Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля

Оцінка ефективності методів розвальцювання товстостінних труб в трубній решітці теплообмінників

О.В. Стовпник — 2024-12-10

Робота присвячена експериментальному дослідженню методів розвальцьовування товстостінних труб у товстих трубних решітках, що застосовуються в сучасних теплообмінних апаратах. Ефективність роботи промислових систем багато в чому залежить від надійності обладнання, основним елементом якого є кожухотрубчасті теплообмінники. Останнім часом набирає популярності використання товстостінних труб, що забезпечує більш високі показники міцності і герметичності з'єднань. Однак, використання таких труб вимагає застосування методів попередньої деформації кінців труб під кутом, який відповідає конічній поверхні отворів у трубній решітці. Це забезпечує більш щільне з'єднання перед подальшим зварюванням і розвальцюванням по всій товщині решітки.

Основна мета роботи полягє в порівняльному аналізі покрокового і безперервного методів розвальцьовування, які широко застосовуються в промисловості. Ці методи істотно різняться за своєю продуктивністю, якістю та часовими витратами. Оцінка цих параметрів дає змогу виявити переваги та недоліки кожного з них, що стає основою для подальшого вибору оптимального методу залежно від умов виготовлення. Під час дослідження особливу увагу приділяли ключовим показникам, таким як міцність і герметичність з'єднань, а також стан поверхонь розвальцьованих ділянок труб. Дослідження проводилися на базі виробничого підрозділу ТОВ Юженерго, м. Дніпро.

Експериментальні дані отримані на основі досліджень з'єднань труб, виготовлених зі сталі A335 Grade P12 з різними параметрами діаметрів і товщини стінок. У процесі роботи також проведено кількісну оцінку часу, що витрачається на виконання операцій розвальцьовування кожним методом. Результати досліджень показали, що безперервне вальцювання є пріоритетним напрямком для закріплення труб малого діаметру в умовах, коли потрібна висока міцність з'єднань за мінімальних витрат часу.

Розглянуті в роботі результати можуть бути корисними для поліпшення технологічних процесів виробництва та експлуатації теплообмінних апаратів. Застосування отриманих даних дає змогу підвищити не тільки надійність і довговічність обладнання, а й його економічну ефективність, що особливо важливо в умовах сучасних промислових вимог.

Порівняння двох підходів до Unit-тестування Angular-додатків

Ю.В. Полупан — 2024-12-10

В сучасному світі реактивні системи набирають все більшої популярності, при цьому в основі реактивності є робота з асинхронними потоками даних. Тестування реактивних систем стоїть окремою задачею, в якій є низка відкритих питань, наприклад, вимирювання ефективності тестів, використовуючі той чи інший підхід до тестування.

Для тестування Angular-додатків в роботі було обрано два підходи: 1) з використанням зв’язки Jasmine + Karma, що встановлюється за замовчуванням при створенні додатку; 2) з використанням Jest.

В статті тестується Angular-додаток, який має 7 тестів, 3 з яких – тести синхронних блоків коду і 4 – для асинхронних блоків. При тестуванні використовувались інструменти, що пропонує Angular із коробки та фреймворк Jest.

Для вимирювання ефективності Unit-тестів, як правило, використовуються чотири критерії [2, 4]: захист від помилок (protectionagainstbugs); стійкість до рефакторингу (resiliencetorefactoring); швидкість зворотнього зв’язку (fastfeedback); простота підтримки (maintainability). Порівнюючи різні підходи до тестування можна визначити як той чи інший підхід впливає на конкретний критерій ефективності Unit-тестів, підвищуючі його, або навпаки зменшуючі. Як відомо, на сьогодні не існує автоматичного способу вимірювання ефективності з отриманням значень для кожного критерію і тому кожен тест потрібно оцінювати окремо. Для отримання значення по критерію «швидкість зворотнього зв’язку» будемо використовувати час виконання тестів, в тому числі з визначенням відсотка покриття коду тестами при допомозі команди coverage. Цей критерій показує, що чим швидше виконується тест на етапі розробки, тим меньше часу витрачається на усунення знайденних помилок, тим самим, значно підвищуючи ефективність Unit-тестів.

В результаті порівняння роботи двох фреймворків для тестування, можно зробити висновок, що при використанні Jest тести виконуються в середньому на 60% швидше за рахунок того, що система відстежує зміни файлів та не виконує непотрібних дій. При тестуванні ассинхронного коду така ж тенденція (збільшення швидкості тестування на 60%) зберігається, тому Jest відмінно підходить для виконання тестування Angular-проектів, які містять багато асинхронного коду.

Так як ефективність Unit-тестів залежить від швидкості зворотнього зв’язку (fastfeedback), то, використовуючіJest, ми, тим самим, значно підвищуємо ефективність Unit-тестування та всього проекту вцілому.

Дослідження методів оптимізації параметрів електронних пристроїв для побудови експертної системи

В.Ю. Ткаченко — 2024-12-10

Дана стаття присвячена дослідженню методів оптимізації параметрів і структури електронних пристроїв для побудови системи експертного проектування. Акцент робиться на використанні інноваційних підходів, таких як математичне моделювання, симуляція та методи штучного інтелекту, включаючи машинне навчання, генетичні алгоритми та нейронні мережі. Використання таких методів дозволяє підвищити точність проектування, автоматизувати складні процеси, скоротити час розробки та підвищити продуктивність. Також розглядається можливість використання гібридних підходів для отримання оптимальних конфігурацій пристроїв, які забезпечують кращу енергоефективність і відповідність вимогам виробництва. Результати дослідження свідчать про перспективність і практичну значущість цих методів, які відкривають нові можливості для проектування електронних систем.

Обговорювані методи математичного моделювання включають SPICE (програма моделювання з акцентом на інтегральні схеми) для аналізу схеми та метод скінченних елементів (FEM) для оцінки теплових і механічних властивостей, особливо актуальних для пристроїв з високою щільністю компонентів. Ці моделі дозволяють розробникам імітувати та перевіряти продуктивність пристрою в різних умовах експлуатації, значно знижуючи потребу у фізичних прототипах.

Дослідження методів оптимізації параметрів і структури електронних пристроїв з використанням штучного інтелекту та експертних систем показують значний потенціал для підвищення ефективності та якості процесу проектування. Використання математичного моделювання та моделювання дозволяє скоротити час розробки, а впровадження методів машинного навчання та генетичних алгоритмів підвищує точність та швидкість оптимізації. Використання методів проектування з урахуванням обмежень забезпечує кращу виробничу сумісність, а оптимізація енергоспоживання сприяє ефективності електронних систем в умовах обмежених ресурсів. Подальші дослідження спрямовані на розширення гібридних методів, інтеграцію нових алгоритмів машинного навчання та їх адаптацію до конкретних виробничих вимог, що підвищить гнучкість і універсальність експертних систем проектування.

Інтернет речей та штучний інтелект у сільському господарстві

Т.В. Kунуп — 2024-12-10

У цій статті досліджується роль сучасних технологій, таких як інтернет речей (IoT) і штучний інтелект (AI) у розвитку сільського господарства. Ця комбінація полегшує автоматизацію процесів, підвищує ефективність виробництва, оптимізує ви- користання ресурсів і покращує якість продукції. Обговорюється застосування у вирощуванні сільсь- когосподарських культур і тваринництві, що допо- магає фермерам приймати більш обґрунтовані рішення на основі реальних даних. Проаналізовано проблеми та економічні переваги впровадження ін- тернету речей та штучного інтелекту у сільському господарстві, включаючи потребу в значних інве- стиціях та забезпечення кібербезпеки в різних країнах світу.

Технологічний прогрес у сільському господарстві відповідає зростаючим вимогам до автома- тизації ферм, цифровізації економіки та екологічної стійкості. Сучасні тенденції галузі підкреслюють перехід до точного землеробства, що дозволяє більш ефективно використовувати час і ресурси, змен- шити собівартість виробництва та мінімізувати втрати врожаю.

Інтеграція інноваційних рішень у процеси управ- ління сільським господарством змінює баланс впливу на внутрішніх ринках, створюючи нові можливості для зростання. Технології штучного інтелекту значно підвищують ефективність у різних секторах, включаючи сільське господарство, і вирішують ба- гато нагальних проблем. Сільськогосподарські роботи, розроблені для інтеграції штучного інте- лекту, забезпечують ефективне використання цієї технології в агробізнесі.

В умовах стрімкого зростання глобального населення сільське господарство стикається з чис- ленними викликами, і використання штучного інте- лекту та інтернету речей може стати ключовим елементом у їх подоланні. Незважаючи на високі по- чаткові витрати, які можуть стримувати деяких виробників, інвестиції в інноваційні технології зазви- чай окупаються протягом кількох років, демонстру- ючи свою економічну життєздатність.

Використовуючи технології інтернету речей та штучного інтелекту, сільськогосподарський сек- тор може виробляти більше з меншими ресурсами, покращувати якість продукції та прискорювати час виходу на ринок. За допомогою датчиків IoT фермери можуть точніше розраховувати необхідні обсяги води, добрив і пестицидів, зменшуючи їх спожи- вання. Раціональне використання енергії та природ- них ресурсів знижує витрати та мінімізує шкоду навколишньому середовищу. Постійний моніторинг умов вирощування (температура, вологість, освітленість) покращує якість врожаю та продук- тивність худоби. ШІ допомагає прогнозувати захво- рювання та впроваджувати профілактичні заходи.

Ці технології запобігають втратам врожаю через несприятливі погодні умови, шкідників або хво- роби. Моніторинг ланцюга постачання забезпечує кращий контроль за зберіганням і транспортуван- ням продукції. Алгоритми штучного інтелекту аналізують великі обсяги даних, щоб прогнозувати врожайність, визначати оптимальний час посіву та збору врожаю та надавати фермерам точні реко- мендації щодо прийняття рішень. Системи точного землеробства зменшують залежність від мінли- вості клімату завдяки точним даним і адаптивним методам управління. Технології інтернету речей та штучного інтелекту сприяють підвищенню врожай- ності та стабільності сільського господарства, вирішуючи проблеми, пов’язані зі зростанням насе- лення планети.

Впровадження Інтернету речей та штучного інтелекту в сільському господарстві не тільки підви- щує ефективність і конкурентоспроможність га- лузі, але й створює основу для сталого розвитку аг- рарної галузі.

Апаратно-програмний фреймворк інтелектуальної системи збору даних з моніторингу gsm-технологій

В.О. Ніжегородцев — 2024-12-10

Комплексна система спостережень, збору, обробки, систематизації та аналізу даних з мережі пристроїв моніторингу інформації про стан навколишнього середовища дозволяє отримати обґрунтовані рекомендації для прийняття управлінських рішень в різних галузях, таких як промисловість, сільське господарство, військова галузь, охорона здоров'я. Створення мобільних систем збору та передачі даних із їх подальшою обробкою за допомогою методів штучного інтелекту є перспективним напрямом для вирішення таких завдань. Для досягнення цієї мети використовуються сучасні методи та інструменти програмування, методи аналізу даних, а також апаратні можливості сучасних дат- чиків та мікроконтролерів.

Такі системи здатні значно та позитивно вплинути на країну у різних аспектах, а розробка систем збору та систематизації даних з мережевих пристроїв моніторингу дає простір для розвитку супутніх питань які можна порушити, а саме: етичність використання та створення штучного інтелекту, залежність всього людства від технологій, оптимізацію технологій віртуальної реальності.

Метою дослідження є проектування системи прийому та подальшої обробки GSM сигналу, яка допоможе спроектувати модулі з шифрування даних для передачі та зберігання інформації для системи збору та систематизації даних з мережі пристроїв моніторингу. На основі отриманих даних які надходять з зовнішніх датчиків моніторингу, а саме з GSM антени, яка генерує інформацію щодо сили наявного сигналу та його спектру, та даних з генерації отри- маних координат випромінюваного сигналу, зробити аналіз даних та забезпечити зручний спосіб моніторингу та обробки інформації, в реальному часі.

Наукова новизна полягає в обґрунтуванні підстав для створення апаратно-програмного прототипу інтелектуальної системи збору даних з мережі при- строїв моніторингу на основі комплексу інженерно-технічних та дослідницьких робіт: аналізу апаратних продуктів моніторингу радіо середовища, проектуванню рухомої платформи та моделювання її елементів, створення реляційної моделі даних СУБД, інтерфейсу користувача системи, налаштування серверу обробки даних.

Експериментальне дослідження механічної характеристики асинхронного генератора з фазним ротором при урахуванні активного опору у контурі комутації роторного випрямляча

Г.М. Стрункін — 2024-12-10

У статті наведено відомості про принципи урахування активного опору у контурі комутації роторного випрямляча асинхронного генератора з фазним ротором для машин малої та середньої потужності. Доводиться, що при використанні у якості генератора серійної асинхронної машини – кранового двигуна – при нехтуванні впливу активного опору ротора на процес комутації роторного випрямляча виникає похибка при розрахунку його механічної характеристики. Дано посилання на авторську методику розрахунку механічної характеристики асинхронного генератора з фазним ротором з урахуванням змінного активного опору ротора від ковзання. Висвітлено мету та план експериментального дослідження. Описано експериментальний стенд для зняття механічної характеристики асинхронного генератора з фазним ротором. Для створення проти-ЕРС роторного випрямляча використано послідовно ввімкнені діоди. Надані відомості про вимірювальні прилади, які використано в експерименті. Розкрито методику вимірювання кутової швидкості обертання вала асинхронного генератора. Описується методика обчислення моменту генератора, виходячи з моменту гонного двигуна та моменту втрат агрегату, яку апроксимовано за експериментальними даними. Наводяться результати експериментального дослідження механічної характеристики асинхронного генератора та порівняння з розрахунковими залежностями, отриманими за авторською методикою. Експеримент проведено для зменшеного значення статорної напруги для зменшення струму намагнічування генератора. Пояснено деяке відхилення експериментальних даних від теоретично розрахованих у зоні малих ковзань. Розповсюджується припущення Булгакова О.О. про вплив на процес комутації випрямляча лише параметрів вторинної обмотки трансформатора на випадок з роторним випрямлячем асинхронного генератора з фазним ротором – лише параметрів ротора. Висновок містить інформацію про підтвердження механічних характеристик асинхронного генератора з фазним ротором, які отримано за теоретичними розрахунками, експериментальними даними.

Вивчення взаємодії між стратегіями підвищення довговічності елементів нафтогазового обладнання та оптимальними практиками керування проєктами

Н.Я. Данилюк — 2024-12-10

Наукова стаття присвячена комплексному дослідженню взаємодії між стратегіями підвищення довговічності елементів нафтогазового обладнання та оптимальними практиками керування проєктами в нафтогазовій галузі. У сучасних умовах експлуатації нафтогазових систем постає необхідність у розробці й впровадженні інноваційних підходів, що забезпечують високу технічну надійність і довговічність елементів, водночас враховуючи зростаючі вимоги до ефективності керування проєктами. Основним фокусом статті є детальний аналіз впливу ефективного керування проєктами на технічну надійність, тривалість служби та загальну ефективність експлуатації елементів нафтогазового обладнання. В ході дослідження особлива увага приділяється розгляду стратегій, які сприяють тісній та продуктивній співпраці між інженерними командами та менеджерами проєктів. Така співпраця є ключовим фактором у досягненні оптимального балансу між технічними та управлінськими аспектами, що забезпечує успішне виконання нафтогазових проєктів у встановлені строки з дотриманням високих стандартів якості. Стаття охоплює ключові аспекти інтегрованого керування проєктами, зокрема стратегії комунікації, технічну інтеграцію та стратегічне керування, що дозволяють забезпечити максимально ефективне використання ресурсів. Аналіз проводиться на основі сучасних тенденцій у сфері керування проєктами та інженерної практики, з використанням прикладів успішно реалізованих проєктів у нафтогазовій індустрії. Це включає вивчення новітніх технологічних рішень та підходів, які довели свою ефективність у реальних умовах експлуатації. Результати дослідження можуть бути використані для розробки нових підходів та рекомендацій у сфері керування проєктами, що сприятимуть підвищенню технічної довговічності нафтогазового обладнання, а також загальної ефективності та сталості проєктів. Отримані висновки та пропозиції можуть служити основою для впровадження нових стратегій у практичну діяльність нафтогазових компаній, що дозволить підвищити рівень надійності та економічної ефективності їхніх інженерних рішень, а також забезпечити тривале й безперебійне функціонування обладнання в суворих умовах експлуатації.

Впровадження bim-технологій для моніторингу та обслуговування СШНУ. Основні вигоди та виклики

А.М. Чеверда — 2024-12-10

У статті детально розглядаються основні аспекти впровадження BIM-технологій у процеси моніто- рингу та обслуговування свердловинних штангових насосних установок (СШНУ). Підкреслюється зна- чення BIM як універсального інструменту для інте- грації різних етапів управління інфраструктурними об'єктами. Використання BIM дозволяє ефективно оптимізувати життєвий цикл таких складних си- стем, як СШНУ, що забезпечує не лише надійність їхньої роботи, але й підвищення продуктивності та зменшення експлуатаційних витрат.

У статті акцентується увага на перевагах, які надає використання BIM у сфері моніторингу та об- слуговування СШНУ. Зокрема, підкреслюється важ- ливість підвищення точності інформації, що забез- печує своєчасне виявлення можливих відхилень у ро- боті системи, дозволяючи оперативно реагувати на проблеми. Це, в свою чергу, сприяє підтримці безпе- рервності виробничих процесів та знижує ризик ви- никнення аварійних ситуацій.

Крім того, у статті аналізуються технічні та ор- ганізаційні виклики, які можуть виникнути під час впровадження BIM. Особлива увага приділяється пи- танням інтеграції BIM з існуючими інформаційними системами, що є важливим аспектом для забезпе- чення повноти та точності даних. Важливо також зазначити необхідність проведення навчання персо- налу для опанування новими технологіями та підхо- дами, що дозволить максимально ефективно викори- стовувати потенціал BIM.

Розроблено низку рекомендацій для успішного впро- вадження BIM-технологій, серед яких особливу увагу приділено детальному аналізу потреб конкретного проекту, забезпеченню ефективної інтеграції BIM з іншими системами управління, а також постійному оновленню моделей відповідно до змін на об'єкті. Ви- конання цих рекомендацій забезпечить не лише підвищення ефективності роботи СШНУ, але й три- валу стабільність та надійність їх функціонування. Таким чином, впровадження BIM-технологій стає ключовим фактором підвищення ефективності та надійності управління свердловинними штанговими насосними установками, що дозволяє оптимізувати процеси, знизити витрати та забезпечити більш ви- сокий рівень безпеки під час експлуатації. Успішне впровадження BIM вимагає комплексного підходу, що враховує всі можливі технічні та організаційні виклики, а також постійної адаптації до змінних умов та нових технологій.

Визначення параметрів вібрації бурової установки із використанням методу відстеження порядку обертових машин

В.С. Моркун — 2024-12-10

Метою дослідження є визначення параметрів вібрації бурової установки в процесі буріння свердловин за допомогою методу відстеження порядку обертових машин. У роботі використані методи аналізу вітчизняного та зарубіжного досвіду, методи математичного моделювання, а також методи математичної статистики і теорії ймовірності для формування оцінки результатів дослідження. Наукова новизна полягає в обґрунтуванні застосування методу відстеження обчисленого порядку обертових машин для визначення частоти на якій доцільно вимірювати статистичні параметри супутнього вібраційного сигналу. Практичне значення полягає у визначенні процедури вимірювання параметрів вібраційного сигналу бурової установки для оцінки фізико-механічних властивостей гірської породи безпосередньо в процесі буріння свердловин. Для виділення корисної складової вібраційного сигналу на буровому долоті з різноманітних завад (вібрації інших частин бурової установки, зовнішні процеси у гірському масиві і т. і.) використаний метод відстеження обчисленого порядку (СОТ) обертових машин з додатковою передискретизацією для підвищення його роздільної здатності. Запропонований підхід полягає в тому, що в процесі зміни робочого режиму приводу обертових частин бурової установки фор- мують карту порядку в усьому діапазоні його обертів, визначають частоту високоамплітудної вібрації долота, яка відповідає визначеному піковому порядку обертів, і на цій частоті вимірюють статистичні параметри змін амплітуди виміряного сигналу. Відповідно до застосованого методу сформовано карту частоти обертів для даних вібрації в процесі зміни робочого режиму бурової установки (підвищення впродовж 40 секунд частоти обертів приводу з 500 до 2150 обертів за хвилину Аналіз виконаних експериментальних досліджень та моделювання процесу взаємодії долота з залізо- вмісною гірською породою дозволяє зробити висно- вок про те, що отримані із застосуванням зазначеного методу статистичні показники супутнього вібраційного сигналу дійсно адекватно характеризують процес буріння свердловин.

Важливість використання знань з нарисної геометрії при розробці ескізу

Л.В. Карпюк — 2024-12-10

Нарисна геометрія є забезпечувальною дисципліною не тільки курсу креслення, до чого фактично зведена її роль на сьогодні в системі вищої технічної освіти, а будучи розділом математики, вона слугує базою прикладної геометрії, що розв'язує оптимізаційні багатопараметричні, багатофакторні задачі конструювання, технології, економіки, соціології тощо. Основним завданням цієї публікації є викладення точки зору автора на роль і місце нарисної геометрії, а також необхідності використання її під час розроблення ескізів. Конструкторські документи, призначені для одноразового використання, можуть виконуватися в ескізному вигляді. Ескіз - це зображення, виконане без застосування креслярських інструментів, від руки, за правилами аксонометрії в окомірному масштабі з дотриманням пропорцій деталі. При цьому дотримуються тих самих правил, що й під час побудови аксонометричних проєкцій: під тими самими кутами розташовують осі, розміри відкладають уздовж осей або паралельно їм. У низці випадків за ескізами складають робочі кресленики. В деяких випадках ескізи використовуються для виготовлення за ними деталей. Сучасний студент має прагнути не тільки вищого ступеня оволодіння спеціальними знаннями, уміннями та навичками, а й поетапно просуватися від діяльності під керівництвом педагога до самонавчання. Вища школа має готувати фахівця інтегрального типу мислення, здатного до синтезу знань, умінь на всіх етапах і рівнях безперервної освіти. Дисципліна «Нарисна геометрія» сприяє розвитку просторового абстрактного мислення, яке необхідне для інженерної та проєкційноїдіяльності [6]. Здобувачі вищої освіти інженерних спеціальностей у своїй професійній діяльності стикаються з розробкою проєктів конструкцій, механізмів та машин, що потребує знань теорій проєкційних зображень. Сучасні методики навчання приділяють значну увагу використанню інформаційно-освітнього середовища – системи доступних користувачеві джерел інформації, способів і засобів її обробки, а також умов інформаційної взаємодії суб’єкта з цими джерелами. У комплексі дисциплін графічного циклу, які вивчаються у ВНЗ, весь час відбуваються великі зміни. Нині активно використовують і вивчають комп'ютерні технології розроблення конструкторської документації. Це необхідно, і це визнають усі. Каменем спотикання залишається нарисна геометрія. Чи потрібна вона як навчальна дисципліна? Навіщо потрібна нарисна геометрія студентам технічних вишів? Такі запитання ставлять як прихильники, так і противники дисципліни. На ці та інші питання спробували дати відповіді автори даної статті.