Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления

Рассматривается модель вычислений глобального распределенного вычислительного кластера на базе нейрокомпьютеров, которая имеет программную реализацию в виде системы управления глобальным распределенным вычислительным кластером. Показанная обобщенная модель формирования вычислительной структуры кластера на базе нейропроцессоров, включает модель формирования вычислительной нейрокластерной структуры, модель передачи пакетов по сети, модель загрузки подзадач в вычислительную структуру кластера нейрокомпьютеров. Разработанные модели позволяют реализовывать эффективные кластерные параллельные и распределенные системы с заданными параметрами производительности. Высокий уровень распараллеливания обеспечивает возможность реализации «гибких», перестраиваемых систем различной структуры, т.е. формировать аппаратную базу под заданный алгоритм задачи. Существуют два принципиальных подхода к формированию вычислительной структуры кластера: статический и динамический, поскольку перед непосредственным распределением очередной подзадачи на очередной вычислительный модуль необходимо ввести его в состав вычислительной структуры, а затем направить на него саму задачу. Для реализации модели формирования структуры был выбран динамический подход, согласно которому очередной вычислительный узел резервируется динамически посредством опроса всех вычислительных машин после выполнения задачи предыдущим вычислительным модулем. Плюсом такого вычислительного кластера является сверхбыстрое выполнение задач, минусом - возможные ошибки в маршрутизации и в графе выполнения программ поступившей задачи. В разрабатываемой системе применен принцип динамического резервирования вычислительных машин. Предлагаемая модель передачи сообщений основана на принципе коммутации пакетов при передаче данных, однако следует заметить, что в рамках настоящего исследования рассматриваются и моделируются однонаправленные коммуникации.

Рассмотрено современное состояние экономики Республики Беларусь. В Республике Беларусь в силу недостаточности собственных источников энергии особое значение придается эффективному использованию имеющихся энергоресурсов. В работе рассмотрено одно из важнейших направлений повышения энергоэффективности экономики страны - создание системы энергетического менеджмента. Были изучены особенности внедрения энергетического менеджмента на промышленных предприятиях. Вспомогательным фактором в деле по рациональному потреблению энергии на промышленных предприятиях должен стать энергетический аудит. В статье рассмотрены цели и виды энергетического аудита. Был проведен энергетический аудит на примере промышленного предприятия. По итогам энергетического аудита были предложены следующие мероприятия, способствующие снижению энергоемкости продукции на предприятии: внедрение системы АСКУЭ, применение частотно-регулируемого электропривода, модернизация системы освещения, модернизация участков трубопроводов водяных тепловых сетей и конденсатопроводов, термореновация зданий методом «Термошуба». Проведен анализ экономической эффективности предложенных мероприятий. По результатам расчетов сделаны выводы об экономической эффективности внедрения всех мероприятий на промышленном предприятии. Реализация запланированных мер позволит в значительной степени модернизировать и обеспечить высокую надежность основных производственных средств. Снижение энергозатрат предприятия также будет способствовать повышению конкурентоспособности выпускаемой продукции, увеличению прибыльности предприятия и высвобождению дополнительных финансовых средств. Для Республики Беларусь в целом внедрение энергетического менеджмента будет способствовать повышению эффективности использования энергоресурсов, позволит снизить издержки при добыче, транспортировке и потреблении топливно-энергетических ресурсов. И, как следствие, позволит повысить энергетическую безопасность страны.

В настоящее время робототехника является стремительно развивающейся областью знания, которая имеет достаточно большой потенциал, чтобы существенно повлиять на характер инженерного и научного образования на всех его уровнях. Наиболее актуальными последними разработками в данной области являются проекты групповой робототехники. Данные исследования тесно связаны с эффектом системного поведения, которое можно наблюдать у различных социальных насекомых, что называется с роевым интеллектом. Такая особенность заключается в том, что однозначные и простые правила поведения каждого члена группы создают сложное организованное поведение всей группы. Роботы, взаимодействуя между собой, а также с окружающей их средой, формируют желаемое групповое поведение. При этом возникает система постоянной обратной связи, состоящая из кооперации членов группы, и целевая функция как логичность поведения не индивидуума, а всей группы роботов. Нельзя не отметить техническую направленность данной области науки, которая ставит задачи проектирования конструкций роботов, создание систем управления, а также алгоритмов и механизмов взаимодействия. Основополагающими факторами, которыми следует руководствоваться при проектировании групповых робототехнических систем, выступают тенденции к уменьшению стоимости единицы робота в группе, а также тенденция к уменьшению габаритных размеров робота. Поэтому в настоящее время при создании таких систем особое внимание уделяется задаче создания простой конструкции робота. Непрерывно изменяющийся внешний мир и современные условия диктуют нам новые тенденции, согласно которым широкое использование больших групп простых и дешевых роботов, имеющих довольно ограниченные процессы взаимодействия и обработки данных, целесообразнее использования мощного, габаритного, дорогого робота во многих недетерминированных, динамических и опасных для человеках средах. В статье рассматривается задача создания робототехнической системы роевого взаимодействия, а также разработки методов и алгоритмов управления данной системой для поддержания рядности движения группы относительно робота-ведущего. Приводятся результаты моделирования мехатронной робототехнической системы роевого взаимодействия в среде NI LabVIEW Robotics Environment Simulator.

Рассмотрены аспекты организации системы автоматизированного мониторинга группы компрессоров, предназначенной для точной регистрации и корректирования параметров группы компрессорных установок в целях повышения общей энергоэффективности. Предлагается организовать автоматизированный мониторинг энергетических параметров компрессоров с помощью портативного комплекса удаленной телеметрии VIDA350MC с функцией DataLogger. VIDA350МС - прибор, контролирующий энергетические и производственные данные, соответствует требованиям стандарта систем энергоменеджмента ISO 50001, осуществляет ввод и длительное хранение аналоговых и цифровых значений с большого числа датчиков и регистрирующих устройств. Данные мониторинга импортируются в портал OpenJEVis, где проводятся дальнейший анализ и визуализация его результатов. Рассматривается группа из шести поршневых компрессоров с прямым приводом, обладающих высокой надежностью, но не имеющих средств для регулирования выработанного объема сжатого воздуха. В группу компрессоров входят три установки, работающие от высокого напряжения 6 кВ, и три, работающие от напряжения 0,4 кВ. Проанализирована динамика потребления сжатого воздуха и выявлены следующие проблемы, такие как большие излишки сжатого воздуха, нестабильность давления, необходимость ручного управления компрессорами и клапаном сброса излишков сжатого воздуха. Выделены наиболее энергоэффективные пути их решения. Проведены анализ и оценка алгоритма работы группы компрессоров, найдены решения повышения энергоэффективности винтовых компрессоров перед поршневыми. Сделан вывод относительно более эффективного использования энергоресурсов и сокращение излишков с демонстрацией предложенных решений. По результатам мониторинга предложена система эффективного управления группой компрессоров, состоящая из компрессорной установки с частотным управлением, устройства дистанционного управления установки, базы данных и системы мониторинга.

Рассмотрены современные подходы к калькулированию затрат в энергетике Республики Беларусь в условиях реформирования энергетики как отрасли. Изучены особенности раздельного метода учета затрат в энергетике, классификация объектов по производству электрической (тепловой) энергии для целей учета затрат. Рассмотрены статьи калькуляции на энергетических объектах Республики Беларусь, а также методы учета затрат и калькулирования себестоимости. Для целей ведения раздельного учета на предприятиях энергетики Республики Беларусь предлагается примененять нормативный метод учета затрат. Рассмотрены модели нормативного учета затрат, и выбран для энергетики республики метод учета по нормативным затратам. В статье предлагается при учете затрат использовать попередельный метод с формированием цеховой калькуляции себестоимости и себестоимости полуфабрикатов, который позволит правильно отразить все технологические стадии и места возникновения затрат в итоговой стоимости энергии. Предложена примерная схема калькулирования себестоимости энергии на ТЭЦ попередельным методом, использование которого даст преимущества для более детального учета затрат на каждом этапе производства, связанных с преобразованием теплоносителя, а также позволит оценить величину потерь, которую несет предприятие на каждой стадии производства. Рассмотрены методы разделения затрат на производство электрической и тепловой энергии на ТЭЦ (физический метод, эксергетический метод, нормативный метод, метод Вагнера, метод «раздельной рентабельности», метод В.И. Денисова, экономические методы: метод отключений; метод, пропорциональный себестоимости энергии; метод, пропорциональный количеству произведенной энергии). Проанализированы преимущества и недостатки данных методов. Предложено при делении общих затрат, связанных с комплексным использованием топлива и тепла, между электрической и тепловой энергией использовать метод Вагнера, что позволить получать более «справедливую» себестоимость каждого вида энергии.