Информационно-алгоритмическое обеспечение имитационной системы управления экспериментальными исследованиями процессов смешения и структурирования эластомерных композитов для дополнительного обучения инженеров – технологов

  • Andrey Sergeevich Kuznetsov Российский государственный социальный университет http://orcid.org/0000-0003-1569-4765
  • Valery Fedorovich Kornyushko МИРЭА – Российский технологический университет http://orcid.org/0000-0001-6192-3464
  • Elena Germanovna Shmakova Российский государственный социальный университет
  • Svetlana Valentinovna Pivneva Российский государственный социальный университет http://orcid.org/0000-0003-2288-9915
  • Vladimir Vasilevich Halyukin Российский государственный социальный университет http://orcid.org/0000-0001-6192-3464

Аннотация

В статье рассмотрены вопросы, касающиеся разработки средств обучения инженеров-технологов в практике их производственной деятельности. Показана целесообразность создания системы непрерывного обучения с использованием имитационных моделей. На практике данные модели реализуются с помощью разработки интеллектуальных систем управления. Именно с помощью данных информационных систем становится возможным отработка практических навыков по оптимизации химико-технологических процессов смешения и структурирования эластомерных композитов. Данные системы позволяют технологу совершенствовать подходы к принятию решений в сложной технологической обстановке, когда управленческие решения неоднозначны и могут быть неэффективными и приводить к образованию брака продукции. Рассматривается единая химико-технологическая система производства изделий из эластомеров, а также химико-технологические процессы смешения и структурирования многокомпонентных эластомерных композитов как составляющие химико-технологической системы. Большое разнообразие составов резиновых смесей, которое насчитывает до полутора тысячи рецептур, а также индивидуальные для каждого полуфабриката параметры переработки в изделия диктуют необходимость создания информационной базы данных для организации информационных процессов сбора, обработки и передачи реометрической информации.
Для принятия решений по рациональному управлению и контролю процессов смешения и структурирования эластомерных композитов необходимо предоставление наиболее полных сведений о процессах, что диктует необходимость объединения всей доступной информации в информационную базу данных. Решение этих задач требует проведения системного анализа связей и закономерностей функционирования и развития объектов и процессов с учетом отраслевых особенностей на основе информационной технологии баз данных, теории управления и принятия решений.
Предложена модель алгоритмической и информационной поддержки, основанная на интеллектуальной системе управления на основе комплексного анализа технологической информации, базе данных основной реографической информации. Данная интеллектуальная информационная система является программной средой для дополнительного профессионального обучения операторов инженеров – технологов.

Сведения об авторах

Andrey Sergeevich Kuznetsov, Российский государственный социальный университет

доцент кафедры информатики и прикладной математики, факультет информационных технологий, кандидат технических наук, доцент

Valery Fedorovich Kornyushko, МИРЭА – Российский технологический университет

профессор кафедры информационных систем в химической технологии, Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова, доктор технических наук, профессор

Elena Germanovna Shmakova, Российский государственный социальный университет

декан факультета Информационных технологий, кафедра информационных систем, сетей и безопасности, кандидат технических наук

Svetlana Valentinovna Pivneva, Российский государственный социальный университет

заведующий кафедрой информатики и прикладной математики, факультет Информационных технологий, кандидат педагогических наук, доцент

Vladimir Vasilevich Halyukin, Российский государственный социальный университет

старший преподаватель кафедры информационных систем, сетей и безопасности, факультет Информационных технологий

Литература

[1] Zapasnaja L.A. Intellektual'naja avtomatizirovannaja sistema podgotovki himikov-tehnologov [Intelligent automated training system for chemists-technologists]: dis. ... Ph.D. (Engineering). Moscow, 2014. (In Russ.)
[2] Egorov A.F. Razrabotka avtomatizirovannyh laboratornyh kompleksov [The development of automated laboratory complexes]. In: Egorov A.F., Savickaja T.V., Dudarov S.P., Goranskij A.V., Bel'kov V.P., Shergol'd I.B. (Eds.). MUCTR Publ., Moscow, 2006. (In Russ.)
[3] Egorov A.F., Savickaja T.V., Zapasnaja L.A. Mezhdisciplinarnaja avtomatizirovannaja sistema obuchenija na osnove setevyh tehnologij dlja mnogourovnevoj podgotovki himikov-tehnologov [Interdisciplinary Automated Training System based on Network Technology for Multilevel Training of Chemists Engineers]. Open Education. 2012; 6:20-33. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=18411286 (accessed 13.08.2019). (In Russ., abstract in Eng.)
[4] Novakov I.A., Vol'fson S.I., Novopol'ceva O.M., Krakshin M.A. Reologicheskie i vulkanizacionnye svojstva jelastomernyh kompozicij [Rheological and cure properties of elastomeric compositions]. Akademkniga Publ., Moscow, 2008. (In Russ.)
[5] Monsanto Rheometer 100, Description and application. Technical Bulletin No IS-1, p. 18. (In Eng.)
[6] Novakov I.A., Novopol'ceva O.M., Krakshin M.A. Metody ocenki i regulirovanija plastojelasticheskih i vulkanizacionnyh svojstv jelastomerov i kompozicij na ih osnove [Methods of estimation and regulation of plastoelastic and vulcanizing properties of elastomers and compositions based on them]. Himija Publ., Moscow, 2000. (In Russ.)
[7] Coughanowr D. R. Process Systems Analysis and Control. McGraw-Hill, 2 edition. 1991. (In Eng.)
[8] Agayants I.M., Kuznetsov A.S., Ovsyannikov N.Ya. Modifikacija osej koordinat pri kolichestvennoj interpretacii reometricheskih krivyh [Modification of Axes in Rheometer Curves Quantitative Interpretation]. Fine Chemical Technologies. 2015; 10(2):67-70. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=24152651 (accessed 13.08.2019). (In Russ., abstract in Eng.)
[9] Kuzina E.V. Razrabotka matematicheskogo obespechenijaj ekspertnoj obuchajushhej sistemy podgotovki operatorov himicheskih proizvodstv [Development of mathematical support for an expert training system for the training of chemical production operators]: dis. ... Ph.D. (Engineering). Moscow, 1996. (In Russ.)
[10] Rylov S.A. Razrabotka komp'juternyh informacionnyh trenazherov na osnove tehnologij virtualizacii [Development of computer information simulators based on virtualization technologies]: dis. ... Ph.D. (Engineering). Moscow, 2011. (In Russ.)
[11] Meshalkin V.P. Jekspertnye sistemy v himicheskoj tehnologii [Expert systems of chemical technology]. Himija Publ., Moscow, 1995. (In Russ.)
[12] Diwan P. Artificial Intelligence and the Chemical World: Expert System Applications in Chemical Analysis, Chemical Synthesis and Chemical Engineering. IETE Journal of Research. 1988; 34(3):223-230. (In Eng.) DOI: 10.1080/03772063.1988.11436733
[13] Ural'skij M.L., Gorelik R.A., Bukanov A.M. Kontrol' i regulirovanie tehnologicheskih svojstv rezinovyh smesej [Control and regulation of the rubber blends properties]. Himija Publ., Moscow, 1983. (In Russ.)
[14] Agayants I.M., Naumova Yu.A., Kuznetsov A.S. Analiz korreljacionnyh sootnoshenij v oblasti reometricheskih issledovanij rezin [Analysis of Correlative Relationships in Rheometric Rubber Research]. Fine Chemical Technologies (Vestnik MITHT). 2013; 8(1):15-19. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=18814016 (accessed 13.08.2019). (In Russ., abstract in Eng.)
[15] Kuznetsov A., Kornushko V., Goncharov I., Agayants I. Informacionnaja podderzhka sistemy upravlenija tehnologicheskim processom strukturirovanija jelastomernyh sistem s ispol'zovaniem reometricheskih krivyh [Information support of process structuring elastomeric systems control system using the rheometer curves]. Journal of Applied Informatics. 2016; 11(2):23-30. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=25918767 (accessed 13.08.2019). (In Russ., abstract in Eng.)
[16] Kuznetsov A., Kornushko V., Agayants I. Reogramma kak instrument upravlenija tehnologicheskim processom strukturirovanija jelastomernyh sistem [Rheogram as a tool for managing the technological process of structuring elastomeric system]. In: Proceedings of the conference "High chemical technologies-2015". MITHT Publ., Moscow, 2015, pp. 143-144. (In Russ.)
[17] Ogunnaike B., Ray W. H. Process Dynamics, Modeling, and Control. Oxford University Press, 1995. (In Eng.)
[18] Kuznetsov A., Kornushko V., Agayants I. Information support of process structuring elastomeric systems control. In: Ziyatdinov N.N., Lapteva T.V., Silvestrova A.S. (Eds.) Modeling and Optimization of Chemical Engineering Processes and Systems ARChESS-2016: the book of plenary and poster abstracts of the Amercan-Russian Chemical engineering Scientific School ARChESS-2016. KNRTU Press, Kazan, 2016, pp. 226-229. (In Eng.)
[19] Ziyatdinov N.N. Computer simulation and optimization in chemical technology. Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2014; 48(5):539-540. (In Eng.) DOI: 10.1134/S0040579514050261
[20] Dorohov I.N., Menshikov V.V. Sistemnyj analiz processov himicheskoj tehnologii. Intellektual'nye sistemy i inzhenernoe tvorchestvo v zadachah intensifikacii himiko-tehnologicheskih processov i proizvodstv [System analysis of chemical technology processes. Intelligent systems and engineering in the tasks of intensification of chemical-technological processes and production]. Nauka, Moscow, 2005. (In Russ.)
[21] Bel'deeva L.N. Tehnologicheskie izmerenija na predprijatijah himicheskoj promyshlennosti [Technological Measurements of the Chemical Industry]. AltGTU Publ., Barnaul, 2002. (In Russ.)
[22] Bauman J.T. Fatigue, Stress, and Strain of Rubber Components: A Guide for Design Engineers. Munich: Hanser Publishers, 2008. (In Eng.) DOI: 10.3139/9783446433403
[23] Dick J.S. How to Improve Rubber Compounds. 1800 Experimental Ideas for Problem Solving 2nd Edition. Munich: Hanser Publishers, 2013. (In Eng.)
[24] Morton M. Rubber Technology. Springer Science + Business Media, B.V., 1999. (In Eng.) DOI: 10.1007/978-94-017-2925-3
[25] White J.L., Coran A.Y., Moet A. Polymer Mixing: Techology and Engineering. Munich: Hanser Publishers, 2001. (In Eng.)
Опубликована
2019-12-23
Как цитировать
KUZNETSOV, Andrey Sergeevich et al. Информационно-алгоритмическое обеспечение имитационной системы управления экспериментальными исследованиями процессов смешения и структурирования эластомерных композитов для дополнительного обучения инженеров – технологов. Международный научный журнал «Современные информационные технологии и ИТ-образование», [S.l.], v. 15, n. 4, p. 837-849, dec. 2019. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/587>. Дата доступа: 05 june 2020 doi: https://doi.org/10.25559/SITITO.15.201904.837-849.
Раздел
E-learning, информационные технологии в образовании