concept of education-scienceproduction. Science yesterday, today, tomorrow. 2017. № 1 (35). P. 142–148.

727

© Гостева О. В., Аникина Ю. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 378.147.88 МОДЕЛЬ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ВИРТУАЛЬНОГО ПРОЕКТНОГО ОФИСА В РЕГИОНАЛЬНОМ ВУЗЕ А. А. Иптышев1, З. А. Колмакова1, Д. В. Вавилов2, О. Л. Мельникова1 1

Хакасский государственный университет имени Н. Ф. Катанова Российская Федерация, 655017, Республика Хакасия, г. Абакан, ул. Ленина, 90 2 Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected] Рассматривается проблема создания эффективной инновационной инфраструктуры в региональном вузе на примере Хакасского государственного университета имени Н. Ф. Катанова, территориально удаленного от промышленных центров производства и тиражирования продукции. Предлагается вариант решения данной проблемы с использованием современных информационных технологий. Ключевые слова: проектный офис; инновационная деятельность; инфраструктура вуза; информационные технологии; организация НИРС; жизненный цикл инновации. A MODEL OF INFORMATION SYSTEM FOR A VIRTUAL PROJECT MANAGEMENT OFFICE AT A REGIONAL UNIVERSITY A. A. Iptyshev1, Z. A. Kolmakova1, D. V. Vavilov2, O. L. Melnikova2 1

Katanov Khakass State University 90, Lenin Str., Abakan, Republic of Khakassia, 655017, Russian Federation 2 Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: [email protected] The article deals with the problem of creating an effective innovation infrastructure in the regional university on the example of Khakass state University named after N. F. Katanov. The university is geographically remote from the industrial centers of the production and replication products. We propose a solution to this problem with the use of modern information technology. Keywords: project office; innovation; infrastructure of the University; information technology; organizing scientific research; innovation lifecycle. Создание эффективной системы привлечения студентов аспирантов и молодых ученых к инновационной деятельности является одним из важнейших элементов создания региональной инновационной системы, что, в свою очередь, является составной частью процесса формирования национальной инновационной системы, в соответствии с «Основами политики Российской Федерации в области развития науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу», утвержденными Президентом Российской Федерации В. В. Путиным (Пр. № 576 от 30 марта 2002 г.). Несмотря на то что, как отмечают многие, в настоящее время в России наблюдаются попытки создания национальной инновационной среды, соответствующей требованиям современного уровня развития экономики и производства, сегодня нельзя говорить о наличии такой среды как на уровне России в целом, так и в Красноярском крае и Хакассии [1; 2]. Инновационная среда должна включать в себя разработчиков новаций, инвесторов, товаропроизводителей конкурентоспособной продукции или (услуг),

соответствующую и порядок взаимодействия указанных элементов [3; 4]. При этом разработка новшества становится инновацией только после внедрения, то есть после реализации до стадии выпушенного на рынок и воспринятого потребителем продукта. В настоящее время практически ни одно предприятие малого и среднего бизнеса, пользуясь только своими ресурсами, не может осуществить полный инновационный цикл, например, вследствие нехватки финансовых средств. Для решения вышеуказанной проблемы создаются различные инновационные инфраструктурные образования региона и подразделения внутри крупных субъектов инновационной деятельности. Важно отметить, что разработку и проектирование новой продукции на базе новых изобретений и инженерных решений в современных условиях следует вести на базе новых технологий проектирования, в специализированных внутривузовских и межвузовских проектных подразделениях (в первую очередь молодежных), под руководством опытных проектировщиков, при совместной работе конструкторов,

728

Опорный университет – социальная ответственность и региональное развитие

технологов и материаловедов. Только в таком тесном взаимодействии разнородных специалистов сейчас можно создать новую конкурентоспособную продукцию с перспективами продвижения на рынок [5]. Можно видеть, что развитие современных информационных технологий предоставляет новые возможности для развития инфраструктуры инновационной деятельности в инженерных вузах, территориально удаленных от центров промышленного производства и тиражирования продукции. Например, на базе института информационных технологий и инженерного образования Хакасского государственного университета имени Н. Ф. Катанова актуальной является задача создания виртуального проектного офиса как инструмента вовлечения студентов, аспирантов и молодых ученых в научноисследовательские и инновационные проекты. Концепция организации работы предприятий – свободный или виртуальный офис (freestanding) основана на том, что главным критерием оценки работы сотрудника является не факт присутствия на рабочем месте, а результат. Наиболее востребована эта концепция для консалтинговых и аудиторских компаний специалисты, которых, основную часть своего времени проводят на объекте у клиента, а постоянное место в офисе им нужно лишь один – два раза в неделю, а то и в месяц, на несколько часов. Авторским коллективом предлагается разработать информационную систему, размещенную в сети интернет объединяющую: банк данных разработчиков, структурированный в виде портфолио с указанием участия в проектах и банк данных реализованных проектов с описанием полученных результатов и контактной информацией руководителя проекта для потенциального заказчика. В качестве задач проектного офиса можно выделить: – предоставить разработчикам удобный доступ к данным, чтобы они могли лучше понимать суть возникающих проблем и предпринимать более эффективные действия; – улучшить способность разработчиков организации предвидеть изменения требований заказчика, управлять ими и предпринимать адекватные действия; – обеспечить эффективную и гибкую совместную работу проектных групп; – повысить производительность труда каждого разработчика и позволить большому количеству разработчиков участвовать в выполнении проекта независимо от места нахождения. Очевидно, что эффективность работы виртуального проектного офиса будет зависеть от количества и качества проектов, поэтому должен объединять разработчиков всех институтов университета, но прежде всего института информационных технологий и ин-

женерного образования, так как заказчика прежде всего интересует описание продукта или технологии предлагаемой университетом для коммерциализации. Можно видеть, что данный принцип работы достаточно удобен для организации работы НИР и НИРС студентов аспирантов и молодых ученых для реализации проектов по заказу предприятий малого и среднего бизнеса. Библиографические ссылки 1. Вольф А. К. Стратегия инновационного развития Красноярского края на период до 2020 года // Вестник СибГАУ. 2011. Вып. 7(40). С. 3–8. 2. Моргун В. Н., Иптышев А. А., Быбина Я. Ю. Основные направления политики Красноярского края в области создания и внедрения научно-технических разработок // Вестник СибГАУ. 2011. Вып. 7(40). С. 9–14. 3. Фатхутдинов Р. А. Инновационный менеджмент : учебник для вузов. М. : «Бизнес-школа» Интелсинтез», 1998. С. 532. 4. Инновационный менеджмент : справ. пособие / под ред. П. И. Завлина, А. К. Казанцева, A. З. Мэндели и др. СПб. : Наука, 1997. 5. Формирование внутривузовской системы привлечения студентов к инновационной деятельности в Красноярском крае / С. А. Подлесный, В. И. Темных, А. А. Иптышев и др. // Инженерное образование. Томск, 2005. № 3. С. 82–90. References 1. Wolf A. K. Strategy of innovative development of the Krasnoyarsk Krai for the period till 2020 // Vestnik SibGAU. 2011. Vol. 7(40). P. 3–8. 2. Morgun V. N., Iptyshev A. A., Bybina Y. Y. The Main directions of policy of the Krasnoyarsk region in the development and implementation of scientific and technical developments // Vestnik SibGAU. 2011. Vol. 7(40). P. 9–14. 3. Fatkhutdinov R. A. Innovation management: Textbook for universities. M. : ZAO “Business school” Intelsynthesis”, 1998. Р. 532. 4. Innovation management: Guide, Handbook / ed. by P. I. Zavlin, A. K. Kazantsev, A. Z. Mandali and others. SPb. : Science, 1997. 5. The formation of the University system of attracting students to innovative activity in the Krasnoyarsk territory / S. A. Podlesny, V. I. Dark, A. A. Iptyshev et al. // the Journal of Engineering education. Tomsk, 2005. № 3. Р. 82–90.

729

© Иптышев А. А., Колмакова З. А., Вавилов Д. В., Мельникова О. Л., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 101:001 НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПАРАДИГМА ОПОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА Н. А. Князев Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected] Исследуются инновационные основания научно-образовательной парадигмы опорного университета, его функциональные особенности в процессе решения региональных проблем по наращиванию инженерного потенциала. Ключевые слова: опорный университет, парадигма, интеграция, инженерное образование. SCIENTIFIC AND EDUCATIONAL PARADIGM OF FLAGSHIP UNIVERSITIES N. A. Knyazev Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article examines the innovative base of scientific-educational paradigm of flagship universities, its functional features in the process of solving regional problems, to increase engineering capacity. Keywords: flagship universities, paradigm, integration, engineering training. Социально-экономическое положение стран в современном обществе в значительной степени зависит от уровня их инновационного развития, от способности быстро реагировать на появление событий глобального мира. В качестве радикального направления модернизации в нашей стране взят курс на создание новой парадигмы развития государства. Особое место в решении этой государственной задачи отводится высшему образованию, инженерным кадрам. В данной связи в субъектах Российской Федерации были учреждены опорные университеты. В отличие от других университетов опорный вуз выступает в качестве особого функционального центра, призванного координировать с позиции современного уровня развития науки и учебных технологий процессы наращивания инженерного потенциала региона и повышения качества жизни. Цель статьи – раскрыть основания научно-образовательной парадигмы опорного университета, определив функциональную роль его исследовательской и учебной деятельности в целостном инновационном процессе развития региона. Понимание научнообразовательной специфики опорного университета, существующего в качестве координирующего звена по отношению к инновационным событиям региона, является важнейшей стороной развития инженерного образования, о проблемных исследованиях которой пока еще отсутствуют публикации в отечественной литературе. Методология исследования, которая используется в нашей работе, основана на теории постиндустриального типа общества и его центральном понятии – «общество знания». В статье применены

также междисциплинарный, системный и структурнофункциональный подходы при раскрытии сущности анализируемых явлений. Современная наука в огромном разнообразии своих дисциплин и технологических приложений предпочитает интегративный способ развития. В данной связи создание в регионе опорного университета без преувеличения можно считать началом качественно новых изменений того, что называется интеграционным научно-образовательным пространством, включающим в себя интеллектуальную и технологическую сферы региональной жизни. Его исследовательская тематика включает в себя не только взаимодействие различных классических отраслей знания, но еще и тематику сложных межотраслевых хозяйственных процессов, пронизанных экономическими, информационными, инфраструктурными и социально-культурными проблемами региона. В инновационных условиях стремительного сближения системы образования с обществом, властью и предпринимательством «внешняя» (по отношению к университетской проблематике) интеграционная среда очень активно взаимодействует с традиционными для любого университета научными и учебными делами. В зарубежной литературе методологической группе вопросов, связанных с исследованием в региональных практиках межотраслевой тематики, уделяется большое внимание. В основе понимания сущности межотраслевой технологической интеграции и конструктивного ее использования на практике приоритет отдается либо поиску «узловых» (практически доказавших свою надежность) структур, либо примене-

730

Опорный университет – социальная ответственность и региональное развитие

нию так называемой «дорожной карты», либо методу специальных экспертиз [1; 2]. Часто в зарубежных статьях отражается опыт, накопленный в рамках взаимодействия межотраслевого и междисциплинарного видов интеграционного процесса [3]. И если при этом ситуация касается деятельности междисциплинарных научных коллективов, то в целом интеграция рассматривается еще и как процесс совместного производства знаний и взаимного обучения [4]. Возвращаясь к теме исследования опорного университета, обратим внимание на еще один актуальный аспект междисциплинарных процессов. Этот аспект касается интеграционного единства между теоретической и научно-методической сторонами существования научных дисциплин, преподаваемых в университете. Речь идет о профильных дисциплинах в учебных программах, по которым на старших курсах готовятся к выпуску будущие инженеры-исследователи. Одна из проблем выпуска первоклассных инженеров и специалистов состоит в необходимости устранения образовавшегося пробела между интеграционными реалиями внутри дисциплинарного существования научного знания, с которыми имеет дело будущий специалист или будущий инженер-исследователь, и общенаучными, методологическими аспектами понимания этих реалий. Указанный нами научно-методический пробел в учебном процессе вуза нельзя недооценивать, так как обобщенный (точнее сказать, философски обобщенный) аспект решения данной проблемы предполагает раскрыть его будущему инженеру или магистру со стороны наиболее устойчивых и наиболее глубоких закономерностей развития современного научного и научно-технического знания. Философски обобщенный аспект решения обозначенной учебной проблемы не просто вооружает инженера существенными методологическими и мировоззренческими компетенциями. Этот аспект одновременно формирует в теоретической и творческой его деятельности весьма ценный компонент – расширительные (а, следовательно, адекватные) способности мыслить в процессе научной или научнотехнической деятельности с позиции современных рационалистических ценностей науки. В ранее опубликованных нами исследованиях [5] мы уже формулировали ряд новых методов для применения их в учебном процессе опорного университета. К ним, например, относится метод создания диалоговой обстановки в процессе усвоения учебно-исследовательского материала с акцентом на организацию научных дискурсов. Как результат проведенного нами исследования подчеркнем, что опорный университет – это новый компонент в инновационном взаимодействии системы образования с властью, обществом и предпринимательством. Передовой по своим структурно-функциональным параметрам и научным основаниям опорный вуз выступает в качестве особого функционального центра, призванного координировать с позиции современного уровня развития науки и учебных техно-

логий процессы наращивания интеллектуального потенциала региона и повышения качества жизни. Научно-образовательная парадигма опорного университета означает его способность осуществлять оптимальную координацию между основными звеньями инновационного развития региона в целом, предвидеть перспективные направления подготовки инженерных кадров. Библиографические ссылки 1. Matthias Weber K., Schaper-Rinkel Petra. European sectoral innovation foresight: Identifying emerging cross-sectoral patterns and policy issues // Technological Forecasting and Social Change. February 2017. Vol. 115. P. 240–250. 2. Keun Lee, Franco Malerba. Catch-up cycles and changes in industrial leadership:Windows of opportunity and responses of firms and countries in the evolution of sectoral systems // Research Policy. 2017. Vol. 46, Iss. 2. March. P. 338–351. 3. Interdisciplinary Engineering Methodology for changeable Cyber-Physical Production Systems / E. Marseu, D. Kolberg, M. Birtel, D. Zühlke // IFACPapersOnLine. 2016. Vol. 49, Iss. 31. P. 85–90. 4. Melanie Kröger, Martina Schäfer. Scenario development as a tool for interdisciplinary integration processes in sustainable land use research // Futures. 2016. Vol. 84, Part A. November. P. 64–81. 5. Князев Н. А., Буянкина Р. Г., Зуков Р. А. Научные основания в структурном развитии философии образования // Философия образования. 2016. № 2 (65). С. 17–27. DOI: 1015372/PHE20160201. References 1. Matthias Weber K., Schaper-Rinkel Petra. European sectoral innovation foresight: Identifying emerging cross-sectoral patterns and policy issues // Technological Forecasting and Social Change. February 2017. Vol. 115. P. 240–250. 2. Keun Lee, Franco Malerba. Catch-up cycles and changes in industrial leadership:Windows of opportunity and responses of firms and countries in the evolution of sectoral systems // Research Policy. 2017. Vol. 46, Iss. 2. March. P. 338–351. 3. Interdisciplinary Engineering Methodology for changeable Cyber-Physical Production Systems / E. Marseu, D. Kolberg, M. Birtel, D. Zühlke // IFACPapersOnLine. 2016. Vol. 49, Iss. 31. P. 85–90. 4. Melanie Kröger, Martina Schäfer. Scenario development as a tool for interdisciplinary integration processes in sustainable land use research // Futures. 2016. Vol. 84, Part A. November. P. 64–81. 5. Knyazev N. A., Buyankina R. G., Zukov R. A. [Nauchnie osnovaniya v strukturnom razvitii philosophii obrazovaniya]. Philosophiya obrazovaniya. 2016. № 2 (65). С. 17–27. DOI: 1015372/PHE20160201.

731

© Князев Н. А., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 378 ПРОЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ КОМАНДНОГО ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ В. С. Козлов*, С. В. Котельникова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 * E-mail: [email protected] Рассматривается проектно-ориентированная технология командного обучения студентов в вузе с описанием последовательности действий и мероприятий, обеспечивающих организацию такого обучения на начальном и последующих этапах внедрения. Ключевые слова: проектно-ориентированные технологии, обучающий проект, заказчик проекта, команда проекта, инициатор проекта. A PROJECT-ORIENTED TECHNOLOGY FOR TEAM TEACHING STUDENTS V. S. Kozlov*, S. V. Kotelnikova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation * E-mail: [email protected] The research considers a project-oriented technology for a team of students at the University with a description of the sequence of actions and events, providing the organization of such training in the initial and subsequent stages of implementation. Keywords: project-oriented technologies, training project, project customer, project team, project initiator. Современные требования работодателей к качеству обучения специалистов привели к необходимости использовать новые подходы к методам обучения. Исследования показали, что для работодателей принципиальным моментом при решении вопроса о приеме выпускника вуза на работу является, помимо специальных знаний, наличие таких личностных качеств потенциального работника, как восприимчивость, динамичность, готовность учиться, готовность начинать с малого. Кроме того, по мнению работодателей, важным фактором для них является наличие предыдущего некоего опыта работы как показателя ответственности и надежности будущего работника. Это действительно непростая задача, которая требует совершенно нестандартного подхода и новых методов обучения [1]. В ряду таких подходов стоят проектноориентированные технологии командного обучения, суть которых составляет соединение процесса получения знаний с опытом выполнения реальных проектов и получения результатов. Проектно-ориентированный подход позволяет также интегрировать знания, приобретенные студентами в рамках разных учебных дисциплин, развивать критическое мышление и творческую инициативу, перенести акцент на интенсивную самостоятельную работу студентов [1]. Начальным этапом проектно-ориентированного командного обучения студентов является идея проекта, которая может быть реализована в следующих

формах, востребованных на рынке, в промышленности, учебном процессе: – создание новых наукоемких изделий; – создание учебных изделий; – создание новых технологий; – разработка учебных материалов; – проведение научных исследований; – выполнение технических, экономических расчетов и др. Идею проекта выдвигает инициатор проекта, в качестве которого могут выступать: – внутренний заказчик проекта (внутренним заказчиком проекта выступает вуз в лице ректора или иного официально уполномоченного лица); – администрация вуза; – дирекция/деканат; – выпускающая (профилирующая) кафедра; – иные подразделения вуза; – студенты; – внешний заказчик проекта. Возможно совместное выдвижение идеи проекта внутренним и внешним заказчиками проекта. Решение об открытии проекта либо об отказе в реализации проекта принимает на открытых заседаниях рабочих групп, создаваемых для проведения конкурсного отбора проектов. Решение принимается с учетом профиля обучения, научных и производственных связей профилирующей кафедры, специфики проектно-ориентированного командного обучения

732

Опорный университет – социальная ответственность и региональное развитие

студентов данной специальности. Профилирующая кафедра, на базе которой организуется проектноориентированное командное обучение студентов, определяет круг преподавателей и сотрудников кафедры, участвующих в проекте. Из числа преподавателей и сотрудников профилирующей кафедры назначается команда, реализующая функции управления в проекте. К команде управления проектом в случае необходимости подключается ведущий специалист от предприятия-заказчика. Управление командой является одной из задач профилирующей кафедры и включает в себя выделение преподавателей, требуемых для выполнения проекта, координацию их усилий, фиксацию замечаний, оценку их работы. Следующим этапом проекта является формирование команды проекта – временно созданной команды студентов, отвечающих за достижение целей проекта и подчиняющихся куратору и ведущему специалисту проекта. Работу по формированию проектных команд на профилирующей кафедре организует заведующий кафедрой. Определяется количественный состав команды проекта, в которую могут входить студенты одного или разных курсов, специальностей, факультетов и даже разных вузов города. Кроме того, предусматривается кооперация и взаимодействие с подразделениями университета, а также со сторонними организациями. Работа команды проекта организуется как органическая составляющая процесса подготовки специалистов к решению следующих типов задач по виду профессиональной деятельности: научно-исследовательской; проектно-конструкторской; организационно-управленческой; производственно-технологической [2]. С одной стороны, реализация проекта в рамках одного из видов профессиональной деятельности последовательно или параллельно проходит все основные стадии разработки: от технического задания до конечного результата. С другой стороны, проектноориентированное командное обучение студентов включается в образовательную программу в виде индивидуального учебного плана для участников команды. Учебным планом предусматривается изучение в процессе работы над проектом некоторых дисциплин, программы которых соответствуют содержанию проекта (включенное обучение). При этом также происходит замена ряда учебных форм (расчетные задания, курсовые работы и проекты, практика, лабораторные работы и др.) соответствующей работой над проектом в рамках проектно-ориентированного командного обучения. Для участников проекта, как студентов, так и преподавателей разрабатываются и утверждаются индивидуальные планы участников проекта. После разработки и утверждения индивидуальных учебных планов участников проекта проектно-ориентированное командное обучение для них становится обязательным. За время выполнения проекта команда проекта выполняет значительный объем работ, включающий в себя (в зависимости от тематики проекта) маркетинг

и определение целевого продукта, анализ предметной области и описание требований, проектирование, разработку, тестирование, документирование, комплексные испытания, внедрение и сопровождение. Процессами завершения отдельных этапов проекта, а также всего проекта в целом служат официальное подтверждение и оформление промежуточных и конечных результатов проекта. Обязательным мероприятием по завершении проекта, проводимым с целью оценки полученных производственных и учебных результатов, является презентация проекта. К основным преимуществам использования предложенной выше проектно-ориентированной технологии командного обучения студентов относятся: – интеграция знаний, приобретённых студентами в ходе изучения различных дисциплин; – решение реальных производственных задач и применение полученных теоретических знаний на практике; – возможность показать свои творческие способности, проявить себя, самоутвердиться в деловой среде; – повышение сплочённости студенческой команды и уровня ответственности каждого за порученное дело; – приобретение студентами коммуникативных навыков, необходимых для работы в команде; – возможность научиться работать в условиях неопределенности и преодолевать реальные риски. Указанные выше преимущества обеспечивают вузу возможность подготовки квалифицированных специалистов в различных областях профессиональной деятельности через формирование как специализированных, так и общекультурных компетенций. В свою очередь у выпускников вуза есть возможность за время обучения пройти практикоориентированную подготовку, позволяющую успешно и без дополнительной профессиональной переподготовки на рабочем месте выполнять обязанности работника и быть высококонкурентным специалистом на современном рынке. Библиографические ссылки 1. Малкова И. Ю. Проектные технологии в высшей школе: гипотезы о содержании проектной компетентности // Образовательные технологии. 2005. № 3. 2. Дворецкий С., Пучков Н., Муратова Е. Формирование проектной культуры // Высшее образование в России. 2009. № 4. References 1. Malkova I. Ju. [Proektnye tehnologii v vysshej shkole: gipotezy o soderzhanii proektnoj kompetentnosti]. Obrazovatel’nye tehnologii. 2005. № 3. P. 164–167. (In Russ.) 2. Dvoreckij S., Puchkov N., Muratova E. Х. [Formirovanie proektnoj kul’tury]. Vysshee obrazovanie v Rossii. 2009. № 4. P. 15–22. (In Russ.)

733

© Козлов В. С., Котельникова С. В., 2017

Решетневские чтения. 2017

УДК 378.1 СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ В РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА «ОПОРНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ РОССИИ» Е. Г. Корепанова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected] Рассматриваются современные подходы в реализации проекта создания опорных вузов на территории РФ. Сформулированы особенности взаимодействия высшего учебного заведения, правительства региона и промышленности. Ключевые слова: опорный университет, концентрация интеллектуального потенциала, образование, программы развития, региональная власть, промышленность, молодежь. MODERN APPROACHES TO REALIZE THE PROJECT “SUPPORT UNIVERSITY OF RUSSIA” E. G. Korepanova Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected] The article deals with modern approaches to the implementation of the project to establish flagship universities in the Russian Federation. The research determines specific features of the interaction among the higher educational institutions, the government of the region and industry. Keywords: basic university, concentration of intellectual potential, education, development programs, regional authorities, industry, youth. Прошел год, как Министерством образования и науки РФ был запущен проект создания опорных университетов. Он предполагает объединение региональных вузов в многопрофильные структуры, которые получат дополнительную государственную поддержку. По мысли реформаторов, это «будет способствовать концентрации интеллектуального потенциала и созданию научно-образовательных комплексов, нацеленных на экономическое и социальное развитие регионов России». Проект направлен на обеспечение к 2025 году глобальной конкурентоспособности ведущих российских университетов и создание в субъектах РФ центров инновационного и технологического развития [1]. Работа в интересах развития экономики региона – основной приоритет для опорных университетов, созданных в рамках проекта Минобрнауки России. Сегодня в России в общей сложности 33 вуза имеют статус «опорных». Вместе с этим наименованием они получили и дополнительное бюджетное финансирование в общем объеме 3 млрд рублей. Опорные вузы активно включились в реализацию как национального приоритетного проекта «Вузы как центры пространства для создания инноваций», так и своих стратегических программ развития, напрямую связанных с программами развития региона. Инициативность уже почувствовали на себе субъекты федерации, в которых находятся опорные вузы: там резко сократился отток

талантливой молодежи, на базе опорных университетов создаются технопарки и бизнес-инкубаторы, запускаются социальные проекты. Работодатели подключаются к внедрению новых образовательных программ и все активнее начинают выступать в качестве заказчиков научных исследований у университетов. Наличие столь активных вузов в регионах важно и для развития технологического и социального предпринимательства [2]. Сегодня опорными университетами признаны 33 университета, ставшие победителями первого и второго этапов конкурсного отбора. На государственную поддержку таких программ развития Минобрнауки уже выделило около – 3 млрд. К 2019 году планируется создать опорные университеты более чем в 50 субъектах РФ. Их общее количество в разных регионах страны может достигнуть девяноста. Это очень большая и серьезная программа, нацеленная на трансформацию существующих университетов в центры генерации современных исследований, подготовку квалифицированных кадров и создание новых рабочих мест. Эффективно реализовать свои программы развития совместно с региональными властями – обязанность каждого опорного университета. Количество поступивших заявок от вузов на конкурсы первой (2016 г.) и второй (2017 г.) волны наглядно показывает растущий интерес к проекту [3].

734

Опорный университет – социальная ответственность и региональное развитие

Основные задачи, выставляемые опорным университетам: вуз должен стать для региона центром науки, подготовки кадров и социокультурного развития территории. Региональная власть и промышленность региона, со своей стороны, должны участвовать в этом процессе, они заинтересованы в решении поставленных задач. Регионы также показали свою заинтересованность в развитии и поддержке «опорных университетов», их программы развития и программмы стратегического развития регионов плотно сопряжены. Реализацию заявленного университетами уровня достижения ключевых показателей субъекты уже почувствовали на себе: сокращается отток талантливой молодежи из регионов, работодатели включаются в проведение образовательных программ, становятся заказчиками научных исследований, на базе вузов запускаются социальные проекты, создаются технопарки и бизнес-инкубаторы. Это важно для технологического и социального предпринимательства, развитию которого будет также способствовать создание центров инноваций на базе университетов в рамках реализации приоритетного проекта «Вузы как центры пространства создания инноваций». Все это должно позволить опорным вузам стать в регионах России точками инновационного роста. Опорный университет – это интегратор научной и образовательной среды; он должен быть вовлечен в реализацию программы регионального развития; это непременный элемент отраслевой экономики региона; это иная система подготовки кадров, предполагающая партнерство с работодателями, и новая управленческая модель; опорный университет не может развиваться, не имея поддержки региональных властей. И, главное, проект связывает обязательствами опорные университеты, бизнес и власть [4]. Библиографические ссылки

www.kommersant.ru/doc/3343846 (дата обращения: 28.07.2017). 2. Научная электронная библиотека Elibrary.ru. [Электронный ресурс]. URL: https://elibrary.ru/item. asp?id=26601396 (дата обращения: 07.12.2016). 3. Информационно-аналитический портал «Коммерсант.ru». [Электронный ресурс]. URL: https:// www.kommersant.ru/doc/2900943 (дата обращения: 26.01.2016). 4. Князев Н. А. Функциональные особенности развития опорного университета // Решетневские чтения : материалы ХХ Юбилейной междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти генерального конструктора ракет.-космич. систем акад. М. Ф. Решетнева (09–12 нояб. 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Ч. 2. 576 с. References 1. Information and analytical portal Kommersant.ru. [Electronic resource]. Available at: https://www.kommersant.ru/doc/3343846 (accessed: 28.07.2017). 2. Scientific electronic library Elibrary.ru [Electronic resource]. Available at: https://library.ru/ item.asp?id= 26601396 (accessed: 07.12.2016). 3. Information and analytical portal Kommersant.ru [Electronic resource]. Available at: https://www.kommersant.ru/doc/2900943 (accessed: 26.01.2016). 4. Knyazev N. A. Functional features of the development of the basic university // Reshetnevsky readings : materials of the XX Anniversary International. scientificpractical. conf., dedicated. memory of the general designer of rocket-space systems of academician M. F. Reshetnev (09–12 November 2016, Krasnoyarsk) : at 2 pm. / under the total. Ed. Yu. Yu. Loginova ; Sib. gos. aircoscosmic. un-t. Krasnoyarsk, 2016. Part 2. 576 р.

1. Информационно-аналитический портал «Коммерсант.ru» [Электронный ресурс]. URL: https://

735

© Корепанова Е. Г., 2017

Решетневские чтения. 2017

СОДЕРЖАНИЕ

Секция «МЕХАНИКА СПЛОШНЫХ СРЕД (ГАЗОДИНАМИКА, ГИДРОДИНАМИКА, ТЕОРИЯ УПРУГОСТИ И ПЛАСТИЧНОСТИ, РЕОЛОГИЯ)» Белолипецкий В. М., Генова С. Н. Упрощенные математические модели гидротермического режима Красноярского водохранилища ...................................................................................... 5 Варыгина М. П. Численное моделирование микрополярных цилиндрических оболочек ................................ 8 Вяткин А. В., Кучунова Е. В., Шайдуров В. В. Параллельная реализация полулагранжева метода для трехмерного уравнения неразрывности ................................................................................................... 10 Вяткин А. В., Кучунова Е. В. Об аппроксимации интеграла по криволинейному четырехугольнику .......................................................................................................................................................... 12 Гомонова О. В., Сенашов С. И. Плоское напряженное состояние пластинки конечных размеров, ослабленной круговыми отверстиями ...................................................................................... 14 Дементьева Е. В., Карепова Е. Д., Шайдуров В. В. Совместное использование полулагранжева подхода и метода конечных элементов при моделировании течения вязкой несжимаемой жидкости .................................................................................................................................... 16 Ефимова М. В. Стационарное течение двухслойной системы жидкостей с учетом энергии межфазного теплообмена ................................................................................................................ 18 Немировский Ю. В., Федорова Н. А. Прямые и обратные задачи плоских конструкций с криволинейным армированием ...............................................................................................................................................20 Сабиров Р. А. Деформирование кровеносного сосуда как тонкостенного сосуда давления ........................... 22 Сабиров Р. А. К расчету деформирования мягкой тороидальной оболочки ..................................................... 25 Садовский В. М., Садовская О. В., Смолехо И. В. Численный алгоритм, учитывающий воздействие электрического поля на жидкие кристаллы ........................................................................................... 28 Сенашов С. И., Савостьянова И. Л., Филюшина Е. В. Точные решения уравнений идеальной пластичности в случае плоского напряженного состояния .................................................................... 31 Шанько Ю. В. О точных решениях с функциональным произволом неоднородного волнового уравнения ..................................................................................................................................................... 33 Gomonova O., Andrieu E., Martin E., Hugues J. About deformations of a corrugated sheet metal ..................... 35

Секция «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ» Бобров П. С., Андреева А. В., Любяшкин А. В., Товбис М. С. Синтез 1-нафтилзамещённых нитрозопиразолов .......................................................................................................................................................... 38 Ефимов В. В., Неупокоева Е. В., Любяшкин А. В., Товбис М. С. Оценка скорости накопления нитрозопиразола в реакции изонитрозодикетона с гидразингидратом ............................................... 40 Карпов Д. В., Сайкова С. В., Трофимова Т. В., Павликов А. Ю. Синтез наночастиц COFE2O4@AU со структурой «ядро-оболочка» в микроэмульсии ........................................................................... 42 Левченко С. И., Пен В. Р., Харьянова Е. В. Использование резиновой крошки в качестве эластичного наполнителя битумных мастик ............................................................................................ 44 Майорова В. П., Матросов Я. А., Семиченко Е. С., Фроленко Т. А. Доказательство строения семикарбазона 2-гидроксимино-3-оксобутаналя ........................................................................................ 46 Матросов Я. А., Майорова В. П., Фроленко Т. А., Любяшкин А. В. Доказательство строения 1-адамантил-5-метокси-4-нитрозо-3-нафтил-1н-пиразола ........................................................................ 48 Павликов А. Ю., Трофимова Т. В., Карпов Д. В., Сайкова С. В. Поиск оптимальных условий получения наноразмерных порошков СoFe2O4 методом анионообменного осаждения ......................................... 50 Пальцева А. Б., Тедер Н. В., Сухова Г. И., Бахвалов В. Г. Экологическое состояние листвы в различных районах Красноярского края ..................................................................................................... 52 Поваров И. Г., Слепов М. Д., Косицына А. С., Любяшкин А. В., Товбис М. С. Получение новых алкилированных 4-тозиламино-1H-пиразолов и доказательство их строения с помощью ЯМР1Н спектроскопии .............................................................................................................................. 54 Полежаева Н. И., Мосин И. О. Исследование влияния флюса, йодида диметилэтилфениламмония на смачивание и адгезию на границе раздела медь – флюс-связка ........................................................................... 57 736

Содержание

Полежаева Н. И., Тамашков В. О. Исследование кинетики термической деструкции полиэфирной смолы, модифицированной канифолью ............................................................................................... 59 Роот Е. В., Розынко Е. В., Кукушкин А. А., Субоч Г. А., Товбис М. С. Идентификация новых производных аминофенолов с помощью ЯМР1Н и ИК-спектроскопии ....................................................... 61 Сайкова Д. И., Чистяков Д. И. Синтез наночастиц золота, обладающих батохромным сдвигом максимума поверхностного плазмонного резонанса .................................................................................. 63 Чистяков Д. И., Сайкова Д. И. Синтез перспективных нанореагентов для процесса флотации ................... 65 Круглякова Л. А., Пехотин К. В., Голубцова О. А., Вдовин А. В., Бухарова Я. А. Влияние солей 4-нитро-4-азагептан-1,7-диовой кислоты на термическое разложение октогена .......................... 67 Секция «ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА» Герасимова Д. С., Саяпин А. В. Оценка надежности авиационных компонентов с использованием методов передискретизации .......................................................................................................... 71 Гусев С. А., Николаев В. Н. Численно-статистический метод для решения задач теплообмена в теплозащитных конструкциях сотового типа ................................................... 73 Егорушкин О. И., Колбасина И. В., Сафонов К. В. Интегральное представление синтаксического многочлена ........................................................................................................................................ 75 Кишкан В. В., Колбасина И. В., Попов А. М., Попов Н. А., Сафонов К. В. О синтаксическом анализе контекстно-свободных языков ....................................................................................................................... 77 Колесников С. Г. Достаточные условия просто приводимости сплетения конечных групп .......................... 79 Кузнецов А. А., Кузнецов Г. А. Создание суперкомпьютера на основе одноплатных вычислительных устройств Raspberry PI ..................................................................................................................... 80 Кузнецов А. А., Кишкан В. В. Исследование графов модифицированной пузырьковой сортировки на основе высокопроизводительных вычислений ........................................................... 82 Овчинникова Е. В., Суринова C. А. Применение теории возмущений к задаче о движении спутника несферичной планеты .............................................................................................................. 84 Рогалев А. А., Рогалев А. Н. Символьные вычисления на основе корневых деревьев в задачах оценки возможностей управления ............................................................................................................... 86 Сенашов В. И. Апериодические слова .................................................................................................................. 88 Сенашов В. И. Характеризации групп с почти слойно конечной периодической частью ............................... 90 Шмидт А. В. Инвариантные решения модели дальнего закрученного безымпульсного турбулентного следа за телом .......................................................................................................... 92 Секция «ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ» Баранов М. Е., Герасимова Л. А., Хижняк С. В., Дубынин П. А. Формирование микробного сообщества почв, загрязненных ракетным топливом ........................................................................... 94 Бельская Е. Н., Медведев А. В., Михов Е. Д., Тасейко О. В. Моделирование пространственного распространения оксида азота в атмосферном воздухе городской среды .............................. 96 Берняцкий А. Г., Сугак Е. В. Фильтровальные рукава с увеличенной площадью фильтрации и специфика их применения в газоочистном оборудовании алюминиевого производства .................................... 98 Герасимова Л. А., Трухницкая С. М., Баранов М. Е. Токсичность шламов машиностроительных производств: пути решения проблемы ................................................................................ 100 Иванова У. С., Тасейко О. В. Анализ индивидуальных рисков чрезвычайных ситуаций техногенного характера в регионах Сибири ............................................................................................................. 102 Потылицына Е. Н., Сугак Е. В. Оценка и прогнозирование ожидаемой продолжительности жизни населения Красноярского края ................................................................................... 104 Рогов В. А., Багаева О. И. Проблема самоочищения воздушной среды от электромагнитных излучений крупных промышленных городов на примере г. Красноярска ....................... 106 Саулова Т. А., Бас В. И. Использование фитоионизации в системах экодизайна ......................................... 108 Саулова Т. А. Повышение эффективности воздухоснабжения убежищ для персонала стартовых комплексов ................................................................................................................................................. 110 Спицына Т. П. Экологические водные риски Красноярского региона ........................................................... 112 Сугак Е. В., Потылицына Е. Н., Бразговка О. В. Инвестиционный потенциал и социально-экологические риски Красноярского края ........................................................................................... 115 737

Решетневские чтения. 2017

Трухницкая С. М., Герасимова Л. А. Техногенная трансформация почв урбоэкосистемы ........................ 118 Черкасова Н. Г., Крылова О. К. Повышение эффективности очистки выбросов электролизного производства внедрением горелочного устройства при конструировании летательных аппаратов ................................................................................................................................................ 121 Черных Д. А., Тасейко О. В. Экологическая безопасность объектов водопользования муниципальных образований Красноярского края .................................................................................................. 123 Чижевская М. В., Багаева О. И., Миронова В. А. Обзор химических компонентов, входящих в состав полигонов твердых бытовых отходов ......................................................................................................... 125

Секция «КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ВОЗОБНОВЛЯЕМОГО СЫРЬЯ» Геваргис М. Ю., Долматов С. Н., Никончук А. В. Повышение эффективности работы цепного режущего органа при пилении древесных материалов на основе анализа тепловой способности инструмета ............................................................................................................................. 129 Еременко О. Н., Рязанова Т. В., Лоскутов С. Р., Дубко Е. И. Экстракция коры хвойных моноэтаноламином ...................................................................................................................................... 132 Земцов Д. А., Земцова И. В., Жукова О. П., Войнов Н. А. Анализ способов термической ректификации ........................................................................................................................................ 134 Иванова Ю. А., Кожухова Н. Ю. Интенсификация теплообмена в конвекционной камере трубчатой печи ............................................................................................................................................................. 137 Исаева Е. В., Грак О. А. Групповой состав спиртового экстракта листьев тополя ........................................ 139 Исаева Е. В., Мамаева О. О. Биотрансформация опавших листьев тополя сибирским штаммом гриба рода Trichoderma К6-15 ................................................................................................ 141 Каретникова Н. В., Чендылова Л. В., Пен Р. З., Муравицкая А. А. Техническая целлюлоза из костры льна .............................................................................................................................................................. 143 Корпачев В. П., Пережилин А. И., Андрияс А. А., Гончарова М. С. Особенности проектирования лесозадерживающих запаней для условий водохранилищ ГЭС ................................................. 145 Лучинкин С. Г., Кожухов В. А., Алашкевич Ю. Д. Использование вторичного целлюлозного волокна в производстве теплозвукоизоляционных материалов ..................................................... 147 Макарова И. Л., Кожухов В. А., Войнов Н. А. Пленочный конденсатор смешения .................................... 149 Марченко Р. А., Шуркина В. И., Садыков Р. А., Иванова Ю. А. Особенности безножевой обработки волокнистых материалов с использованием подвижной преграды ................................. 151 Марченко Р. А., Шуркина В. И., Садыков Р. А., Алашкевич Ю. Д. Расчет комплексного параметра эффективности процесса размола волокнистых материалов с использованием подвижной преграды .................................................................................................................... 153 Миронов П. В., Алаудинова Е. В., Тарнопольская В. В., Саволайнен А. С. Низкотемпературный термический анализ меристем хвойных пород ................................................................... 155 Никончук А. В., Лозовой В. А., Долматов С. Н., Никончук А. В. Применение гибких рабочих органов для окорки стволов деревьев ......................................................................................................... 157 Пережилин А. И., Захарова Н. В. Некоторые физические механизмы нелинейной динамики тел в вязких средах .................................................................................................................................... 160 Руденко Б. Д., Баяндин М. А., Намятов А. В., Казицин С. Н. Прочность цементно-древесного композита из кавитированных древесных частиц при одноосном растяжении ............... 163 Тарнопольская В. В., Алаудинова Е. В., Миронов П. В., Эназаров Р. Х. Культивирование штаммов Pleurotus на жидких питательных средах с добавлением мелкодисперсной твердой фазы ................. 165 Федорова О. Н., Алашкевич Ю. Д., Казак Ю. С. Размол волокнистых полуфабрикатов в дисковой мельнице с использованием гарнитуры криволинейной формы ......................................................... 167 Шуркина В. И., Юртаева Л. В., Марченко Р. А., Федорова О. Н., Алашкевич Ю. Д. Исследование свойств волокнистой массы при использовании гарнитуры с криволинейной формой ножей .............................................................................................................................................................. 169

738

Содержание

Секция «МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ, УПРАВЛЕНИЯ И АНАЛИЗА ДАННЫХ» Алексеева Ю. А., Ширяева А. А., Панфилов И. А., Карелин О. И. Применение коэффициента корректировки по заработной плате ................................................................................................. 172 Ахмедова Ш. А., Коваленко Н. Н. Коллективный самонастраивающийся бионический метод оптимизации функций с бинарными переменными на основе нечеткого контроллера ............................................................................................................................... 174 Бодякин Е. В., Перетокин С. А., Симонов К. В. Сейсмическое микрорайонирование на основе обобщенных спектров реакций с использованием ГИС-технологий .................................................... 176 Браништи В. В. Обзор методов восстановления функции плотности вероятности ....................................... 178 Бухтояров В. В., Тынченко В. С., Бухтоярова Н. А. Разработка моделей управления безопасностью переходных режимов технологического оборудования на основе искусственных нейронных сетей .............................................................................................................. 180 Бухтояров В. В., Тынченко В. С., Бухтоярова Н. А. Системный мониторинг установок электроцентробежных насосов в режиме эксплуатации .......................................................................................... 183 Вахнин А. В., Сопов Е. А. Анализ эффективности эволюционных алгоритмов в задачах большой размерности ................................................................................................................................. 185 Дресвянский Д. В. О применении бионических алгоритмов при решении задач комбинаторной оптимизации ..................................................................................................................................... 187 Карасева Т. С. Решение задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений самонастраивающимся алгоритмом генетического программирования ............................................. 189 Карепова Е. Д., Корниенко В. С. Пoлиномиальная интерполяция траектории искусственного спутника Земли ................................................................................................................................. 191 Ковель А. А., Горностаев А. И. Моделирование влияния внутренних факторов на параметры электронных устройств космических аппаратов при наземно-экспериментальной отработке ............................................................................................................. 193 Корж И. Н., Богомолов Н. П. Математическое моделирование двухканальной радиолокационной системы при сопровождении маневрирующей цели ............................................................... 196 Корнеева А. А., Чернова С. С., Шишкина А. В. Восстановление взаимно неоднозначных функций по наблюдениям ........................................................................................................................................... 199 Коромыслова А. А. Исследование эффективности коллективов нейросетевых и нечетких классификаторов ....................................................................................................................................................202 Куприн А. Г. О задаче коллокации для геостационарных спутников Земли .................................................. 204 Кушнарева Т. В., Липинский Л. В., Батуков Я. М. О применении метода деревьев принятия решения в задаче определения индивидуальной программы занятий по робототехнике .................... 206 Ленчик А. И., Панфилова Т. А. Разработка эволюционного алгоритма для задачи размещения круговых поливных систем ................................................................................................ 208 Ломаев Ю. С., Иванов И. А. Применение алгоритмов обработки сигналов для улучшения радиовидимости навигационных космических аппаратов ............................................................ 210 Мальцева О. А. Исследование эффективности нейросетевых моделей при решении задачи распознавания лиц по их изображению ................................................................................. 213 Мамонтов Д. Ю. О применении генетического программирования для разработки систем на нечеткой логике ...................................................................................................................................................... 215 Масич И. С., Краева Е. М. Модели псевдобулевой оптимизации для выявления информативных закономерностей в данных ................................................................................... 217 Матюхина Я. С. Нечеткая система управления параметрами генетического алгоритма, настраиваемая генетическим алгоритмом ................................................................................................................. 219 Медведев А. В., Орлова А. С. Некоторые задачи управления группами объектов ....................................... 221 Менчиков Р. В., Кравченко А. В., Лапко В. В., Сигида Н. А. Разработка модели ранжирования информации в соответствии с пользовательским запросом ........................................................... 224 Митрофанов С. А. Применение нейроэволюционного подхода при решении задач классификации ............................................................................................................................ 226 Морозевич Е. С., Панфилов И. А. Process Mining как инструмент совершенствования бизнес-процессов ....................................................................................................................... 228 Панфилов И. А., Елизарьева М. С., Волынец С. В., Самарин В. В. Разработка системы поддержки принятия решений по расчету состава оборудования альтернативных источников энергии ..................................................................................................................................................... 230 739

Решетневские чтения. 2017

Петросян М. О., Ефремова С. В., Бурдина Е. В., Гришина И. А. Базовые модели DEA-анализа ................................................................................................................................................................ 232 Плотников Д. В., Сопов Е. А. Решение задач распознавания лиц и мимики с помощью сверточных нейронных сетей ................................................................................................................. 234 Полонская Я. С. Самонастраивающийся нейрогенетический алгоритм ......................................................... 237 Прохорович Г. А., Перанцева А. В., Брезицкая В. В., Туева Е. В., Петросян М. О. Векторная модель анализа данных ............................................................................................................................ 239 Прохорович Г. А., Перанцева А. В., Брезицкая В. В., Туева Е. В., Бурдина Е. В. Модификация векторной модели анализа данных с использованием частотного мультилингвистического тезауруса ........................................................................................................................... 241 Раскин А. В. Многоконтурные системы управления технологическими процессами в условиях непараметрической неопределенности .................................................................................................. 243 Раскина А. В. Восстановление параметрической структуры модели линейного динамического объекта в условиях недостатка априорной информации ............................................................... 245 Рогалев А. Н., Рогалев А. А. Управление маршрутом и оценка множеств достижимости беспилотных летательных аппаратов ........................................................................................................................ 247 Скороход А. В. О модификации коллективного метода вещественной безусловной оптимизации на основе бионических алгоритмов и его применении при обучении искусственной нейронной сети .......................................................................................................... 249 Трофимова Н. М., Липинский Л. В., Сорокин Д. В. Поиск оптимальной траектории при помощи самоконфигурируемого генетического алгоритма ............................................................................. 251 Чернова С. С. Об одном подходе непараметрического робастного оценивания ............................................ 254 Шишкина А. В. Об одной задаче непараметрического управления ................................................................ 256 Юшкова С. С., Липинский Л. В. Оценка ключевых показателей эффективности процесса экскурсионного обслуживания в ФГБУ «ГПЗ «Столбы» ........................................................................ 258 Якушевич А. Е. Эволюционные алгоритмы как метод решения задачи оптимального раскроя ткани ...................................................................................................................................... 261

Секция «ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ» Беленя И. А., Алексеев И. С. Выбор интеллектуальной системы автоматизации основных бизнес-процессов предприятия ................................................................................................................. 264 Егорова Д. В., Егоров Н. А., Герасимчик А. А. Оценка научной деятельности работника научно-производственного предприятия ................................................................................................ 266 Жарникова Н. С. Разработка механизмов формирования электронной структуры изделия на основе данных систем автоматизированного проектировапния ........................................................................ 268 Летунов Е. Д. Перспективы системы управления знаниями для открытых инноваций в контексте Интернета вещей (IOT) ........................................................................................................................... 270 Монастырная В. С., Тихоненко Д. В. Компьютерное моделирование для составления авиационных сплавов ...................................................................................................................... 272 Полубелов Н. А., Тихоненко Д. В. Новый подход к анализуу текстур для распознавания радужной оболочки ..................................................................................................................... 274 Рудич Д. Н., Бочаров А. Н. Разработка системы охранного телевидения для производства ....................... 276 Сахалтуева Ю. С., Тынченко В. С., Филимонов И. С. Анализ методов и средств управления производственным предприятием аэрокосмической отрасли ............................................ 279 Сергиенко С. Б., Тихоненко Д. В. Обработка спутниковых снимков с помощью нейронных сетей с целью выявления природных катаклизмов .......................................................... 282 Ушаков В. С. Создание CRM-системы для АО «НПП «Радиосвязь» .............................................................. 285 Фатеев Ю. Л., Ратушняк В. Н., Гладышев А. Б., Голубятников М. А. Организация и структура радиотехнической системы ближней навигации на основе псевдоспутников .................................. 287 Филимонов И. С., Сахалтуева Ю. С. Стратегии внедрения системы электронного документооборота в организации ракетно-космической отрасли ........................................................................... 290 Шумаков Ф. П. Проект внедрения информационных технологий на базе АО «Красмаш» .......................... 293 Юленков С. Е., Котельникова С. В., Сябренко А. П. Информационные технологии и методы успешной деятельности современного предприятия ............................................................................... 295 Юленков С. Е., Котельникова С. В., Жуковская А. Н. Разработка виртуальной экскурсии для музея Аэрокосмического колледжа СибГУ им. М. Ф. Решетнева ................................................................... 298 740

Содержание

Секция «ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» Абенова Ж. С., Петров М. Н. Сбор статистических данных интегрированной среды информационного взаимодействия ............................................................................................................................ 302 Антонова Е. В. Разработка системы для сопровождения процессов проектирования открытых горных работ ............................................................................................................................................... 304 Безрук П. А., Моргунов Е. П. Учебная система управления базами данных ................................................. 307 Бурлева П. А. Разработка информационно-справочной системы по подбору ноутбуков ............................. 309 Быканова А. С., Соболев В. В. Разработка системы поддержки принятия решений на основе данных ......................................................................................................................................................... 311 Бычков С. С. Классификация методов распознавания дорожных знаков по видеопоследовательности ...................................................................................................................................... 313 Васильева А. С., Власова О. А. Информационное обеспечение управления малым предприятием ........... 315 Власова О. А., Васильева А. С. Защита и безопасность базы данных ............................................................ 317 Вогоровский Р. В. Язык сценариев испытаний бортовой аппаратуры космического аппарата .................... 319 Волкович А. Н. Расчет расстояния до объекта и карт диспаратности на основе разносистемных исходных данных .......................................................................................................... 322 Гузенкова А. Г. Подбор фреймворков для реализации портала пейнтбольного клуба .................................. 324 Елистратов С. А., Козлова Ю. Б. Интеллектуальные системы распознавания образов: современное состояние и проблемы реализации ...................................................................................................... 326 Жорова В. В., Хомяков А. Н. Влияние глубины сцены на обнаружение дыма по видеопоследовательности ...................................................................................................................................... 328 Жуковская А. Н., Заушицина А. С. Особенности разработки кроссплатформенных мобильных приложений .............................................................................................................................................. 330 Каледин В. О., Гилёва А. Е. Функционально-объектное программирование алгоритмов математического моделирования .......................................................................................................... 332 Комков Д. К. Особенности, сферы применения и направления развития распределенных баз данных ....................................................................................................................................... 334 Кузминский П. В. Один из способов организации динамического обновления контента для информационной системы хостинг-провайдеров .............................................................................. 336 Ларионова В. А., Дьяченко А. Б., Колташев А. А. Автоматизация повторного тестирования бортового программного обеспечения космических аппаратов ...................................................... 338 Логинов А. Ю., Придачкин Д. Г., Шустов А. Л. Программно-аппаратное обеспечение цепи граничного сканирования интерфейса JTAG ................................................................................................... 340 Логинов А. Ю., Придачкин Д. Г., Шустов А. Л. Организация распределенного программного обеспечения бортового вычислителя ................................................................................................ 343 Лосоногов Н. А. Управление финансово-лицевыми счетами в распределенных базах данных ................... 345 Манылов Д. Ю. Разработка эмуляционной среды решения задач для улучшения процесса обучения ............................................................................................................................ 347 Маховикова Ю. В., Авиш В. А., Мельников П. А. Экономическая эффективность разработки автоматизированной информационной системы для коммерческих предприятий ........................... 349 Морозов Р. В., Жучков Д. В. Межсистемное взаимодействие разнородных информационных систем ............................................................................................................................................ 351 Наумочкина К. М., Полухин И. В. Современный инструмент таможенного контроля лесоматериалов .................................................................................................................... 354 Нишчхал. Особенности организации и применения свёрточных нейронных сетей ...................................... 356 Панюшкин Д. А., Сахнов М. Ю., Шумаков Н. Н., Краус С. А. Пакетный отладчик как базисное инструментальное средство автономного тестирования ................................................................... 358 Попова Е. А. Особенности настройки сетевого оборудования интернет-провайдера для реализации технологии ETTH ............................................................................................................................. 360 Прохоров И. М., Михайлова О. В. О необходимости применения новых информационных технологий для повышения эффективности процессов жизненного цикла автоматизированных производственных систем ...................................................................... 363 Пятаев А. С. Классификация методов обнаружения аномального поведения на видеопоследовательностях .................................................................................................................................... 365 Пятаева А. В. Классификация методов анализа динамических текстур ......................................................... 367 Семенов В. А., Иванилова Т. Н. Программная реализация алгоритма Калмана–Летова ............................. 369 Соболев В. В., Быканова А. С. Использование баз данных и баз знаний в учебном процессе .................... 372 741

Решетневские чтения. 2017

Солдатова М. С. Моделирование процесса распыления жидкости из форсунки ........................................... 374 Сопин А. Э. Анализ программного обеспечения для обработки данных дистанционного зондирования Земли ........................................................................................................................ 376 Тимофеева Е. А., Орлов Д. В. Моделирование СВЧ малошумящего транзистора с применением тюнера Focus Microwave ................................................................................................................... 378 Фадеев А. Е. Разработка алгоритма маркирования визуальных объектов на экране смартфона .................................................................................................................................................... 381 Хохлова А. В., Жежель Д. В., Сахнов М. Ю., Шумаков Н. Н., Краус С. А. Разработка программного обеспечения для поддержки технологии SpaceWire ....................................................................... 383

Секция «МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ» Ануфриев Б. Ю. Процесс идентификации посетителей в местах массового пребывания людей ....................................................................................................................................................... 386 Арабова Т. И., Масюткина М. А. Задача автоматического определения тональности текста на основе машинного обучения ................................................................................................ 388 Астапенко Т. С. Применение вычислительного кластера для уменьшения времени выполнения тестирования уязвимостей веб-сайтов ................................................................................................. 391 Беклемищева Н. Б., Жуков В. Г. Создание и обеспечение информационной безопасности центра обработки данных о состоянии здоровья пациентов ................................................................................... 394 Белова А. Л., Бородавкин Д. А. Анализ наборов правил для систем обнаружения вторжений Snort и Suricata .......................................................................................................................................... 396 Дрянных Ю. Ю., Жуков В. Г. О необходимости внедрения Threat Intelligence ............................................ 398 Захарова К. О. Исследование статистических параметров алгоритма шифрования с переменной фрагментацией блока .......................................................................................................................... 400 Зотов А. С., Жукова М. Н. Обзор уязвимостей беспроводного канала связи в системах «умного» дома .......................................................................................................................................... 402 Исаев С. В., Кулясов Н. В. Функциональная модель системы управления событиями информационной безопасности .............................................................................................................. 405 Исаев С. В. Выделение групп интернет-пользователей на основе журнала сервера доступа ....................... 408 Катасанова Т. В., Жукова М. Н. Проблемы проверки соблюдения требований защиты персональных данных в образовательных учреждениях ........................................................................... 411 Кононов Д. Д. Критерии оценки аспектов безопасности при разработке веб-приложений ........................... 413 Мангилёва С. А. Анализ методик оценки защищенности информации в организациях банковской системы ......................................................................................................................... 415 Меринов А. С., Зыбина О. И. Оптимальный выбор неприводимых полиномов для шифрования по схеме AES .................................................................................................................................. 418 Неб А. В. Исследование свойств обратной матрицы Рида–Маллера ................................................................ 420 Нестеров К. А. Метод синтеза базовых бент-квадратов на основе оператора пятеричного сдвига .................................................................................................................. 422 Редикульцев Р. Н. О проблеме надежной идентификации пользователей в сетях общего пользования ....................................................................................................................................... 424 Сабельфильд Н. В., Жуков В. Г. Оценка соответствия параметров информационных систем требованиям безопасности ............................................................................................................................. 426 Ситдикова А. Г., Жуков В. Г. Развертывание межсетевого экрана уровня веб-сервера .............................. 429 Тимофеев Г. С., Петренко В. Е. Укорочение систематических полярных кодов для аппаратной реализации ........................................................................................................................................ 431 Файзулин Р. Ф., Жукова М. Н. Обзор методов мониторинга перемещения и контроля подлинности внешних носителей информации .................................................................................... 433 Шипулин П. М., Шниперов А. Н. Сравнение многопоточных реализаций отечественных криптографических алгоритмов ....................................................................................................... 436

742

Содержание

Секция «ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ (ТЕОРИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, DATA ENVELOPMENT ANALYSIS/АНАЛИЗ СРЕДЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ)» Бушевец А. П. Метод оценки эффективности первичного отбора претендентов в космонавты .................. 440 Волкова М. А. Повышение эффективности выбора и применения территориальных инструментов стимулирования экономического роста ............................................................................................ 442 Кривоножко В. Е., Лычев А. В. Построение сечений эффективного фронта для модели FDH на основе оптимизационного подхода и алгоритмов целенаправленного перебора ................ 444 Лычев А. В., Рожнов А. В. Управление разработками и оценка эффективности производства изделий аэрокосмической отрасли на основе модели Free Disposal Hull ....................................... 447 Моргунов Е. П., Моргунова О. Н. Применение метода Data Envelopment Analysis для оценки эффективности IT-специалистов ............................................................................................................ 450 Руйга И. Р. Возможности использования метода Data Envelopment Analysis для оценки уровня инновационной устойчивости региона ..................................................................................... 452

Секция «ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ АВИАЦИОННО-КОСМИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ» Аленкина Д. В., Федорова Н. В. Конкурентные преимущества производственного предприятия ............. 455 Афанасьева Т. Н., Лячин В. И., Леонидова А. И., Трубинова Т. С. Экономическая сущность воспроизводственной функции оборонно-промышленного комплекса в инновационной российской экономике .................................................................................................................. 457 Афонасова М. А., Архипова Т. В. Инновационная составляющая экономической устойчивости госкорпорации «Роскосмос» ............................................................................................................... 459 Борисова Е. В., Ерыгин Ю. В. Роль коммерциализации инновационного потенциала предприятий оборонно-промышленного комплекса в инновационном развитии региона .................................. 462 Волков Д. О., Аврамчикова Н. Т. Применение метода экспертных оценок для оценки эффективности государственной финансовой поддержки инновационной деятельности региона ...................................................................................................................... 465 Горячева М. Ю., Жирнова Е. А. Совершенствование процесса управления инновациями на основе анализа рисков бизнес-инкубатора ........................................................................................................... 468 Еремеева С. В. Проблемы учета затрат при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ на предприятиях ракетно-космической промышленности ............................. 470 Ерыгин Ю. В., Борисова Е. В. Выбор объекта управления инновационными процессами в условиях коммерциализации инновационного потенциала предприятий оборонно-промышленного комплекса ....................................................................................................................... 472 Ивакина И. И. Особенности аудита основных положений учетной политики в части расчетов с поставщиками и подрядчиками .................................................................................................. 474 Каманников А. В. Система грейдов как инструмент мотивации персонала промышленного предприятия .................................................................................................................................... 476 Корсукова Н. Д. Особенности трансформации современной экономики и ее влияние на эффективность оборонно-промышленного комплекса России .................................................... 479 Лобков К. Ю. Государственно-частное партнерство как механизм развития инновационной и инвестиционной деятельности интегрированных структур ракетно-космической промышленности .................................................................................................................... 481 Лячин В. И., Иванченко Л. А., Трубинова Т. С. Роль инноваций в развитии оборонно-промышленного комплекса России в современных условиях ............................................................... 484 Макаренко Н. О., Ерыгина Л. В. Проблемы коммерциализации инноваций на предприятиях ракетно-космической промышленности ...................................................................................... 486 Монастырная В. С. Способы создания приложений с дополненной реальностью на основе местоположения пользователя .................................................................................................................. 488 Прошкин А. В., Зенков И. А., Монастырный Е. А. Внутренние и внешние проблемы развития предприятий аэрокосмического комплекса России, анализ экспертных мнений .................................. 490 Пучкин М. Б. Использование принципов циркулярной экономики в ТОСЭР ЗАТО атомной отрасли .......................................................................................................................................................... 493 743

Решетневские чтения. 2017

Сергеева Ю. А., Смородинова Н. И. Финансирование космической деятельности в России ..................... 495 Смородинова Н. И. Особенности предприятий оборонно-промышленного комплекса ................................ 497 Старикова А. Н. Методы оценки эффективности внутреннего маркетинга ................................................... 499 Тукуреев В. И., Корепанова Е. Г. Современные проблемы машиностроения и возможные пути решения ........................................................................................................................................ 501 Улицкая Т. Р. Диверсификация направлений производственной деятельности как основа укрепления финансово-экономического состояния организации ........................................................ 503 Федоренко И. В. Организация внутреннего контроля на предприятиях ......................................................... 505 Федорова И. Ю. Направления совершенствования раскрытия информации о доходах и расходах в отчетности по сегментам ...................................................................................................................... 507 Шоховец А. О., Сурник А. П. Международные транспортные коридоры как инновационное средство развития экономики ................................................................................................... 509 Шульгин М. Н. Применение контрактов жизненного цикла в деятельности предприятий ракетно-комической отрасли ..................................................................................... 512

Секция «ЛОГИСТИКА И УПРАВЛЕНИЕ ЦЕПЯМИ ПОСТАВОК НА ПРЕДПРИЯТИИ» Белякова Е. В., Рыжая А. А. Роль транспортной инфраструктуры в развитии города ................................. 515 Белякова Е.В., Васильев В. А. Стандарт API как основа снабжения нефтегазодобывающих предприятий ......................................................................................................................... 518 Гильц Н. Е. Принципы операционной логистической деятельности дилерской компании машиностроительного предприятия ...................................................................................... 521 Жевнеров А. И. Генетические алгоритмы в решении задачи нахождения оптимального маршрута транспортировки груза ..................................................................................................... 523 Казакова О. В. Особенности организации материального снабжения на промышленных предприятиях ............................................................................................................................... 525 Лифарь А. С., Бром А. Е. Методы оценки рисков логистической стратегии ................................................. 527 Селиванов А. В., Буркацкий М. А. Роль логистики во внешнеэкономической деятельности промышленных предприятий .............................................................................................................. 530 Сычева Е. О. Проблемы управления запасами на предприятии ракетно-космической промышленности .................................................................................................................... 532 Таишева Г. Р., Старикова Е. В. Роль концепции «Управление взаимоотношениями с поставщиками» в современных экономических условиях .................................................................................... 534 Широченко Н. В., Худкина Е. А. Закупочная логистика сетевых розничных предприятий ........................ 537 Широченко Н. В. Перспективы развития российского рынка логистических операторов ........................... 539 Широченко Н. В., Прутковенко П. Е. Российский рынок аутсорсинга складских услуг ............................ 541

Секция «ЭКОНОМИКА ТРУДА И УПРАВЛЕНИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКИМИ РЕСУРСАМИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ» Барашкова Г. Ю., Гостева О. В. Управление талантами как инструмент развития персонала на предприятиях оборонно-промышленного комплекса ....................................................... 544 Бешлиу И. В. Проблемы подготовки рабочих кадров в учебном центре ОАО «РЖД» ................................. 546 Боброва В. Е. Каскадное обучение как метод развития кадрового потенциала структурного подразделения ООО «РЖД» ............................................................................................................... 549 Брюханова Е. А., Самохвалова С. М. Сравнительный анализ карьерных ожиданий школьников и студентов ............................................................................................................................................. 551 Буланкин А. Ю. Прекаризация занятости как фактор риска персонала при планировании численности ...............................................................................................................................................553 Дятлов Д. В., Бганцев А. А. Особенности планирования обучения персонала в условиях сдержанной бюджетной политики .......................................................................................................... 556 Зверобоева К. П. Управление карьерой и профессионально-должностным продвижением работника в современных организациях ......................................................................................... 559 Кочетков А. А. Планы социального развития предприятия в энергетическом комплексе ............................ 561 744

Содержание

Кукушкин С. Г., Арефина О. В., Рудько Ю. С., Самохвалова С. М. Развитие корпоративных компетенций как фактор стимулирования инновационной активности персонала предприятия ракетно-космической отрасли ........................................................................................... 562 Маймакова Л. Н., Бабенкова Ю. Е. Конкурс в профессиональной среде как эффективный управленческий инструмент мотивации персонала ракетно-космической отрасли ............... 564 Мухаметшина А. М., Кукарцев А. В. Структура стратегического управления предприятием на примере ООО УСК «Сибиряк» .............................................................................................................................. 566 Ощепкова Д. С., Лячин В. И. Интеллектуальная собственность как форма функционирования человеческого капитала предприятий ракетно-космической отрасли ................ 568 Платонова А. А., Рудзитис Т. А. Взаимодействие рынка труда и рынка образовательных услуг: проблемы и направления ............................................................................................................................................ 570 Подвербных О. Е., Кутузова А. В., Шендель Т. В. К вопросу о реализации инновационного потенциала персонала космической промышленности ............................................................. 572 Подвербных О. Е., Межова И. А. Стратегические альтернативы управления человеческими ресурсами в сфере передовых производственных технологий ..................................................... 575 Сивухина А. А Разработка системы KPI для сотрудников Красноярскстата с использованием автоматизированной системы «Расчет премиальных выплат» ................................................ 578 Соколова Е. Л. Основные направления социальной политики предприятий ракетно-космической отрасли .................................................................................................................................... 580 Энс К. В. Принципы дуальной подготовки рабочих кадров на железнодорожном транспорте .............................582 Энс К. В., Бешлиу И. В. Новые формы подготовки рабочих кадров для стратегических отраслей экономики ................................................................................................................... 584

Секция «ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ, ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СОБСТВЕННОСТЬ И МЕЖДУНАРОДНАЯ КООПЕРАЦИЯ В АЭРОКОСМИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ» Адаменко А. А. Конкурентные преимущества международных стратегических альянсов в высокотехнологичных отраслях .............................................................................................................................. 587 Акинфиев К. С., Абрамчик Г. А. Инновационные технологии в государственном управлении ................ 589 Акулич В. Г., Краус Е. А. Проблемы сотрудничества инновационного предпринимательства и вузовской науки......................................................................................................................................................... 591 Апрелкова И. А. Концепция ключевых компетенций в управлении конкурентоспособностью предприятия в аэрокосмической отрасли ..................................................................... 593 Баранова С. А., Сумина Е. В. Инновационные технологии интернет-маркетинга как основа межфирменной координации и взаимодействия в сфере услуг ........................................................... 595 Белякова Г. Я., Фокина Д. А. Условия развития производственной кооперации машиностроителей ЕАЭС ........................................................................................................................................... 597 Вашкевич В. П. Формирование системы управления правами на результаты интеллектуальной деятельности предприятия космической отрасли ..................................................................... 600 Гильц Н. Е., Очаковская В. А. Эджайл-мышление в галактическом кейсе .................................................. 602 Гришан В. А. Научно-технологическое прогнозирование в обеспечении конкурентоспособности международных проектов и программ ............................................................................. 604 Данилкин Р. А., Мисинева И. А. Особенности организации и развития производства в аэрокосмической отрасли ......................................................................................................................................... 606 Двирный В. В., Маслов Е. П., Старостин Е. А. Инновационные технологии при производстве приборов многофункциональных космических аппаратов ...................................................... 608 Дорогайкина Е. М. Иностранный язык в техническом вузе: вопросы преподавателей-практиков ............. 610 Золотарева Г. И., Бахмарева Н. В. Обновление основных средств предприятий РКП: риски нарушения экономической безопасности................................................................................................................... 613 Киселёва А. Н. Публикационная активность как показатель научно-исследовательской деятельности предприятий космической отрасли .................................................................................................... 616 Ковальчук А. А., Сумина Е. В. Инновационные технологии в аэрокосмической отрасли: международный опыт интеграции и кооперации ..................................................................................................... 618 Кудинов В. В. Актуальные задачи и формы международного сотрудничества в интересах инновационной региональной проектной космической деятельности .............................................. 621 Кузнецова Н. В. Условия повышения качества инженерного образования в России ................................... 624 745

Решетневские чтения. 2017

Кукушкин С. Г., Двирный В. В., Решетникова С. Н., Крушенко Г. Г. Подготовка инновационных кадров в аэрокосмической отрасли ................................................................................................ 626 Кукушкин С. Г., Двирный В. В., Петяева Н. Н. Развитие понятийного аппарата в свете инновационных технологий в аэрокосмической отрасли ........................................................................... 628 Курбатов Д. Е. Опыт использования патентного ландшафта при проведении патентных исследований в АО «ИСС» ...................................................................................................................... 630 Леоненков А. Д., Двирный В. В. Перспективы применения аддитивных технологий в аэрокосмической отрасли ......................................................................................................................................... 632 Логинова Е. В. Перспективы и проблемы интеграции аэрокосмической отрасли в практику сельского хозяйства ................................................................................................................................. 634 Мельник А. М., Кочеткова С. С. Инновации в области изготовления режущего инструмента для фрезерной обработки сотовых панелей ........................................................................................ 636 Мисинева И. А. Вопросы развития международной интеграции в аэрокосмической отрасли ..................... 639 Писарев М. С., Двирный В. В., Наговицин В. Н., Лазарев В. М., Кравченко Ю. С. Инновация в области опорной платы контррефлектора космической обсерватории ........................................... 641 Пузанов А. А. О тарифной политике в Красноярском крае .............................................................................. 643 Пузанов А. А., Мисинева И. А. Проблемы внедрения публичного менеджмента ........................................ 645 Рыбков М. В., Кузнецов В. И. Стимулирование изобретательской активности авторов служебных результатов интеллектуальной деятельности ....................................................................................... 647 Слепнева Н. Г. Система управления результатами интеллектуальной деятельности как фактор устойчивого развития предприятия ........................................................................................................ 649 Хадкевич Т. Г. Инновационный подход при исследовании механического блока устройства поворота батареи солнечной ................................................................................................................... 651 Цау К. К., Решетникова С. Н. Формирование системы кадрового обеспечения как модель межрегионального сотрудничества с территориями Арктической зоны Российской Федерации ................................................................................................................................................ 653 Черкашина Г. Н., Аристова Т. А. Инновации в применении материалов при пайке соединителей бортовой кабельной сети космического аппарата .......................................................... 655

Секция «СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ» Антоненко Н. А. Индивидуальная психотерапия как эффективный способ профилактики эмоционального выгорания педагогов Аэрокосмического колледжа ........................................... 658 Бархатова Д. А., Гринберг Г. М. Телесно-ментальный подход в формировании информационной компетенции студентов инженерно-технических специальностей .......................................... 660 Башанова К. А., Громова Т. А., Селюн Е. В. Внедрение демонстрационного экзамена по стандартам WorldSkills в учебный процесс СПО ................................................................................................ 663 Бойко О. Г., Легкова Т. А., Андреев Д. А. К вопросу о преподавании технических дисциплин при подготовке бакалавров по технической эксплуатации .................................................................. 665 Войтальянова Я. И., Новоселова В. О. Стилистические особенности употребления эпитета как условие конкурентоспособности будущего инженера ....................................................................................... 667 Городищева А. Н., Фомина Ю. В. Мифы о космосе и реальность высшего российского образования ............................................................................................................................................ 669 Гринберг Г. М., Малиновская Е. А., Орешенко Т. Г. Оценка качества подготовки выпускников технического вуза ................................................................................................................................. 671 Гринберг Г. М., Николаева Ю. С. Разработка электронных образовательных ресурсов на основе модели их жизненного цикла ..................................................................................................................... 674 Гурьянов А. С. Социализация личности в процессе образования .................................................................. 677 Жирнова Е. А. Особенности адаптации иностранных студентов к образовательной среде .......................... 679 Илюшин Н. В. Алгоритм функционирования учебной деятельности обучаемых .......................................... 682 Кухта М. Н. Информационные технологии в профессиональном образовании ............................................. 685 Лепешев А. А., Куимов В. В., Толстой Д. А., Козлов А. В., Погребная Т. В., Сидоркина О. В. Методология довузовского инженерного образования для шестого технологического уклада .......................... 687 Макарова А. С. Целеполагание как ресурс обеспечения качества образования в рамках внедрения профессиональных стандартов ................................................................................................ 690 Махова А. И., Грошкова А. А. Свойства композиции в графическом дизайне ............................................. 692 746

Содержание

Моисеенко Е. В. Использование проблемных ситуаций на уроке иностранного языка как средство формирования творческой личности обучаемого ............................................................................... 694 Мягкова Е. Г., Пак Н. И. Модель персонификации АСУ «Учебный процесс» ............................................. 696 Павлычев В. А., Хлыстов Н. С. Полуавтоматизированная система составления расписания в учебном заведении .................................................................................................................................................... 699 Пятков А. Г. Захват внимания аудитории при работе со студентами разных уровней мотивации .............. 701 Ртищева Н. Г. Оценка качества работы систем машинного перевода ............................................................ 704 Савельева М. В. Академичность и ее воздействие на развитие способности адаптироваться к требованиям рынка труда у выпускников магистерских программ...................................................................... 706 Сенашов С. И., Савостьянова И. Л., Пашковская О. В. Методика формирования готовности магистров к обучению пользователей информационных систем ........................................................ 709 Сябренко А. П., Юленков С. Е., Тынченко В. С. Проблемы и перспективы информатизации современного дошкольного образования в России .................................................................................................. 711 Тарасова Т. Г. Роль учебно-методического комплекса при освоении студентами учебных дисциплин и профессиональных модулей в Аэрокосмическом колледже ............................................. 713 Федорова Н. В. Опыт преподавания управленческих дисциплин в общеобразовательных учебных заведениях г. Красноярска ........................................................................................................................... 715 Ханов В. Х., Чекмарев С. А., Лепешкина Е. С. Взаимодействие сторон в сетевой магистерской программе с участием индустриального партнера .......................................................... 717 Юртаева JI. В., Дирацуян Е. В., Шуркина В. И., Алашкевич Ю. Д. Необходимость подкрепления профессиональной подготовки выпускников высшей школы качественными гуманитарными знаниями ................................................................................................................ 719 Яковлева Т. А., Дорошенко Е. Г. Особенности проектирования и реализации курса «Современные образовательные технологии» в инженерной магистерской подготовке ..................................... 721

Материалы Всероссийской научно-практической конференции «ОПОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ – СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ И РЕГИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ» Бурковская Т. В., Грибанов Е. Н., Прокохина М. И. Трансформация университетов: образовательный процесс. Проблемы и пути развития ............................................................................................ 724 Гостева О. В., Аникина Ю. А. Технологическое предпринимательство в ракетно-космической отрасли ................................................................................................................................. 726 Иптышев А. А., Колмакова З. А., Вавилов Д. В., Мельникова О. Л. Модель информационной системы для организации виртуального проектного офиса в региональном вузе .................................................................................................................................................... 728 Князев Н. А. Научно-образовательная парадигма опорного университета ..................................................... 730 Козлов В. С., Котельникова С. В. Проектно-ориентированная технология командного обучения студентов ................................................................................................................................ 732 Корепанова Е. Г. Современные подходы в реализации проекта «Опорные университеты России» ................................................................................................................................................ 734

747

Решетневские чтения. 2017

CONTENTS

Section “CONTINUUM MECHANICS (GASDYNAMICS, HYDRODYNAMICS, THEORY OF ELASTICITY AND THEORY OF PLASTICITY, REOLOGY)” Belolipetskii V. M, Genova S. N. Simplified mathematical models of the hydrothermal regime of the Krasnoyarsk reservoir ............................................................................................................................................. 5 Varygina M. P. Numerical modelling of micropolar cylindrical shells ..................................................................... 8 Vyatkin A. V., Kuchunova E. V. Parallel reaeization of the semi-lagrangian method for three-dimensional advection equation ....................................................................................................................... 10 Vyatkin A. V., Kuchunova E. V. Approximation of integral over quadrangle with curved boundaries ................ 12 Gomonova O. V., Senashov S. I. Plane stress state of a finite-size plate weakened by circular holes .................... 14 Dementyeva E. V., Karepova E. D., Shaidurov V. V. A combination of a semi-lagrangian approach and the finite element method for modeling a viscous incompressible fluid flow .......................................... 16 Efimova M. V. Stationary flow of the two-layer system of liquids with the account of the energy of interphase heat transfer ......................................................................................................................... 18 Nemirovsky Y. V., Feodorova N. A. Direct and inverse problems of planar constructions reinforced by curvilinear structures ................................................................................................................................ 20 Sabirov R. A. The deformation of a blood vessel as a thin-walled pressure vessel ................................................. 22 Sabirov R. A. Calculating the deformation of flexible toroidal shell ....................................................................... 25 Sadovskii V. M., Sadovskaya O. V., Smolekho I. V. Numerical algorithm considering the influence of electric field on liquid crystals .............................................................................................................. 28 Senashov S. I., Savostyanova I. L., Filyushina E. V. Exact solutions of the ideal plasticity equations in the case of a plane stressed state ................................................................................................................. 31 Shan’ko Yu. V. Exact solutions with functional arbitrariness of inhomogeneous wave equation ........................... 33 Gomonova O., Andrieu E., Martin E., Hugues J. About deformations of a corrugated sheet metal .................... 35

Section “CHEMISTRY AND CHEMICAL TECHNOLOGIES” Bobrov P. S., Andreeva A. V., Lyubyashkin A. V., Tovbis M. S. Synthesis of 1-naphthyl-substituted nitrosopyrazoles .............................................................................................................................................................. Efimov V. V., Neupokoeva E. V., Lyubyashkin A. V., Tovbis M. S. Evaluating nitrozopyrazole accumulation rate in the reaction of isonitrozodiketone with hydrazyn hydrate ............................................................ Karpov D. V., Saikova S. V., Trofimova T. V., Pavlikov A. Y. Synthesys of CoFe2O4@Au nanoparticles with core-shell structure by microemulsion method ................................................................................. Levchenko S. I., Pen V. R., Kharyanova E. V. Using rubber crumb as the elastic filling of bitumen mastics .......................................................................................................................................................... Maiorova V. P., Matrosov Y. A., Semichenko E. S., Frolenko T. A. Proving the structure of 2-(2-(hydroxyimino)-3-oxobutylidene) hydrazinecarboxamide ................................................................................. Matrosov Y. A., Mayorova V. P., Frolenko T. A., Lyubyashkin A. V. Proving 1-adamantyl-5-metoxy-4-nitrozo-3-naphtyl-1h-pyrazol ................................................................................................. Pavlikov A. Y., Trofimova T. V., Karpov D. V., Saikova S. V. The search for the optimal conditions for the synthesis of nanoscale powders of CoFe2O4 by the method of anion exchange precipitation ............................. Pal’tseva A. B., Teder N. V., Sukhova G. I., Bakhvalov V. G. Ecological condition of foliages in different regions of Krasnoyarsk territory .................................................................................................................. Povarov I. G., Slepov M. D., Kositsyna A. S., Lyubyashkin A. V., Tovbis M. S. Synthesis of new alkylated 4-tozylamine-1H-pyrazoles and proof of their structure by NMR1N spectroscopy ............................. Polezhaeva N. I., Mosin I. O. Flux, dimethylethylphenyl iodide influencing on wetting and adhesive properties at copper – flux phase boundary ............................................................................................... Polezhaeva N. I., Tamashkov V. O. Rosin modified polyester resin thermal destruction ...................................... Root E. V., Rozynko E. V., Kukushkin A. A., Suboch G. A., Tovbis M. S. Identifying new derivatives of aminophenols by 1H NMR and IR spectroscopy ...................................................................................... Saikova D. I., Chistyakov D. I. Synthesis of gold nanoparticles with bathchromous shift of maximum SPR .................................................................................................................................................... 748

38 40 42 44 46 48 50 52 54 57 59 61 63

Contents

Chistyakov D. I., Saykova D. I. Synthesis of perspective nano reagents for flotation process ............................... 65 Kruglyakova L. A., Pekhotin K. V., Golubtsova O. A., Vdovin A. V., Bukharova Ya. А. The effect of 4-nitro-4-azaheptan-1,7-dioic acid salts on the thermal decomposition of octogen ................................................... 67

Section “APPLIED MATHEMATICS” Gerasimova D. S., Sayapin A. V. Assessing of reliability of aviation components with the use of oversampling methods ............................................................................................................................ Gusev S. A., Nikolaev V. N. Numerical-statistical method for solving heat exchange problems in honeycomb heat-protection structures ........................................................................................................................ Egorushkin O. I., Kolbasina I. V., Safonov K. V. An integral representation of the syntactical polynomial .......................................................................................................................................... Kishkan V. V., Kolbasina I. V., Popov A. M., Popov N. A., Safonov K. V. To syntax analysis of context-free languages ................................................................................................................................................ Kolesnikov S. G. Sufficient conditions of simply reducibility of the wreath product of finite groups ................................................................................................................................................................ Kuznetsov A. A., Kuznetsov G. A. Creation of a supercomputer based on single-board computing devices Raspberry PI .................................................................................................................................... Kuznetsov A. A., Kishkan V. V. Using high-performance computations to study modified bubble-sort graphs ............................................................................................................................. Ovchinnikova E. V., Surinova S. A. Applying perturbation theory to the problem of the satellite motion of a non-spherical planet ............................................................................................................. Rogalev A. A., Rogalev A. N. Symbolic calculations based on root trees in problems of management opportunity evaluation .......................................................................................................................... Senashov V. I. Aperiodic words ............................................................................................................................... Senashov V. I. Characterizing groups with an almost layer-finite periodic part ...................................................... Shmidt A. V. A model invariant solutions of the distant swirling momentumless turbulent wake ................................................................................................................................................................

71 73 75 77 79 80 82 84 86 88 90 92

Section “TECHNOSPHERE SAFETY” Baranov М. Е., Gerasimova L. А., Khizhnyak S. V., Dubynin P. A. The formation of the microbial community of soils contaminated with rocket fuel ............................................................................... 94 Bel’skaya E. N., Medvedev A. V., Mikhov E. D., Taseiko O. V. Spatial distribution modeling of nitrogen oxide in urban territory ................................................................................................................................. 96 Bernyatskiy A. G., Sugak E. V. Filter bags with increased filtration area and specificity of their application in gas-cleaning equipment of aluminum production ....................................................................... 98 Gerasimova L. A., Trukhnitskaya S. M., Baranov М. Е. Toxicity of machine building industry slime: ways of problems solving .................................................................................................................... 100 Ivanova U. S., Taseiko O. V. Analysing individual risks of emergencies of technogenic character in the territory of Siberia ............................................................................................................................... 102 Potylitsyna E. N., Sugak E. V. Evaluating and forecasting expected life of the population of the Krasnoyarsk territory .......................................................................................................................................... 104 Rogov V. A., Bagaeva O. I. Problem of self-cleaning of the air environment from electromagnetic radiations of large industrial cities on the example of Krasnoyarsk .......................................... 106 Saulova T. A., Bas V. I. Fitoionization in the systems of ecodesign ..................................................................... 108 Saulova T. A. Increasing the effectiveness of the air supply of protected accomodation for the personnel of the launching systems ................................................................................................................... 110 Spitsyna T. P. Environmental water risks of the Krasnoyarsk region .................................................................... 112 Sugak E. V., Potylitsyna E. N., Brazgovka O. V. Investment potential and socio-ecological risks of the Krasnoyarsk region ............................................................................................................................................. 115 Trukhnitskaya S. M., Gerasimova L. A. Anthropogenic transformation of the urban ecosystem soils ......................................................................................................................................... 118 Cherkasova N. G., Krylova O. K. Improving the efficiency of electrolysis production purification by the introduction of burners in the design of aircraft ............................................................................. 121 749

Решетневские чтения. 2017

Chernykh D. A., Taseiko O. V. Environmental safety of water objects for cities in Krasnoyarsk region ................................................................................................................................................... 123 Chizhevskaya M. V., Bagaeva O. I., Mironova V. A. Reviewing chemical components included in the landfill .................................................................................................................................................. 125

Section “RENEWABLE FEEDSTOCKS COMPLEX PROCESSING” Gevargis M. Yu., Dolmatov S. N., Nikonchuk A. V. Improving the efficiency of work of the chain cutting body at the sawing of wood materials based on the analysis of thermal ability of the tool ...................................................................................................................................................................... Eremenko O. N., Ryazanova T. V., Loskutov S. R., Dubko E. I. Extracting the conifer bark with monoethanolamine ........................................................................................................................................ Zemtsov D. A., Zemtsova I. V., Zhukova O. P., Voinov N. A. Analysing methods of thermal rectification ................................................................................................................................................. Ivanova J. A., Kozhukhova N. J. Heat exchange intensification in the convection camera of the pipe-still heater ................................................................................................................................................... Isaeva E. V., Grak O. A. Group composition of alcoholic extract of poplar leaves ............................................. Isaeva E. V., Mamaeva O. О. Biotransformation of fallen leaves of the poplar siberian strain of the fungus of the genus Trichoderma К6-15 ............................................................................................................ Karetnikova N. V., Chendylova L. V., Pen R. Z., Muravickaya A. A. Pulp from flax shive ............................ Korpachev V. P., Perezhilin A. I., Andriyas A. A., Goncharova M. S. Features of designing the logging booms for the conditions of HPS reservoirs .............................................................................................. Luchinkin S. G., Kozhukhov V. A., Alashkevich J. D. Using the secondary cellulose fiber in production of heat and sound insulating materials ................................................................................................... Makarova I. L., Kozhukhov V. A., Voinov N. A. Sheet mixture condenser ....................................................... Marchenko R. A., Shurkina V. I., Sadykov R. A., Ivanova Yu. A. Features of cutter-free processing of fibrous materials using the mobile barrier ................................................................................................................ Marchenko R. A., Shurkina V. I., Sadykov R. A., Alashkevich Yu. D. Calculating complex parameter of efficiency of process of grind of fibrous materials using the mobile barrier ........................................... Mironov P. V., Alaudinova E. V., Tarnopolskaya V. V., Savolainen A. S. Low-temperature thermal analysis of conifer meristems ......................................................................................................................... Nikonchuk A. V., Lozovoy V. A., Dolmatov S. N., Nikonchuk A. V. Application of flexible working bodies for stream laying trees ......................................................................................................................... Perezhilin A. I., Zakharova N. V. Some physical mechanisms of non-linear dynamics of solids in viscous medium ......................................................................................................................................... Rudenko B. D., Bayandin M. A., Namyatov A. V., Kazicin S. N. Strength of cement-wood composite from cavitated wood particles under one-sided stretching .......................................................................... Tarnopolskaya V. V., Alaudinova E. V., Mironov P. V., Enazarov R. H. Cultivation of Pleurotus strains in liquid media supplemented with fine-dispersed solid phase ..................................................... Fedorova O. N., Alashkevich Yu. D., Cossack Yu. S. Grinding fibrous semi-finished products in the disk mill with using the font of the curvilinear form ............................................................................ Shurkina V. I., Jurtaeva L. V., Marchenko R. A., Fedorova O. N., Alashkevich Yu. D. Investigating fiber mass properties using the headset with the curvolinear form of knives .........................................

129 132 134 137 139 141 143 145 147 149 151 153 155 157 160 163 165 167 169

Section “MATHEMATICAL METHODS OF MODELING, CONTROL AND DATA ENVELOPMENT ANALYSIS” Alekseeva Y. A., Shiryaeva A. A., Panfilov I. A., Karelin O. I. Applying the coefficient of salary correction ....................................................................................................................................................... Akhmedova Sh. A., Kovalenko N. N. Collective self-tuning bionic algorithm based on the fuzzy controller for solving binary optimization problems ................................................................................ Bodyakin E. V., Peretokin S. A., Simonov K. V. Seismic microzonation based on probabilistic generalized response spectra using GIS technology ........................................................................... Branishti V. V. Reviewing methods to recover probability density function ........................................................ 750

172 174 176 178

Contents

Bukhtoyarov V. V., Tynchenko V. S., Bukhtoyarova N. A. Developing safety management models of technological equipment transition modes based on artificial neural networks ........................................... Bukhtoyarov V. V., Tynchenko V. S., Bukhtoyarova N. A. System monitoring of electrocentric pump installations in operation mode ................................................................................................ Vakhnin A. V., Sopov E. A. Performance analysis of evolutionary algorithms for large-scale global optimization tasks ...................................................................................................................... Dresvyanskiy D. V. On application of biology inspired algorithms in combinatorial optimization .................................................................................................................................................................. Karaseva T. S. Solving cauchy problem for ordinary differential equationswith self-configuringgenetic programming algorithms ........................................................................................................ Karepova Е. D., Kornienko V. S. Polynomial interpolation of the trajectory of an artificial earth satellite ......................................................................................................................................... Kovel A. A., Gornostaev A. I. Modeling influence of internal factors on the parameters of electronic devices of space appliances under land-experimental processing ............................................................ Korzh I. N., Bogomolov N. P. Mathematical modeling of the dual-channel radar system under the support of the maneuvering target ................................................................................................................ Korneeva A. A., Chernova S. S., Shishkina A. V. Recovering mutually unbeatted functions on observations ............................................................................................................................................................. Koromyslova A. A. Researching the effectiveness of ensembles of neural network and fuzzy classifiers ...................................................................................................................................................... Kuprin A. G. To geostationary collocation problem ............................................................................................. Kushnareva T. V., Lipinskiy L. V., Batukov Ya. M. About decision trees method application in the task of the robotic technology lessons for personal program determination ....................................................... Lenchik A. I., Panfiova T. A. Developing evolutionary algorithm for the location problem of circular irrigation systems ........................................................................................................................................ Lomaev Yu. S., Ivanov I. A. Applying signal processing algorithms to improve radiovisibility conditions of navigation spacecrafts ............................................................................................................................. Maltseva O. A. Investigating efficiency of neuro network models while solving the purpose of recognition of persons on their image ................................................................................................... Mamontov D. Yu. On applying genetic programming in fuzzy logic systems design .......................................... Masich I. S., Kraeva E. M. Models of pseudoboolean optimization for identification of informative patterns in data ...................................................................................................................................... Matyukhina Y. S. Fuzzy control system by parameters of the genetic algorithm, managed by genetic algorithm ..................................................................................................................................................... Medvedev A. V., Orlova A. S. Some tasks of control of object groups ................................................................ Menchikov R. V., Kravchenko A. V., Lapko V. V., Sigida N. A. Developing the information rank model in accordance with the user request ................................................................................................................... Mitrofanov S. A. Applying the neuro-evolutional approach for classification problems solving ........................................................................................................................................................... Morozevich E. S., Panfilov I. A. Process Mining as a tool to improve business processes .................................. Panfilov I. A., Elizarieva M. S., Volynets S. V., Samarin V. V. Developing a system to support decision-making to calculate the composition of the equipment of alternative energy sources .................. Petrosyan M. O., Efremova S. V., Burdina E. V., Grishina I. A. Basic models of DEA-analysis ........................................................................................................................................................... Plotnikov D. V., Sopov E. A. Solving the face and facial expression regognition tasks using convolutional neural networks ............................................................................................................................ Polonskaya Y. S. Self-configurating neurogenetic algorithm ................................................................................ Prohorovich G. A., Perantseva A. V., Brezitskaya V. V., Tueva E. V., Petrosyan M. O. Vector model of data analysis ....................................................................................................................................... Prohorovich G. A., Perantseva A. V., Brezitskaya V. V., Tueva E. V., Burdina E. V. Modifying a vector model of data analysis using the frequency multilinguistic thesaurus .......................................... Raskin A. V. Multi-loop control systems of technological processes under conditions of non-parametric uncertainty ....................................................................................................................................... Raskina A. V. On the problem of determination of model parametric structure of the linear dynamic object in the conditions of incomplete a prior information ........................................................ Rogalev A. N., Rogalev A. A. Controlling the path and reachable set estimations of unmanned air vehicle ................................................................................................................................................ Skorokhod A. V. Artificial neural network trained by modified cooperation of biology related algorithms ........................................................................................................................................ 751

180 183 185 187 189 191 193 196 199 202 204 206 208 210 213 215 217 219 221 224 226 228 230 232 234 237 239 241 243 245 247 249

Решетневские чтения. 2017

Trofimova N. M., Lipinskiy L. V., Sorokin D. V. Searching for optimal trajectory with the self-configurable genetic algorithm ................................................................................................................ Chernova S. S. About an approach of non-parametric robust estimation .............................................................. Shishkina A. V. On one objective of non-parametric control ................................................................................ Yushkova S. S., Lipinskiy L. V. Assessing key performance indicators of the process excursion service in the FBI “State Natural Reserve “Stolby” .............................................................. Yakushevich А. E. Problem of cutting material ....................................................................................................

251 254 256 258 261

Section “INFORMATION CONTROL SYSTEMS” Belenya I. A., Alexeyev I. S. Selecting an intelligent system to automate general business processes of the enterprise .............................................................................................................................. Egorova D. V., Egorov N. A., Gerasimchik A. A. Evaluating the scientific activities of a scientific production enterprise employee ............................................................................................................. Zharnikova N. S. Developing mechanisms to form the electronic structure of the product on the basis of CAD data .............................................................................................................................................. Letunov E. D. Internet of things: prospects of a knowledge management system for open innovation ................ Monastyrnaya V. S., Tihonenko D. V. Computer modeling for aviation alloy composition ............................... Polubelov N. A., Tiсhonenko D. V. A new texture analysis approach for IRIS recognition ................................ Rudich D. N., Bocharov A. N. Developing closed circuit television (CCTV) for manufacture ............................ Sakhaltueva Y. S., Tynchenko V. S., Philimonov I. S. Analysing methods and means of manufacturing enterprise management in the aerospace industry ............................................................................ Sergienko S. B., Tikhonenko D. V. Processing satellite images with neutron networks for the detection of natural cataclysm ........................................................................................................................... Ushakov V. S. Creating CRM system for JSC NPP “Radiosvyaz’” ...................................................................... Fateev Y. L., Ratushniak V. N., Gladyshev A. B., Golubyatnikov M. A. The organization and structure of radio system short-range navigation based on pseudo-satellites ......................................................... Filimonov I. S., Sakhaltueva Y. S. Strategies for the implementation of the electronic document management system in the organization of the rocket and space industry ................................................... Shumakov F. P. The concept of it implementation in the framework of Krasnoyarsk machine building plant ........................................................................................................................ Yulenkov S. E., Kotelnikova S. V., Syabrenko A. P. Information technology and methods of successful activity of modern enterprise .................................................................................................................. Yulenkov S. E., Kotelnikova S. V., Zhukovskaya A. N. Developing virtual tours for the museum of Aerospace college of SibSU named after M. F. Reshetnev ............................................................

264 266 268 270 272 274 276 279 282 285 287 290 293 295 298

Section “PROGRAMMING TOOLS AND INFORMATION TECHNOLOGIES” Abenova Zh. S., Petrov M. N. Collecting statistical data of the integrated environment of information cooperation ........................................................................................................................................... Antonova E. V. Developing the system to support the processes of open cast mining design .............................. Bezruk P. A., Morgunov E. P. An educational database management system ..................................................... Burleva P. A. Developing the information inquiry system for laptops selection ................................................... Bykanova A. S., Sobolev V. V. Developing decision support system based on data ............................................ Bychkov S. S. Classification of traffic sign recognition methods in a video .......................................................... Vasil’eva A. S., Vlasova O. A. Information management software for small business ......................................... Vlasova O. A., Vasil’eva A. S. The protection and security of the database ......................................................... Vogorovskiy R. V. Scenario language for testing the spacecraft onboard equipment ........................................... Volkovich A. N. Calculating distance and disparity maps based on multi-based initial data ................................. Guzenkova A. G. Selecting frameworks to implement portal paintball club ......................................................... Elistratov S. A., Kozlova Y. B. Intellectual systems of person recognition: modern condition and problems of implementation ..................................................................................................... Zhorova V. V., Khomyakov A. N. Influence of the scene depth on video-based smoke detection ...................... Zhukovskaya A. N., Zaushitsina A. S. Features of developing crossplatform mobile applications ..................... Kaledin V. O., Gileva A. E. Functional-object programming mathematical modeling algorithms ....................... 752

302 304 307 309 311 313 315 317 319 322 324 326 328 330 332

Contents

Komkov D. K. Features, spheres of using and directions of development of distributed databases ...................... Kuzminskii P. V. A method of organizing a dynamic update of the content for the information system of hosting providers ........................................................................................................... Larionova V. A., D’yachenko A. B., Koltashev A. A. Onboard spacecraft software re-testing automation .................................................................................................................................................... Loginov A. Yu., Pridachkin D. G., Shustov A. L. Software and hardware for JTAG boundary scan ................. Loginov A. Yu., Pridachkin D. G., Shustov A. L. Organization of the onboard computer distributed software ...................................................................................................................................... Losonogov N. A. Management of financial-personal accounts in distributed database ......................................... Manylov D. Y. Developing the task-solving emulation environment to improve educational process .................. Mahovikova Yu. V., Avish V. A., Melnikov P. A. Cost efficiency of development of the automated information system for commercial enterprises ................................................................................ Morozov R. V., Zhuchkov D. V. Intersystem interaction of the heterogeneous information systems .................. Naumochkina K. M., Polukhin I. V. A modern tool for timber customs control ................................................. Nishchhal/ Organizational feature and application of convolutional neural networks ........................................... Panyushkin D. A., Sakhnov M. Y., Shumakov N. N., Kraus S. A. Package debugger as a basic unit testing tool ............................................................................................................................................. Popova E. A. Features of network configuration using ETTH technology ............................................................ Prokhorov I. M., Mikhaylova O. V. About the necessity of new informational technologies to improve efficiency of automated production system lifecycle processes ................................................................. Pyataev A. S. Classifying video based anomalous event detection ........................................................................ Pyataeva A. V. Classifying video based dynamic textures detection ..................................................................... Semenov V. A., Ivanilova T. N. Program implementation of the Kalman–Letov algorithm ................................ Sobolev V. V., Bykanova A. S. Using databases and knowledge bases in educational process ............................ Soldatova M. S. Modeling the process of spraying liquid from the injector........................................................... Sopin A. E. Analysis of software for processing data of remote sensing of the Earth ........................................... Timofeeva E. A., Orlov D. V. The simulation of a microwave low-noise transistor with the use of a tuner focus microwave ...................................................................................................................... Fadeev A. E. Developing an algorithm to mark visual objects on the smartphone screen ..................................... Khokhlova A. V., Zhezhel D. V., Sakhnov M. Y., Shumakov N. N., Kraus S. A. Software development to provide SpaceWire technology ...........................................................................................................

334 336 338 340 343 345 347 349 351 354 356 358 360 363 365 367 369 372 374 376 378 381 383

Section “METHODS AND MEANS OF INFORMATION SECURITY” Anufriev B. Y. Visitor identification process in the public places ......................................................................... Arabova T. I., Masyutkina M. A. Automatic sentiment detection of text based on machine learning ................ Astapenko T. S. Using HPC-cluster to reduce runtime testing vulnerabilities of websites ................................... Beklemisheva N. B., Zhukov V. G. Developing and ensuring information security of patient health conditions data processing center ...................................................................................................... Belova A. L., Borodavkin D. A. Analisys of rulesets for intrusion detection systems Snort and Suricata ........................................................................................................................................... Dryannykh Yu. Yu., Zhukov V. G. On the need to introduce threat intelligence ................................................ Zakharova K. O. Research of statistical parameters of the encryption algorithm with different block fragmentation ............................................................................................................................... Zotov A. S., Zhukova M. N. Sources of danger of wireless communication channel in “smart” house systems .............................................................................................................................................. Isaev S. V., Kulyasov N. V. Functional model of the security information and event management system ..................................................................................................................................... Isaev S. V. Identifying groups of internet users based on the proxy server log ...................................................... Katasanova T. V., Zhukova M. N. Problems of inspection of compliance with personal data protection requirements in educational institutions ........................................................................ Kononov D. D. Security aspects evaluation criteria for web application development ......................................... Mangileva S. A. Analysing methods to evaluate information protection at the banking system organizations ............................................................................................................................. Merinov A. S., Zybina O. I. Optimal selection of irreducible polynomes for encryption by the AES algorithm ................................................................................................................................................... Neb A. V. Researching Reed–Muller inverse matrix characteristics ...................................................................... 753

386 388 391 394 396 398 400 402 405 408 411 413 415 418 420

Решетневские чтения. 2017

Nesterov K. A. Synthesis method of basic bent squares on the basis of process shift operator ............................. Redikultsev R. N. On the problem of reliable identification of users public networks ......................................... Sabelfild N. V., Zhukov V. G. Evaluating compliance of information systems with safety requirements ............................................................................................................................................... Sitdikova A. G., Zhukov V. G. Deploying the firewall of the web server level ................................................... Timofeev G. S., Petrenko V. E. Shortening systematic polar codes for hardware implementation ...................... Faizulin R. F., Zhukova M. N. The review of the methods to monitor displacement and the control of authenticity of external media .................................................................................................................................. Shipulin P. M. Shniperov A. N. Comparing gost symmetric crypto algorithms multithread realization ..................................................................................................................................................

422 424 426 429 431 433 436

Section “EFFICIENCY OF FUNCTIONING OF COMPLEX SYSTEMS (EFFICIENCY THEORY, RESEARCH METHODS, DATA ENVELOPMENT ANALYSIS)” Bushevets A. P. Method of measuring efficiency of primary selection of cosmonaut candidates ......................... Volkova M. A. Improving the effectiveness to choose and apply territorial economic growth stimulation instruments .................................................................................................................................... Krivonozhko V. E., Lychev A. V. Frontier visualization in FDH models based on optimization algorithms and enumeration methods ................................................................................................. Lychev A. V., Rozhnov A. V. Managing complex product development and efficiency evaluation in the aerospace industry using FDH model ........................................................................ Morgunov E. P., Morgunova O. N. Application of the Data Envelopment Analysis method for assessment of efficiency of IT-specialists .................................................................................................. Rouiga I. R. The possibility of using the Data Envelopment Analysis method to estimate the region innovative sustainability ............................................................................................................

440 442 444 447 450 452

Section “MANAGEMENT AND ECONOMIC ISSUES OF AVIATION AND SPACE COMPLEXES” Alenkina D. V., Fedorova N. V. Competitive advantages of the manufacturing enterprise ................................. Afanaseva T. N., Lyachin V. I., Leonidova A. I., Trubinova T. S. Economic essence of reproductive MIC function in the innovative Russian economy .............................................................................. Afonasova M. A., Arkhipova Т. V. Innovative component of economic stability of state corporation “Roskosmos” ................................................................................................................................ Borisova E. V., Erygin Yu. V. The role of commercialization of innovative potential defense industry enterprises in innovative development of the region ......................................................................... Volkov D. O., Avramchikova N. T. Applying the expert assessment method to assess the efficiency of state financial support to innovation activities of the region ............................................................. Goryacheva M. Y., Zhirnovа E. A. Improving the process of innovation management on the basis of a risk analysis of the business incubator ............................................................................................... Eremeevа S. V. Problems of accounting costs for conducting R&D on the enterprises of the RSI ....................... Erygin Yu. V., Borisova E. V. Selecting the management object of innovative processes in the conditions of commercialization of innovative potential at defense industry enterprises ................................... Ivakina I. I. Audit features basic accounting policies in part payment to suppliers and contractors .............................................................................................................................................................. Kamannikov A. V. The grading system as a tool of motivating personnel at industrial enterprises ..................... Korsukova N. D. Features of modern economy transformation and its influence on effectiveness of the defence industry complex of Russia ........................................................................................ Lobkov K. Y. Public-private partnership as a mechanism to develop innovative and investment activity of RSI integrated structures .................................................................................................... Lyachin V. I., Ivanchenko L. A., Trubinova T. S. The role of innovation in the development of defense-industrial complex of Russia under modern conditions ............................................... Makarenko N. O., Erigina L. V. Innovation commercialization problems at space-rocket enterprises ............................................................................................................................................ 754

455 457 459 462 465 468 470 472 474 476 479 481 484 486

Contents

Monastyrnaya V. S. Methods to create applications with additional reality based on location of the user ................................................................................................................................................... Proshkin A. V., Zenkov I. A., Monastyrnyj E. A. Internal and external problems of the enterprise development of the Russian aerospace complex, analysis of expert opinions ................................... Poochkin M. B. Using principles of circular economy in TPSED CATU of nuclear industry .............................. Sergeeva Y. A., Smorodinovа N. I. Financing space activity in Russia .............................................................. Smorodinovа N. I. Features of the defense-industrial complex ............................................................................. Starikova A. N. Assessment methods of internal marketing efficiency ................................................................. Tukureev V. I., Korepanova E. G. Modern problems of domestic mechanical engineering and possible solutions ................................................................................................................................................... Ulitskaya T. R. Diversification of activity lines as foundation of tightening up of financial and economic performance of an enterprise ................................................................................................................. Fedorenko I. V. Company internal control ............................................................................................................ Fedorova I. Yu. Directions to improve information disclosure on income and expenses for segment reporting .............................................................................................................................. Shokhovets A. O., Surnik A. P. International transport corridors as innovative means of economic development ............................................................................................................................................. Shulgin M. N. The use of life cycle contracts in enterprise activity at rocket-space industry ................................

488 490 493 495 497 499 501 503 505 507 509 512

Section “LOGISTICS AND SUPPLY CHAIN MANAGEMENT AT ENTERPRISES” Belyakova E. V., Ryzhaya A. A. The role of transport infrastructure in the urban development ......................... Belyakova E. V., Vasilev V. A. API standard as the basis supply of oil and gas enterprises ................................ Gilts N. E. The principles of logistics operations of machine-building enterprise dealer ...................................... Zhevnerov A. I. Genetic algorithms in the solution of the optimizations task of the transportation route ............................................................................................................................................. Kazakova O. V. Organization features of material supply at industrial enterprises .............................................. Lifar A. S., Brom A. E. Risk assessment methods of logistic strategy .................................................................. Selivanov A. V., Burkatsky M. A. The role of logistics in foreign-economic activity of industrial enterprises ................................................................................................................................................. Sycheva E. O. Problems of inventory management at the enterprise of the rocket and space industry ................. Taisheva G. R., Starikova E. V. The role of the concept “Management of relationships with suppliers” in modern economic conditions ........................................................................................................... Shirochenko N. V., Khudkina E. A. Procurement logistics of network retail enterprises .................................... Shirochenko N. V. Prospects of development of Russian market of logistics operators ....................................... Shirochenko N. V., Prutkovenko P. E. Russian outsourcing market of warehouse services ...............................

515 518 521 523 525 527 530 532 534 537 539 541

Section “LABOR ECONOMICS AND HUMAN RESOURCE MANAGEMENT AT THE ENTERPRISES OF THE ROCKET AND SPACE INDUSTRY” Barashkova G. Yu., Gosteva O. V. Talent management as a tool for staff development at defence industry enterprises ...................................................................................................................................... Beshliu I. V. Problems of training working personnel in the educational center of JSC “Russian Railways” .......................................................................................................................................... Bobrova V. E. Cascade training as a method of development of personnel potential of the structural unit of OOO “Russian Railways” ....................................................................................................... Bruykhanova E. A., Samokhvalova S. M. Comparative analysis of career expectation of pupils and students ................................................................................................................................................... Bulankin A. Y. Precarization of employment as a factor of personnel risk in number planning ........................... Dyatlov D. V., Bgantsev A. A. Specific features of personnel training planning under the conditions of restrain budgetary policy ................................................................................................................... Zveroboeva K. P. Career management and professional official promotion of an employer at modern organizations ....................................................................................................................... Kochetkov A. A. Plans of social development of enterprises in the energy complex ............................................ 755

544 546 549 551 553 556 559 561

Решетневские чтения. 2017

Kukushkin S. G., Arefina O. V., Rudko Y. S., Samokhvalova S. M. Developing corporate competencies as a factor of personnel innovative activity stimulation at space and rocket industry ........................... 562 Maymakova L. N., Babenkova I. E. Professional skill competition in context of being effective management means motivating the rocket&space industry personnel ......................................................................... 564 Mukhametshina A. M., Kukartsev A. V. The structure of the strategic enterprise management on the example of OOO USK “Sibiryak” ..................................................................................................................... 566 Oshchepkova D. S., Lyachin V. I. Intellectual property as a form of functioning of the human capital of the enterprises of the rocket-space industry ............................................................................ 568 Platonova A. A., Rudzitis T. A. Interaction of the labor market and market of educational services: problems and directions ................................................................................................................................................ 570 Podverbnih О. Е., Kutuzova A. V., Shendel T. V. To the question of the implementation of the innovative personnel capacity at the space industry ........................................................................................... 572 Podverbnih О. Е., Mejova I. A. Strategic alternatives for human resource management in the sphere of advanced production technologies ...................................................................................................... 575 Sivukhina A. A. Development of KPI system for employees of Krasnoyarskstat with the use of automated system “Calculation of premium payments” ...................................................................... 578 Sokolova E. L. The basic directions of social policy of the space-rocket industry enterprises ............................... 580 Ens K. V. The principles of dual training of personnel on railway transport ......................................................... 582 Enns K. V., Beshliu I. V. New forms of training for strategic sectors of the economy ......................................... 584

Section “INNOVATION TECHNOLOGIES IN MANAGEMENT AND INTERNATIONAL COOPERATION IN AEROSPACE INDUSTRY” Adamenko A. A. Competitive advantages of international strategic alliances in high-tech industries .................. 587 Ackinfiev C. S., Abramchik G. A. Innovative technologies in public administration .......................................... 589 Akulich V. G., Kraus E. A. The problems of cooperation of innovative entrepreneurship and high school science .................................................................................................................................................. 591 Aprelkova I. A. The concept of key competencies in managing competitiveness of enterprises in aerospace industry ............................................................................................................................... 593 Baranova S. A., Sumina E. V. Innovative technologies of internet marketing as a basis of inter-company coordination and cooperation in the service sector .......................................................................... 595 Belyakova G. Y., Fokina D. A. Conditions for development of production cooperation of engineering whithin the EAEU ................................................................................................................................ 597 Vashkevich V. P. Forming rights management system for intellectual property at space industry enterprises ......................................................................................................................................... 600 Gilts N. E., Ochakovskaya V. A. Agile thinking in galaxy case ............................................................................ 602 Grishan V. A. Scientific and technological forecasting to ensure the competitiveness of international projects and programs ......................................................................................................................... 604 Danilkin R. A., Misineva I. A. Specific features of organization and development of production in the aerospace industry ........................................................................................................................ 606 Dvirniy V. V., Maslov E. P., Starostin E. A. Innovative technologies during the manufacture of instruments of multifunctional spacecraft ................................................................................................................ 608 Dorogaykina E. M. Foreign language in technical college: questions of experts-teachers ................................... 610 Zolotareva G. I., Bahmareva N. V. Update of the basic funds of enterprises of the RCP: risks of violations of economic security....................................................................................................................................................... 613 Kiseleva A. N. Public activity as the index of scientific-research activity of the space industry enterprises ................................................................................................................................... 616 Kovalchuk A. A., Sumina E. V. Innovative technologies in aerospace industry: international experience of integration and cooperation ............................................................................................... 618 Kudinov V. V. Current tasks and forms of international cooperation for the benefit of innovative regional project activities related to space ............................................................................................... 621 Kuznetsova N. V. Conditions for improvement of engineering education quality in Russia .................................. 624 Kukushkin S. G., Dvirniy V. V., Reshetnikova S. N., Krushenko G. G. Training innovative staff in the aerospace industry ...................................................................................................................................... 626 Kukushkin S. G., Dvirniy V. V., Petyaeva N. N. Conceptual construct development in view of innovative technologies in the aerospace industry ....................................................................................... 628 Kurbatov D. E. Experience in the use of patent landscape when conducting patent research JSC “ISS” ............. 630 756

Contents

Leonenkov A. D., Dvirniy V. V. Prospects of applying additive technologies in the aerospace industry ............................................................................................................................................... 632 Loginova E. V. Prospects and problems of the integration of the aerospace industry in the practice of agriculture ......................................................................................................................................... 634 Melnik A. M., Kochetkova S. S. Innovations in the field of manufacture of a machine tool for miilling of honeycomb panels .................................................................................................... 636 Misineva I. A. The issues of development of international integration in the aerospace industry ......................... 639 Pisarev M. S., Dvirniy V. V., Nagovitsin V. N., Lazarev V. M., Kravchenko Yu. S. Innovation in the field of the support board of the counterreflector of the space observatory ........................................................ 641 Puzanov A. A. On tariff policy in the Krasnoyarsk territory ................................................................................. 643 Puzanov A. A., Misineva I. A. Problems of implementation of public management ............................................ 645 Rybkov M. V., Kuznetsov V. I. Stimulating the inventive activity of the authors of the service results of intellectual activity ................................................................................................................. 647 Slepneva N. G. System of intellectual activity results as factor of sustainable development of an enterprise ............................................................................................................................................................. 649 Khadkevich T. G. Investigating stress-deformed state, mechanical device for turning battery solar for a small space apparatus ....................................................................................................................... 651 Tsau K. K., Reshetnikova S. N. The formation of the system of staffing as a model of interregional cooperation with the territories of the Actic zone of the Russian Federation ...................................... 653 Cherkashina G. N., Aristova T. A. Innovations in material application in the solder process of the spacecraft onboard cable system connectors ......................................................................................... 655

Section “ACTUAL STATUS AND PERSPECTIVES OF ENGINEERING EDUCATION DEVELOPMENT” Antonenko N. A. Individual psychotherapy as an effective method to prevent emotional burnout of teachers of Aerospace college ...................................................................................................................... 658 Barkhatova D. A., Grinberg G. M. Physical and mental approach to form information competence of students of technical specialties ............................................................................................................. 660 Bashanova К. А., Gromova Т. А., Selyun Е. V. Introducing competence-based qualification standards in training WorldSkills for secondary vocational education ..................................................... 663 Boyko O. G., Legkova T. A., Andreev D. A. To the issue of teaching technical disciplines to bachelors specialising in aircraft maintenance .......................................................................................................... 665 Voytalyanova Ya. I., Novoselova V. O. Stylistic features of the epithet use as a condition of a future engineer’s competitiveness .......................................................................................................................... 667 Gorodishcheva A. N., Fomina Yu. V. Space myths and the Russian higher education reality ............................. 669 Grinberg G. M., Malinovskaya E. A., Oreshenko T. G. Evaluation of training graduates at technical university .................................................................................................................................................... 671 Grinberg G. M., Nikolayeva Yu. S. Developing electronic educational resources on the basis of their life cycle model ............................................................................................................................. 674 Guryanov А. S. Socializing personality in the education process .......................................................................... 677 Zhirnova E. А. Adaptation features of foreign students to educational environment ............................................. 679 Ilushin N. V. The algorithm of functioning educational activities of the students .................................................. 682 Kukhta M. N. Information technology in professional education .......................................................................... 685 Lepeshev A. A., Kuimov V. V., Tolstoy D. A., Kozlov A. V., Pogrebnaya T. V., Sidorkina O. V. Methodology of pre-university engineering education for the sixth technological structure ......................................... 687 Makarova A. S. Goal setting as a resource to ensure the quality of education in the framework of the implementation of professional standards ........................................................................................................... 690 Makhova A. I., Groschkova A. A. Properties of composition in graphic design .................................................. 692 Moiseenko E. V. Problematic situations at the foreign language classes as a means of forming students creative personality ........................................................................................................................ 694 Myagkova E. G., Pak N. I. The model of personalised informational system “Training process” ......................................................................................................................................................... 696 Pavlychev V. A., Khlystov N. S. Semiautomatic system of schedule compartment in the educational institution .......................................................................................................................................... 699 Piatkov A. G. Capturing the attention of student audience for groups of different motivation levels .................... 701 Rtishcheva N. G. Evaluation of the performance of machine translation systems ................................................. 704 757

Решетневские чтения. 2017

Savelyeva M. V. Academic integrity and its impact on master programme graduates’ flexibility ......................... 706 Senashov S. I., Savostyanova I. L., Pashkovskaya O. V. Methodology to form master readiness for training as users of information systems .................................................................................................................. 709 Syabrenko A. P., Yulenkov S. E., Tynchenko V. S. It penetration issues and perspectives of modern preschool education in Russia ...................................................................................................................... 711 Tarasova T. G. The role of educational and methodical complex in the development of educational disciplines and professional modules in the Aerospace college ............................................................. 713 Fedorova N. V. Experience in teaching management subjects at secondary schools of Krasnoyarsk .................... 715 Khanov V. Kh., Chekmarev S. A., Lepeshkina E. S. The interaction of parties in network master program in partnership with industrial partner ................................................................................. 717 Yurtaeva L. V., Diratsuyan E. V., Shurkina V. I., Alashkevich J. D. The need to enhance training of graduates quality of humanitarian knowledge ........................................................................................................... 719 Yakovleva T. A., Doroshenko E. G. Specific features of designing and implementating the course «Modern educational technologies» in training masters in engineering ....................................................... 721

Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference “FLAGSHIP UNIVERSITY – SOCIAL RESPONSIBILITY AND REGIONAL DEVELOPMENT” Burkovskaya T. N., Gribanov E. N., Prokohina M. I. Transformation of universities: educational process. Problems and development ways .................................................................................................. 724 Gosteva O. V., Anikina Y. A. Technological entrepreneurship in rocket and space industry ................................ 726 Iptyshev A. A., Kolmakova Z. A., Vavilov D. V., Melnikova O. L. A model of information system for a virtual project management office at a regional university ................................................................................... 728 Knyazev N. A. Scientific and educational paradigm of flagship universities ......................................................... 730 Kozlov V. S., Kotelnikova S. V. A project-oriented technology for team teaching students ................................. 732 Korepanova E. G. Modern approaches to realize the project “Support university of Russia” ............................... 734

758