Поиск

Поиск
Размер шрифта:
T T T
Изображения:
Вкл
Цветовая схема:
Темная Светлая Синяя

Гранты РФФИ

1. Разработка базовых принципов и инструментов автоматизации проектирования оптимальных программных систем (н.рук. к.т.н., доц. Томаев М.Х.).

Аннотация

В результате проведенных исследований разработаны модели поиска оптимального функционального состава подсистем, минимизирующего время работы с медленной внешней памятью и, соответственно, улучшающего производительность пользовательского кода. На основе предложенных моделей создан программный продукт, реализующий описанные в работе подходы в виде надстройки (в формате VSIX) к популярной среде разработки MicrosoftVisualStudio (поддерживаются версии начиная с 2015).
Новизна предлагаемых подходов обусловлена тем, что впервые создана система автоматизированного проектирования на основе методов глобальной оптимизации в соответствии с объективно сформулированными критериями качества. В частности, благодаря сочетанию аппарата теории графов, теории игр и комбинаторного моделирования моделей впервые формулируются оптимизационные задачи математически.
Научные результаты:
Разработана система математических моделей, предлагающая формулировку оптимизационной задачи улучшения производительности пользовательских приложений на основе метода оптимальной декомпозиции программной системы. Предложены объективные критерии качества для оценки пользовательских программных систем, которые учитывают сложную структуру алгоритмов: В частности, предложена классификация отдельных участков кода на циклящиеся и конечные. В том случае, если программа обладает признаками только одного из классов, то в качестве объективного критерия качества может быть принята либо верхняя граница времени однократного зацикливания либо верхняя граница времени поиска решения (иными словами времени завершения). На практике большинство программных систем, включают признаки обоих классов. При отсутствии информации о вероятности переходов в состояниях алгоритма, соответствующих условным операторам, время работы программы в любом из циклов может стремиться к бесконечности. На этом основании в работе предлагается безусловный приоритет участков зацикливания по сравнению с конечными (переводящими программу из начального состояния в один из вариантов завершения). Предложен многокритериальный подход для алгоритмов смешанного типа (склонных к зацикливанию), сформулированный в виде системы дискретных моделей, описывающих задачу последовательной декомпозиции участков зацикливания (первый критерий, имеющий высший приоритет) и конечных участков (второй критерий).
Прикладные результаты:
Предложен эффективный быстрый алгоритм решения, позволяющий уйти от комбинаторных подходов, основанный на сочетании методов теории графов и дискретных методов.
Разработан программный продукт, реализующий предложенные оптимизационные подходы, состоящий из двух приложений:
Встраиваемый в среду VisualStudio модуль «CodeOptimizationToolsExtension.vsix» — представляет собой дополнение к среде разработки MSVisualStudio. Технология VSIX позволяет модифицировать стандартный интерфейс среды разработки, добавляя собственные элементы управления (меню, панели инструментов и т.д.). VSIX-модуль используется для добавления новых пунктов в меню «Tools» среды VisualStudio
Приложение «OptimalDecomposition.exe» — представляющее собой средства поиска оптимальной декомпозиции.
Разработанный пакет оптимизации позволяет получить на выходе рекомендации по оптимальному составу подсистем. Практическая реализация рекомендаций зависит от версии ОС и реализованных в ней технологий поддержки модульности. В частности, в ОС Windows, декомпозиция исходного варианта кода на DLL-библиотеки будет заключаться в замене вызовов функций, помещенных в библиотеку, обращением к библиотеке с помощью пары API-функций «LoadLibrary» / «FreeLibrary», а также вызовом «GetProcAddress» для получения адреса экспортируемых функций.

 

2. Исследование и разработка технологии переработки кека цинкового производства (н.рук. д.т.н., проф. Воропанова Л.А.).

Аннотация

Разработана принципиальная технологическая схема селективного извлечения железа, цинка, меди, свинца, золота и серебра из кеков, полученных после выщелачивания окисленных цинковых концентратов, применение которой позволяет селективно извлечь, % масс от содержания металлов в исходном кеке:
Zn – 88, Fe – 77, Cu – 98, Pb – 86, Au – 90, Ag – 86. Использование высокопроцентного (65 %) жидкого олеума позволяет проводить процесс при относительно малом расходе олеума и времени, а так же более низких температурах. Выщелачивание 0,05 н раствором H2SO4 спека, полученного при сульфатизации кека выщелачивания окисленных цинковых концентратов олеумом, при 20 0С позволяет извлечь в маточный раствор практически полностью железо, цинк и медь. Гидрохлорирование позволяет более полно извлечь в солянокислый раствор Pb, Au и Ag.  Сочетание выщелачивания с последующим гидрохлорированием позволяет наиболее полно извлечь металлы в водный раствор. На уровне изобретения разработан способ порционного введения экстрагента в процессе экстракции, который существенно повышает извлечение ионов металлов в экстракт, сокращает расход экстрагента, повышает коэффициент распределения металлов между органической и водной фазами и коэффициент разделения металлов при экстракции. Данный способ эффективно использован для интенсификации процесса селективной экстракции ионов Fe, Zn, Cu, Pb, Au и Ag из солянокислых растворов. 

Для селективного извлечения компонентов использовали различие в результатах их экстракции при разных температурах и концентрациях соляной кислоты на фоне макроколичеств поваренной соли, а также результатов реэкстракции при промывке экстракта водой и водными растворами смеси 8 % раствора тиомочевины (ТМ) и 10 % раствора HCl.

Удаление сульфат- ионов путём гипсования позволяет избежать вредного их влияния на процесс экстракции ТБФ. Изложены теоретические положения, согласно которым при гидрохлорировании в растворе поваренной соли и соляной кислоты образуются растворимые в воде координационные соединения, содержащие комплексные анионы металлов. На основании изучения зависимостей кинетических и равновесных параметров экстракции ионов Fe, Zn, Cu, Pb, Au и Ag из солянокислых растворов от концентрации HCl, NaCl, ионов металлов, а также времени экстракции и температуры, доказаны возможности их извлечения из водных растворов трибутиловым эфиром фосфорной кислоты (С4Н9О)3РО – трибутилфосфатом (ТБФ), относящимся к кислородсодержащим нейтральным экстрагентам.

Предложен механизм селективного извлечения металлов из солянокислых растворов после гидрохлорирования экстракцией хлоридных комплексов металлов трибутилфосфатом: образование координационного (комплексного) соединения между ТБФ и полихлоридами металлов можно рассматривать как процесс сольватации экстрагируемой соли металла экстрагентом. Технологическая схема экстракции для селективного извлечения металлов при различных условиях использует только один экстрагент – ТБФ, что упрощает процесс и повышает экономическую эффективность технологии. Раскрыто взаимное влияние ионов металлов на результаты их извлечения в процессе экстракции (антагонизм ионов).  Доказано, что присутствие ионов железа снижает результаты экстракции ионов цинка и серебра из солянокислых растворов экстракций ТБФ, поэтому предложен способ извлечения железа в первых порциях экстрагента.

 

3. Разработка и исследование методов, моделей и алгоритмов построения адекватных управляющих моделей сложных технологических процессов в формализме модифицированных сетей Петри (н.рук. к.т.н., доц. Маслаков М.П.)

Аннотация

Данный проект посвящен разработке и исследованию методов, моделей и алгоритмов автоматизированного построения адекватных управляющих моделей сложных технологических процессов (СТП). В рамках данного проекта (2016-2017 гг.) были проведены следующие работы: исследование СТП различных производств (стекольного производства, металлургии, энергетики и т. п.) для выявления общих закономерностей в их структуре и управлении, а также определение основных принципов синхронизации технологических операций СТП; исследование имеющихся разновидностей сетей Петри с целью определения возможности их применения в качестве фундамента для разработки новой модификации сети Петри, способной описать всевозможные взаимодействия составляющих СТП операций; разработка и исследование методов параллельной, последовательной и последовательно-параллельной композиции новых модифицированных сетей Петри для получения общих закономерностей построения полноценных и адекватных управляющей модели (УМ) СТП из модифицированных сетей технологических операций его составляющих; разработка и исследование методов композиции двух, трех и более разноструктурных модификаций сети Петри в одну адекватную УМ СТП для обеспечения синхронизации управления технологическими операциями сложного ТП; разработка и исследование моделей и алгоритмов построения адекватных УМ СТП в формализме модифицированных сетей Петри для обеспечения процесса автоматизации их проектирования. Результаты работы: среди множества технологических операций, реализуемых на одном объекте управления в рамках одного СТП выделены так называемые циклы технологических операций (ЦТО), присущие всем технологическим процессам различных производств, эффективность реализации которых влияет на конечное качество готовых изделий, продуктов и услуг, получаемых в рамках СТП различных производств; среди имеющихся типов синхронизации технологических операций была выбрана синхронизация по событию, применение которой позволит обеспечить оперативность перехода от одного техрегламента СТП к другому и строгость соблюдения очередности функционирования ЦТО, сама синхронизация по событию будет осуществляться на принципах параллельного, последовательного и последовательно-параллельного взаимодействия между технологическими операциями и ЦТО; определена первоначальная структура модифицированных сетей Петри, элементами которой стали элементы структуры обыкновенных, иерархических и WF-сетей Петри. Далее был разработан метод модификации сетей Петри, в основу разработки которого был положен ранее полученный задел (в частности, граф активности переходов (ГАП) и метод модификации обыкновенных сетей Петри), усовершенствование которого позволило получить вышеуказанный метод. Ко всему прочему, была предложена новая последовательность построения модифицированных сетей Петри (УМ СТП), в рамках которой разработаны правила прямого преобразования графов активности переходов в сеть ТП, определена запрещенная фигура прямого преобразования и предложены процедуры её расщепления, позволившие реализовать необходимое преобразование ГАП в сеть ТП. Также предложена новая структура ГАП, которая обеспечивает возможность построения УМ СТП, которые будут реализовывать эффективное управление любым техрегламентом СТП. В конечном счете, полученные результаты позволили получить структуру новых модифицированных сетей Петри, которая позволяет описывать все многообразие всевозможных взаимодействий между технологическими операциями и ЦТО СТП. Для обеспечения оперативности перехода от одного техрегламента СТП к другому и строгости соблюдения очередности функционирования ЦТО были разработаны методы параллельной, последовательной и последовательно-параллельной композиции новых модифицированных сетей Петри, что позволило получить общие закономерности создания УМ СТП из модифицированных сетей технологических операций и ЦТО их составляющих. Также, для обеспечения возможности получения УМ СТП из моделей ЦТО, представленных в виде разноструктурных модификаций сетей Петри и реализации принципов их синхронизации предложены методы композиции двух, трех и более разноструктурных модификаций сети Петри в одну адекватную УМ. В конечном счете на основе полученных результатов для обеспечения процесса автоматизации проектирования УМ СТП были разработаны модели и алгоритмы их построения в формализме модифицированных сетей Петри.

НИР, ПРОВОДИМЫЕ ПО ДОГОВОРАМ, ЗАКЛЮЧЕННЫМ С ХОЗЯЙСТВУЮЩИМИ ОБЪЕКТАМИ РФ

1. Разработка технологии и оптимизация режима работы установки одностадиального мокрого шарового измельчения прокаленной вельц-окиси на основе опытно-промышленных испытаний в условиях ОАО «Электроцинк» (н.рук. к.т.н., доц. Евдокимов С.И.).

Аннотация

В рамках ПНИЭР выполнены промышленные, лабораторные и теоретические исследования:

а) проведены генеральные опробования объекта исследования - комплекса измельчения прокаленной вельц-окиси в условиях ОАО «Электроцинк»;

б) детально изучены физико-механические свойства перерабатываемого сырья;

в) разработана физическая модель механического разрушения агрегатов, образующихся при высокотемпературной прокалке вельц-окиси, адекватно описывающая работу основного технологического оборудования объекта исследования;

г) выполнена серия имитационных лабораторных симуляций работы основных аппаратов рассматриваемого передела;

д) обоснован выбор оптимального режима эксплуатации комплекса измельчения прокаленной вельц-окиси в условиях ОАО «Электроцинк».

В результате выполненных генеральных опробований установки измельчения получена фактическая информация о работе основных аппаратов и схемы в целом, установлена невысокая технологическая эффективность мельницы и спирального классификатора, а также выявлен ряд негативных факторов, обуславливающих дестабилизацию работы передела.

  Выявлена возможность работы рекомендуемой  схемы измельчения с повышенной производительностью и измененными прочностными характеристиками исследуемой прокаленной при высокой температуре (1000 0С) вельц-окиси в предложенном режиме работы.

 Представлена характеристика базы данных (плотность распределения имеющихся значений следующих параметров: A∙b, DWi, Mia,ta, BWi;

определена линейная зависимость между индексом падающего груза (DWi) и индексом крупного измельчения (Mia), последней необходим для расчета удельного энергопотребления установки измельчения.

Произведен расчет общей удельной энергии рекомендуемой установки измельчения для переработки исследуемой прокаленной вельц-окиси по энергетическим индексам.

Проведена серия имитационных лабораторных симуляций, направленных на прогноз влияния возможных изменений эксплуатационных параметров работы основного технологического оборудования на показатели работы передела.

Подтверждена независимость кинетики измельчения узких фракций крупности в смеси минерального сырья. На основе независимости результатов измельчения разнопрочных компонентов в смеси полагается, что узкие фракции, находясь в составе смеси, измельчаются по разным законам. Экспериментальные измельчения узких фракций и исходной смеси в шаровой мельнице подтверждают закономерность независимости кинетики измельчения каждой узкой фракции в смеси.

 

2. Повышение  эффективности бюджетной политики муниципального образования (н. рук. д. э. н., проф. Камбердиева С.С.).

Аннотация

В результате исследования разработаны предложения по совершенствованию эффективности бюджетной политики муниципального образования.

 В рамках научно-исследовательской работы было рассмотрено формирование бюджетной политики муниципального образования г.Владикавказ и в ходе проведения анализа были сделаны следующие выводы:

1) Бюджет г.Владикавказ в основном формируется из налоговых доходов и безвозмездных поступлений из бюджетов других уровней власти. В недостаточной мере поступают в местный бюджет доходы от неналоговых видов поступлений.

2) Основными бюджетообразующими доходами являются: налог на доходы физических лиц, налог на совокупный доход, налог на имущество, которые в общей сумме налоговых доходов составляют 98%.

3) Наибольший удельный вес в сумме налоговых доходов занимает налог на доходы физических лиц. В 2013г. доля налога составила 66%. В 2014 году абсолютное значение данного налога снизилось на 41000 тыс. руб. и составило 1012000 тыс. руб., а удельный вес уменьшился и составил 59%. В 2015 году абсолютное значение данного налога снизилось на  188860 тыс. руб. и составило 993320 тыс. руб., а удельный вес составил 59%.

4) Безвозмездные поступления формируют почти половину местного бюджета г.Владикавказ. Это свидетельствует о несамостоятельности бюджета г.Владикавказ. За последние два года идет положительная динамика их поступления в местный бюджет г.Владикавказ.

5) С каждым годом безвозмездные поступления увеличиваются в объемах. Положительная динамика роста поступлений свидетельствует о зависимости местного бюджета г. Владикавказ от бюджетов других уровней.

6) В 2013г. дефицит бюджета составил 1201029 тыс. руб., в 2014г снизился и составил 350152 тыс. руб., а в 2015г. составил 569491 тыс. руб. В 2015г. дефицит бюджета по отношению к 2013г. значительно снизился. Таким образом, бюджет г.Владикавказ не является сбалансированным.

В целях совершенствования и улучшения бюджетной политики муниципального образования г.Владикакавказ было предложено следующее:

1) Единую конструкцию целеполагания процесса бюджетирования на федеральном, региональном и муниципальном уровнях в виде разработанной логической цепочки процедур достижения целевых ориентиров (удовлетворенность социальных интересов отдельных граждан, общества и государства, экономичность, эффективность и результативность расходной части программных бюджетов), обеспечивающая реализацию социально-экономической функции государства .

2) Мероприятия по привлечению и эффективному использованию инвестиционных ресурсов для решения проблем комплексного социально-экономического развития муниципального образования. Для этого необходимо привлечь инвесторов. Было предложено несколько способов привлечения инвесторов в г.Владикавказ.

3) Бюджетная политика муниципального образования должна сохранить свое значение как важнейший инструмент макроэкономического регулирования. Она должна быть направлена на обеспечение сбалансированного развития экономики, играя важную роль в снижении инфляции.

4) Эффективное расходование бюджетных средств за счет перехода к финансовому обеспечению государственных услуг на основе государственного задания и принципов нормативно-подушевого финансирования. При этом должны предусматриваться стимулы для обеспечения соответствия качества и объема предоставляемых услуг установленным в задании требованиям.

Степень внедрения – рекомендации по совершенствованию эффективности бюджетной политики муниципального образования применяются в бюджетной практике.

Использование результатов работы в учебном процессе: материалы научно-исследовательской работы используются при чтении лекций и проведении семинарских занятий по дисциплинам «Бюджетная система», «Организация исполнения бюджета», «Бюджетное планирование и прогнозирование».

Feedback

Контактная информация

Сообщение