NBG_06_2020 by jozef24

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

ИстоРИчЕсКИЕ НАУКИ

УДК 94 ТАЙНЫЙ ТРИБУНАЛ ФЕМГЕРИХТ Петров Руслан Сергеевич, ученик, Научный руководитель: Бурковская Тамара Ярмеевна, учитель истории и обществознания; ГБОУ СОШ № 558 Выборгского района Санкт-Петербурга, Санкт-Петербург, Российская Федерация

Аннотация: После смерти императора Священной Римской империи наступил период анархии, возникший из-за отсутствия сильной центральной власти. Людям открылась возможность – вне зависимости от их сословия иметь судебную и политическую власть. Именно тогда появляется тайный трибунал – Фемгерихт, созданный изначально для поддержания мира и порядка на территории Западной Германии, а позже превратившийся в олицетворение произвола и самоуправства. В статье подробно рассмотрена история его возникновения, процесс рассмотрения дел и исполнения приговора. Актуальность исследования состоит в малой освещённости этой темы, небольшом количестве работ по её раскрытию и необходимости в чёткой структуризации всей доступной на данный момент информации из источников, освещающих данную тематику. Ключевые слова: Фемгерихт; народный суд; Сент-вейме; средневековое право; трибунал, суд; тайные общества; Священная Римская Империя; фемы; фемический суд; вестфальский суд.

SECRET TRIBUNAL FEMGERICHT Petrov Ruslan Sergeevich, student, Scientific adviser: Burkovskaya Tamara Yarmeevna, history and social studies teacher; State budget educational institution secondary school №558 with advanced studying of Maths in the Vyborgskiy district of Saint Petersburg, Saint Petersburg, Russia

Abstract: There were an anarchy period in the Holy Roman Empire after the death of the emperor, that happened because of an absence of a strong central authority. Those days an opportunity has opened up for people of different estates to have a judicial and political 6

HISTORICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

power. It becomes a reason for them to make a secret tribunal, Femheriht, that will be a pledge of peace and order all over West Germany. However, it became a face of the arbitrariness about two centuries later. In this article you will find an information about a history of this court, about the process of investigations and execution of a sentence. A relevance of this article consists of lack of researches on this theme and a necessity of a clear structuring on all of the available information. Keywords: Femgericht; people's court; St. Weim; medieval law; tribunal; court; secret societies; Holy Roman Empire; fems; femic court; westphalian court. Для цитирования: Петров, Р. С. Тайный трибунал Фемгерихт / Р. С. Петров. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 6-10. – URL: https://nauka-bez-granic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Petrov R.S. Secret tribunal Femgericht // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 6-10.

ВВЕДЕНИЕ Одной из особых форм германских судебных инстанций периода Средневековья является Фемгерихт, первые упоминания в летописях о котором датируются началом XIII в. Данные суды были окружены ореолом таинственности, что еще больше подогревало интерес исследователей и других ценителей истории. Впервые данный тайный трибунал был создан в Вестфалии, став новой формой уже действовавших к тому времени «свободных судов» (Freigericht). Основным отличием фемгерихта и фрейгерихтов от других судов являлось то, что они признавали свою зависимость исключительно от германского императора. Наряду с таинственностью, устрашающим выглядит и то, насколько жестокими и ужасными были выносимые фемгерихтом приговоры. В отличие от обыкновенных судов с территориально ограниченной компетенцией они могли вынести и исполнить любой приговор. Если обыкновенные суды с учетом имевшихся в то время средств передвижения и отсутствия полиции часто не могли проводить арест преступников и выносить обвинительные приговоры (как в отношении знати, так и всех остальных людей), то фемгерихт принимал к рассмотрению лю-

бое дело и доводил его до исполнения приговора [1, с. 53]. Одной из наиболее важных функций данного суда со временем стало преследование еретиков. И в этом вопросе судьи имели могущественных покровителей (папы благосклонно смотрели на их деятельность, а местные архиепископы оказывали всяческое содействие). В период с XIII по начало XV вв. Фемгерихт достигает наивысшего влияния, поскольку на тот момент наиболее важной для людей была охрана «земского мира», с которой суды обыкновенной юстиции справиться не могли. Но именно в кульминационный момент могущества Фемгерихта (середина XV столетия) все чаще становятся слышны жалобы в его адрес, обвинения в произволе и злоупотреблениях. По мере укрепления государственной юстиции на территории Священной Римской Империи негодование населения методами Фемгерихта становится все более отчетливым. И в результате ближе к концу XV века он полностью утрачивает свое значение. Когда начался период реформации, говоря о Фемгерихте, люди либо посмеивались, либо негодовали. Красноречивым свидетельством, показывающим отношение к нему людей, была поговорка, по которой в этом суде сна7

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

чала вешают обвиненного, а затем начинают допрос [2]. ИСТОРИЯ ФЕМГЕРИХТА В период полной политической анархии, последовавший за смертью императора Священной Римской империи Фридриха II и длившийся в течение двух десятилетий, также называемых «Великим междуцарствием», отсутствие сильной центральной власти способствовало формированию множества местных и региональных группировок, чаще всего возникавших вокруг крупных городов или же нескольких мелких феодалов. Единая Империя, по сути, перестала существовать: теперь на её месте был конгломерат королевств, вольных городов и герцогств, отстаивающих свои собственные интересы. Политическая раздробленность способствовало тому, что горожане, местные феодалы и духовенство стремились при малейшей возможности взять в свои руки всю полноту политической и судебной власти. В это время в Западной Германии, а именно в Вестфалии, и появилась форма юрисдикции, просуществовавшая более 2 сотен лет. Её название образовано от старогерманского слова «vete», означавшего «толки, общественное осуждение», в сочетании с немецким словом gericht – "суд " – особый, народный суд. Таким образом, возникает общество Сент-Вейме, утверждавшее, что оно действует от имени Святой церкви и Священной Римской Империи, хотя фактически подменявшее их власть. По сути своей это общество являлось трибуналом, цель которого заключалась в поддержании мира и порядка. С самого начала оно включало в свои ряды представителей различных слоев населения, главным об8

ИстоРИчЕсКИЕ НАУКИ

разом горожан (членов магистрата) [3, с. 72], а также представителей дворянства и вольных крестьян. Как правило, трибунал состоял из 14 судей: поровну от низкого и благородного сословий. Выбор новых членов осуществлял председатель суда – фрайграф, фрайрихтер (от Richter «судья»), он же проводил все заседания, связанные с посвящением в члены общества. Вступающий давал клятву о неразглашении. Главный трибунал заседал в Дортмунде, на тот момент являвшемся вольным городом, однако уже в XV в. существовало примерно сотня других трибуналов. При рассмотрении трибуналом все преступления делились на две категории: ● лёгкие (драка, измена супругу или супруге), ● тяжёлые (изнасилования, убийства, ересь, колдовство). В первом случае всё обычно заканчивалось крупным штрафом, во втором же дело могло дойти до смертной казни: подсудимого могли приговорить к сожжению, четвертованию, повешению и т. д. Во время допросов подозреваемые часто подвергались пыткам. Несмотря на всё это вплоть до XV в. общество имело большой авторитет. Обвиняемым мог стать человек из любого уголка страны: в 1470 г. 3 фрайграфа вызвали в суд императора Священной Римской империи. Однако, на суд император, конечно, не явился [4, с. 166-167]. Отправление правосудия в Фемгерихте осуществлялось по следующей процедуре: сначала вольный заседатель предъявлял обвинение, после чего обвиняемый должен был предстать перед открытым судом (если не относился к категории посвященных).

HISTORICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 5(45) 2020

В случае, если местонахождение обвиняемого не было известно суду, его вызывали путем расклеивания вызова у места его предполагаемого нахождения (на перекрестке) либо поблизости от святых мест (у подножия статуи того или иного святого либо у часовни). При выдвижении обвинения феодалу, владевшему замком, судьи должны были ночью пробраться в потайное помещение замка (под любым предлогом) и уже там выполнить свою миссию. Впрочем, во многих случаях ограничивались приклеиванием вызова к воротам замка. Когда лицо, которому предъявлялось обвинение, не являлось по вызову, приговор выносился in contumacia (заочно, в отсутствие, лат. – in absentia) по законам «Саксонского Зерцала». В этом случае обвинитель представлял суду 7 свидетелей, которые должны были подтвердить не факт совершения обвиняемым того поступка, который ему вменяется в вину, а то, что обвинитель говорит правду. Как следствие, обвинение признавали доказанным, после чего приговор быстро произносили и исполняли. Неявившегося обвиняемого объявляли fehmbar (наказуемым Фемом). На основании этого троим посвященным, встретившим его, надлежало повесить виновного на первом встречном дереве. В случае вызова в суд под председательством фрейграфа (узнать его можно было по лежащим перед ним на столе обнаженному мечу и ивовой веревке) у обвиняемого было право доказывания своей невиновности. Так, он мог приводить 30 друзей в качестве свидетелей, представлять свои интересы через поверенных, а также обращаться с апелляцией в генеральный капитул тайного трибунала, который

располагался в Дортмунде. С XIV в. Фемгерихт постепенно утрачивает своё влияние благодаря росту авторитета имперского правосудия, введению римского законодательства, распространению протестантизма и жёсткой политике, проводимой Максимилианом I и Карлом V, которые запретили деятельность трибунала [5, с. 378]. В XVII в., во время Тридцатилетней войны, трибунал возобновил свою работу. Формально фемические суды просуществовали до XIX века: последний был распущен французским правительством в Мюнстере в 1811 г. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, фактическое дробление Священной Римской империи, начавшееся после смерти Фридриха II, стало катализатором зарождения такого явления, как Фемгерихт, народный суд. Оно уникально не только в германской, но и в мировой истории, ведь продемонстрировало пример того, как ослабление имперского управления и институтов централизованной власти не привело к коллапсу и беззаконию, а породило хоть и стихийно созданную, но достаточно эффективную систему народных судов. О том, что фемические суды имели авторитет и пользовались уважением, говорит даже то, что просуществовала эта система несколько сотен лет. Также необходимо обратить внимание на то, что Фемгерихт – редкий случай достаточно полного судебного народовластия для своего времени. Благородное и низкое сословия в нем были представлены в равных долях. Представители разных сословий сообща следили за поддержанием правопорядка. 9

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

ИстоРИчЕсКИЕ НАУКИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гартунг, Н. История уголовного судопроизводства и судоустройства Франции, Англии, Германии и России / Н. Гартунг. – М.: Рипол Классик, 2013. – 188 с. – Текст: непосредственный. 2. Фемгерихт. – Текст : электронный // Гатчина 3000 : [сайт]. – URL: http://gatchina3000. ru/brockhaus-and-efron-encyclopedic-dictionary/106/106332.htm (Дата обращения: 20.05.2020). 3. Тросс, С. Л. П. Сборник документов по истории Фемгерихта / С. Л. П. Тросс. - Шульц, 1826. – 96 с. – Текст: непосредственный. 4. Гекерторн, Ч. У. Тайные общества всех веков и всех стран / Ч. У. Гекерторн. – Лондон: Cosimo Classics, 2011. – 291 с. – Текст: непосредственный. 5. Кейтли, Т. Тайные средневековые общества. – Лондон: Charles Knight & Company, 1837. – 408 с. – Текст: непосредственный.

REFERENCES

1. Hartung N. Istoriya ugolovnogo sudoproizvodstva i sudoustroystva Frantsii. Anglii. Germanii i Rossii [History of criminal justice and the judicial system of France, England, Germany and Russia]. Moscow, Ripoll Classic, 2013, p. 188. 2. Fehmgericht // Brokgauz i Efron Bolshaya Sovetskaya Entsiklopediya [Encyclopedia of Brockhaus and Efron]. Available at: http://gatchina3000.ru/brockhaus-and-efronencyclopedic-dictionary/106/106332.htm (accessed 20 May 2020) 3. Tross C.L.P. Sbornik dokumentov po istorii Femgerikhta [Collection of documents on the history of Femgericht]. Schulz, 1826, pp. 96. 4. Heckethorn C.W. Taynyye obshchestva vsekh vekov i vsekh stran [The Secret Societies of All Ages & Countries]. London, Cosimo, Inc., 2011, pp. 291. 5. Keightley T. Sekretnyye obshchestva srednikh vekov [Secret Societies of the Middle Ages]. London, Charles Knight & Company, 1837, pp. 408.

Материал поступил в редакцию 29.05.2020 © Петров Р.С., 2020

PEDAGOGICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

ПЕДАГоГИчЕсКИЕ НАУКИ

УДК 373.1 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В РАМКАХ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ Воробьева Надежда Валентиновна, заведующий кассой; АО «АЛЬФА-БАНК», Архангельск, Российская Федерация

Аннотация: Образовательный процесс в условиях самоизоляции предусматривает переход от очного обучения к дистанционному, которое полагается на информационные технологии. Многие школы не были готовы к подобным переменам, не знали, как интересно и доступно преподавать материал. В статье рассмотрены информационные источники и приложения для получения образования, и как в учебных заведениях используют информационные технологии. Важным было проанализировать полезность и доступность IT для обучающихся. Новейшие информационные технологии в обучении позволяют активнее использовать научный и образовательный потенциал ведущих университетов и институтов, привлекать лучших преподавателей к созданию курсов дистанционного обучения, расширять аудиторию обучаемых. Использование информационных технологий позволяет сделать обучение доступным, полным, интересным как для ученика, так и для преподавателя. Ключевые слова: дистанционное обучение; информационные технологии; онлайн-платформы; интернет-порталы; компьютерные приложения.

THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGY AS PART OF DISTANCE LEARNING Vorobeva Nadezhda Valentinovna, cash register manager; ALFA-BANK JSC, Arkhangelsk, Russia

Abstract: The educational process in conditions of self-isolation provides for the transition from full-time to distance learning, which relies on information technology. Many schools were not ready for such changes, did not know how interesting and accessible to teach material. The article discusses information sources and applications for education, and how educational institutions use information technology. It was important to analyze the usefulness and accessibility of IT for students. The latest information technologies in training allow more active use of the scientific and educational potential of leading universities and institutes, attract the best teachers to create distance learning courses, and expand the 11

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

ПЕДАГоГИчЕсКИЕ НАУКИ

audience of students. Using information technology allows you to make learning accessible, complete, interesting for both the student and the teacher. Keywords: distance learning; Information Technology; online platforms; Internet portals; computer applications. Для цитирования: Воробьева, Н. В. Использование информационных технологий в рамках дистанционного обучения / Н. В. Воробьева. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 11-15. – URL: https://nauka-bez-granic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Vorobeva N.V. The use of information technology as part of distance learning // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 11-15.

Введение Актуальность данной темы состоит в том, что в настоящее время в рамках реализации приоритетного национального проекта «Образование» активно осуществляется внедрение информационных технологий в образовательный процесс. Образовательные учреждения в условиях распространения инфекции вынуждены были переходить с очного обучения на дистанционное, при этом сохраняя учебные часы и полноту преподаваемого материала. Для сохранения высокого уровня обучения преподавателям необходимо было не ограничиваться программой Дневник.ру, а тем более углубляться в простор информационных технологий для обучения. Информационные технологии предоставляют возможность: 1. Рационально организовать познавательную деятельность учащихся в ходе учебного процесса; 2. Сделать обучение более эффективным, вовлекая все виды чувственного восприятия ученика в мультимедийный контекст и вооружая интеллект новым концептуальным инструментарием; 3. Построить открытую систему образования, обеспечивающую каждому индивиду собственную траекторию обучения; 4. Вовлечь в процесс активного обучения категории детей, отличающих12

ся способностями и стилем учения; 5. Использовать специфические свойства компьютера, позволяющие индивидуализировать учебный процесс и обратиться к принципиально новым познавательным средствам; 6. Интенсифицировать все уровни учебно-воспитательного процесса [1]. Цель дистанционного обучения – это предоставление ученикам универсального образования, которое не просто заменит очное обучение, но и будет более полным и интересным для ученика, поможет адаптировать его к изменяющимся социально-экономическим условиям и успешно интегрироваться в современное общество. Использование информационных технологий в школьном обучении позволяет преподавателю доступно и ярко представить ученикам изучаемый материал, поэтому учебные классы оснащаются электронными досками и проекторами, чтобы визуально видеть информацию. В условиях самоизоляции перед учителями стоит задача также интересно и познавательно преподать свой урок детям, сидящим за компьютерами, так как домашняя обстановка лишает детей мотивации учиться дистанционно. Чтобы помочь преподавателям, Министерство просвещения России предоставило рекомендации по организации обучения на дому с использованием дистанционных технологий.

PEDAGOGICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Информационные источники, рекомендуемые Минпросвещением России Дистанционное обучение охватило всю 4-ю четверть учебного года – время, когда школьники пишут итоговые контрольные работы, девяти- и одиннадцатиклассники готовятся к экзаменам. Для непрерывного обучения Минпросвещение предлагает портал «Моя школа в online», лозунг которого «4 четверть. Учусь дома. Учусь сам!». «Моя школа в online» – это бесплатная общедоступная платформа, содержащая понятные и проверенные учебные материалы для самостоятельного обучения школьников 1–11-х классов на дому. Материалы разработаны на базе учебников, входящих в федеральный перечень, и соответствуют общеобразовательной программе. Учебные материалы для учеников с 9-го по 11-й класс рассчитаны на базовый и углублённый уровни обучения: базовый – это освоение учебного плана четвёртой четверти и подготовка к обязательным экзаменам, углублённый – подготовка к экзаменам по выбору. Платформа позволяет проходить учебную программу, не имея доступа к высокоскоростному интернету. Необходимые ресурсы могут быть сохранены на устройствах: компьютере, планшете, телефоне. На официальном сайте Минпросвещения можно увидеть такие рекомендованные федеральные и региональные образовательные онлайн-платформы, как Российская электронная школа, Школьная цифровая платформа, сайт национальной сборной WorldSkills Russia, Навигатор кружкового движения НТИ, и другие. Важно отметить и дополнительное образование в условиях дистанцион-

ного обучения. Учителя, школьники и их родители могут изучить больше, обратившись к проектам «Культура. РФ» – просветительский проект, посвященный культуре России, «Россия – моя история», школа программирования «Алгоритмика», «Учи.ру», «ЯндексУчебник» и прочие. Музеи и театры открыли доступ к своим площадкам при помощи информационных технологий. Многие интернет-порталы преподаватели использовали в школьном обучении, некоторые были открыты субъектами образовательного процесса во время дистанционного обучения и оценены по достоинству. Они позволяют ученику найти необходимый материал, изучить его и выполнить задания для самопроверки. Яркий дизайн сайтов, интересные и познавательные задания воспитывают интерес к обучению [2]. Использование компьютерных приложений в дистанционном обучении Для связи педагога с учениками и их родителями разработаны специальные программы и приложения, где происходит выдача лекций и заданий, сдача домашней работы и общение с преподавателями. В школьной практике это портал Дневник.ру, колледжи и институты используют Moodle, Microsoft Teams и другие. Многие порталы предусматривают чаты с преподавателями, некоторые предоставляют возможность проводить видеоконференции, где сохраняется мотив очной формы обучения. Так, среди многих компаний, учреждений и учебных заведений пользуется популярностью платформа Zoom для проведения конференций в 13

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

online режиме. Программа позволяет пользователям создавать приватные ВКС, часто с ограничением времени. Для учеников удобно приложение тем, что есть режим «Поднять руку» для ответа, режим электронной доски, где с доступом школьник может написать решение задачи, трансляция презентаций для представления докладов и многое другое. Некоторые преподаватели учебных учреждений отличились своей креативностью: они проводили учебные часы в известных компьютерных играх, где есть возможность обсуждения или трансляции учебной доски. Так, студенческие организации НИУ ВШЭ создали онлайн-проект – HSE Minecraft, который объединяет под своей виртуальной крышей студентов и абитуриентов всех кампусов Высшей школы экономики. Это развлекательная и познавательная платформа, благодаря которой у всех студентов всегда есть возможность посещать здания университета, несмотря на критическую обстановку в мире. Проект является полноценной площадкой как для проведения дней открытых дверей, концертов, так и для организации лекций, семинаров и других учебных занятий. Художница Вивьен Шварц поделилась любопытным способом проведения совещаний: в компании, где она работает, видеоконференцсвязи проводят в известной игре Red Dead Redemption 2: усаживаются у костра, обсуждают проекты под вой волков, а когда встреча подходит к концу, седлают коней и уезжают в закат. Необычный способ online встреч взяли на вооружение студенты и их преподаватели. Многие высшие учебные заведения 14

ПЕДАГоГИчЕсКИЕ НАУКИ

для реализации заочного обучения имеют свои порталы для осуществления образовательного процесса, поэтому они были готовы к подобным переменам, для других же организаций переход на дистанционную работу стал проблемным. Проблемы использования IT в рамках дистанционного обучения Больший процент учителей в школе составляют люди предпенсионного возраста, для которых введение в школьную практику использования информационных технологий стал проблемным. Разбираться в приложениях затруднительно, а в рамках дистанционного обучения необходимо их изучать и использовать. Многие преподаватели ограничиваются только отправкой и проверкой заданий, боятся использовать информационные ресурсы для ВКС, не обращаются к рекомендованным интернет-порталам. Для учеников и студентов переход в дистанционную форму не такой затруднительный, так как в их жизни информационные технологии присутствуют постоянно. Для восприятия изучаемой информации ученику необходима визуализация, то есть он лучше и быстрее запомнит материал, если он будет систематизирован в таблицу / схему / картинку и озвучен преподавателем, гораздо проще и ученику изучать, и учителю выдавать материал при помощи образовательных порталов, таких как «Инфоурок.ру», «Русская электронная школа» и других. Достаточно серьезной проблемой является техническая оснащенность преподавателя и ученика. Плохой доступ в интернет, слабый интерфейс устройства может не поддерживать программы, в которых работает учеб-

PEDAGOGICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

ное заведение. Со стороны учебного учреждения также могут быть неполадки с сайтами / порталами, частый из них – это перегруз, когда на информационном ресурсе находится большое количество пользователей, он начинает зависать и перестает работать. С такой проблемой столкнулись преподаватели школ и ученики, работающие с «Дневником.ру», когда не могли опубликовать задания и сдать их на проверку. Выводы 1. Переход на дистанционное обучение для образовательных учреждений предусматривает использование информационных источников, Интернет-ресурсов и порталов для полного, непрерывного и доступного образования. Преподавателям следует оснащать свои online уроки информационными источниками, рекомендуемыми Министерством просвещения России.

2. Использование IT имеет свои недостатки и проблемы, которые необходимо изучать. Четвертая четверть учебного года показала преподавательскому составу и администрации школ, какие трудности могут возникнуть, работая с детьми удаленно. В дальнейшем школам будет не так трудно перейти на дистанционную форму обучения. 3. Использование информационных технологий в рамках дистанционного обучения может быть толчком к частому использованию их на уроках в школах. Преподаватели смогут выходить в интернет-пространство с детьми на уроке и изучать материал, используя разные порталы: изучение трагедий Уильяма Шекспира вместе с сайтом Большого театра, урок астрономии с порталом «Космос для детей», математика с Всероссийским образовательным проектом «Урок цифры» и т.д.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Полат, Е. С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования: учебное пособие / Е. С. Полат, М. Ю. Бухаркина, М. В. Моисеева, А.Е. Петров. – Москва: Академия, 2000. – Текст: непосредственный. 2. Рекомендации Минпросвещения России по организации обучения на дому с использованием дистанционных технологий : [сайт]. – URL: https://edu.gov.ru/distance (дата обращения: 15.06.2020). – Текст : электронный.

REFERENCES

1. Polat E.S., Bukharkina M.U., Moiseeva M.V., Petrov A.E. Novye pedagogicheskie i informacionnye tekhnologii v sisteme obrazovaniya: uchebnoe posobie [New pedagogical and information technologies in the education system: textbook]. Moscow, Academy, 2000. 2. Rekomendacii Minprosveshcheniya Rossii po organizacii obucheniya na domu s ispol'zovaniem distancionnyh tekhnologij [Recommendations of the Russian Ministry of Education on the organization of home-based education using distance technologies]. URL: https://edu.gov.ru/distance (accessed 15 June 2020)

Материал поступил в редакцию 22.06.2020 © Воробьева Н.В., 2020

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

сЕльсКохоЗяйствЕННыЕ НАУКИ

УДК: 637.072 ВЛИЯНИЕ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ НА КАЧЕСТВО СЫРОВ Антонова Ульяна Юрьевна, ассистент, Шиколюк Полина Григорьевна, магистрант; ФГБОУ ВО РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева, Москва, Российская Федерация

Аннотация: Повсеместно на предприятиях по производству продуктов питания стали внедряться элементы ХАССП, в связи с чем особый интерес приобрели исследования по выявлению влияния различных молокосвертывающих ферментных препаратов на качество простых сыров, которые можно производить в условиях малых ферм. В статье была произведена выборка сыров, изготовленных из молока, проанализированного на сыропригодность с определением: плотности, COMO, сухого вещества, кислотности, содержания жиров и белков. Каждый из показателей был определён по стандартной методике. После чего было произведено исследование сывороток на белки, жиры и другие вещества при прочих равных условиях. На основании результатов исследований следует, что независимо от характеристик молокосвертывающих ферментов, выдаваемых производителями, необходимо предварительно проверять их влияние на свертываемость молока, получаемого производителем в качестве сырья, а также оценивать качество получаемых продуктов органолептическим методом. Ключевые слова: сыр; ферменты; качество; сыропригодность; свертываемость молока; физико-химические показатели.

INFLUENCE ENZYME PREPARATIONS ON THE QUALITY OF CHEESE Antonova Uljana Yurevna, Assistant, Shikolyuk Polina Grigorevna, master’s student; Timiryazev Russian State Agrarian University, Moscow, Russia

Abstract: HACCP elements began to be introduced everywhere in food production enterprises, in connection with which studies of revealing the influence of various milkclotting enzyme preparations on the quality of simple cheeses that can be produced in small farms have become of particular interest. The article was a selection of cheeses made from milk, analyzed analyzed for cheese suitability with the definition of: density, COMO, dry matter, acidity, fat and protein. Each of the indicators was determined by a standard method. 16

AGRICULTURAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

After that, sera were tested for proteins, fats and other substances, ceteris paribus. Based on the research results, it follows that regardless of the characteristics of milk-clotting enzymes issued by manufacturers, it is necessary to first check their effect on the coagulability of milk obtained by the manufacturer as raw material, as well as evaluate the quality of the products obtained by the organoleptic method. Keywords: cheese; enzymes; quality; cheese suitability; milk coagulability; physical and chemical indicators. Для цитирования: Антонова, У. Ю. Влияние ферментных препаратов на качество сыров / У. Ю. Антонова, П. Г. Шиколюк. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 16-23. – URL: https:// nauka-bez-granic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Antonova U.Yu., Shikolyuk P.G. Influence enzyme preparations on the quality of cheese // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 16-23.

Введение. Борьба за потребителя требует от предприятий выпускать более качественную продукцию [1], а параметры безопасности и качества [2] выходят на первое место по отношению к цене [3]. Параметры безопасности и качества, и предельные значения, и критерии расчета, фиксируются в стандартах и нормативных документах [4]. При этом важнейшую роль приобретают вопросы контроля и метрологического обеспечения целого ряда параметров, характеризующих свойства продукции [5, 6]. Производитель стремится, с одной стороны, удовлетворить запросы потребителя, а с другой – уменьшить затраты производства, в том числе затраты на качество [7, 8]. При этом перед производителем стоит задача не только произвести продукт, но и обеспечить его сохранность при доставке потребителю [9, 10]. Повсеместно на предприятиях по производству продуктов питания стали внедряться элементы ХАССП (Hazard Analysis and Critical Control Points (HACCP)), прослеживаются все процессы производства [11], включая измерительные процессы [12]. Особый интерес представляют исследования по выявлению влияния различных молокосвертывающих ферментных препаратов на качество

простых сыров, которые можно производить в условиях малых ферм. Материалы и методы исследований. Для выявления влияния различных молокосвертывающих ферментных препаратов на качество сыров была произведена выработка брынзы в двух повторениях эксперимента. Перед выработкой сыров взятое молоко было проанализировано на сыропригодность. Определялись следующие физико-химические показатели: плотность (◦А), жир (%), белок (%), COMO (Массовая доля сухого обезжиренного остатка) (%), сухое вещество (%), кислотность (◦Т). Все показатели, кроме сухого вещества, определялись на приборе «Лактан 1-4». Для расчета сухого вещества в молоке принята формула Фаррингтона, которая считается стандартной:

где С – сухое вещество молока, %; Ж – содержание жира, %; А – плотность молоко, А. Для проверки точности прибора можно рассчитать СОМО, из сухого вещества вычитают содержание жира. Крепость молокосвертывающего ферментного препарата (К) – время в секундах, в течение которого свертывается 100 мл молока при добавлении 10 17

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

мл раствора ферментного препарата. Количество вносимого раствора молокосвертывающего фермента зависит от его крепости и определяется по формуле:

где Р – количество раствора сычужного фермента, мл; М – количество нормализованной смеси молока, мл; К – крепость раствора молокосвертывающего ферментного препарата, с. В сыворотке определяли, жир (%), белок (%), кислотность (Т), объем (мл), казеин (%). Эти показатели определяются точно без «Лактана». Для определения титруемой плотности в колбу мерной пипеткой отмеряют 10 мл молока, добавляют 20 мл дистиллированной воды и 2–3 капли 1 %-го спиртового раствора фенолфталеина. Воду при определении прибавляют для того, чтобы отчетливей уловить розовый оттенок при титровании. Затем при медленном взбалтывании содержимого колбы приливают из бюретки децинормальный раствор щелочи до слабо-розового окрашивания, соответствующего контрольному эталону окраски, не исчезающего в течение 1 минуты. Количество прошедшей на титрование щелочи, умноженное на 10, будет выражать кислотность молока в градусах Тернера. Для определения жира в молочный жиромер наливают 10 мл серной кислоты плотностью 1,50–1,55 г/см3, вносят 10 мл сыворотки и 1 мл изоамилового спирта. Жиромер закрывают резиновой пробкой, помещают его в водяную баню пробкой вверх при температуре 65 ◦С на 10 минут, затем центрифугируют в течение 5 минут и обратно помещают в баню на 10 минут, 18

сЕльсКохоЗяйствЕННыЕ НАУКИ

после чего смотрят результат. Белок определяем, умножая значение полученного жира на 1,92, а при определении казеина жир умножаем на 1,51. В сыре определяли белок (%), казеин (%), выход сыра (кг), влагу (%), жир (%) органолептические показатели. Влага определялась на приборе «УВО-03М». Для определения влаги берут навеску сыра 5 г, заворачивают в пергамент в виде конвертика. Конвертики с навеской помещают в прибор на 6 минут при температуре 160 ◦С. Массовая доля влаги вычисляется по формуле:

где W – массовая доля влаги, %; m – масса конвертика с навеской; m1 – масса конвертика с навеской после высушивания, г; 5 – масса навески, г. Для сыра жир определяется так же, как и в сыворотке, только предварительно 2 г сыра растирается с 10 мл воды. Результаты исследований. В этой части работы будут проанализированы результаты исследований молока на сыропригодность брынзы, изготовленной с применением трех молокосвертывающих ферментных. Исследование молока на сыропригодность. Питательность сыра зависит от физико-химического состава молока, который может меняться под влиянием ряда факторов: возраст, порода, условия кормления, стадии лактации, содержание животных и других. Молоко, обладающее пороками, не пригодно для выработки сыра. В готовом продукте пороки вкуса выражаются сильнее, чем в молоке. От содержания в молоке жира и казеина зависит выход сыра, соотношение количества

AGRICULTURAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

жира и казеина в молоке обуславливаРезультаты оценки молока-сырья ет жирность продукта. для сыроделия представлены в табл. 1. Таблица 1

Физико-химические показатели молока Показатель молока Жир, % Белок, % COMO, % Сухое вещество, % Плотность,◦A Кислотность, ◦Т

Показатели молока (повторность) 1 3,52 2,70 7,82 11,35 26,17 22

2 3,50 2,77 7,99 11,50 26,85 22

Из табл. 1 видно, что в молоке было низкое содержание белка, СОМО и сухого вещества, которые имеют большое значение при выработке сыра. Оценка свертываемости молока.

Среднее значение

3 3,51 2,73 7,90 11,42 26,51 22,5

3,51 2,73 7,90 11,42 26,51 22,5

При оценке молока по времени свертываемости разными ферментами 2 %-ой концентрации была установлена по этому показателю существенная разница (табл. 2).

Таблица 2 Время свертывания молока и расход молокосвертывающих ферментов

Фермент

Время свертывания образцов молока, сек

Расход раствора фермента на образцы молока (3 литра)

Среднее значение

Пепсин

39,0

40,0

39,5

6,5

6,6

6,5

6,55

СФ-85

55,0

50,0

52,5

53,5

9,1

9,9

9,5

9,50

СГ-50

160,0

135,0

147,5

26,6

22,5

24,0

24,55

Из результатов оценки свертываемости молока при внесении в него разных ферментов видно, что время образования сгустка было наименьшим при использовании пепсина, и наибольшим – при внесении СГ-50. Хотя СГ-50, содержащий химозин, должен быть по действию на молоко более активен. Время свертывания молока препаратом СФ-85 также было больше, чем при использовании пепсина. В связи с разным временем сверты-

вания молока средний расход 2 %-ных растворов молокосвертывающих ферментов был разным: наименьшим (6,55 мл на 3 л молока) при использовании пепсина, наибольшим (24,55 мл на 3 л молока) при использовании СГ-50. Исследование сыворотки. На выделение сыворотки и содержание в ней белка, жира и других веществ при прочих равных условиях влияют качество исходного и ферментный препарат (табл. 3). 19

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

сЕльсКохоЗяйствЕННыЕ НАУКИ

Физико-химические показатели сыворотки Ферментный препарат

Жир, %

Пепсин СФ-85 СГ-50

0,4 0,2 0,2

Пепсин СФ-85 СГ-50

0,2 0,2 0,4

Пепсин СФ-85 СГ-50

0,3 0,2 0,3

Пепсин СФ-85 СГ-50

0,3 0,2 0,3

Белок, %

Кислотность, ◦Т

Первая выработка 0,52 0,40 0,55 Вторая выработка 0,57 0,92 0,95 Третья выработка 0,54 0,66 0,75 Среднее значение (М±m) 0,54 0,66 0,75

Как показал анализ, фермент практически не влияет на процентное содержание сыворотки в сыре в отличие от кислотности, которая варьируется от 12 до 19◦Т.

Жир, %

Пепсин СФ-85 СГ-50

15,9 19,2 19,5

Пепсин СФ-85 СГ-50

16,0 18,5 19,0

Пепсин СФ-85 СГ-50

15,9 18,8 19,25

Пепсин СФ-85 СГ-50

15,9 18,83 19,25

Объем, л

14 12 14

2,1 2,4 2,7

13 19 14

2,0 2,3 2,8

13,5 15,5 14

2,05 2,35 3,1

13,5 15,5 14,0

2,05 2,35 2,86

Исследование физико-химических показателей сыра. Сыр должен отвечать требованиям стандартов по физико-химическим и органолептическим свойствам (табл. 4).

Физико-химические показатели сыра Ферментный препарат

Таблица 3

Белок, % Первая выработка 13,64 14,60 12,86 Вторая выработка 13,50 14,64 12,87 Третья выработка 13,45 14,62 12,86 Среднее значение (М±m) 13,53 14,62 12,86

Таблица 4

Влага, %

Масса, г

53,0 57,5 54,0

886,95 913,95 869,55

53,5 58,6 54,3

884,95 993,60 859,55

53,2 58,0 54,2

885,95 953,77 864,55

53,25 55,0 53,0

885,95 953,89 864,55

AGRICULTURAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Как показал анализ физико-химических показателей, содержание влаги и остальных показателей приближено к нормам ГОСТ Р 53421-2009. Так, при установленных нормах влаги 55 % в выработанных нами образцах она составляет от 53 до 58,6 %. При установленной доле жира в сыре 18 % показатели наших образцов колебались, но были приближены к стандартным, что связано с исходным

содержанием жира в молоке-сырье. При органолептической оценке, в ходе которой оценивались вкус, цвет, консистенция и аромат, брынза, выработанная с использованием пепсина, получила большее количество баллов. На основании полученных баллов после проведения дегустации составлена диаграмма, представленная на рис. У сыра при использовании фермента СФ-85 отмечено горькое послевкусие.

Рисунок – Суммарный балл органолептической оценки вкуса брынзы

Вывод. На основании результатов проведенных исследований следует, что независимо от характеристик молокосвертывающих ферментов, выдаваемых производителями, необходимо предварительно проверять их

влияние на свертываемость молока, получаемого производителем в качестве сырья, а также оценивать качество получаемых продуктов органолептическим методом.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

сЕльсКохоЗяйствЕННыЕ НАУКИ

– М. : Изд-во РГАУ-МСХА, 2015. – 239 с. – Текст : непосредственный. 7. Леонов, О. А. Экономика качества, стандартизации и сертификации / О. А. Леонов, Г. Н. Темасова, Н. Ж. Шкаруба. – М.: Изд-во ИНФРА-М, 2019. – 251 с. – Текст : непосредственный. 8. Леонов, О. А., Управление качеством производственных процессов и систем / О. А. Леонов, Н. Ж. Шкаруба, Ю. Г. Вергазова и др. М. : Изд-во РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2018. – 182 с. – Текст : непосредственный. 9. Черкасова, Э. И. Прослеживаемость качества овсяных хлопьев с помощью IT / Э. И. Черкасова, П. В. Голиницкий – Текст : непосредственный // Контроль качества продукции. – 2019 – № 3. – С. 46-49. 10. Черкасова, Э. И. Современные методы маркировки кондитерких изделий / Э. И. Черкасова, П. В. Голиницкий – Текст : непосредственный // Компетентность. 2020 – № 2. – С. 34-38. 11. Шкаруба, Н. Ж. Элементы системы ХААСП при производстве варено-копченых колбас / Н. Ж. Шкаруба. – Тест : непосредственный // Пищевая промышленность: наука и технологии. – 2018. – № 2 (40). – С. 44-52. 12. Шкаруба, Н. Ж. Оценка качества измерительных процессов при производстве полуфабрикатов мяса птиц / Н. Ж. Шкаруба, А. А. Одинцова. – Текст : непосредственный // Международный технико-экономический журнал. – 2019. – № 2. – С. 33–40.

REFERENCES

1. Leonov O.A., Temasova G.N., Vergazova Yu.G. Upravlenie kachestvom [Quality control]. Saint-Peterburg, Izdatel’stvo Lan', 2018, 180 p. 2. Shkaruba N.Zh. Metrologicheskoe obespechenie kontrolya kachestva i bezopasnosti pri proizvodstve vareno-kopchenyh kolbas na predpriyatiyah APK [Metrological support of quality and safety control in the production of cooked smoked sausages at agricultural enterprises]. Izvestiya Timiryazevskoj sel'skohozyajstvennoj akademii, 2018. no. 3, pp. 95-110. 3. Leonov O.A., Temasova G.N., Shkaruba N.Zh. Ekonomika kachestva, standartizacii i sertifikacii [Economics of quality, standardization and certification]. Moscow, Izdatel'stvo INFRA-M, 2016, 251 p. 4. Leonov O.A., Kapruzov V.V., Temasova G.N. Standartizaciya [Standardization]. Moscow, Izdatel'stvo RGAU-MSHA, 2015, 191 p. 5. Bondareva G.I. Metrologiya: izmerenie massy v APK [Metrology: mass measurement in the agricultural sector]. Moscow, Izdatel'stvo «Roiinformagrotekh», 2014, 344 p. 6. Leonov O.A, Shkaruba N.Zh. Metrologiya i tekhnicheskie izmereniya [Metrology and technical measurements]. Moscow, Izdatel'stvo RNAU-MSHA, 2015, 239 p. 7. Leonov O.A., Temasova G.N., Shkaruba N.Zh. Tekhniko-ekonomicheskie osnovy metrologii, standartizacii i upravleniya kachestvom [Technical and economic foundations of metrology, standardization and quality management]. Moscow, Izdatel'stvo MGAU im. V. P. Goryachkina, 2004, 235 p. 8. Leonov O.A., Shkaruba N.Zh., Vergazova Yu.G., Golinitsky P.V. Upravlenie kachestvom proizvodstvennyh processov i sistem [Quality management of production processes and systems]. Moscow, Izdatel’stvoRGAU-MSKHA imeni K.A. Timiryazeva, 2018, 182 p. 9. Cherkasova E.I., Golinitsky P.V. Proslezhivaemost' kachestva ovsyanyh hlop'ev s pomoshch'yu IT [Traceability of the quality of oatmeal using IT]. Kontrol' kachestva produkcii, 2019, no. 3, pp. 46-49. 10. Cherkasova E.I., Golinitsky P.V. Sovremennye metody markirovki konditerkih izdelij [Modern methods for marking confectionery products]. Kompetentnost, 2020, no. 2, 22

AGRICULTURAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

pp. 34-38. 11. Shkaruba N.Zh. Elementy sistemy HAASP pri proizvodstve vareno-kopchenyh kolbas [Elements of the HAASP system in the production of cooked smoked sausages]. Pishchevaya promyshlennost': nauka i tekhnologii, 2018, no. 2 (40), pp. 44-52. 12. Shkaruba N.Zh., Odintsova A.A. Ocenka kachestva izmeritel'nyh processov pri proizvodstve polufabrikatov myasa ptic [Quality assessment of measuring processes in the production of semi-finished poultry meat]. Mezhdunarodnyj tekhniko-ekonomicheskij zhurnal, 2019, no 2, pp. 33-40.

Материал поступил в редакцию 26.05.2020 © Антонова У.Ю., Шиколюк П.Г., 2020

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

сЕльсКохоЗяйствЕННыЕ НАУКИ

УДК 664.692 ВЛИЯНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ НА КАЧЕСТВО И ПИЩЕВУЮ ЦЕННОСТЬ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ Черкасова Эльмира Исламовна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Егорычева Анна Алексеевна, магистрант; ФГБОУ ВО РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева, Москва, Российская Федерация

Аннотация: Макаронные изделия являются одними из самых популярных продуктов питания благодаря своим питательным свойствам, простотой в приготовлении, длительным сроком хранения. В последние годы ассортимент макаронных изделий значительно расширился за счет применения различного дополнительного сырья, влияющего как на пищевую ценность, так и на показатели качества. Каждый из дополнительных компонентов позволяет расширить ассортимент макаронных изделий и удовлетворить отребности всех слоев населения. Самый простой способ улучшения структуры улучшения безглютеновых продуктов – это добавление других функциональных ингредиентов и добавок или замена пшеничной муки альтернативным сырьем, которое не содержит глютен. В данной статье рассмотрены и проанализированы различные подходы к улучшению физико-химических, органолептических и качественных показателей при производстве макаронных изделий. Ключевые слова: макаронные изделия; качество продукции; безглютеновая продукция; функциональное питание; нетрадиционное сырье.

THE INFLUENCE OF ADDITIONAL RAW MATERIALS ON THE QUALITY AND NUTRITIONAL VALUE OF PASTA Cherkasova Elmira Islamovna, Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Egorycheva Anna Alekseevna, master’s student; Timiryazev Russian State Agrarian University, Moscow, Russia

Abstract: Pasta is one of the most popular food products due to its nutritional properties, ease of preparation, and long shelf life. In recent years, the range of macaroni products has significantly expanded due to the use of various additional raw materials that affect both the nutritional value and quality indicators. Each of the additional components allows you to expand the range of pasta products and meet the needs of all segments of the population. The easiest way to improve the structure of gluten-free products is to add other functional ingredients and additives, or replace wheat flour with an alternative raw material that does not contain gluten. This article discusses and analyzes various approaches to improving the physical and chemical, organoleptic and quality indicators in the production of pasta. Keywords: pasta products; product quality; gluten-free products; functional nutrition; nontraditional raw materials. Для цитирования: Черкасова, Э. И. Влияние дополнительного сырья на качество и пищевую ценность макаронных изделий / Э. И. Черкасова, А. А. Егорычева. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 24-28. – URL: https://nauka-bez-granic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Cherkasova E.I., Egorycheva A.A. The influence of additional raw materials on the quality and nutritional value of pasta // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 24-28.

AGRICULTURAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Макаронные изделия являются одним из самых востребованных продуктов во всем мире благодаря их длительному сроку хранения и простоте приготовления. В последние годы макаронные изделия стали еще более популярными благодаря своим питательным свойствам, а также как продукт «с низким гликемическим индексом». Качество макаронных изделий характеризуются органолептическими и физико-химическими показателями. К органолептическим показателям относятся: цвет, вкус, запах, форма, вид в изломе, состояние после варки. К физико-химическим – влажность, кислотность, прочность, содержание метало примесей, содержание лома, крошки, деформации изделий и зараженность вредителями. Поскольку макароны содержат преимущественно крахмал, возникала необходимость в повышении пищевой полноценности и разнообразии ассортимента изделий. С этой целью используют различные добавки, такие как: пищевые волокна, витамины и минеральные элементы или замена (частично или полностью) твердой пшеничной крупки нетрадиционной мукой. Проблема с включением таких добавок в обычные макаронные изделия заключается в том, что они могут нежелательно изменять их качество и органолептические свойства [1]. Растущий спрос на безглютеновые продукты обусловлен тем, что растет число людей с выявленным заболеванием целиакия. Существует множество разнообразных клинических признаков, которые включают усталость, потерю веса, диарею, анемию, остеопороз и депрессию. Поэтому им приходится придерживаться строгой

безглютеновой диеты. Самый простой способ улучшить структуру безглютеновых продуктов – это применение дополнительного сырья (белок, пищевые волокна) и частичная замена основного сырья, пшеничной муки на муку других зерновых культур (например, рисовую, кукурузную, гречишную, нутовую). Самый простой способ улучшения структуры улучшения безглютеновых продуктов – это добавление других функциональных ингредиентов и добавок или замена пшеничной муки альтернативным сырьем, которое не содержит глютен. Каждый из дополнительных компонентов, который применяется в производстве, влияет на показатели качества и пищевую ценность, расширяя при этом ассортимент макаронных изделий и удовлетворяя потребности всех слоев населения. Рис и кукуруза являются более популярным сырьем при производстве безглютеновых макаронных изделий, также используются бобовая мука, овощные или фруктовые порошки. Гречневая крупа, амарант, киноа, тефф и овес становятся все более популярными ингредиентами в производстве, так как улучшают пищевую полноценность изделий. Производство макаронных изделий высокого качества и с высоким содержанием клетчатки является одним из основных условий для улучшения питания в целом. Учитывая физиологические эффекты нерастворимой клетчатки, ее включение в макаронные изделия имеет потенциал для регуляции гликемического индекса без ущерба для качества конечного продукта. Макаронные изделия, произведенные из амаранта, имели пониженную 25

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

прочность и время варки. В то время как макаронные изделия из киноа в основном демонстрировали повышенные потери при варке. Также макаронные изделия из киноа были бы хорошей альтернативой благодаря их высокой пищевой ценности (например, сбалансированному аминокислотному составу) и биологически активным соединениям (например, витаминам, такими как токоферолы, фолиевая кислота). В гречневых макаронных изделиях наблюдались наименее негативные эффекты. За счет сочетания всех трех видов сырья в одной мучной смеси в соотношении 60 % гречихи, 20 % амаранта и 20 % киноа была улучшена тестовая матрица. После снижения влажности теста до 30 %, добавления 6 % яичного белка и 1,2 % эмульгатора качество приготовления безглютеновых макаронных изделий, полученных из такой мучной смеси, достигли приемлемых значений, сопоставимых с пшеничными макаронами [2]. Макаронные изделия из сорго могут быть произведены промышленным способом, а также демонстрируют, что этот вид обладает лучшими кулинарными свойствами, чем лабораторные или доступные продукты, полученные из риса или кукурузы. Тем самым сорго предоставляет хорошую альтернативу для чувствительных к глютену людей и поэтому очень ценно для производителей макаронных изделий. Применение овсяных отрубей, несмотря на высокое содержание пищевых волокон, положительно влияет на кулинарные свойства конечных продуктов и имеет очень низкие потери при варке. Содержание клетчатки является обязательным условием для 26

сЕльсКохоЗяйствЕННыЕ НАУКИ

улучшения питания в целом, а учитывая физиологическую ценность нерастворимой клетчатки, ее включение в макаронные изделия имеет потенциал для регуляции гликемического индекса без ущерба на показатели качества конечного продукта. В последнее время увеличилось использование фруктово-овощного порошка в макаронных изделиях. Например, банановая мука, богатая неперевариваемыми углеводами, использовалась для производства макаронных изделий без глютена. При добавлении высушенной в барабане муки из зеленого банана макаронные изделия получаются приемлемого качества и с высокой стойкостью к крахмалу. Использование тыквенной муки привело к более короткому оптимальному времени варки, но более высоким потерям, водопоглощению и влажности макаронных изделий. Из органолептической оценки следует, что тыквенная мука, включенная в состав макаронных изделий, придает им более насыщенный цвет, аромат и вкус [1]. Несмотря на то, что альтернативная мука и модифицированные технологии улучшают текстуру и качество приготовления безглютеновых макаронных изделий, все еще существуют некоторые недостатки безглютеновой пасты по сравнению с пшеничными макаронами. Макаронные изделия обычно производятся с использованием холодного одношнекового экструзионного процесса. Двухшнековый экструдер может быть успешно применен в производстве макаронных изделий из коричневого риса при повышенной влажности подачи и скорости вращения шнека. При оптимальном состоя-

AGRICULTURAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

нии потери при варке были менее 10 %, что свидетельствовало о хорошем качестве продуктов. Гидратационные свойства крахмала могут сильно зависеть от параметров экструзии, так как при нагревании гранул крахмала в присутствии воды водородные связи, удерживающие структуру, ослабевают, что позволяет гранулам поглощать воду и набухать. Поскольку крахмал является основным компонентом рисового ядра, изменения физико-химических свойств в процессе экструзии будут влиять на качество рисовых макаронных изделий. В последние несколько лет, несмотря на значительные усилия по обеспечению высокого качества макаронных

изделий для потребителей, появилось гораздо больше возможностей для улучшения их качественных показателей, чтобы они соответствовали тем, которые производятся с использованием различных дополнительных растительных продуктов. Таким образом, сочетание различного сырья, функциональных добавок и технологий переработки может положительно влиять как на качество, так и на пищевую полноценность макаронных изделий, и требует дальнейших исследований. Целью дальнейших исследований является разработка рецептуры и достижение приемлемого качества макаронных изделий с применением нетрадиционного сырья.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Bhat, M. A. Study on physico-chemical charactetistics of pumpkin blended cake / М. А. Bhat, A., Bhat – Text : electronic // Journal of food processing and technology – 2013 – URL: https://www.longdom.org/open-access/study-on-physicochemical-characteristicsof-pumpkin-blended-cake-2157-7110.1000262.pdf (дата обращения: 20.05.2019). 2. Minarovicova, L. Effect of pumpkin powder incorporation on cooking and sensory parameters of pasta / L. Minarovicova, V. Laucova, Z. Kohajdova, J. Koravicova, V. Kuchtova. – Текст : непосредственный // Potravinarstvo – 2017. – Vol. 11. – P. 373–379. 3. Дунченко, Н. И. Комплексная оценка эффективности процессов системы качества на предприятиях пищевой промышленности / Н. И. Дунченко, Е. С. Волошина, С. В. Купцова, Е. И. Черкасова, Р. В. Сычев – Текст : непосредственный // Пищевые продукты и сырье. – 2018. – Т. 6. – № 1. – С. 182–93. 4. Доронин, А. Ф. Функциональные пищевые продукты. Введение в технологии / А. Ф. Доронин, Л. Г. Ипатова, А. А. Кочеткова, А. П. Нечаев и др. – М. : ДеЛи принт, 2009. – С. 33–78. – Текст : непосредственный. 5. Черкасова, Э. И. Товароведение и экспертиза продуктов переработки плодов и овощей / Э. И. Черкасова // Учебное пособие. – Челябинск, 2007. – 79 с. – Текст : непосредственный. 6. Красностанова, И. Н. Товароведение и экспертиза качества макаронных изделий / И. Н. Красностанова, Э. И. Черкасова. – Челябинск, 2004. – 41 с. – Текст : непосредственный.

REFERENCES

1. Bhat M.A., Bhat A. Study on physico-chemical charactetistics of pumpkin blended cake, 2013. Available at: :https://www.longdom.org/open-access/study-on-physicochemicalcharacteristics-of-pumpkin-blended-cake-2157-7110.1000262.pdf 2. Miranovichova L., Laucova V., Kohajdova Z., Koravicova J., Kuchtova V. Effect of pumpkin 27

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

сЕльсКохоЗяйствЕННыЕ НАУКИ

powder incorporation on cooking and sensory parameters of pasta. Prodovol'stvie, 2017, no. 11, pp. 373-379. 3. Dunchenko N.I., Voloshina E.S., Kupcova S.V., Cherkasova E.I., Sychev R.V. Kompleksnaya ocenka effektivnosti processov sistemy kachestva na predpriyatiyah pishchevoj promyshlennosti [Complex assessment of the effectiveness of quality system processes in the food industry]. Pishchevye produkty i syr'e, 2018, Vol. 6, no. 1, pp. 182-193. 4. Doronin A.F., L.G. Ipatova, A.A. Kochetkova, A.P. Nechaev et al. Funkcional'nye pishchevye produkty [Functional food products. Introduction to technology]. Vvedenie v tekhnologii, Moscow, DeLi print, 2009, pp. 33-78. 5. Cherkasova E.I. Tovarovedenie i ekspertiza produktov pererabotki plodov i ovoshchej [Commodity science and expertise of fruit and vegetable processing products]. Uchebnoe posobie, Chelyabinsk, 2007, 79 p. 6. Krasnostanova I.N., Cherkasova E.I. Tovarovedenie i ekspertiza kachestva makaronnyh izdelij [Commodity science and examination of the quality of macaroni products]. Chelyabinsk, 2004, 41 p.

Материал поступил в редакцию 23.05.2020 © Черкасова Э.И., Егорычева А.А., 2020

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

УДК 674.05 ИССЛЕДОВАНИЕ ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ЦЕХА Александрова Вероника Васильевна, магистрант, Сапожников Игорь Витальевич, кандидат технических наук, доцент; МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана, Москва, Российская Федерация

Аннотация: В статье рассмотрены вопросы аспирационной системы для удаления отходов с рабочих мест деревообрабатывающих станков и оборудования, очистки воздуха от древесных частиц и пыли с помощью эффективной системы инженерных сооружений на примере тягодутьевой трубы. Предложена основная цель исследования системы аспирации и пневмотранспорта деревообрабатывающего цеха на основании пылеулавливающего оборудования противопоточного циклона. Рассмотрены методики расчёта интегрального состава отходов деревообработки. Обоснованы варианты замены установленного пылеулавливающего оборудования на более эффективное, обеспечивающее нормы качества очищенного воздуха в соответствии с нормативными документами. Проведён анализ фракционного состава древесных отходов оборудования деревообрабатывающего цеха и степени очистки для циклона и вихревого пылеуловителя. Оценена эффективность и особенности эксплуатации установленного пылеулавливающего оборудования. Ключевые слова: аспирационная система деревообрабатывающего цеха; пылеулавливающие оборудования; тягодутьевая труба.

RESEARCH OF DUST COLLECTING EQUIPMENT WOODWORKING SHOP Alexandrova Veronika Vasilevna, master's degree, Sapozhnikov Igor Vitalyevich, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor; BMSTU (MB), Moscow, Russia

Abstract: The article deals with the issues of an aspiration system for removing waste from working places of woodworking machines and equipment, air purification from wood particles and dust using an effective system of engineering structures, for example, a draft pipe. The main purpose of the study of the system of aspiration and pneumatic transport of a woodworking shop on the basis of dust-collecting equipment of a counter-flow cyclone 29

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

is proposed. Methods for calculating the integral composition of woodworking waste are considered. The variants of replacing the installed dust-collecting equipment with a more efficient one that ensures the quality standards of the purified air in accordance with regulatory documents are justified. The analysis of the fractional composition of wood waste from woodworking shop equipment and the degree of purification for cyclone and vortex dust collector was carried out. The efficiency and operation features of the installed dust collecting equipment were evaluated. Keywords: aspiration system of woodworking shop; dust-collecting equipment; draft pipe. Для цитирования: Александрова, В. В. Исследование пылеулавливающего оборудования деревообрабатывающего цеха / В. В. Александрова, И. В. Сапожников. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 29-33. – URL: https://nauka-bez-granic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Alexandrova V.V., Sapozhnikov I.V. Research of dust collecting equipment woodworking shop // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 29-33.

В качестве исследования взяты пылеулавливающие оборудования, которые состоят из противопоточного циклона ЦН–11 и вихревого пылеуловителя. В деревообрабатывающем производстве источником выделения пыли является технологическое оборудование, при работе которого пыль, стружки и опилки образуются в качестве отходов механической обработки древесных материалов. Задача удаления отходов деревообработки с рабочего места и предотвращения попадания их в объем производственных помещений решается с помощью системы аспирации. Причем задача эта решается путем отсоса воздуха от режущих органов станков с максимально возможным уносом отходов в момент образования. Аспирационные системы служат для удаления отходов деревообработки из зоны режущих инструментов и рабочей зоны вокруг станков с целью улучшения условий труда персонала и уменьшения запыленности помещений деревообрабатывающего цеха. Пневмотранспорт обеспечивает перемещение измельченной древесины (щепа, стружки, волокно) или мелких деталей из древесины (спичечная со30

ломка) с одного инженерного оборудования к другому, обеспечивая непрерывность технологического процесса. Аспирационная система деревообрабатывающего цеха состоит из стандартных элементов, входящих в каждую напорную систему пневмотранспорта: сеть разветвленных воздуховодов, тягодутьевые машины и пылеулавливающие оборудования. Исследование пылеулавливающего оборудования состоит из противопоточного циклона ЦН–11, а в качестве тягодутьевой оборудования используется радиальный вентилятор В ЦП7 –40–10 снабженного двигателем АИР 160М8 мощностью 11 кВт. Сеть воздуховодов уже разведена в помещении цеха, а деревообрабатывающие станки установлены по месту и подсоединены к воздуховодам. Поэтому для экспертной оценки эффективности аспирационной системы необходимо рассчитать фракционную степень очистки пылеулавливающего оборудования и оценить потребный напор, производительность и мощность тягодутьевой машины. Анализ фракционного состава древесных отходов оборудования деревообрабатывающего цеха показал, что в зависимости от способа обработки

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

состав древесных частиц меняется. Стандартная методика оценки эффективности очистки воздуха от пыли аппаратами типа циклона ЦН–11 предусматривает, что фракционный состав частиц подчиняется логнормальному распределению. В отсутствие логнормальной зависимости необходимо интегрировать фракционный состав отходов напрямую. Для этого необходимо знать дисперсионную зависимость состава отходов. В первом случае допускается интегрирование функциональной зависимости, по крайней мере, можно довести конечное выражение до квадратур. Во втором случае необходимо воспользоваться квадратурными формулами численного интегрирования. Но в любом случае для оценки фракционной эффективности необходимо знать общий объемный расход пылевоздушной смеси на входе пылеудаляющего оборудования и массовую концентрацию пыли по

фракциям. Интегральное распределение состава отходов деревообработки. По интегральному распределению на уровне 50 % определяют средние (медианные) размеры присутствующих в дисперсном составе частицы d50. Медианный диаметр частиц (мкм) определяет такие размеры, при которых масса всех частиц, имеющих размер в распределении меньше или больше d50, составляет 50 %. Кроме того, по интегральному распределению частиц по размерам определяют среднеквадратичное отклонение σ = d84,1 ⁄ d50 в распределении ЛНР (lg(σ) это параметр поли дисперсности распределения). Интегральное распределение состава отходов деревообработки соответствует ЛНР в том случае, если в логарифмическом масштабе по оси размеров частиц зависимость фракционного состава будет выглядеть прямой линией (рис.).

Рисунок – Интегральный состав отходов деревообработки

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

Интегральная функциональная зависимость массового выхода отходов деревообработки получается суммированием данных по всем фракциям, начиная с наименьших размеров. Была произведена оценка по методу наименьших квадратов для логнормального распределения, где показано математическое ожидание мкм, логарифм среднеквадратичного отклонения ln(σp) = 0,368. Это говорит о том, что для отходов деревообработки деревообрабатывающего цеха со средними размерами 85,33 мкм циклон ЦН–11 является эффективным аппаратом для очистки пылевоздушной смеси действующего циклона с диаметром D = 1,6 м, для него медианная тонкость очистки составляет всего 5,885 мкм. Аналогичные результаты расчета исследования показывают, что циклон ЦН–11 с расчетными размерами D = 2,4 м улавливает почти все крупные частицы древесных отходов, оставляя в небольшом количестве мелкие с размерами менее 40 мкм. Общее количество пыли, выходящее вместе с воздухом в окружающую среду, составляет 301,485 г/час. Учитывая, что общий расход воздуха, поступающего на вход в циклон, равен расходу на выходе и составляет 60620 м3/час, концентрация древесной пыли, выбрасываемой в воздух окружающей среды, равна 4,973 мг/м3. Это вполне допустимая концентрация пыли для рабочей зоны, так как согласно гигиеническим нормам ПДК древесной пыли в воздухе рабочей зоны должна составлять не более 6 мг/м3, но на порядок больше, чем допустимо выбрасывать в окружающую среду. 32

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

Согласно гигиеническим требованиям ОБУВ, концентрация пыли в воздухе при выбросе её в атмосферу не должна превышать 0,5 мг/м3, а концентрация в очищенном воздухе после циклона составляет 4,97 мг/м3 [1]. Таким образом, анализ результатов расчетов циклона ЦН–11 показал, что его эффективность может быть вполне достаточной при построении аспирационной системы рециркуляции для обеспечения очистки пылевоздушной смеси деревообрабатывающего цеха. В то же время для удовлетворения гигиеническим требованиям при выбросах очищенного воздуха в атмосферу необходимо предпринимать дополнительные меры. Как показал расчёт, для нормальной работы циклона полезная мощность аспирационной системы деревообрабатывающего цеха должна составлять 33,22 кВт. Это в три раза больше, чем может выдать установленный в аспирационной сети деревообрабатывающего цеха радиальный вентилятор В– ЦП7–40–10 с двигателем АИР 160М8, у которого мощность всего 11 кВт. Поскольку концентрация пыли в очищенном воздухе в циклоне ЦН–11 не удовлетворяет гигиеническим требованиям организованных выбросов в атмосферу, существует несколько возможностей для устранения этой проблемы. Одна из них – это поменять аппарат очистки воздуха от пыли на более совершенный, например, вихревой пылеуловитель. Вихревые пылеуловители, как показал анализ исследования, обладают во многом сходными характеристиками с противопоточными циклонами по производительности, по потерям давления и по требуемой мощности тягодутьевых машин. В этом смысле замена цикло-

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

на ЦН–11 на вихревой пылеуловитель аналогичной производительности не потребует кардинальных изменений в систему аспирации деревообрабатывающего цеха. Тем более что и сам циклон (D = 1,6 м), установленный в аспирационную сеть, требует замены на более производительный циклон и с большим диаметром (D = 2,4 м). Кроме того, вихревые пылеуловители обладают меньшими значениями медианной тонкости очистки (d50~3 мкм) по сравнению с циклонами (d50~10 мкм). Это позволит существенно снизить коэффициент проскока частиц и уменьшить размеры фракционного состава пыли. Второй вариант предусматривает меньшие инженерные изменения и экономические затраты. При правильно организованном выбросе воздуха в атмосферу через инженерный организованный источник, например, трубу, можно снизить концентрацию пыли до необходимых требований. Чтобы оценить необходимые для этого геометрические параметры трубы, требуется провести серьёзные газодинамические расчеты, но можно

воспользоваться методикой расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Согласно этой методике, по известным параметрам горячего воздуха или дыма, геометрическим характеристикам трубы и географическому расположению предприятия можно рассчитать максимальную концентрацию вредных веществ, выбрасываемых через устье трубы, и распределение концентрации в зависимости от расстояния до трубы. Соответственно, зная максимальную концентрацию вредных веществ и некоторые параметры, согласно методике, решив обратную задачу, можно определить недостающие параметры, например, высоту трубы. Проведенный анализ исследования аспирационной системы деревообрабатывающего цеха показал, что для соответствия гигиеническим требованиям очищенного воздуха необходимо провести реконструкцию пылеулавливающего оборудования и тягодутьевой машины. В качестве реконструкции оборудования лучше использовать вихревые пылеуловители.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гигиенические нормативы ГН 2.1.6.1339–03. Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

REFERENCES

1. Gigienicheskie normativy GN 2.1.6.1339–03. Orientirovochnye bezopasnye urovni vozdejstviya (OBUV) zagryaznyayushchih veshchestv v atmosfernom vozduhe naselennyh mest [Hygiene standards GN 2.1.6.1339-03. Approximate safe levels of influence (having put) on polluting substances in atmospheric air of populated areas].

Материал поступил в редакцию 21.05.2020 © Александрова В.В., Сапожников И.В., 2020

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

УДК 621.396 МОДУЛЬ ПЕРЕНОСА ЧАСТОТЫ НА ОСНОВЕ ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ Антонова Галина Александровна, студент; МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация

Аннотация: В статье рассматривается алгоритм переноса частоты на основе цифрового преобразования с сохранением параметров модуляции. В результате рассмотрения часто используемых методов переноса частоты на основе гетеродина выявляется ряд недостатков таких приборов. Приведены основные преимущества этого алгоритма – возможность изменения параметров переноса в процессе работы преобразователя, а также одновременной обработки нескольких сигналов. Значительное внимание уделяется особенностям обработки сигналов на конечных блоках данных, в особенности подробно рассматривается роль оконной функции Ханна для восстановления сигнала. В статье получены формулы для разделения спектра комплексного сигнала на спектры действительной и мнимой части исходного сигнала. На основе рассмотренного алгоритма реализована математическая модель преобразователя частоты, а также приведены результаты моделирования. Ключевые слова: преобразователь частоты; спектр сигнала; преобразование Фурье; оконные функции; разделение спектра комплексного сигнала.

DIGITAL CONVERSION FREQUENCY TRANSFER MODULE Antonova Galina Aleksandrovna, student; BMSTU, Moscow, Russia

Abstract: The article discusses the frequency transfer algorithm based on digital conversion while preserving the modulation parameters. A review of the commonly used local oscillatorbased frequency transfer methods reveals a number of drawbacks of such devices. The main advantages of this algorithm are given - the ability to change the transfer parameters during the operation of the converter, as well as the simultaneous processing of several signals. Considerable attention is paid to the processing of signals on the final data blocks, in particular, the role of the Hann window function for signal recovery is examined in detail. The formulas for separating the spectrum of a complex signal into the spectra of the real and imaginary parts of the original signal are obtained. Based on the considered algorithm, a mathematical model of the frequency converter is implemented, and simulation results are also presented. Keywords: frequency converter; signal spectrum; Fourier transform; window functions; separation of the spectrum of the complex signal. Для цитирования: Антонова, Г. А. Модуль переноса частоты на основе цифрового преобразования / Г. А. Антонова. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 34-44. – URL: https:// nauka-bez-granic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Antonova G.A. Digital conversion frequency transfer module // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 34-44.

Преобразование частоты находит применение во многих отраслях, включая связь и обработку сигналов. Например, в супергетеродинном радиоприемнике частоту принятого сигнала преобразуют в промежуточную для последующей 34

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

обработки. В настоящее время существует ряд решений задачи преобразования частоты. В состав преобразователя частоты входят [1]: смеситель, гетеродин и частотно-избирательная система. У каждой из составляющих имеются различные вариации в реализации. Например, в качестве смесителя может быть использован элемент с нелинейной характеристикой или электронный элемент, осуществляющий перемножение сигналов. Хотя такие устройства позволяют переносить частоту сигнала без потери параметров модуляции, они не позволяют реализовывать преобразования частот для нескольких сигналов одновременно. Кроме того, существующие решения невозможно использовать, если непосредственно в процессе эксплуатации прибора необходимо изменять параметры устройства (ширина полосы преобразования, переносимая частота и конечная частота), поскольку составляющие этих устройств необходимо заранее настраивать (полосовой фильтр и гетеродин). Алгоритм перестановки частоты на основе цифрового преобразования Альтернативой существующим преобразователям частоты в данной работе предлагается преобразователь частоты, в основе которого лежит цифровое преобразование. За одну итерацию алгоритм обрабатывает блок данных длиной в N комплексных отсчетов. Блок данных для каждой итерации формируется следующим образом. Половина отсчетов от 0 до N/2 содержит значения последних N/2 отсчетов блока данных с предыдущей итерации. Вторая половина от N/2 до N заполнена новыми данными. Блоки данных на 3 итерациях работы алгоритма для N = 2048 представлены на рис. 1.

Рисунок 1 – Блоки данных на 3 итерациях работы алгоритма для N = 2048

Поскольку рассматривается реализация преобразователя частоты на микропроцессоре, то нужно рассмотреть основные особенности, которые стоить учесть при проектировании преобразователя частоты. В качестве примера в данной статье используется микропроцессор фирмы «Элвис» из серии «Мультикор». Преобразовываемые частоты, а также шаг переноса задаются заранее. Данные, над которыми производится процесс преобразования, хранятся в буферах дан35

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

ных, которые представляют собой набор 4096 последовательно расположенных 16 разрядных ячеек. Комплексное представление числа осуществляется посредством последовательной записи в соседние ячейки действительной и мнимой части. Таким образом, один буфер хранит 2048 отсчетов комплексного сигнала. Блок-схема алгоритма представлена на рис. 2.

Рисунок 2 – Блок-схема алгоритма преобразования частоты

Рассмотрим алгоритм перестановки частоты. 1) Ввод данных Имеется несколько каналов, по которым поступают данные. На первом этапе работы алгоритма задаются номера каналов, из которых поступают данные для преобразования. Также задаются основные параметры переноса. Это полоса спектра, которая должна быть перенесена, а также частота, которую необходимо получить на выходе алгоритма. 2) Наложение маски В данной статье мы работаем с конечным интервалом данных, что, по сути, эквивалентно наложению конечного прямоугольного окна на бесконечный сигнал [2]. 36

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

В обработке сигналов или статистике оконная функция – это математическая функция, которая равна нулю за границами какого-либо выбранного интервала, являющаяся, как правило, симметричной относительно центра интервала. Обычно достигает максимума в центре и сужается к границам. Результат перемножения других функций или сигнала с функцией окна также имеет нули за пределами. На практике сначала выделяется интервал функции или сигнала, который затем перемножается с функцией окна. Таким образом, основным назначением окна является не выделение интервала, а сужение функции или сигнала к краям интервала [3]. В рассматриваемом алгоритме оконное преобразование выполняет одновременно две функции. Во-первых, с помощью него уменьшается эффект растекания спектра [4]. Вторая функция оконного преобразования основывается на свойстве некоторых оконных функций суммироваться в единицу при некотором уровне перекрытия. Данный эффект будет подробнее рассмотрен ниже. В данной статье решается задача обработки длительного во времени сигнала, который разбивается на сегменты, каждый из которых обрабатывается по отдельности. Рассмотрим процесс обработки конечных интервалов данных на бесконечном тестовом сигнале рис. 3.

Рисунок 3 – Тестовый сигнал

Разобьем сигнал на несколько конечных интервалов, умножив их на прямоугольное окно. Примеры разбиения сигнала представлены на рис. 4.

Рисунок 4 – Разбиения сигнала

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

Прямоугольное окно позволяет нам обрабатывать в одну итерацию алгоритма блок данных, полностью заполненный новыми данными. Однако использование прямоугольной функции имеет ряд проблем. Одна из них состоит в том, что происходит искажение спектра [5]. Второй важной проблемой является нарушение гладкости восстановленного сигнала. Для устранения последнего недостаткаа используется перекрытие, когда каждое следующее окно захватывает часть данных из предыдущего; а весовое окно, соответственно, плавно спадает к краям. Одной из оконных функций, удовлетворяющей таким требованиям, является окно Ханна. Кроме того, оно снижает искажения спектра. При использовании окна Ханна блоки данных будут перекрываться на 50 %. Разбиение тестового сигнала с помощью окна Ханна представлено на рис. 5.

Рисунок 5 – Разбиение с использованием окна Ханна

Оконная функция Ханна описывается следующей формулой:

Тогда смещенное окно имеет следующий вид:

По основному тригонометрическому тождеству:

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Каждое последующее смещение также соответствует сдвигу косинуса в оконной функции Ханна на π. Сумма двух оконных функций смещенных относительно друг друга представлена на рис. 6.

Рисунок 6 – Несколько оконных функций и их сумма

3) БПФ Используется алгоритм БПФ с прореживанием по времени [6]. Прямое преобразование задается формулой:

где k – порядковый номер частотной области, n – порядковый номер во временной области, N – длина последовательности, которую нужно преобразовать. БПФ производится над комплексным сигналом, где вещественная часть – это сигнал из одного канала, а комплексная – сигнал из другого. Информация о каналах задается в первом пункте алгоритма. Таким образом, алгоритм можно оптимизировать для обработки двух сигналов одновременно. 4) Разделение спектра Для переноса частоты необходимо разделить полученный после БПФ спектр комплексного сигнала на два спектра: спектр сигнала, который был передан в действительной части, и спектр сигнала, который был передан в мнимой части. Для получения формул, позволяющих произвести отделение спектра действительной и мнимой части, рассмотрим непрерывный комплексный сигнал x(t): x(t) = a(t) + j * b(t). Действительную и мнимую часть сигнала можно представить как:

где x*(t) – комплексно сопряженный сигнал. По свойству фундаментальной симметричности [7] спектр комплексно сопряженного сигнала является комплексно сопряженным и отраженным относительно спектра исходного сигнала. 39

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

где – спектр сигнала x(t). По свойству линейности ПФ спектр комплексного сигнала можно представить как: где

– спектр действительной части сигнала; – спектр мнимой части сигнала. Воспользуемся свойством линейности ПФ [8] и свойством фундаментальной симметричности, чтобы найти спектр мнимой и действительной части.

При БПФ комплексного сигнала мы получаем двухсторонний спектр, состоящий из N отсчетов в частотной области. Первые отсчеты до соответствуют области положительных частот. Последние соответствуют области отрицательных частот. Пусть значение спектра на положительной частоте ω соответствует какому-то отсчету m частотной области. Тогда отсчет, которому соответствует значение спектра на отрицательной частоте – ω, равен (N-m). Где N – количество точек БПФ. Тогда выражения примут вид:

где

– действительное значение комплексного спектра; – мнимое значение комплексного спектра. 5) Перенос спектра 40

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Перенос частоты осуществляется простым копированием необходимой полосы спектра в область желаемой частоты. 6) Обратное БПФ Обратное БПФ вычисляется по формуле

Обратное БПФ производится дважды, для каждого из сигналов, которые были разделены на шаге 4. 7) Восстановление сигнала На заключительном этапе обрабатываемый блок данных суммируется с предыдущим блоком, который был подвергнут аналогичным преобразованиям и опережает рассматриваемый блок данных на 1024 отсчета. Результаты моделирования Оценим работу алгоритма с помощью математической модели разработанной в пакете MATLAB. На вход поступает сигнал с одного из каналов. Номер канала определяет частоту, которая будет преобразовываться. На рис. 7 представлены все каналы, с которых может поступать сигнал в данной модели.

Рисунок 7 – Каналы, используемые для демонстрации работы алгоритма

На этапе задания параметров выбираем 4 канал. Также нам необходимо указать, в какой канал должна быть перенесена частота. В данном случае используем 10 канал. Спектр входного сигнала и его соответствие выбранному каналу показано на рис. 8. На рис. 9.А представлены 2 части сигнала (для наглядности одна из частей смещена вдоль оси ординат), которые при суммировании дают требуемый сигнал (рис. 9.Б). Присутствует небольшая амплитудная модуляция на границах, однако она не превышает 2 % отклонения от амплитуды исходного сигнала. Покажем, что спектр действительно был перенесен в заданный канал (рис. 10). 41

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

Рисунок 8 – Спектр входного сигнала, поступающего из канала 4

А)

Б) Рисунок 9 – Сигналы с маской А); восстановленный сигнал Б) 42

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Рисунок 10 – Спектр исходного и полученного сигнала

Выводы: В данной статье был разработан алгоритм преобразования частоты, позволяющий совершать обработку одновременно для нескольких сигналов, а также изменять параметры преобразования в режиме реального времени. На основе свойств комплексного сигнала в частотной области были получены формулы, необходимые для реализации одного из важных этапов переноса частоты. Для оценки работоспособности данного алгоритма была создана математическая модель. На основе результатов моделирования мы можем наблюдать, что данный алгоритм преобразования частоты решает поставленные перед ним задачи, однако в результате его работы в спектре появляются шумовые компоненты. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ветров, Ю. В. Устройства приема и обработки сигналов. Версия 1.0 [Электронный ресурс] : лаб. практикум / Ю. В. Ветров, С. А. Подлесный, Ф. В. Зандер и др. ; под ред. С. Б. Макарова и С. А. Подлесного. – 4-е изд., перераб. и доп. – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. – 1 CD-ROM. – Загл. с титул. экрана. – Текст. Изображение. Устная речь : электронные. 2. Дворкович, В. П. Оконные функции для гармонического анализа сигналов : монография / В. П. Дворкович, А. В. Дворкович. – Издание второе, переработанное и дополненное. – Москва : Техносфера, 2016. – 216 с. : ил., табл., схем. – (Мир цифровой обработки). – Текст : непосредственный. 3. Харрис, Ф. Дж. Использование окон при гармоническом анализе методом дискретного преобразования Фурье / Ф. Дж. Харрис. – ТИИЭР, 1978. – т. 6. – № 1. – с. 60 – 96. – Текст : непосредственный. 4. Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов / А. Б. Сергиенко. – СПб. : Питер, 2003. – 604 с.: ил. – Текст : непосредственный. 5. Глинченко, А. С. Цифровая обработка сигналов: учебное пособие. В 2 ч. Ч.1. / А. С. Глинченко. – Красноярск: Изд-во КГТУ, 2001. – 199 с. – Текст : непосредственный. 6. Нуссбаумер, Г. Быстрое преобразование Фурье и алгоритмы вычисления сверток / Г. Нуссбаумер. – Москва : Радио и связь, 1985. – 247 с. 7. Григорьев, А. А. Лекции по теории сигналов: учебное пособие / А. А. Григорьев. – М.: МФТИ, 2014. – 327 с. – Текст : непосредственный. 43

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

8. Bracewell R. The Fourier Transform and Its Applications McGraw-Hills, 1986, 474 c.

REFERENCES

1. Vetrov Yu.V., Podlesny S.A., Zander F.V., and others. Ustrojstva priema i obrabotki signalov. Versiya 1.0 [Elektronnyj resurs] : lab. praktikum [Devices for receiving and processing signals. Version 1.0 [Electronic resource]]. Krasnoyarsk, IPK SFU, 2008, the electron. Dan. (4 Mb). 2. Dvorkovich V.P., Dvorkovich A.V. Okonnye funkcii dlya garmonicheskogo analiza signalov : monografiya [Window functions for harmonic signal analysis]. Moscow, Technosphere, 2016, 216 p. 3. Harris F. J. Ispol'zovanie okon pri garmonicheskom analize metodom diskretnogo preobrazovaniya Fur'e [The use of windows in harmonic analysis by the discrete Fourier transform method]. TIIER, 1978, v. 6, No. 1, p. 60 - 96. 4. Sergienko A.B. Cifrovaya obrabotka signalov [Digital Signal Processing]. St. Petersburg, 2003, 604 p. 5. Glinchenko A.S. Cifrovaya obrabotka signalov: uchebnoe posobie [Digital Signal Processing: A Tutorial]. In 2 hours, part 1. Krasnoyarsk, Publishing house of KSTU, 2001, 199 p. 6. Nussbaumer G. Bystroe preobrazovanie Fur'e i algoritmy vychisleniya svertok [Fast Fourier transform and convolution calculation algorithms]. Moscow, Radio and Communications, 1985, 247 p. 7. Grigoriev A.A. Lekcii po teorii signalov: uchebnoe posobie [Lectures on the theory of signals: a training manual]. Moscow, MIPT, 2014, 327 p. 8. Bracewell R. The Fourier Transform and Its Applications McGraw-Hills, 1986, 474 c.

Материал поступил в редакцию 20.05.2020 © Антонова Г.А., 2020

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

УДК 631.1 ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАШИН В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Вялых Ирина Геннадьевна, магистрант; ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, Москва, Российская Федерация

Аннотация: В статье рассмотрены особенности использования машин в сельскохозяйственном производстве. Эксплуатация машин – важнейшая составляющая сельскохозяйственного производства. В структуре себестоимости сельскохозяйственной продукции около 50 % – это затраты на эксплуатацию машинно-тракторного парка, из которых до 40 % приходится на техническое обслуживание и хранение машин. Следовательно, обеспечение работоспособности МТП при минимальных затратах труда, материально-денежных средств и энергоресурсов является актуальной задачей. Изложенные типичные особенности использования машин имеют преимущественно качественные характеристики. Однако на их основе представляется возможным найти количественные оценки. Ключевые слова: машинно-тракторный парк; сельскохозяйственное производство; сезонность; цикличность; механизированные работы.

ESPECIALLY THE USE OF MACHINES IN AGRICULTURAL PRODUCTION Vyalyh Irina Gennad'evna, master’s student; Timiryazev Russian State Agrarian University, Moscow, Russia

Abstract: The article discusses the features of using machines in agricultural production. Machine operation is an essential component of agricultural production. In the structure of the cost of agricultural products, about 50 % is the cost of operating a machine and tractor fleet, of which up to 40% is for maintenance and storage of machines. Therefore, ensuring the working capacity of the MTP with minimal labor, material and monetary resources and energy resources is an urgent task. The described typical features of using machines have mainly qualitative characteristics. However, it is possible to find quantitative estimates based on them. Keywords: machine and tractor fleet; agricultural production; seasonality; cyclical; mechanized operations. Для цитирования: Вялых, И. Г. Особенности использования машин в сельскохозяйственном производстве / И. Г. Вялых. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 45-50. – URL: https:// nauka-bez-granic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Vyalyh I.G. Especially the use of machines in agricultural production // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 45-50.

Под особенностями использования машин подразумеваются факторы или их совокупность, влияющие на процесс реализации потребительских свойств машины. Практические наблюдения позво-

ляют выделить следующие типичные (характерные) особенности использования машин в сельскохозяйственном производстве [1, 2]. 1. Сезонность сельскохозяйственного производства. Она обуславли45

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

вает напряженный весенне-летне-осенний производственный период и соответственно - осенне-зимний период использования машин. Сезонные колебания напряженности процессов машиноиспользования объективны, поскольку связаны с

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

агроклиматическими ресурсами или условиями (рис.), а именно - с возможностью возделывания сельскохозяйственных культур в соответствии с фазами развития растений и продолжительностью вегетационного периода.

Рисунок – Природно-производственные периоды использования машин и их описание

2. Цикличность использования машин. В данном случае – это последовательность процессов машиноиспользования, периодически повторяющихся в течение заданного промежутка времени. При этом цикл использования может быть ограничен выполнением совокупности полевых механизированных работ, например, в 46

весенне-летний период или за год – сезонный и годовой цикл. Годовой цикл включает в себя весенне-летний и осенне-зимний периоды использования машин. В свою очередь сезонный цикл состоит из отдельных совокупностей работ, к которым относятся: весенне-полевые работы (посевная кампания), уход за растениями, уборочный

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

период. Каждая такая кампания еще может быть подразделена на отдельные виды работ: боронование, внесение удобрений, предпосевная культивация, посев. Наконец, каждая работа складывается из подготовки машин к использованию (комплектования машинно-тракторных агрегатов, их технического и технологического обслуживания), рабочих процессов (технологических операций) и заключительных работ (разукомплектование агрегатов и подготовка машин к хранению). При этом при подготовке к работе машины выступают как предмет труда, в период работы – как орудие труда [3, 4]. 3. Срочность выполнения механизированных работ – проведение технологических операций в строго установленные и оптимальные сроки. Например, запаздывание с посевной яровых культур на 5 дней ведет к снижению урожайности до 3,3 ц/га. 4. Широкий спектр механизированных работ, что предопределяет многомарочный состав машинно-тракторного парка (МТП). Отечественная промышленность сегодня выпускает более 2000 наименований сельскохозяйственной техники. 5. Большая рассредоточенность мест работы машин. 6. Биологический характер сельскохозяйственного производства. Взаимодействие машин с живой природой – с почвой, с растениями, с конечной продукцией. Невосполнимость потерь продукции из-за прерывания технологического процесса – потери от простоев машин в период полевых работ. 7. Воздействие случайных природных факторов. К числу таких факторов относятся: погодные (метеорологические) условия, изменение физико-ме-

ханических и технологических свойств обрабатываемых материалов и производственных условий (переувлажнение почвы, полегание хлебов, развитие болезней, сорняков, состояние дорог, плохая видимость из-за тумана и др.). 8. Высокие требования к экологической безопасности, обусловленные работой машин в поле, а также в связи с обеспечением экологической чистоты продукции. 9. Низкий уровень надежности и качества отечественной сельскохозяйственной техники. Так, для отечественных тракторов наработка на отказ составляет 250...300 ч, по техническим условиям – 600 ч, а зарубежные тракторы обеспечивают 800...1000 ч. Техническая готовность машинно-тракторных агрегатов ежегодно не превышает 70...80 %. 10. Влияние социально-экономических факторов: рыночные условия производства, постоянное удорожание техники, топливно-смазочных материалов и запасных частей, ремонтно-обслуживающих работ, а также дефицит механизаторских кадров. Зональные условия (особенности) машиноиспользования – это совокупность общих признаков (факторов), характеризующих какую-либо территорию (область, регион) применительно к использованию машин. В литературе и практике допустимы аналогичные по смыслу выражения: местные, региональные или специфические и особые условия [5, 6]. К зональным особенностям использования машин в первую очередь относят окружающую среду – совокупность всех природных условий, в которых протекают производство, эксплуатация и хранение изделий (машин). При этом определяющими дестаби47

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

шин; плотность загрузки МТП и др. Вся территория России в соответствии с системой машин подразделена на 12 почвенно-климатических зон. Сезонная наработка (по определению) – это объем работы, выполненной машиной за сезон. В данном случае – за весенне-летний или осенне-зимний период, либо за уборочный период, например, для комбайнов [7, 8]. Найдем сезонную наработку Wc машины в функции от сезонного фонда рабочего времени Фс механизатора и коэффициента использования аи. Результаты расчетов сведены в таблицу. В этой же таблице представлены средние за три года значения фактической сезонной наработки по России.

лизирующими факторами окружающей среды являются климатические: тепло и холод, характеризуемые температурой; относительная влажность воздуха; роса и обледенение (гололед); морской (соляной) туман; пыль и песок; солнечная радиация (инсоляция); плесневые грибы. Под действием этих факторов происходит изменение как физических, так и химических свойств материалов. Влажность и загрязнение воздуха являются решающими факторами атмосферной коррозии. К другим зональным особенностям машиноиспользования обычно относят: характеристику почв; рельеф, конфигурацию и длину гона участков; средний радиус переездов ма-

Таблица Теоретическая, расчетная и фактическая сезонная наработка тракторов и комбайнов Наименование машин

Сезонная наработка машин, ч. Теоретическая

Расчетная

Фактическая

Тракторы

1050

558

415…530

Комбайны зерноуборочные

175

115

125

Полученные результаты показывают, что математические модели сезонной наработки тракторов и зерноуборочных комбайнов в целом позволяют учесть особенности использования этих машин в сельскохозяйственном производстве. По данным моделям представляется возможным определить сезонную наработку машин с учетом влияния различных факторов, обусловленных реальными условиями СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

машиноиспользования. Кроме того, при этом можно установить влияние каждого фактора на сезонную наработку и, разумеется, сделать соответствующие выводы [9, 10]. Безусловно, полученные данные по сезонной наработке следует учитывать при обосновании и разработке технологий и средств технического обслуживания машин.

1. Дорохов, А. С. Технический сервис как основная составляющая инженерно-технического обеспечения агропромышленного комплекса / А. С. Дорохов, В. М. Корнеев, Ю. В. Катаев, Д. Г. Вялых и др. – Текст : непосредственный // Управление рисками в АПК. – 2016. – № 4. – С. 46-57. 48

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

2. Кравченко, И. Н. Обоснование структурных элементов машинно-тракторного парка / И. Н. Кравченко, В. М. Корнеев, Ю. В. Катаев, Е. Ф. Малыха. – Текст : непосредственный // Сельский механизатор. – 2019. – № 1. – С. 14-15. 3. Катаев, Ю. В. К вопросу выбора и использования современных средств технического обслуживания машин / Ю. В. Катаев, Е. Ф. Малыха. – Текст : непосредственный // В сборнике: Автотранспортная техника XXI века. Сборник статей III Международной научно-практической конференции. – 2018. – С. 45-52. 4. Малыха, Е. Ф. Проблема ресурсосбережения в машиноиспользовании / Е. Ф. Малыха. – Текст : непосредственный // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина. – 2010. – № 5 (44). – С. 92-94. 5. Катаев, Ю. В. Организация технического сервиса машинно-тракторного парка на региональном уровне / Ю. В. Катаев, Е. Ф. Малыха, Д. Г. Вялых. – Текст : непосредственный // Наука без границ. – 2017. – № 11 (16). – С. 60-64. 6. Малыха, Е. Ф. Оценка технической оснащенности аграрного производства / Е. Ф. Малыха, Ю. В. Катаев. – Текст : непосредственный // Экономика сельского хозяйства России. – 2019. – № 6 – С. 62-68. 7. Катаев, Ю. В. Повышение эффективности дилерских предприятий на основе управления качеством услуг / Ю. В. Катаев, Е. Ф. Малыха. – Текст : непосредственный // Наука без границ. – 2018. – № 5 (22). – С. 73-78. 8. Катаев, Ю. В. Анализ направлений повышения эффективности дилерской деятельности на предприятиях / Ю. В. Катаев, Е. Ф. Малыха. – Текст : непосредственный // Наука без границ. – 2018. – № 6 (23). – С. 62-67. 9. Корнеев, В. М. Система обеспечения работоспособности техники в агропромышленном комплексе / В. М. Корнеев, Ю. В. Катаев – Текст : непосредственный // В сборнике: Аграрная наука в условиях модернизации и инновационного развития АПК России. Сборник материалов Всероссийской научно-методической конференции с международным участием, посвященной 100-летию академика Д.К. Беляева. – 2017. – С. 86-91. 10. Катаев, Ю. В. Роль инженерно-технического обеспечения в сельскохозяйственном производстве / Ю. В. Катаев, Е. Ф. Малыха. – Текст : непосредственный // Наука без границ. – 2018. – № 8 (25). – С. 19-23.

REFERENCES

1. Dorohov A.S., Korneev V.M., Kataev Yu.V., Vyalyh D.G. et al. Tekhnicheskij servis kak osnovnaya sostavlyayushchaya inzhenerno-tekhnicheskogo obespecheniya agropromyshlennogo kompleksa [Technical service as the main component of engineering and technical support of the agro-industrial complex]. Upravlenie riskami v APK, 2016, no. 4, pp. 46-57. 2. Kravchenko I.N., Korneev V.M., Kataev Yu.V., Malyha E.F. Obosnovanie strukturnyh elementov mashinno-traktornogo parka [Justification of the structural elements of the machine and tractor fleet]. Sel'skij mekhanizator, 2019, no. 1, pp. 14-15. 3. Kataev Yu.V., Malyha E.F. K voprosu vybora i ispol'zovaniya sovremennyh sredstv tekhnicheskogo obsluzhivaniya mashin [On the issue of choosing and using modern means of machine maintenance]. V sbornike: Avtotransportnaya tekhnika XXI veka. Sbornik statej III Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, 2018, pp. 45-52. 4. Malyha E.F. Problema resursosberezheniya v mashinoispol'zovanii [The problem of resource saving in machine use]. Vestnik Federal'nogo gosudarstvennogo obrazovatel'nogo 49

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

uchrezhdeniya vysshego professional'nogo obrazovaniya Moskovskij gosudarstvennyj agroinzhenernyj universitet im. V.P. Goryachkina, 2010, no. 5 (44), pp. 92-94. 5. Kataev Yu.V., Malyha E.F., Vyalyh D.G. Organizaciya tekhnicheskogo servisa mashinnotraktornogo parka na regional'nom urovne [Organization of technical service of the machine and tractor fleet at the regional level]. Sciences without borders, 2017, no. 11 (16), pp. 60-64. 6. Malyha E.F., Kataev Yu.V. Ocenka tekhnicheskoj osnashchennosti agrarnogo proizvodstva [Assessment of technical equipment of agricultural production]. Ekonomika sel'skogo hozyajstva Rossii, 2019, no. 6, pp. 62-68. 7. Kataev Yu.V., Malyha E.F. Povyshenie effektivnosti dilerskih predpriyatij na osnove upravleniya kachestvom uslug [Improving the efficiency of dealer enterprises based on service quality management]. Sciences without borders, 2018, no. 5 (22), pp. 73-78. 8. Kataev Yu.V., Malyha E.F. Analiz napravlenij povysheniya effektivnosti dilerskoj deyatel'nosti na predpriyatiyah [Analysis of ways to improve the efficiency of dealer activities in enterprises]. Sciences without borders, 2018, no. 6 (23), pp. 62-67. 9. Korneev V.M., Kataev Yu.V. Sistema obespecheniya rabotosposobnosti tekhniki v agropromyshlennom komplekse [System for ensuring the efficiency of machinery in the agro-industrial complex]. V sbornike: Agrarnaya nauka v usloviyah modernizacii i innovacionnogo razvitiya APK Rossii. Sbornik materialov Vserossijskoj nauchnometodicheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem, posvyashchennoj 100-letiyu akademika D.K. Belyaeva, 2017, pp. 86-91. 10. Kataev Yu.V., Malyha E.F. Rol' inzhenerno-tekhnicheskogo obespecheniya v sel'skohozyajstvennom proizvodstve [The role of engineering and technical support in agricultural production]. Sciences without borders, 2018, no. 8 (25), pp. 19-23.

Материал поступил в редакцию 21.06.2020 © Вялых И.Г., 2020

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

УДК 654.09 ОСОБЕННОСТИ СОПРОВОЖДЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ ПО SAP Грачёва Екатерина Константиновна, магистрант, Научный руководитель: Гантц Ирина Сергеевна, кандидат экономических наук; РТУ МИРЭА, Москва, Российская Федерация

Аннотация: В данной статье рассмотрены особенности сопровождения информационных систем на базе программного обеспечения SAP. Приведены задачи, возникающие после внедрения системы на базе ПО SAP. К основным задачам относится в том числе организация процесса сопровождения внедренной системы. Организация процесса сопровождения проводится в несколько этапов, каждый из которых имеет немаловажное значение. Для улучшения качества организации технической поддержки необходимо использование регламентных документов, позволяющих контролировать процесс сопровождения. Таким документом может быть Service Level Agreement (SLA), иначе говоря, соглашение об уровне предоставления услуг. Данный документ описывает параметры предоставления услуг и критерии их оценки. Оптимально составленный документ SLA позволяет сократить затраты на поддержку и повысить качество предоставляемого подрядчиком сервиса. Ключевые слова: сопровождение; техническая поддержка; SAP; SLA; соглашение об уровне услуг.

FEATURES OF MAINTENANCE OF INFORMATION SYSTEMS BASED ON SAP SOFTWARE Gracheva Ekaterina Konstantinovna, master's student, Scientific adviser: Gantz Irina Sergeevna, Candidate of Economic Sciences; RTU MIREA, Moscow, Russia

Abstract: This article discusses the features of maintaining information systems based on SAP software. The tasks arising after the introduction of a system based on SAP software are given. The main tasks include, inter alia, organizing the process of maintaining the implemented system. The organization of the support process is carried out in several stages, each of which is of no small importance. To improve the quality of the organization of technical support, it is necessary to use regulatory documents that allow you to control the maintenance process. Such a document may be a Service Level Agreement (SLA), in other words, a service level agreement. This document describes the parameters for the provision of services and the criteria for their evaluation. An optimally prepared SLA document allows you to reduce support costs and improve the quality of the service provided by the contractor. Keywords: accompaniment; technical support; SAP; SLA; service level agreement. Для цитирования: Грачёва, Е. К. Особенности сопровождения информационных систем на базе ПО SAP / Е. К. Грачёва. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 51-55. – URL: https:// nauka-bez-granic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Gracheva E.K. Features of maintenance of information systems based on SAP software // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 51-55.

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

В настоящее время актуален вопрос организации процесса сопровождения информационных систем, в том числе на базе программного обеспечения SAP. В связи с изменением запросов бизнес-пользователей системы возникают новые требования, которые необходимо учитывать и реализовывать. Также невозможно обойтись без технической поддержки, в рамках которой будут устраняться ошибки, возникающие в процессе работы с системой. Если рассматривать процесс сопровождения информационных систем в целом, то в рамках данного процесса существует две основные задачи: техническая поддержка и выполнение доработок [1]. В рамках технической поддержки осуществляется поддержание системы в работоспособном состоянии, а также поддержание заявленной функциональности и уровня надежности. При выполнении доработок осуществляется процесс развития системы, реализация новой функциональности или расширение существующей в соответствии с требованиями владельца системы. На практике часто процесс сопровождения отдается подрядчику, при этом обе задачи часто передаются одному исполнителю, в таком случае условия выполнения работ по обеим задачам включаются в один договор сопровождения [2, с. 116]. Применительно к задаче сопровождения SAP-системы, в крупных компаниях существует практика разбивки задач внутри технической поддержки и развития на отдельные подзадачи и передача этих отдельных подзадач не основному подрядчику, занимающемуся сопровождением, а другому исполнителю. Подзадачи также может выделить и основной подрядчик, 52

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

затем передав их в работу другой организации, которая в таком случае будет выступать в роли субподрядчика. В практике решения задач сопровождения систем на базе SAP выделение подзадач обычно происходит по модулям. Например, задача сопровождения модуля HR (кадровый учет) может быть передана одному исполнителю, а задача по сопровождению блока по FI (финансовый учет) – другому. Отдельно следует отметить, что в зависимости от масштаба задачи исполнителем может являться не только компания, но и индивидуальный предприниматель или независимый специалист, привлекаемый по договору гражданско-правового характера. В компании, где произошло внедрение SAP, возникает необходимость сопровождения данной системы. Это обусловлено постоянными изменениями требования законодательства в части предоставления отчетности и ведения учета. Чтобы обеспечить исполнение новых требований, систему необходимо дорабатывать. При этом в штате компании могут присутствовать специалисты нужного профиля или их может не быть. В обоих случаях будут существовать задачи, которые выгоднее передать внешнему исполнителю. Это обусловлено высокой стоимостью высококвалифицированных SAP-консультантов и разработчиков. Так, например, по данным HeadHunter на май 2020 г., зарплата консультанта с опытом работы 3–6 лет варьируется от 115 до 350 тысяч рублей [3]. В настоящее время на российском рынке работают около 100 компаний, предлагающих поддержку систем SAP. Далее будут рассмотрены ключевые моменты, которые следует учитывать при поиске поставщика услуг

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

поддержки системы. В процессе определения выбора поставщика можно выделить следующие этапы: определение типа поддержки, определение задач поддержки, определение вида подрядной компании, выделение уровней поддержки, определение объема поддержки, выбор модели оплаты услуг [4]. При определении типа поддержки необходимо определить, требуется ли поддержка для всей системы SAP или только некоторых модулей. Наиболее распространена поддержка следующих системных модулей: • финансы; • логистика и закупки; • управление персоналом; • отчетность, администрирование. В рамках процесса обслуживания системы выделяются следующие задачи: обеспечение бесперебойной и надежной работы системы, внедрение непрерывного мониторинга и администрирование системы, немедленное восстановление системы после форс-мажорных обстоятельств и минимизация ущерба деятельности компании, установка и настройка обновлений. В зависимости от развития системы выделяются следующие основные задачи: внедрение новых функций в существующие модули системы, разработка новых программ и интерфейсов отчетности. При определении вида подрядной компании необходимо учитывать особенности компании-клиента. Для каждого типа клиента необходимо подобрать подрядную компанию с учетом его индивидуальных потребностей и особенностей, например: ИТ-интеграторы (международные или национальные), бутик-компании, ресурсные компании. ИТ-интеграторы обладают

командой специалистов, обладающих обширными знаниями в различных областях, способных поддержать всю систему. Бутик-компании имеют большой опыт работы с отдельными модулями и ограниченный штат специалистов. Ресурсные компании могут предоставить специалистов по всем модулям системы [4]. При определении уровней поддержки обычно выделяют три линии поддержки. В задачи первой линии поддержки входит прием обращений пользователей через систему регистрации обращений (Service Desk), электронную почту и телефон. Специалисты первой линии распределяют обращения, проводят консультации пользователей, решают типовые задачи, обновляют пользовательские инструкции. При решении обращений проводится анализ информации, содержащейся в обращении, выявление причин возникновения ошибки, поиск решения в базе знаний. Если задача оказывается нетиповой, то она перенаправляется на вторую линию поддержки. Сотрудник второй линии поддержки решает обращения, перенаправленные с первой линии, актуализирует базу знаний после решения инцидента. Если для решения инцидента необходимо выполнение доработки программного кода, то привлекается разработчик. Перед выполнением доработки осуществляется оценка трудозатрат со стороны консультанта и разработчика. После выполненной доработки консультант актуализирует проектную документацию. В зависимости от характера задачи это может быть описание настроек системы, функционально-техническая спецификация, концепция ролей и полно53

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

мочий, альбомы выходных форм. Если для решения обращения требуется более высокий уровень экспертизы, то задача переадресовывается на третью линию поддержки. Обязанности сотрудника второй и третьей линии мало отличаются, разница состоит в уровне компетенций специалистов. На третью линию поддержки попадают самые сложные инциденты и запросы на изменение. При определении объема предоставляемых услуг может быть принято решение о необходимости полной либо частичной поддержки. Полная поддержка охватывает все этапы работ, а частичная – ограниченный объем работ. При выборе модели оплаты услуг выбирается одна из следующих: фиксированная оплата (фиксированная цена), оплата за отработанные часы (время и материал), смешанная оплата. Если поддержка передается подрядчику, то необходима формализация отношений, для этого может применяться соглашение об уровне услуг (Service Level Agreement или SLA). SLA – это документ, в котором описываются параметры предоставляемой услуги [5]. В SLA описываются услуги, определяются границы ответственности сторон. Также в данном документе фиксируются параметры сервиса и их допустимые колебания – уровень SLA. При использовании метрик в SLA следует учитывать, что они должны отражать качество предоставления услуги, быть измеримыми, их количество не должно быть большим [6]. Если в компании предполагается соСПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

ставление и заключение SLA не с одним подрядчиком, а несколькими, то следует выбирать универсальные метрики. При поддержке систем на базе ПО SAP наиболее распространенными метриками являются время реакции и время решения обращения. Данные метрики позволяют осуществлять контроль над процессом технической поддержки. При необходимости в SLA может быть определено разделение уровней обслуживания на нормальный и VIP. В таком случае для этих уровней предоставляется разная стоимость, что позволяет заказчику получить более оперативное обслуживание в ситуациях, требующих этого. Для исполнителя выгода будет выражена в получении более высокой прибыли от VIP-поддержки. Таким образом, после внедрения системы на базе SAP возникает необходимость организации процесса сопровождения системы. Немаловажным фактором успешной организации данного процесса является выбор поставщика услуг. После выбора поставщика и определения параметров оказания услуги сопровождения необходима фиксация договоренностей между заказчиком и подрядчиком. Формирование SLA помогает регулировать процесс сопровождения и способствует формализации отношений между заказчиком и подрядчиком, без чего невозможно обойтись при поддержке сложной системы. Качественно написанный SLA позволяет эффективно управлять процессом поддержки.

1. Сопровождение информационных систем. – Текст : электронный // НПП ПРО-М. : [сайт]. – 2020. – URL: https://www.pm52.ru/soprovozhdenie-informacionnyx-sistem/ (дата обращения: 01.05.2020). 54

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

2. Федорова, Г. Н. Сопровождение информационных систем / Г. Н. Федорова. – Москва : Издательский центр «Академия», 2018. – 320 с. – Текст : непосредственный. 3. HeadHunter : официальный сайт. – Обновляется в течение суток. –URL: https://hh.ru/ (дата обращения: 01.05.2020). – Текст : электронный. 4. Кому и зачем нужна поддержка SAP? – Текст : электронный // MGR-consulting. : [сайт]. – 2020. – URL: https://mgrconsulting.ru/Article/63/%D0%9A%D0%BE%D0%BC %D1%83_%D0%B8_%D0%B7%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%BC_%D0%BD%D1%8 3%D0%B6%D0%BD%D0%B0_%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D0%B4%D0%B5%D1%80 %D0%B6%D0%BA%D0%B0_SAP (дата обращения: 01.05.2020). 5. Договор SLA или Service Level Agreement. Что это такое? – Текст : электронный // Okdesk. : [сайт]. – 2020. – URL: https://okdesk.ru/blog/about-sla (дата обращения: 01.05.2020). 6. Как написать хороший SLA. – Текст : электронный // TM. : [сайт]. – 2006–2020. – URL: https://habr.com/ru/post/336868/ (дата обращения: 01.05.2020).

REFERENCES

1. Soprovozhdeniye informatsionnykh sistem [Maintenance of information systems]. NPP PRO-M. 2020 g. Available at: https://www.pm52.ru/soprovozhdenie-informacionnyxsistem/ (accessed 01 May 2020) 2. Fedorova G.N. Soprovozhdeniye informatsionnykh sistem [Maintenance of information systems], Moscow, Publishing Center «Akademiya», 2018, p. 320. 3. HeadHunter. Company group HeadHunter. 2020 g. Available at: https://hh.ru/ (accessed 01 May 2020) 4. Komu i zachem nuzhna podderzhka SAP? [Who needs SAP support and why?]. MGRconsulting. 2020 g. Available at: https://mgrconsulting.ru/Article/63/%D0%9A%D0%BE %D0%BC%D1%83_%D0%B8_%D0%B7%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%BC_%D0%BD %D1%83%D0%B6%D0%BD%D0%B0_%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D0%B4%D0%B5% D1%80%D0%B6%D0%BA%D0%B0_SAP. (accessed 01 May 2020) 5. Dogovor SLA ili Service Level Agreement. Chto eto takoye? [SLA or Service Level Agreement. What it is?]. Okdesk. 2020 g. Available at: https://okdesk.ru/blog/about-sla (accessed 01 May 2020) 6. Kak napisat khoroshiy SLA [How to write a good SLA]. TM. 2006-2020 g. Available at: https://habr.com/ru/post/336868/ (accessed 01 May 2020)

Материал поступил в редакцию 15.05.2020 © Грачёва Е.К., 2020

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

УДК 621.396.67 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ ЗЕРКАЛЬНОЙ АНТЕННЫ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА НА ЕЁ ВЫХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ Ерёмин Александр Олегович, магистрант; МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация

Аннотация: В наши дни использование антенн встречается повсеместно. Даже если мы не видим их напрямую, в жизни каждого человека они имеют очень большое значение. Но не каждый из нас задумывается о том, какую роль играет конструкция каждой антенны. В статье было проведено исследование влияния положения переходника с прямоугольного сечения на круглое, соединяющего модуль СВЧ и рупор зеркальной антенны миллиметрового диапазона в положениях – до волновода, соединяющегося с рупором, и между рупором и волноводом, на выходные её характеристики. Для этого был проведен расчёт двухзеркальной антенны со смещенной фокальной осью. После этого было проведено её моделирование с использованием электродинамического САПР. В ходе моделирования были получены выходные характеристики антенны для двух описанных выше положений переходника, а после их сравнения были сделаны соответствующие выводы. Ключевые слова: антенная система; двухзеркальная антенна; коэффициент усиления; диаграмма направленности; миллиметровый диапазон.

INVESTIGATION OF THE INFLUENCE OF STRUCTURAL ELEMENTS OF A MILLIMETER-WAVE SPECULAR ANTENNA ON ITS OUTPUT PARAMETERS Eremin Alexander Olegovich, master’s student; BMSTU, Moscow, Russia

Abstract: Nowadays, the use of antennas is ubiquitous. Even if we do not see them directly, they are very important in the life of every person. However, not every one of us thinks about what role the design of each antenna plays. The article investigated the influence of the position of the adapter from rectangular to round, connecting the microwave module and the horn of the millimeter-wave mirror antenna in the positions - to the waveguide, which connects to the horn and between the horn and the waveguide, on its output characteristics. For this, a two-mirror antenna with a shifted focal axis was calculated. After that, it was simulated using electrodynamic CAD. During the simulation, the output characteristics of the antenna were obtained for the two positions of the adapter described above, and after their comparison, the corresponding conclusions were made. Keywords: antenna system; two-mirror antenna; gain, radiation pattern; millimeter range. Для цитирования: Ерёмин, А. О. Исследование влияния элементов конструкции зеркальной антенны миллиметрового диапазона на её выходные параметры / А. О. Ерёмин. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 56-61. – URL: https://nauka-bez-granic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Eremin A.O. Investigation of the influence of structural elements of a millimeter-wave specular antenna on its output parameters // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 56-61.

Сегодня наличие антенных систем ленности и заканчивая беспилотными требуется во множестве различных от- летательными аппаратами для устрараслей, начиная от военной промыш- нения угроз от лавин и оползней. В 56

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

наши дни существует ряд отработанных методик измерения характеристик рассеяния электромагнитных волн земных покровов в миллиметровом диапазоне длин волн. Но так как методики сбора информации и измеренные данные различаются от автора к автору, то требуются постоянные исследования и дополнения в справочной информации. Соответственно требуется создание системы ближней радиолокации (СБРЛ), позволяющей с высокой точностью измерять удельные ЭПР различных подстилающих поверхностей в миллиметровом диапазоне. Но при моделировании антенных систем мы не всегда задумываемся, как те или иные элементы их конструкции влияют на выходные параметры разрабатываемой антенны. В статье было рассмотрено влияние положения переходника с прямоугольного сечения на круглое, соединяющего модуль СВЧ и рупор антенны в положениях – до волновода, соединяющегося с рупором, и между рупором и волноводом. Для приема и передачи сигналов в миллиметровом диапазоне длин волн широко используются параболические антенны. Параболические антенны существуют двух классов: однозеркальные и двухзеркальные. Однозеркальные антенны рассчитываются по формуле: Y2 = 4fx (1) где f − фокусное расстояние параболического зеркала; y, x − декартовы координаты параболического зеркала. Свойства однозеркальной антенны определяются апертурой ее зеркала и конструкцией облучателя. Класс двухзеркальных антенн содержит большое зеркало и маленькое зеркало. Если у однозеркальной ан-

тенны зеркало всегда парабола, то в двухзеркальных антеннах используются все конические сечения: параболы, гиперболы, эллипсы, окружности. Из всего разнообразия двухзеркальных антенн практическое распространение получили три вида: антенны Кассегрена, антенны Грегори и антенны со смещенной фокальной осью. Двухзеркальные антенны имеют ряд преимуществ перед однозеркальными, из которых следует отметить следующие: − в классе двухзеркальных антенн достигается существенно больший коэффициент использования поверхности большого зеркала, чем в классе однозеркальных; − в классе двухзеркальных антенн реализуется меньшее отношение высоты антенны к диаметру большого зеркала, чем в классе однозеркальных [1]. Наилучшие характеристики миллиметрового канала КЦ обеспечиваются при использовании двухзеркальной антенны со смещенной фокальной осью (антенны типа АДЭ). Большое зеркало антенны представляет собой поверхность, образованную вращением полупараболы вокруг прямой, параллельной фокальной оси и смещенной относительно нее на расстояние а, а малое зеркало является фигурой вращения вокруг этой же прямой сегмента эллипса, один из фокусов которого F2 совмещен с фокусом параболы, а другой − F1 – с фазовым центром облучателя. Сегмент эллипса обращен вогнутостью в сторону основного зеркала. Крайние точки сегмента расположены одна на фокальной оси параболы, другая на оси вращения [2]. Для каждого вида двухзеркальных параболических антенн оптимальные характеристики достигаются при 57

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

определенных соотношениях между параметрами зеркал и облучателя. Для антенн со смещенной фокальной осью условиями оптимизации являются: − угол между фокальными осями эллипса малого зеркала и параболы большого зеркала должен быть 20° < α1 < 40°, − эксцентриситет эллипса малого зеркала должен быть 0,6 < е < 0,8, − соотношение между фокусом и диаметром большого зеркала должно быть f = (0,2 ….0,3) Dб, − соотношение между смещением и диаметром большого зеркала должно быть а = (0,05 ….0,1) Dб. Антенна должна удовлетворять следующим требованиям: а) ширина ДН на уровне половиной мощности не более 2,5°, б) коэффициент усиления (КУ) не менее 36 дБ, в) уровень боковых лепестков (УБЛ) не более минус 12 дБ, г) коэффициент стоящей волны (КСТV) не более 2,0, д) рабочая частота 94ГГц ± 1,5 ГГц, е) высота антенны (глубина) не более 22 мм. Образующая поверхности большого зеркала определяется формулой (2) Малое зеркало (контррефлектор) образовано вращением отрезка эллипса вокруг оси симметрии антенны АА'. Образующая поверхности малого зеркала определяется формулой (3) где тет эллипса, 58

– эксцентриси-

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

(4) Ширина диаграммы направленности антенны на уровне половинной мощности рассчитывается по формуле в пл. Е ∆0,5 = 75I /D, в пл. Н ∆φ0,5 = 70λ0 /D, где λ0 − длина волны в свободном пространстве, D − раскрыв большого зеркала. Получены следующие значения параметров: ∆θ0,5 = 2,6°, ∆φ0,5 = 2,4° (5) Коэффициент усиления (КУ) антенны рассчитывается по формуле (6) где КИСП − коэффициент использования поверхности раскрыва большого зеркала: КИСП = 0,7 − 0,8. На средней частоте рабочего диапазона F0 расчетное значение КУ составляет 35,1–35,7 дБ. Расчетное значение уровня боковых лепестков антенны составляет не менее 15−16 дБ. Следует отметить, что кроме обеспечения требований по назначению антенна не должна служить помехой при формировании ударного ядра. Проведем моделирование двухзеркальной антенной системы с использованием САПР электродинамического моделирования с переходником с прямоугольного сечения на круглое, соединяющего модуль СВЧ и рупор антенны в положениях – до волновода, соединяющегося с рупором, и между рупором и волноводом с апертурой 93 мм на частоте 94 ГГц (рис. 1).

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Рисунок 1 – Модель антенной системы с апертурой раскрыва 93 мм

Через волновод подается СВЧ сигнал (рис. 2). В результате программного моделирования работы антенны получили следующую диаграмму направленно-

сти (рис. 3, 4). В итоге получилась следующая модель диаграммы направленности излучателя в трехмерном измерении, представленная на рис. 5.

Рисунок 2 – Входной сигнал

Рисунок 3 – Диаграмма направленности антенной системы с переходником: а) между рупором и волноводом, б) между модулем СВЧ и волноводом

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

Рисунок 4 – Диаграмма направленности антенной системы в плоскости Н в полярных координатах с переходником – а) между рупором и волноводом, б) между модулем СВЧ и волноводом

Рисунок 5 – Модель ДН излучателя в трехмерном измерении

По данным программного моделирования можно определить, что при частоте в 94 ГГц в плоскости Н ширина ДН по уровню минус -3 дБ равна ∆θH0,5=2,1° (в верхней точке) и ∆θH0,5=2,07° (в нижней), уровень боковых лепестков равен 24,5 дБ (в верхней точке) и 24,2 дБ (в нижней), в плоскости Е ширина ДН равна ∆θЕ0,5=1,98°, уровень боковых лепестков равен -21,2 дБ. Коэффициент усиления в антенне с переходником с прямоуголь60

ного сечения на круглое в положениях – до волновода, соединяющегося с рупором - 34,5 дБ, между рупором и волноводом - 33,9 дБ. Подводя итоги, можно сказать следующее. В статье было проведено моделирование двухзеркальной антенной системы с апертурой раскрыва 93 мм. Моделирование производилось для двух случаев. В одном переходник с СВЧ модуля на круглый волновод располагался до волновода, соеди-

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

ненного с рупором, непосредственно вблизи СВЧ модуля. В другом – переходник располагался между рупором и волноводом. В ходе исследования было выявлено, что расположение переходника в конструкции антенны не оказывает существенного влияния на выходные параметры антенной систе-

мы. Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что переходник может располагаться в любом удобном для разработчика положении, что может позитивно сказаться на оптимизации конструкции антенны, не изменяя при этом ее выходных параметров.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ушаков, А.М. Система определения отражательных характеристик различных типов подстилающих поверхностей / А.М. Ушаков, В.Б. Сучков – Текст : непосредственный // X Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь» : сборник трудов / А.М. Ушаков, В.Б. Сучков ; Российская академия науки, Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова. – Москва : ИРЭ им. В.А. Котельникова, 2016. - С. 298-302. 2. Метрикин, А.А. Антенны и волноводы РРЛ / А.А. Метрикин. – Москва : Советское радио, 1977. - 184 с. – Текст : непосредственный.

REFERENCES

1. Ushakov A.M., Suchkov V.B. Sistema opredeleniya otrajatelnih harakteristic razlichnih tipov podstilayushih poverhnostey [The system for determining the reflective characteristics of various types of underlying surfaces]. Moscow, X Vserossiyskaya konferenciya “Radiolokaciya i radiosvyaz”, 2016, pp. 298-302 2. Metrikin A.A. Antenni i volnovodi RRL [RRL antennas and waveguides]. Moscow, Sovetskoye radio, 1977, 184 p.

Материал поступил в редакцию 22.05.2020 © Ерёмин А.О., 2020

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

УДК 630*81 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОЛЬНОГО РАСКРОЯ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ Иванов Александр Викторович, магистрант, Научный руководитель: Суров Валерий Павлович, кандидат технических наук, доцент; МФ МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация

Аннотация: В статье рассмотрена технология раскроя круглых лесоматериалов. Авторами исследован состав основного технологического оборудования с учетом современных тенденций развития лесопромышленных производств. Рассмотрены преимущества и недостатки лесопильных и круглопильных станков. Из анализа развития лесопильной промышленности следует, что технология производства пиломатериалов хвойных пород претерпевает изменения в зависимости от следующих объективных критериев: параметры хвойного сырья и уменьшения среднего диаметра, выработка пиломатериалов на одного работающего в лесопромышленном производстве должна постоянно возрастать для обеспечения рентабельности предприятий. Технология фрезерно-брусующих линий основывается на формировании поперечного сечения раскраиваемого лесоматериала фрезами с одновременным получением кондиционной технологической щепы, с минимальным образованием опилок при последующем раскрое. Применение линий с фрезернопильными агрегатами позволяет значительно увеличить производительность труда и объёмы производства. Ключевые слова: продольный раскрой; лесопиление; линия; станок; пиломатериалы; пропил.

TECHNOLOGY OF LONGITUDINAL CUTTING OF ROUND TIMBER Ivanov Alexander Viktorovich, master's student, Scientific advisor: Surov Valery Pavlovich, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor; BMSTU (MB), Moscow, Russian Federation

Abstract: The article deals with the technology of cutting round timber. The authors studied the composition of the main technological equipment, taking into account current trends in the development of timber industries. Advantages and disadvantages of sawmills and circular saws are considered. From the analysis of the development of the sawmill industry, it follows that the technology of production of softwood lumber undergoes changes depending on the following objective criteria: parameters of softwood raw materials and reduction of the average diameter, the production of lumber per employee in the timber industry must constantly increase to ensure the profitability of enterprises. The technology of milling and paving lines is based on the formation of a cross-section of the wood being cut by milling cutters with simultaneous production of conditioned technological chips, with minimal formation of sawdust during subsequent cutting. The use of lines with milling units can significantly increase labor productivity and production volumes. Keywords: longitudinal cutting; sawmilling; line; machine; lumber; sawn. Для цитирования: Иванов, А. В. Технология продольного раскроя круглых лесоматериалов / А. В. Иванов. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 62-66. – URL: https://nauka-bezgranic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Ivanov A.V. Technology of longitudinal cutting of round timber // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 62-66.

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Определяющими в технологии лесопиления являются: 1. Вид раскроя (индивидуальный – одной пилой, групповой – несколькими пилами одновременно); 2. Способ продольного раскроя в зависимости от технических требований к пилопродукции и размерно-качественного состава сырья (распиловка по радиусам годичных слоев – радиальная, по касательной к ним – тангенциальная и параллельно образующей бревен – для получения пиломатериалов без перерезания волокон древесины) и способ раскроя для обеспечения максимального выхода определенных сортиментов и минимизации отходов (распиловка в развал и с брусовкой). Предпочтительной является распиловка с брусовкой, так как этот способ позволяет увеличить выход специфицированных обрезных пиломатериалов и получать обрезные доски одной ширины и лучших сортов; 3. Тип основного технологического оборудования (лесопильные рамы, ленточнопильные, фрезерно-брусующие и круглопильные станки); 4. Вид операций продольного раскроя (на 1 позиции или 1,2 или более проходов); 5. Степень механизации и автоматизации технологического процесса. При проведении анализа существующих технологий лесопиления необходимо рассмотреть также степень и рациональность использования сырья, что определяется выходом специфицированных пиломатериалов, их сортностью и коэффициентом комплексного использования сырья. Кроме того, для выбора оптимальной технологии лесопиления с обеспечением достижения запланированных объемов и качества получаемой

конечной продукции рассматривается состав основного технологического оборудования с учетом современных тенденций развития лесопромышленных производств и особенностей местной лесосырьевой базы. Под совокупностью операций по переработке пиловочного сырья (круглых лесоматериалов) с получением конечной продукции (брусьев, досок, брусков, заготовок и пр.) принято понимать технологический процесс. Его техническое и практическое обоснование и является технологией лесопильно-деревообрабатывающего производства. Различные технологии лесопиления характеризуются, прежде всего, типом применяемого основного технологического оборудования. В настоящее время используются 4 основных технологии: 1. На базе лесопильных рам; 2. На базе ленточнопильных станков и линий; 3. На базе круглопильных станков; 4. На базе фрезерно-брусующих станков и фрезернопильных агрегатов. Из анализа развития лесопильной промышленности следует, что технология производства пиломатериалов хвойных пород претерпевает изменения в зависимости от следующих объективных критериев: 1. Параметры хвойного сырья уменьшаются; 2. Уменьшающийся средний диаметр ведёт к тому, что для получения того же объёма пиломатериалов приходится перерабатывать большее штучное количество брёвен и, следовательно, возрастает значение параметра «длина реза»; 3. Выработка пиломатериалов на 1 работающего в лесопромышленном 63

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

производстве должна постоянно возрастать для обеспечения рентабельности предприятий. Таким образом, указанные выше критерии стимулируют лесопильные предприятия инвестировать в технологию, которая обеспечивает: максимальный выход пиломатериала, максимальное качество, максимальную скорость подачи, минимальное количество персонала, минимальные издержки на оборудование и минимальные эксплуатационные издержки. Рассмотрим особенности различных технологий лесопильного производства. Технологический поток на основе лесопильных рам в зависимости от мощности предприятия базируется на 1 или 2 пилорамах с соответствующим околостаночным и другим технологическим оборудованием. Пиление производится несколькими полосовыми пилами, установленными в пильной рамке с возвратно-поступательным движением. Известны также в лесопилении двупоставные лесопильные рамы, позволяющие распиливать бревна двух разных диаметров. Ф.М. Манжос в своей книге «Дереворежущие станки» отмечает, что двупоставные лесопильные рамы имеют два постава пил для одновременного распиливания двух бревен. Но они не дают существенных преимуществ перед однопоставными и поэтому не нашли широкого применения [1]. К технологическим показателям рамы относятся тип станка, просвет и высота хода пильной рамки, количество двойных ходов рамки, мощность, размер подачи на 1 ход рамки (посылка), масса и габариты рамы. Лесопильная рама определяет ритм 64

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

работы всего потока. К достоинствам лесопильных рам относят стабильность и сравнительно высокую точность распиловки, к недостаткам – значительную величину пропила (3,2–4,1 мм), большие габариты и металлоемкость, фундамент глубокого заложения, высокую шероховатость поверхности полученных пиломатериалов, низкие показатели выработки на 1 работающего в производстве [2]. На сегодняшний день лесорамы всё больше уходят в прошлое, уступая место другим, более эффективным лесопильным станкам. Преимуществами лесопильных станков является малая величина пропила (0,8–2,5 мм), сравнительно небольшие габариты и масса, высокая чистота пропила, низкий уровень шума и вибраций в процессе работы, обеспечение высоких скоростей резания и подачи. К минусам можно отнести встречающуюся определённую нестабильность толщины пиломатериалов (до ± 1мм), что имеет место при распиловке брёвен с косослоем и другими пороками, большие затраты на подготовку и эксплуатацию, необходимость более высокой квалификации персонала. Технологические потоки на базе круглопильных станков. Круглопильные станки для распиловки брёвен отличаются простотой конструкции и выполняются с 2 и более пилами, одно и двухвальными, с пильными головками стационарными и поворотными, с дополнительными устройствами для обеспечения устойчивости пильных дисков в процессе пиления. Плюсы круглопильных станков, выполненных по одновальной схеме – относительно небольшие затраты на установку и регулировку, невысокие

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

металлоёмкость и затраты на подготовку и эксплуатацию; у двухвальных станков – обеспечивается меньшая ширина пропила, сопоставимая с шириной при ленточном раскрое, высокая точность (до ± 0,1 мм) и чистота пиления. К минусам можно отнести жесткие требования к точности изготовления и установки круглых пил, к обеспечению устойчивости их в пропиле и к необходимости постоянного и тщательного ухода за режущим инструментом и оборудованием. Технологии на базе фрезерно-брусующих линий позволяют достичь больших скоростей раскроя лесоматериалов, строгого разделения видов и фракций отходов, использования древесины от тонкомера до средних размеров, строжайшей геометрии и высочайшей автоматизации. Данная технология основывается на формировании поперечного сечения раскраиваемого лесоматериала фрезами с одновременным получением кондиционной технологической щепы, с минимальным образованием опилок при последующем раскрое. Линии с фрезернопильными агрегатами с каждым годом находят всё более широкое использование. Их применение позволяет значительно увеличить производительность труда и объёмы производства (в 1,5–2 раза) и довести показатель комплексности использования сырья до 86–92 %. При сложившейся практике существующие агрегаты используются в основном для переработки пиловочного сырья диаметром от 8 до 34 см в вершине в зависимости от типа линий – фрезерно-брусующие, фрезернопильные, одно, двух и многопроходные с объемом эффективной переработки

при двухсменном режиме работы от 50 до 1000 тыс. м3 в год и при минимальных объемах переработки от 30 до 70 тыс. м3 в год, т.е. на предприятиях большой и средней производственной мощности. Для предприятий малой мощности практика использования агрегатов проходного типа включает (по опыту, например, Швеции) повторную цикловую обработку на таких станках с применением специальных околостаночных установок. По традиционным схемам раскроя хлысты, как правило, раскряжевывают на круглые длинномерные лесоматериалы, которые распиливаются в доски или бруски, при этом около 11 % древесины превращается в опилки. Поскольку тонкомерная древесина имеет часто значительную кривизну и малый диаметр, то становится невозможным перерабатывать ее на пиломатериалы по традиционным технологиям. Поэтому для эффективного раскроя тонкомерных круглых лесоматериалов мягких лиственных пород на пиломатериалы специалисты ФГУП «ГНЦ ЛПК» и ООО «КБ Крапухина» разработали многопильный круглопильный станок, предназначенный для продольного раскроя тонкомерной древесины [3]. Параметры многопильного круглопильного станка позволяют перерабатывать круглые лесоматериалы с диаметром в верхнем торце от 10 см, длиной от 0,6 м и со стрелой кривизны до 2 см на 1 м длины. Последовательная работа нескольких пильных агрегатов многопильного круглопильного станка позволяет обеспечить устойчивую равномерную подачу обрабатываемого бревна и высокую точность по толщине получаемых не обрезных пиломатериалов. А 65

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

использование принципа раскроя по двухвальной схеме дает возможность применять на станке круглые пилы малых диаметров с пропилом шириной до 3 мм. Таким образом, увеличивается полезный выход пиломатериалов, что обеспечивает снижение энергоемкости процесса. Авторами исследован состав основного технологического оборудования для производства заготовок из древесины с учетом современных тенденций развития лесопромышленных производств. Разработана технология и оборудование для про-

изводства заготовок из древесины для домостроения. В целях эффективного раскроя круглых лесоматериалов мягких лиственных пород на пиломатериалы разработан многопильный круглопильный станок. Разработана ресурсосберегающая и экологически безопасная технология переработки древесины, с получением продукции высокой добавленной стоимости. С учетом выше изложенного применение подобной разработанной технологии, позволит достигать наилучшие качественные показатели получаемой из древесины продукции.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Манжос, Ф. М. Дереворежущие станки / Ф. М. Манжос. – М. : Лесная промышленность, 1974. – 456 с. – Текст : непосредственный. 2. Лесопильные рамы – Текст : электронный / sinref.ru - библиотека онлайн : [сайт]. – Режим доступа: https://sinref.ru/000_uchebniki/04600_raznie_2/747_tehnolog_i_ oborud_lesnih_skladov/023.htm 3. Кравцов, Е. В. Особенности технологических решений в организации производства элементов деревянного домостроения из низкоростной древесины / Е. В. Кравцов, Г. А. Карпухин – Текст : непосредственный // Лесной вестник, 2011. – № 5. – C. 93-96.

REFERENCES

1. Manzhos F. M. Derevorezhushchiye stanki [Wood cutting machines]. Moscow, Lesnaya promyshlennost', 1974, 456 p. 2. Lesopil'nyye ramy [Sawmill frames]. Available at: https://sinref.ru/000_uchebniki/04600_ raznie_2/747_tehnolog_i_oborud_lesnih_skladov/023.htm (accessed 24 May 2020) 3. Kravtsov E.V., Karpukhin G.A. Osobennosti tekhnologicheskikh resheniy v organizatsii proizvodstva elementov derevyannogo domostroyeniya iz nizkorostnoy drevesiny [Features of technological solutions in the organization of the production of elements of wooden housing from low speed wood]. Lesnoy vestnik, 2011, no. 5, pp. 93-96.

Материал поступил в редакцию 19.05.2020 © Иванов А.В., 2020

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

УДК 004.627 ОЦЕНКА ПРИМЕНИМОСТИ ВЕКТОРНОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ РЁБЕР ГРАФА С ЦЕЛЬЮ УМЕНЬШЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЪЕМА ГРАФА Лещев Артем Олегович, магистрант, Лясковский Максим Альбертович, магистрант, Мельников Константин Игоревич, магистрант, Научный руководитель: Варламов Олег Олегович, доктор технических наук, профессор; МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация

Аннотация: В статье рассмотрен метод сжатия информационного представления графов на основе векторного представления рёбер графа. Предлагается для каждой вершины графа сгенерировать вектор, описывающий связи данной вершины со смежными, и обучить нейронную сеть для предсказания существования ребра между двумя заданными вершинами. Данный метод сравнивается с представлением рёбер графа в виде матрицы смежности и в виде списка рёбер. Показано, что предлагаемый метод становится самым эффективным с точки зрения объема информационного представления в случае, когда в графе содержатся сотни вершин или больше. Также предлагается способ коррекции ошибок, допускаемых нейронной сетью в ходе предсказания наличия ребра, с помощью специального списка ошибочных рёбер. Определены направления дальнейших исследований предлагаемого метода сжатия графов. Ключевые слова: графовые вложения; сжатие графов; нейронные сети; векторное представление; мивар; миварные сети.

EVALUATING APPLICABILITY OF GRAPH EDGES VECTOR REPRESENTATIONS FOR REDUCING INFORMATION SIZE OF A GRAPH Leshchev Artem Olegovich, master student, Lyaskovsky Maksim Albertovich, master student, Melnikov Konstantin Igorevich, master student, Scientific adviser: Varlamov Oleg Olegovich, Doctor of Engineering Sciences, Professor; BMSTU, Moscow, Russia

Abstract: The article considers the method for compressing the information representation of graphs based on the vector representation of graph edges. It is proposed to generate a vector for each vertex of the graph describing the connections of this vertex with adjacent ones and train a neural network to predict the existence of an edge between two specified vertices. This method is compared with the representation of graph edges as an adjacency matrix and as a list of edges. It is shown that the proposed method becomes the most effective in terms of the size of information representation in the case when the graph contains hundreds of vertices or more. The article also proposes a method for correcting errors made by the neural network while predicting the presence of an edge using a special list of erroneous edges. The directions for further research of the proposed graph compression method are defined. Keywords: graph embeddings; graph compression; neural networks; vector representation; mivar; mivar networks.

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

Для цитирования: Лещев, А. О. Оценка применимости векторного представления рёбер графа с целью уменьшения информационного объема графа / А. О. Лещев, М. А. Лясковский, К. И. Мельников. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 67-73. – URL: https://nauka-bez-granic. ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Leshchev A.O., Lyaskovsky M.A., Melnikov K.I. Evaluating applicability of graph edges vector representations for reducing information size of a graph // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 67-73.

В настоящее время активно развиваются технологии Big Data, в рамках которых, в том числе, нужно оперировать большими графами данных. В связи с этим становятся актуальны различные методы сжатия информационных представлений графов для повышения эффективности их хранения и передачи, а также для обеспечения возможности обработки такого графа на обычном компьютере или мобильном устройстве. Также сейчас активно развиваются графовые вложения: способ представления некоторой информации о графе с помощью n-мерных векторов, встраиваемых в вершины графа, рёбра графа, подграфы или граф целиком. Частный случай графовых вложений – векторное представление рёбер графа, встраиваемое в вершины графа. Информация о смежных вершинах по некоторому алгоритму преобразуется в векторное представление, прикрепляемое к вершине. При этом смежные вершины зачастую получают похожие векторные представления [1]. Обычно графовые вложения применяются для анализа уже имеющегося графа, например, для поиска похожих элементов или для замены группы похожих объектов одним объединяющим объектом. Однако теоретически возможно использовать графовые вложения для восстановления рёбер, из которых они были сгенерированы. Таким образом можно сэкономить место на хранении рёбер: зачастую они занимают наибольший объем в представлении графа (порядка O(n2), где n – 68

количество вершин в графе), а вектора, связанные с вершинами, из которых рёбра можно восстановить, будут занимать меньше места (порядка O(n)). Предлагается следующий метод сжатия графов: для каждой вершины создается векторное представление связей данной вершины, затем обучается небольшая нейронная сеть, которая по паре сгенерированных векторных представлений предсказывает наличие ребра между соответствующими переданным на вход векторным представлениям вершинами. Для увеличения точности модель генерации векторных представлений и предсказывающая нейронная сеть могут обучаться вместе. Соответственно для того, чтобы было возможно восстановить наличие рёбер между узлами, необходимо сохранить сгенерированные векторные представления и предсказывающую нейронную сеть. Также, если необходимо в точности воспроизвести структуру графа, можно сохранить список рёбер, на которых нейронная сеть даёт неправильный ответ. Данный метод может быть применен как для ориентированных, так и для неориентированных графов. Далее рассматриваются только неориентированные графы, однако все те же выкладки можно провести и для ориентированных графов, соответствующим образом изменив обучающую выборку нейронной сети. Для оценки необходимого размера нейронной сети был сгенерирован следующий неориентированный граф (рис. 1). Вершины изображены

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

точками, рёбра – линиями. В центре изображения находятся 7 связанных друг с другом центральных вершин, с каждой из этих центральных вершин

связан кластер из S связанных друг с другом вершин. На данном рисунке S = 20, но в ходе исследования рассматривались графы с S вплоть до 500.

Рисунок 1 – Изображение одного из сгенерированных графов

Для каждой вершины было искусственно создано векторное представление из 8 бинарных элементов: • bi, где i = 1..7 – является ли вершина частью кластера i (или центральной вершиной, связанной с этим кластером); • b8 – является ли вершина центральной. Так как данные элементы векторного представления являются бинарными (то есть, по сути, битами), и их 8, то их удобно передавать с помощью одного байта, и дальнейшее уменьшение количества переменных в данном векторном представлении нецелесо-

образно (трудозатраты по упаковке и извлечению нецелого числа байтов слишком высоки для практического применения описанного метода). По данному выше описанию видно, как по векторным представлениям двух вершин определить, есть ли между ними ребро в данном графе или нет, но с целью демонстрации общности применяемого подхода была обучена нейронная сеть для определения наличия связи между узлами по их векторным описаниям. Подбор параметров показал, что для обеспечения точности 100 % для данного графа достаточно нейронной сети с одним 69

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

скрытым слоем, состоящим из 15 нейронов с функцией активации ReLU [2]. В выходном слое находятся два нейрона с функцией активации Softmax [3]. Данная нейронная сеть была сконвертирована в формат TensorFlow Lite и подвергнута процедуре квантования, что уменьшило размер модели до 2404 байтов [4]. Для определения области применимости предлагаемого метода было решено провести моделирование информационного объема графа в зависимости от метода представления связей данного графа. В качестве методов представления связей, помимо предлагаемого векторного представления, были рассмотрены матрица смежности и список рёбер [5]. Для единообразия было решено моделировать информационный объем графа, сохраненного с помощью метода сериализации структурированных данных Protocol Buffers. Данный метод позволяет более компактно сохранять небольшие числа, что актуально в случае небольших графов [6]. Моделирование было произведено в программном комплексе «Конструктор экспертных систем миварный (КЭСМИ) Wi!Mi РАЗУМАТОР». Данный программный комплекс позволяет эффективно переиспользовать различные части модели и, благодаря технологии миварного логического вывода, вычислять только необходимые для запрошенных выходов параметры [7]. Впоследствии построенную в КЭСМИ модель можно будет дополнить логикой подбора оптимального для заданного графа метода сжатия, чтобы автоматизировать принятие данного решения и избежать использования сложного с вычислительной точки зрения метода 70

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

сжатия графов на основе векторного предложения в случае, если параметры графа выходят за границы применимости данного метода [8]. Таким образом будет создана гибридная информационная система, сочетающая в себе миварный модуль решения и нейросетевую модель извлечения знаний из графа [9]. Были определены следующие входные параметры модели: • |V| – число вершин в графе (порядок графа); • D – плотность графа (вместо неё можно задать |E| – число рёбер в графе (размер графа)); • Vsize – объём информации о вершине графа в байтах; • G – объём нейронной сети, предсказывающей наличие связи между вершинами по паре связанных с этими вершинами векторов, в байтах; • Vemb_size – объём векторного представления связей вершины в байтах; • pFP – вероятность ложноположительного срабатывания нейронной сети; • pFN – вероятность ложноотрицательного срабатывания нейронной сети. Моделирование было выполнено с параметрами, полученными в ходе обучения нейронной сети на специально сгенерированном графе, описанном выше. Таким образом, объём нейронной сети G был равен 2404 байта, объём векторного представления связей вершины Vemb_size был равен 1 байту (8 битам), вероятность ложноположительного срабатывания нейронной сети pFP и вероятность ложноотрицательного срабатывания нейронной сети pFN были равны нулю. Объём информации о вершине графа Vsize не столь важен, поскольку от него не

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

зависит объём представлений рёбер и он, по сути, обозначает константу, прибавляемую к объёму представлений рёбер; в ходе моделирования этот параметр был равен 8 байтам. Число вершин в графе и плотность графа изменялись с целью определения области, в которой векторное представление рёбер становится более эффективным. При D = 0,1 (что примерно соответствует графу, рас-

смотренному выше) векторное представление становится наиболее эффективным, если в графе больше сотни вершин (рис. 2). Был получен ожидаемый квадратичный рост для объёмов матрицы смежности и списка рёбер (отличие которых во многом сводится к константе перед квадратом числа вершин) и практически линейный рост объёма векторного представления рёбер.

Рисунок 2 – Зависимость информационного объёма графа в различных представлениях от числа вершин в графе (при D = 0,1)

Также был рассмотрен случай D = 0,5: в графе содержится ровно половина всех возможных рёбер (рис. 3). Дальнейшее увеличение плотности графа D бессмысленно, поскольку в этом случае становится эффективнее хранить не список присутствующих рёбер, а список отсутствующих рёбер, что сводит эту задачу к случаю, когда D < 0,5. Видно, что увеличение плотности графа влияет только на объём списка рёбер, что логично: остальные методы зависят только от количества вершин в графе, тогда как объём спи-

ска рёбер линейно зависит от плотности графа (то есть его рост можно оценить как O(D·n2)). Таким образом, было показано, что предложенный метод сжатия графов на основе векторного представления рёбер эффективен в тех случаях, когда число вершин измеряется сотнями (или большими порядками). Для достаточно плотных графов векторное представление становится эффективнее списка связей, если в графе содержится от 50 вершин. Если нейронная сеть неиде71

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

ально предсказывает наличие рёбер по векторным представлениям, возможна компенсация ошибок с помощью списков ошибочных рёбер, в

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

таком случае граница применимости предлагаемого метода дополнительно смещается в сторону увеличения числа узлов.

Рисунок 3 – Зависимость информационного объёма графа в различных представлениях от числа вершин в графе (при D = 0,5)

В дальнейших работах будут рассмотрены алгоритмы генерации векторных представлений, подходящих для поставленной задачи, изучена работа предложенного метода для реальСПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ных графов, оценено влияние данного метода на возможность дальнейшего сжатия графа с помощью алгоритмов сжатия информации без потерь общего назначения.

1. Cai H., Zheng V.W., Chang K.C. A Comprehensive Survey of Graph Embedding: Problems, Techniques and Applications // IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering. 2018. Vol. 30. No. 9. pp. 1616–1637. 2. Nair V., Hinton G.E. Rectified Linear Units Improve Restricted Boltzmann Machines // Proceedings of the 27th International Conference on Machine Learning. 2010. pp. 807–814. 3. Goodfellow I., Bengio Y., Courville A. Deep Learning. – Cambridge: The MIT Press, 2016. – 800 pp. 4. Post-training quantization – Текст : электронный / TensorFlow : [сайт]. – URL: https:// www.tensorflow.org/lite/performance/post_training_quantization. 5. Kolaczyk E.D. Statistical Analysis of Network Data: Methods and Models. – New York: Springer Science+Business Media, 2009. – 386 pp. 6. Protocol Buffers – Текст : электронный Google Developers : [сайт] . – URL: https:// developers.google.com/protocol-buffers. 7. Varlamov O.O. Wi!Mi Expert System Shell as the Novel Tool for Building Knowledge72

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Based Systems with Linear Computational Complexity // International Review of Automatic Control. 2018. Vol. 11. No. 6. pp. 314-325. 8. Варламов, О. О. Миварные технологии как некоторые направления искусственного интеллекта – О. О. Варламов – Текст : непосредственный // Проблемы искусственного интеллекта. – 2015. – № 0(1). – С. 23-37. 9. Черненький, В. М. Структура гибридной интеллектуальной информационной системы на основе метаграфов / В. М. Черненький, В. И. Терехов, Ю. Е. Гапанюк – Текст : непосредственный // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. – 2016. – № 9. – С. 3-13.

REFERENCES

1. Cai H., Zheng V.W., Chang K.C. A Comprehensive Survey of Graph Embedding: Problems, Techniques and Applications // IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, 2018, vol. 30, no. 9, pp. 1616-1637. 2. Nair V., Hinton G.E. Rectified Linear Units Improve Restricted Boltzmann Machines // Proceedings of the 27th International Conference on Machine Learning. 2010. pp. 807-814. 3. Goodfellow I., Bengio Y., Courville A. Deep Learning. – Cambridge: The MIT Press, 2016. – 800 pp. 4. Post-training quantization // TensorFlow. Available at: https://www.tensorflow.org/lite/ performance/post_training_quantization (accessed: 13.12.2019). 5. Kolaczyk E.D. Statistical Analysis of Network Data: Methods and Models. – New York: Springer Science+Business Media, 2009. – 386 pp. 6. Protocol Buffers // Google Developers. Available at: https://developers.google.com/ protocol-buffers (accessed: 19.10.2019). 7. Varlamov O.O. Wi!Mi Expert System Shell as the Novel Tool for Building KnowledgeBased Systems with Linear Computational Complexity // International Review of Automatic Control, 2018, vol. 11, no. 6, pp. 314-325. 8. Varlamov О.О. Mivarnye tehnologii kak nekotorye napravlenija iskusstvennogo intellekta [Mivar technologies as some areas of artificial intelligence]. Problemy iskusstvennogo intellekta, 2015, no. 0(1), pp. 23-37. 9. Chernenkiy V.M., Terekhov V.I., Gapanyuk Yu.E. Struktura gibridnoy intellektual'noy informacionnoy sistemy na osnove metagrafov [Structure of a hybrid intelligent information system based on metagraphs]. Nejrokompyutery: razrabotka, primenenie, 2016, no. 9, pp. 3-13.

Материал поступил в редакцию 21.05.2020 © Лещев А.О., Лясковский М.А., Мельников К.И., 2020

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

УДК 331.101.1 АЛГОРИТМЫ СОЗДАНИЯ ПРОИЗВОДНЫХ ЭРГОНОМИЧНЫХ РАСКЛАДОК КЛАВИАТУРЫ Мельников Константин Игоревич, магистрант, Лещев Артем Олегович, магистрант, Лясковский Максим Альбертович, магистрант, Горячкин Борис Сергеевич, кандидат технических наук, доцент; МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация

Аннотация: Данная статья предлагает исследование итеративного способа изменения раскладки с помощью генетического алгоритма, оценивающего раскладки по заданным критериям. Проанализированы преимущества и недостатки существующих известных русских раскладок ЙЦУКЕН и ДИКТОР. Исследованы возможности построения критериев оценки раскладки. В качестве оценочных критериев были выбраны такие критерии, как «чередование», «вертикальное чередование», «равномерность», «повторение», «удаленность». Разработаны алгоритмы расчета критериев. Разработан итерационный алгоритм изменения раскладки. Изучен характер убывания вычисленных оценок в зависимости от входных параметров итерационного алгоритма. Найден оптимальный набор параметров для расчета алгоритма. В результате работы итерационного алгоритма получена производная раскладка. Обоснованы оценки производной раскладки и её выгодность относительно ЙЦУКЕН и ДИКТОР. Обсуждается возможность применения предложенного алгоритма для создания отличных от русских производных раскладок. Ключевые слова: клавиатура; раскладка; ЙЦУКЕН; ДИКТОР; итеративный алгоритм; эргономический анализ.

ALGORITHMS FROM DERIVED ERGONOMIC KEYBOARD LAYOUTS CREATION Melnikov Konstantin Igorevich, master's student, Leshchev Artem Olegovich, master's student, Lyaskovsky Maxim Albertovich, master's student, Goryachkin Boris Sergeevich, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor; BMSTU, Moscow, Russia

Abstract: This article offers a study of an iterative way to change the layout using a genetic algorithm that evaluates the layout according to specified criteria. The advantages and disadvantages of the existing known Russian keyboard layouts YTSUKEN, DIKTOR are analyzed. The possibilities of constructing criteria for evaluating the layout are investigated. Such criteria as "alternation", "vertical alternation", "uniformity", "repetition", and "distance" were selected as evaluation criteria. Algorithms for calculating criteria have been developed. An iterative algorithm for changing the layout is developed. The characteristics of decreasing of the calculated estimates depending on the input parameters of the iterative algorithm are studied. The optimal set of parameters for calculating the algorithm is found. As a result of the iterative algorithm, a derived layout is obtained. Evaluation of the derivative of the layout and its profitability relative to the YTSUKEN and DIKTOR is substantiated. The possibility of using the proposed algorithm to create different from Russian derived layouts is discussed. Keywords: keyboard layout; YTSUKEN; DIKTOR; an iterative algorithm; ergonomic analysis. 74

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Для цитирования: Мельников, К. И. Алгоритмы создания производных эргономичных раскладок клавиатуры / К. И. Мельников, А. О. Лещев, М. А. Лясковский, Б. С. Горячкин. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 74-84. – URL: https://nauka-bez-granic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Melnikov K.I., Leshchev A.O., Lyaskovsky M.A., Goryachkin B.S. Algorithms from derived ergonomic keyboard layouts creation // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 74-84.

Введение Раскладка клавиатуры – cоглашение о соответствии вводимых знаков или символов клавишам клавиатуры. [1] Одновременно существует множество раскладок для одного письменного языка. Например, существуют раскладки ЙЦУКЕН, фонетическая (ЯВЕРТЫ), ДИКТОР [2] для русского языка; QWERTY, Colemak, Dvorak для английского языка. Одна и та же раскладка может использоваться в нескольких языках, если набор символов совпадает или имеется возможность транскрипции набора символов в другой набор символов по определенному правилу (Romaji)[3]. На территории России на данный момент доминирует раскладка ЙЦУКЕН. Предположительно во время ее создания не были учтены какие-либо критерии, так как даже с помощью простейшего анализа становится понятна ее неоптимальность, которая заключается в перегрузке указательных пальцев, отсутствии чередования, наличии повторения и так далее. Однако чтобы понять, что и как оптимизировать, необходимо введение формального набора критериев, который бы обладал свойствами воспроизводимости и репрезентативности. Формулирование критериев оценки Критерии оценки формулируются исходя из предположения, что сокращение движения пальцев ведет к увеличению скорости печати и уменьшению совокупной усталости во время

печати. Также физиологическое строение кисти накладывает ограничение на то, на сколько разные пальцы могут гнуться вместе или по отдельности. В данной статье предлагается ввести набор критериев, который описывает количественно качество раскладки. • Критерий «Чередование» Для уменьшения моментальной нагрузки на кисти необходимо чередовать каждое нажатие между кистями. Это должно вести к суммарному уменьшению усталости в предплечье во время длительной печати из-за существенного уменьшения одновременной нагрузки. Алгоритм расчета критерия состоит из следующих шагов: - получение раскладки и разреженной матрицы переходов; - расчет количества переходов из одной половины в другую; - деление на общее количество переходов. • Критерий «Вертикальное чередование» В силу особенности строения сухожилий пальцы рук ограничены в способности делать разноименные движения [4, 5]. В связи с этим необходим критерий для минимизации вертикального чередования каждой кисти. Алгоритм расчета критерия состоит из следующих шагов: - получение раскладки и разреженной матрицы переходов; - расчет количества переходов, вызывающих чередование верхней и нижней строки раскладки; - деление на общее количество 75

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

переходов. • Критерий «Равномерность» Для обеспечения равномерной нагрузки каждого пальца необходим критерий, минимизирующий разницу между количествами нажатий, которые производятся разными пальцами каждой руки. Во время оценки

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

предлагается учитывать, что не все пальцы находятся в пределах допустимой близости по силе нажатия и выносливости. Исходя из этой гипотезы вводится вес R, для компенсации мизинца. Алгоритм реализации данного критерия (рис. 1.) достаточно прост.

Рисунок 1 – Схема алгоритма расчета критерия Равномерность

• Критерий «Повторение» При печати слепым десятипальцевым методом клавиатура разделена на области под каждый палец (рис. 2.), что позволяет добиться минимального движения кисти и развить мышечную память для ускорения печати. В случае, если следующий символ для печати находится в той же области, в которой находится текущий, возникает повторение, то есть переиспользование пальца. Это вызывает 76

задержку задействования следующего пальца и невозможность его предиктивной подготовки, что в свою очередь снижает скорость печати. Данный критерий следует минимизировать. Алгоритм расчета критерия состоит из следующих шагов: - Получение раскладки и разреженной матрицы переходов; - Построение зон согласно 10-пальцевому вводу;

технические науки

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

- Для каждой зоны расчет суммы пе- Частное суммы переходов внутри реходов внутри этой зоны; зон и общего количества переходов.

Рисунок 2 – Разделение зон при печати слепым методом

• Критерий «Удаленность» Пальцы отличаются по длине, точно так же раскладка несимметрична относительно кистей и имеет разное количество символов в пересчете на палец. Следовательно, некоторые клавиши более доступны, чем другие. Для расчета критерия необходима матрица весов для каждой клавиши, она создается на основании удаленности каждой клавиши от начальных положений слепого метода, значения в числовом диапазоне. Алгоритм расчета критериев состоит из следующих шагов: - получение раскладки, разреженной матрицы переходов, матрицы весов W; - создание матрицы нажатий matrix; - расчет для каждого элемента раскладки количества произведенных нажатий в соответствующий элемент matrix; - умножение каждого элемента matrix на соответствующий элемент W; - частное суммы элементов matrix и общего количества переходов. Описание итеративного алгоритма Описанные выше критерии позво-

ляют вывести оценочную функцию, необходимую для сравнения различных раскладок. Расчет оценки производных раскладок происходит из заданных весов для каждой из оценок и расчета первоначальной раскладки, которую предполагается улучшать. Далее формируются множители для нормирования критериев относительно первоначальной раскладки (1) где weight – вес параметра из списка весов M, init – оценка критерия исходной раскладки. Нормирование критериев происходит путем умножения рассчитанного критерия производной раскладки на соответствующий multiplier. Входными параметрами являются список весов для каждого критерия M, матрица весов критерия «Удаленность» W, вес мизинца в расчете критерия «Равномерность» R, количество наилучших вариантов n, количество случайных вариантов r, количество циклов C (рис. 3).

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

Рисунок 3 – Схема работы итерационного алгоритма 78

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Оценка эффективности сформулированных критериев Для практической реализации разработанных алгоритмов и расчета критериев необходим объемный словарь. В качестве его источника авторами выбран набор данных «Yandex. Toloka Persona Chat Rus» [6]. Данные были преобразованы в набор слов, затем в набор диграф. Во время практической реализации алгоритмов расчета авторы старались формировать критерии с простой интерпретацией, которая позволяла бы каждой оценке иметь однозначную трактовку и связь с подаваемым набо-

ром данных. Но на этом этапе было замечено некорректное поведение критериев, которое приводило модель к некорректным решениям. В результате критерии были переработаны, введены изменяемые веса. Непосредственную связь с данными потеряли следующие критерии: • равномерность, в связи с введением переменного веса для мизинца, • удаленность, в связи с матрицей весов. Расчет оценок известных раскладок Рассчитаем известные раскладки с использованием: • матрицы весов W (табл. 1)

Матрица весов W критерия «Удаленность»

16 1

16 16 16

16 16

Выбор таких весов обеспечен данными о длине пальцев, наблюдениями об их способности сгибаться и двигаться в разных плоскостях. Для опоры были выбраны степени двойки. Каждый элемент матрицы является весом соответствующей позиции раскладки. • вес мизинца в расчете критерия «Равномерность» – R = 4 Выбор такого веса обусловлен предположением авторов об общей слабости мизинца по отношению к другим пальцам. Проведенные расчеты с весом менее 4 показывали, что оценка недостаточно сильно возрастает в случае появления часто используемых клавиш на мизинце. В результате расчетов были получены следующие результаты (табл. 2).

Таблица 1

Все критерии, за исключением равномерности, показывают сильную разницу между первичными раскладками и ДИКТОР. Равномерность не имеет устойчивого снижения изза большого R, что показывает, что ДИКТОР сильно загружает мизинцы, несмотря на свою оптимальность по другим критериям. Применение итерационного алгоритма Рассчитаем итерационный алгоритм со следующими параметрами: матрицы весов W (табл. 1); n = 6: r = 6; C = 5; M = [1,1,1,1,1]. В результате окончания расчетов был получен список производных раскладок, тепловая карта (рис. 4.) характеризует полученную раскладку. 79

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

Тепловая шкала – количество употре- диграфе или количество переходов на блений буквы на второй позиции в данную букву в наборе данных. Результаты расчета известных раскладок

Таблица 2

ЙЦУКЕН

ЯВЕРТЫ

ДИКТОР

Равномерность

0.32

0.27

0.32

Чередование

0.47

0.45

0.18

Повторение

0.22

0.08

0.04

Удаленность

3.46

3.31

1.98

Верт. Черед.

0.08

0.09

0.01

Рисунок 4 – Тепловая карта наилучшей производной раскладки

В соответствии с данными (табл. 3) видно, что некоторые критерии сходятся к 0 быстрее, чем другие. Так же оценка дельт позволяет определить, что производная раскладка находится ближе к ДИКТОР, чем к ЙЦУКЕН по совокупности критериев (рис. 5). Для изучения динамики убывания оценок критериев необходимо увеличить количество итераций, которые проходит итерационные алгоритм, так как исходя из рис. 5 не представ80

ляется понятным номер итерации выхода оценок критериев на плато. Итерационный алгоритм был пересчитан изменением следующих параметров: • C = 10 Изучив последующее убывание критериев (рис. 6), можно сделать вывод, что часть критериев выходит на плато или переходит к минимальным изменениям к 5-6 циклу, а после 8 цикла изменения минимальны по всем критериям.

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Рисунок 5 – Убывание нормированных критериев при С=5, М=1,1,1,1,1 Таблица 3

Сравнение результатов расчетов ЙЦУКЕН

ДИКТОР

Произв. раскладка 0.05

Разница Диктор и произв. раскладки 0.27

Разница ЙЦУКЕН и произв. раскладки 0.27

Равномерность

0.32

Чередование

0.47

0.18

0.28

-0.10

0.19

Повторение

0.22

0.04

0.06

-0.02

0.18

Удаленность

3.46

1.98

2.51

-0.53

1.48

Верт. Черед.

0.08

0.01

0.03

-0.02

0.05

Рисунок 6 – Убывание нормированных критериев при С=10, М=1,1,1,1,1

Для ускорения схождения оценок соответствующих критериев в списке критериев попеременно был прове- весов M. Попытка увеличить вес на 1 ден эксперимент с увеличением веса не повлияла существенным образом 81

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

на поведение модели, в связи с этим вес критерия был увеличен на 2. Новый расчет алгоритма с изменением списка весов для увеличения веса критерия Удаленность: • M = [1,1,1,3,1] Как можно заметить (рис. 7), уве-

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

личение веса критерия Удаленность действительно позволяет добиться его схождения к 4 циклу, но при этом критерии Чередование и Вертикальное чередование имеют обратную тенденцию к более медленному схождению.

Рисунок 7 – Убывание нормированных критериев при С=10, М=1,1,1,3,1

Перерасчет конфигурации с увеличением веса на критерии Чередование. • M = [1,3,1,1,1] Исходя из графика (рис. 8) данное

изменение критически сказывается на минимизации параметра Удаленность без особого влияния на другие критерии, кроме критерия Повторяемость.

Рисунок 8 – Убывание нормированных критериев при С=10, M=1,3,1,1,1

Исходя из среднего количества ите- что лучшим сочетанием списка вераций для сокращения суммарной сов и количества циклов является M = нормированной оценки, сделан вывод, [1,1,1,1,1] и C =6. 82

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Рисунок 9 – Итоговая тепловая карта производной раскладки

Получившаяся раскладка (рис. 9) показывает, что были изменены ключевые позиции большинства частых символов, а позиции самых редких неизменны. Исходя из численных сравнений данной раскладки с Диктором, можно сделать вывод, что она достаточно близка по многим параметрам, близость нормированных

критериев (рис. 10) исключительна, при этом большая часть позиций все еще, как в раскладке ЙЦУКЕН. Что может позволить быстрее переучить пользователей на новую раскладку и делает проще переоснащение печатных устройств соответствующими измененными легендами по сравнению с ДИКТОР.

Рисунок 10 – Близость нормированных критериев раскладок

Заключение Исследования, проведенные в настоящей статье, выявили и обосновали проблему недостаточной эффективности стандартной раскладки ЙЦУКЕН.

Для оценки раскладок был предложен набор критериев для эталонного тестирования. Был разработан алгоритм расчета заданных критериев, итеративный алгоритм изменения раскладки. 83

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

Полученные результаты исследования показали близость производной раскладки к ДИКТОР по эталонному тесту и близость производной раскладки к ЙЦУКЕН по расположению клавиш. Данный алгоритм не зависит от

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

выбранного языка, ограничен только выбранным набором данных и его преобразованием в матрицу переходов. Может использоваться в построении альтернативных раскладок для QWERTY или QWERTZ и т.д.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ Р ИСО 9241-4-2009. Эргономические требования к проведению офисных работ с использованием видеодисплейных терминалов (VDT). Часть 4. Требования к клавиатуре = Ergonomic requirements for office work with visual display terminals (VDT). Part 4. Keyboard requirements : национальный стандарт Российской Федера-ции : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 декабря 2009 г. N 579ст : введен впервые : дата введения 2010-12-01. – Москва : Стандартинформ, 2010. – 22 с. – Текст : непосредственный. 2. Титов П. О вопросах сравнения и оптимизации клавиатурных раскладок : [сайт]. – Habrahabr, 2014. – URL: https://habr.com/ru/post/210826/ (дата обращения: 20.01.2020). – Текст. Изображение : электронные. 3. Ро: мадзи со: дан сицу (яп.) [сайт]. – cyberhome, 2018. – URL: http:/www.ab.cyberhome. ne.jp/~kaizu/index.html (дата обращения: 25.01.2020). – Текст : электронный. 4. Sharp G. OTR and Thompson D. PT. Biomechanics of the hand (англ.) [сайт]. – лекция The University of Oklahoma, 2001. – URL: https://ouhsc.edu/bserdac/dthompso/web/ namics/hand.htm (дата обращения: 15.02.2020). – Текст. Изображение : электронные. 5. Привес М.Г. Л.Н.К. Анатомия человека : учебное пособие. – Москва : Медицина, 1985. – с. 210-214. – Текст : непосредственный. 6. Открытые датасеты Яндекс Толоки [сайт]. – Yandex.toloka, 2019. – URL: https:/toloka. yandex.ru/datasets/ (дата обращения: 14.01.2020). – Текст : электронный.

REFERENCES

1. GOST R ISO 9241-4-2009 Ergonomicheskiye trebovaniya k provedeniyu ofisnih rabot s ispolzovaniev videodispleynih terminalov (VDT). Chast 4. Trebovaniya k klaviature [ Ergonomic requirements for office work with visual display terminals (VDT). Part 4. Keyboard requirements]. Available at: http://protect.gost.ru/document. aspx?control=7&id=175407 (accessed 25 January 2020) 2. Titov P. O voprosah sravneniya i optimizacii klaviaturnyh raskladok [About questions of comparison and optimization of keyboard layouts]. Available at: https://habr.com/ru/ post/210826/ (accessed 20 January 2020) 3. Ro: Maji so: dan sitsu. Available at: http://www.ab.cyberhome.ne.jp/~kaizu/index.html (accessed 25 January 2020) 4. Sharp G. OTR and Thompson D. PT. Biomechanics of the hand. Available at: https:// ouhsc.edu/bserdac/dthompso/web/namics/hand.htm (accessed 15 February 2020) 5. Prives M.G. L.N.K. Anatomiya cheloveka [Human Anatomy]. Medicine, 1985, pp. 210214 6. Otkrytie datasety Yandex Toloki [Open datasets Yandex Toloka]. available at: https:// toloka.yandex.ru/datasets (accessed 14 January 2020)

Материал поступил в редакцию 01.06.2020 © Мельников К.И., Лещев А.О., Лясковский М.А., Горячкин Б.С., 2020 84

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

УДК 331.101.1 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЭРГОНОМИЧЕСКИХ БАЗ ДАННЫХ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМ «ЧЕЛОВЕК-МАШИНА» Повираева Марина Леонидовна, магистрант, Горячкин Борис Сергеевич, кандидат технических наук, доцент; МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация

Аннотация: Статья посвящена проблеме персонификации конкретного человека-оператора при проектировании автоматизированных информационных систем с использованием эргономических баз данных. Описана актуальность данной проблемы, необходимость создания мировой эргономической базы данных и сбора антропометрических характеристик. Проведен анализ антропометрических характеристик, применяемых в эргономических базах данных, и сформирована ассоциативная таблица их применения при эргономическом проектировании в зависимости от вида производственной деятельности. В итоге разработана пошаговая методика эргономического проектирования рабочего места и модель расчета параметров комплектующих рабочего места в соответствии с этой методикой. В общей методике эргономического проектирования определено конкретное место использования эргономических баз данных. Ключевые слова: система «человек-машина»; автоматизированная информационная система; эргономические базы данных; антропометрические характеристики; человек-оператор; эргономическое проектирование; рабочее место.

THE EFFECTIVENESS OF USING ERGONOMIC DATABASES IN THE DESIGN OF «HUMAN-MACHINE SYSTEMS» Poviraeva Marina Leonidovna, master’s student, Goryachkin Boris Sergeevich, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor; BMSTU, Moscow, Russia

Abstract: The article is devoted to the problem of personification of a specific human operator in the design of automated information systems using ergonomic databases. The article describes the relevance of this problem, the need to create a global ergonomic database and collect anthropometric characteristics. The analysis of anthropometric characteristics used in ergonomic databases is carried out and an associative table of their application in ergonomic design is formed depending on the type of production activity. As a result, we developed a step-by-step method of ergonomic workplace design and a model for calculating the parameters of workplace components in accordance with this method. In the General methodology of ergonomic design, a specific place for using ergonomic databases is defined. Keywords: human-machine system; automated information system; ergonomic databases; anthropometric characteristics; human operator; ergonomic design; workplace. Для цитирования: Повираева, М. Л. Эффективность применения эргономических баз данных при проектировании систем «человек-машина» / М. Л. Повираева, Б. С. Горячкин. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 85-95. – URL: https://nauka-bez-granic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Poviraeva M.L., Goryachkin B.S. The effectiveness of using ergonomic databases in the design of «human-machine systems» // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 85-95.

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

Введение Начиная со второй половины прошлого века начало формироваться, а затем и прочно вошло в обиход понятие системы «человек — машина» (СЧМ). Под СЧМ понималась система, включающая человека-оператора (ЧО) или группу операторов и машину, посредством которой осуществляется трудовая деятельность. Машиной в СЧМ представлялась совокупность технических средств, используемых человеком-оператором в процессе деятельности [1]. На первых порах основное внимание уделялось вопросам строения человеческого тела и динамики рабочих движений. На основе данных биомеханики и антропометрии разрабатывались рекомендации, относящиеся лишь к форме и размерам рабочего места человека и используемых им средств управления. Затем объектом исследования стало не только рабочее место, но и режим рабочего дня, орга-

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

низация рабочих движений, борьба с утомлением, то есть рассматривался комплексный подход, включая человеческий организм и человеческую деятельность [1]. С тех пор техника и технологии неумолимо совершенствовались и совершенствуются. Поэтому, если раньше человек взаимодействовал больше с техническим устройством, каким являлась ЭВМ, как с железом, то сейчас это взаимодействие все больше и больше переключается на информационную составляющую, тогда как взаимодействие с «железом» переходит в автоматический режим. В связи с этим понятие СЧМ плавно трансформировалось в понятие автоматизированная информационная система (АИС), которая является подвидом СЧМ и представляет собой совокупность структурированных данных (базы данных) и комплекса аппаратно-программных средств для хранения данных и манипулирования ими (рис. 1) [2].

Рисунок 1 – Автоматизированная информационная система

Со временем АИС тщательно продумывались, проектировались для их эффективной и качественной работы. Более того, создаются прецеденты, чтобы эти системы максимально походили на человека и помогали ему. В 86

качестве примера можно привести искусственный интеллект и компьютерное зрение, которые с одной стороны, являются помощниками: человек недостаточно качественно видит и идентифицирует объекты – компьютерное

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

зрение, человек управляет, допуская ошибки, – искусственный интеллект [3], а с другой стороны, максимально схожи с человеком, например, искусственный интеллект строится на взаимодействующих между собой слоях нейронов, как в головном мозге человека [4]. Для проектирования взаимодействия человека с системой тоже имеются наработки, например, системно-деятельностный подход в эргономике [6]. Единственное, что осталось в тени, это проектирование системы под конкретного человека, персонификация системы. Система рассматривается как множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность [1]. Поэтому, забывая про человека, про проектирование индивидуальных условий для организации его производственной деятельности, страдает качество разработанной системы из-за допущенных им ошибок, из-за неэффективности его, как звена, в данной системе. Наиболее приемлемым выходом в такой ситуации является разработка такой системы, которая будет учитывать индивидуальные характеристики конкретного человека, чтобы максимально эффективно организовать взаимодействие внутри СЧМ, то есть речь идет о персонификации человека для конкретной АИС. Проектирование человека и человеческой деятельности должно быть построено на системном анализе его антропометрических, физиологических и психофизиологических характеристик и свойств, возможности сравнения с аналогами, оценке эффективности, а в идеале и оптими-

зации инженерно-психологического взаимодействия. Решение такой задачи требует больших объемов структурированных данных, хорошо манипулируемых и управляемых. То есть речь идет о базах данных, а именно, об эргономических базах данных (ЭБД), имея в виду, что перечисленные выше вопросы и задачи относятся к этапу эргономического проектирования автоматизированных систем. ЭБД на данный момент развития могут представлять совокупность антропометрических характеристик (АХ) человека, как наиболее доступных и известных, для проектирования персонального рабочего места ЧО, а также для уменьшения количества ошибок, связанных с моторикой и утомляемостью [5]. Анализ антропометрических характеристик, используемых в эргономических базах данных Антропометрические характеристики человека-оператора определяют размеры тела человека и его отдельных частей [8,9]. Они в свою очередь подразделяются на статические и динамические размеры и применяются в разных сферах проектирования (табл. 1). В соответствии с регламентными документами для эргономических баз данных актуальны показатели следующих антропометрических характеристик человека-оператора, отображенные в виде таблицы (рис. 2) [10]. В таблице приведены виды и типы измерений, отмечен способ замера, определены части тела, принимающие участие в замере (галочкой отмечен используемый для данной АХ способ замера и части тела, которые оказывают непосредственное влияние на результат этого замера, крестиком отмечены способы замера, не исполь87

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

Рисунок 2 – Виды и специфика измерений антропометрических характеристик

зуемые для данной АХ и части тела, не влияющие на результат замера). Подавляющая часть работы ЧО проходит на рабочем месте по типу офи88

сного, поэтому строки замеров, необходимых для расчета такого рабочего места оператора в таблице выделены цветом.

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Применение антропометрических характеристик

Тип размера

Размер

Применяется для

соматические размеры частей тела человека Статический

размеры головы размеры кисти размеры стопы углы вращения в суставах

Динамический

зоны досягаемости и приросты эффекты движения тела

Частота способов замеров (рис. 3) и частота участия частей тела человека в замерах (рис. 4), а соответственно и в ЭБД приведены на круговой диаграмме и гистограмме соответственно. Каждая из вышеперечисленных характеристик имеет перечень правил для осуществления ее замера для того, чтобы эти данные можно было систематизировать, проанализировать, выявить некую статистику и считать

Таблица 1

установка конструктивных размеров рабочего места, определение диапазона изменения при регулировке, проведение эргономической экспертизы, конструирование манекенов определение объема рабочих движений, определение зон досягаемости, определение зон видимости

объективными и достоверными для последующего их применения. Такие данные, сведенные в свод правил, могут рассматриваться в качестве выделенной подсистемы эргономической базы. Деятельность человека-оператора на рабочем месте может быть совершенно разнонаправленной, а для организации каждого вида деятельности стоит учитывать свою совокуп-

Рисунок 3 – Частота применения позы при замере АХ 89

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

Рисунок 4 – Частота применения части тела для замера

ность критических антропометриче- различным видам человеко-системских характеристик. Пример таких ной деятельности, представлен в виде характеристик, распределенных по табл. 2. Критические АХ по видам человеко-системной деятельности Вид деятельности

Восприятие интернет-сайта в положении сидя

Восприятие интернет-сайта в положении стоя

Ввод данных на клавиатуре в положении сидя

Ввод данных на клавиатуре в положении стоя

Таблица 2

Критические антропометрические характеристики Высота уровня глаз в положении сидя Длина голени Высота локтя в положении сидя Высота клиренса (высота бедра над сиденьем) Высота уровня глаз в положении стоя Высота локтя в положении стоя Подколенная высота в положении сидя Высота локтя в положении сидя Глубина "ягодица-живот" в положении сидя Расстояние "локоть-запястье" Длина "предплечье-кончик пальцев" Длина ладони Ширина ладони на уровне пястных костей Высота локтя Глубина тела в положении стоя Расстояние "локоть-запястье"

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Продолжение таблицы 2

Взаимодействие с мышью

Методика использования эргономических баз данных Проектирование эргономических баз данных принципиально не отличается от проектирования любых других баз [10]. Классика создания БД предусматривает разработку инфологической модели с определением сущностей и связей объектов и процессов предметной области. Для того чтобы произвести расчет эргономичного рабочего места человека-оператора, необходимо наличие одной общей мировой базы данных антропометрических характеристик. В настоящее время известны базы разных стран (далеко не всех), предварительно статистически обработанные, то есть делают замеры некого количества людей с указанием пола, возраста, иногда и прочих характеристик, например, рода деятельности. Затем совокупность этих данных поддается статистической обработке и выявляются выборочное среднее и показатели по первому, 5-ому, 50-ому, 95-ому и 99-ому процентилю. Процентиль – это значение процента исследуемых, показатели которых ниже выбранного значения по какой-либо характеристике. Как известно, АХ являются случайными величинами, подчиненными нормальному закону распределения.

Длина "предплечье-кончик пальцев" Длина ладони Ширина ладони на уровне пястных костей Расстояние "локоть-запястье" Длина "предплечье-кончик пальцев" Длина кисти руки Длина ладони Ширина кисти на уровне пястных костей Длина указательного пальца

Для расчета эргономичного рабочего места человека-оператора возможна следующая пошаговая методика, включающая три этапа. Этап 1. Получение антропометрических характеристик из мировой эргономической базы данных для конкретного человека-оператора. Шаг 1: Выявить возраст, пол, рост, вес и нацию конкретного человека. Шаг 2: Отфильтровать данные по нации в мировой базе антропометрических характеристик. Шаг 3: Отфильтровать данные по полу. Шаг 4: Выявить наиболее ближайший по значениям показателей роста и веса процентиль. Если процентиль по росту и по весу отличается, выбрать больший. Этап 2. Выявление требуемых антропометрических характеристик для расчета рабочего места на основании данных о его комплектации. Шаг 1: Выявить сферу трудовой деятельности человека. Шаг 2: Определить комплектующие рабочего места. Этап 3. Расчет эргономичного рабочего места человека-оператора. Шаг 1: Определить необходимые для расчета формулы и нормы эргономического проектирования. 91

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

Шаг 2: Рассчитать показатели ком- вания в совокупности с пошаговой меплектующих рабочего места. тодикой отражены на рис. 5. Более наглядно процесс проектиро-

Рисунок 5 – Модель расчета эргономичного РМ для ЧО с использованием ЭБД

Место применения ЭБД при эргономическом проектировании На основании эргономического анализа человеко-ориентированной деятельности и принимая во внимание системно-деятельностный подход к проектированию АИС, можно представить методику эргономического проектирования в виде блоков, представляющих процедуру или процесс эргономического обеспечения и проектирования [7]. Глобальная стратегия сводится к тому, что на входе имеются: профотбор и обучение операторов, тактико-поведенческий подход, требования к информационным моделям, как средству взаимодействия ЧО и технических средств, а на выходе – системотехнический синтез как конечный продукт эффективного интерфейса взаимодействия в виде формулирования количественных эргономических требований к АИС и оптимизирован92

ные выходные экранные формы (спроектированный эффективный пользовательский интерфейс). Взаимодействующими блоками, начиная от перечня функций АИС и системного анализа ограничений к коммуникантам, являются вопросы разработки общих эргономических требований, анализа и исследования алгоритмов функционирования ЧО и эргономической оптимизации. Выявляя точку использования ЭБД, которые фактически адаптируют конкретного человека-оператора в автоматизированную систему, следует учесть, что антропометрические характеристики являются своего рода ограничениями, поскольку размеры элементов рабочего места человека-оператора на основании разных формул и методов расчета связаны с размерами тела человека. Исходя из этого, а также из постулата системно-деятельностного подхода о прио-

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

ритете проектирования человеческой деятельности и человеческой компоненты АИС, напрашивается вывод, что на основании ограничений к коммуникантам происходит обращение к ЭБД, а затем отобранные антропометрические характеристики оказывают непосредственное влияние на профотбор и

обучение, делая систему персонифицированной для конкретного ЧО. Таким образом, выделяя отдельными блоками «Перечень антропометрических характеристик» и ЭБД, определим место их внедрения в методике эргономического проектирования АИС (рис. 6).

Рисунок 6 – Фрагмент методики эргономического проектирования АИС на основе системно-деятельностного подхода

Заключение В настоящей статье выявлена актуальность создания эргономических баз данных для применения их при проектировании рабочего места человека-оператора, заключающаяся в персонификации автоматизированной информационной системы для конкретного человека-оператора. Выведены критические антропометрические характеристики, необходимые для проектирования рабочего места в зависимости от сферы производствен-

ной деятельности человека и комплектующих его рабочего места. На основании полученных результатов разработана пошаговая методика расчета эргономичного рабочего места, разделенная на этапы, и модель взаимодействия с мировой базой антропометрических данных, а также определено место использования эргономических баз данных в общей методике эргономического проектирования, на основе системно-деятельностного подхода.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шупейко, И. Г. Эргономическое проектирование систем «человек – компьютер – среда» / И. Г. Шупейко. – 2012. – С. 6–31. – Текст : непосредственный. 2. Автоматизированные информационные системы. – Текст : электронный // Studizba [сайт]. – 2014. – URL: https://studizba.com/lectures/10-informatika-iprogrammirovanie/299-informatika-i-matematika-dlya-yuristov (дата обращения: 12.02.2020). 3. Челнакова, И. Г. Интеллектуальные помощники человека / И. Г. Челнакова. – Текст : электронный // Научно-инновационный портал КузГТУ. – URL: http://science. kuzstu.ru/wp-content/Events/Other/2019/ffp/pages/Articles/32.pdf (дата обращения: 15.02.2020). 93

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

4. Макаренко, Г. Как работают искусственный интеллект, машинное и глубокое обучение / Г. Макаренко. – Текст : электронный // РБК Тренды. – URL: https://trends.rbc.ru/ trends/industry/5e845cec9a794747bf03e2c9/ (дата обращения: 15.02.2020). 5. Горячкин, Б. С. Автоматизированная система эффективного взаимодействия человеческой и машинной компоненты на основе актуализированной классификации типов ошибок человека-оператора / Б. С. Горячкин, А. И. Харлашкин. – Текст : непосредственный // Международный научный журнал «Динамика сложных систем – XXI век». – М.: Издательство «Радиотехника», 2019. – № 5. – С. 19–29. 6. Гасов, В. М. Системно-деятельностный подход проектирования АСУ реального времени / В. М. Гасов, Б. С. Горячкин. – Текст : непосредственный // Сборник науч. трудов Ленингр. ин-т информатики и автоматизации АН СССР. – Л., 1989. 7. Горячкин, Б. С. Эргономический анализ систем обработки информации и управления / Б. С. Горячкин. – Текст : электронный // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». – Т. 9. – № 3 (2017). – (Технические науки). – URL: http://naukovedenie.ru/ PDF/79TVN317.pdf 8. ГОСТ Р ИСО 7250-1-2013 «Эргономика. Основные антропометрические измерения для технического проектирования. Часть 1. Определения и основные антропометрические точки» = Ergonomics. Basic human body measurements for technological design. Part 1: Body measurement definitions and landmarks : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 декабря 2013 г. № 2320-ст : введен впервые : дата введения 2014-12-01 / подготовлен Автономной некоммерческой организацией «Институт безопасности труда» (АНО «ИБТ») при участии Открытого акционерного общества «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АО «НИЦ КД»). – Москва : Стандартинформ, 2019. – Текст : непосредственный. 9. ГОСТ Р 56620.2-2015/ISO/TR 7250-2:2010 «Эргономика. Основные антропометрические измерения для технического проектирования. Часть 2. Статистические данные национальных совокупностей» = Ergonomics. Basic anthropometrical measurements for technical designing. Part 2. Statistical data of national populations : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 октября 2015 г. № 1473-ст. : введен впервые : дата введения 201612-01 / подготовлен Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АО «НИЦ КД»). Москва : Стандартинформ, 2016. – С. 22–28. – Текст : непосредственный. 10. ГОСТ Р ИСО 15535-2012 «Эргономика. Основные требования к созданию антропометрических баз данных» = Ergonomics. Basic requirements for establishing anthropometric databases : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. № 1279-ст : введен впервые : дата введения 2013-12-01 / подготовлен Автономной некоммерческой организацией «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АНО «НИЦ КД»). Москва : Стандартинформ, 2019. – С. 1–22. – Текст : непосредственный. 11. Сергеев, С. Ф. Введение в инженерную психологию и эргономику иммерсивных сред: Учебное пособие / С. Ф. Сергеев. – СПб : Изд-во СПбГУ ИТМО, 2011. – С. 101– 104. – Текст : непосредственный.

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

REFERENCES

1. Shupeyko I.G. Ergonomicheskoe proektirovanie sistem «chelovek – komp'yuter – sreda» [Ergonomic design of systems "human-computer-environment"]. 2012, pp. 6–31. 2. Avtomatizirovannye informacionnye sistemy [Automated information systems]. Available at: https://studizba.com/lectures/10-informatika-i-programmirovanie/299-informatika-imatematika-dlya-yuristov (accessed 12 February 2020). 3. Chelnokova I.G. Intellektual'nye pomoshchniki cheloveka [Intellectual assistants of a person]. Available at: http://science.kuzstu.ru/wp-content/Events/Other/2019/ffp/pages/ Articles/32.pdf (access: 15 February 2020). 4. Makarenko G. Kak rabotayut iskusstvennyj intellekt, mashinnoe i glubokoe obuchenie [How artificial intelligence, machine learning and deep learning work]. Available at: https://trends.rbc.ru/trends/industry/5e845cec9a794747bf03e2c9 (access: 15 February 2020). 5. Goryachkin B.S., Kharlashkin A.I. Avtomatizirovannaya sistema effektivnogo vzaimodejstviya chelovecheskoj i mashinnoj komponenty na osnove aktualizirovannoj klassifikacii tipov oshibok cheloveka-operatora [Automated system of effective interaction of human and machine components on the basis of updated classification of error types of human operator]. international scientific journal "Dynamics of complex systems-XXI century". Moscow: Radiotechnika publishing House, 2019, no. 5, pp. 19–29. 6. Gasov V.M., Goryachkin B. S. Sistemno-deyatel'nostnyj podhod proektirovaniya ASU real'nogo vremeni [System-activity approach of real-time automated control system design]. Collection of scientific works of the leningr Institute of Informatics and automation of the USSR Academy of Sciences. L., 1989. 7. Goryachkin B.S. Ergonomicheskij analiz sistem obrabotki informacii i upravleniya [Ergonomic analysis of information processing and management systems]. Online journal "NAUKOVEDENIE" Volume 9, Number 3 (2017), Technical Sciences. Available at: http:// naukovedenie.ru/PDF/79TVN317.pdf 8. GOST R ISO 7250-1-2013 «Ergonomika. Osnovnye antropometricheskie izmereniya dlya tekhnicheskogo proektirovaniya. Chast' 1. Opredeleniya i osnovnye antropometricheskie tochki» [GOST R ISO 7250-1-2013 " Ergonomics. Basic human body measurements for technological design. Part 1: Body measurement definitions and landmarks "]. 9. GOST R 56620.2-2015 GOST R 56620.2-2015/ISO/TR 7250-2:2010 «Ergonomika. Osnovnye antropometricheskie izmereniya dlya tekhnicheskogo proektirovaniya. Chast' 2. Statisticheskie dannye nacional'nyh sovokupnostej» ["Ergonomics. Basic anthropometrical measurements for technical designing. Part 2. Statistical data of national populations"]. 10. GOST R ISO 15535-2012 Ergonomika. Osnovnye trebovaniya k sozdaniyu antropometricheskih baz dannyh ["Ergonomics. Basic requirements for establishing anthropometric databases "]. 11. Sergeev S.F. Vvedenie v inzhenernuyu psihologiyu i ergonomiku immersivnyh sred: Uchebnoe posobie [Introduction to engineering psychology and ergonomics of immersive environments: Textbook]. Saint Petersburg: ITMO publishing House, 2011, pp. 101–104.

Материал поступил в редакцию 01.06.2020 © Повираева М.Л., Горячкин Б.С., 2020

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

УДК 004.8 ГОЛОСОВОЙ ПОМОЩНИК КАК ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ Поначугин Александр Викторович, кандидат экономических наук, доцент, Пичужкина Дарья Юрьевна, студент, Смекалова Екатерина Сергеевна, студент; НГПУ им. К. Минина, Нижний Новгород, Российская Федерация

Аннотация: Для решения большинства задач, связанных с работой в интернете или запуском программных приложений, сегодня нет необходимости набирать запрос. С такими запросами легко справляются голосовые помощники, созданные при помощи встроенного или облачного искусственного интеллекта. В данной статье раскрывается тема использования голосовых помощников, разработанных отечественными и зарубежными компаниями, в современном мире на примере их появления на рынке, принципа и функционала работы, рассматривается диаграмма деятельности подсистемы идентификации, а также проводится анализ статистики наиболее популярных голосовых ассистентов и анализ использования голосовых помощников за календарный год. На основе анализа основных функций сформулированы тезисы о работе наиболее распространённых голосовых помощников. Рассмотрены перспективы и тенденции развития данной технологии. Ключевые слова: голосовой ассистент; голосовой помощник; искусственный интеллект; Alisa; Google Assistant; Siri.

VOICE ASSISTANT AS A DATA PROCESSING TECHNOLOGY Ponachugin Alexander Viktorovich, Candidate of Economic Sciences, Associate Professor, Pichuzhkina Daria Yuryevna, student, Smekalova Ekaterina Sergeevna, student; Minin University, Nizhny Novgorod, Russia

Abstract: To solve most of the problems associated with working on the Internet or launching software applications, today there is no need to type a request. Such requests are easily handled by voice assistants created using built-in or cloud artificial intelligence. This article reveals the topic of using voice assistants developed by domestic and foreign companies in the modern world by the example of their appearance on the market, the principle and functionality of work, examines the diagram of the identification subsystem, and analyzes the statistics of the most popular voice assistants and analyzes the use of voice assistants for the calendar year. Based on the analysis of the main functions, theses on the work of the most common voice assistants are formulated. The prospects and development trends of this technology are considered. Keywords: voice assistant; voice assistant; artificial intelligence; Alisa; Google Assistant; Siri. Для цитирования: Поначугин, А. В. Голосовой помощник как технология обработки данных / А. В. Поначугин, Д. Ю. Пичужкина, Е. С. Смекалова. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 96-100. – URL: https://nauka-bez-granic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Ponachugin A.V., Pichuzhkina D.Yu., Smekalova E.S. Voice assistant as a data processing technology // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 96-100.

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Важным аспектом развития государства являются информационные технологии, так как они формируют новую интернет-экономику, которая основывается на знаниях, а не на расширяющемся потреблении невоспроизводимых ресурсов [2]. Использование голосовых помощников является актуальной темой в современном мире, поскольку максимально сильно упрощает жизнь человека. Голосовые помощники – это боты, которые работают на искусственном интеллекте при помощи распознавания голоса и обработке естественного языка, чтобы отвечать на вопросы, вести разговоры, осуществлять запуск простых задач. С появлением такой опции, выполнять многие запросы стало намного удобнее. Голосовые помощники построены на искусственном интеллекте (ИИ), технологиях машинного обучения и распознавания голоса [4]. История развития информационных технологий берет свое начало с 60-х гг. ХХ в. И на сегодняшний день информационные технологии стали неотъемлемой частью нашей жизни. Попытки распознать голос при помощи технологий, начались ещё в 1930 г. Тогда учёные старались запрограммировать машину на распознавание одночленных звуков, а сейчас наши смартфоны и компьютеры понимают целые предложения. Данный скачок возник в результате развития машинного обучения, которое заставляет нейронные сети самостоятельно анализировать контекст и эффективно определять основной источник звука. Однако разработчикам потребовалось на это около 80 лет подготовительных работ [3].

Принцип работы голосовых помощников также прост, как и их использование: 1. Пассивное считывание звука, при помощи активации функции со встроенным кодовым словом; 2. Фильтрация сигнала – этап устранения шума и помех, возникающих при записи голосового запроса; 3. Оцифровка звука – происходит преобразование звукового сигнала в цифровой вид, понятный компьютеру; 4. Анализ сигнала – выделяются участки с речью, происходит оценивание параметров, таких, как часть речи, форма слова, связь в один запрос; 5. Поиск шаблонных данных – искусственный интеллект собирает разные произношения слова, сравнивает с шаблонами и выдаёт результат. Голосовой ассистент можно написать практически при помощи любого языка программирования, но наиболее популярным на 2020 г. является Python. Для написания программного кода понадобится знание языка, умение работать с подключением различных библиотек, и четкая формулировка входных и выходных данных. Артозей Е.А. в своей статье «Разработка алгоритмов идентификации голосовых команд для управления бортовой системой автомобиля» пишет, что «для визуального представления процессов ввода и дальнейшего распознавания голосовых команд системой голосового управления используется диаграмма деятельности подсистемы идентификации. Деятельность подсистемы берет свое начало с ввода голосовой команды. Полученный сигнал преобразуется в цифровой вид и проходит процедуру фильтрации внешних шумов. Далее, преобразованный сигнал по97

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

падает с подсистему идентификации. В данной подсистеме для распознавания команды сперва подается запрос к базе данных сигналов. При совпадении входного и сохраненного сигналов распознавание проходит успешно, и команда передается на исполнительное устройство, выполняющее определенное действие. Если голосовая команда не распозналась, то система возвращается к началу – вводу голосовой команды, и алгоритм действий повторяется снова, пока не будет достигнут положительный результат, то есть до тех пор, пока голосовая команда не распознается» [1]. Функциональность использования голосовых помощников строится на

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

решении простых ежедневных задач (построение маршрута, звонок лицу из контактных данных, установка оповещения, поддержка разговора и другие). В результате частого использования голосовой ассистент запоминает наиболее часто используемые функции пользователя данного устройства, и старается облегчить дальнейшие запросы. Так как все голосовые помощники обладают искусственным интеллектом, то при общении они учитывают изменение местоположения, время суток, дни недели, историю поисковых запросов, различные предыдущие заказы и многое другое. В таблице приведено несколько голосовых помощников и их функции. Таблица

Голосовые помощники и их функции Голосовой помощник Производитель

Siri

Google Assistant

Alisa

Apple

Google

Яндекс

«Привет, Siri»

«О’кей, Google»

«Привет, Алиса»

Управление умными устройствами; Поиск информации; Цифровая няня.

Управление умными устройствами; Поиск информации; Справочник.

Интеграция с социальными сетями

Да

Нет

Обработка голосового запроса; Управление медиа устройствами; Поиск информации; Имеется ряд игр и различных встроенных навыков, упрощающих жизнь человека. Да

Понимание произвольной речи и команд Мобильные приложения

Да

Android, iOS

Android, iOS и браузер Chrome

Android, iOS и браузер Яндекс

Код активации Задачи

Проанализировав её данные, можно 1. В данной таблице представлены сформулировать следующие тезисы: самые популярные в использование 98

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

голосовые ассистенты; 2. Данные голосовые помощники поддерживаются на всех устройствах, начиная с портативного компьютера, при помощи веб-браузера, заканчивая переносными устройствами, такими как смартфоны, планшеты, музыкальные колонки; 3. Интеграцию с социальными сетями поддерживают Siri и Alisa, что невозможно сказать про Google Assistant; 4. Siri, Alisa и Google Assistant обладают функции понимания произ-

вольной речи, а также определённого набора команд; 5. Основные задачи дачи данных голосовых ассистентов – это обработка голосовых помощников, управление умными устройствами, а также поиск информации в глобальной сети Интернет. Сравнительный анализ использования голосовых помощников за последний год показывает, насколько востребованы виртуальные ассистенты от компаний Apple, Яндекс и Google среди российских пользователей.

Рисунок – Анализ использования голосовых помощников за год

На диаграмме видно, что наибольшую долю запросов пользователей среди голосовых помощников занимает «Алиса», созданный компанией Яндекс. Популярность «Алисы» в российском сегменте обусловлена спецификой ее целевой аудитории и особенностями технической разработки. Российский помощник лучше аналогов благодаря отечественному производству. «Алиса» великолепно распознает русский язык и понимает невнятную речь (нечёткую русскую речь Siri или Google Assistant распознают с огромными проблемами), а также «Алиса» в отличие от своих кон-

курентов может поддерживать диалог с пользователем, например, рассказать анекдот или историю. Опираясь на мнение различных IT – и бизнес – аналитиков, можно прийти к выводу, что голосовые помощники хоть и развиваются достаточно быстро, но на 2020 г. не находятся на пике популярности и развития своих возможностей. Стоит отметить также тот факт, что в будущем при использовании голосовых ассистентов планируется покорять космос и выполнять простые медицинские операции. Получается, что возможности голосового помощника распространятся с решения про99

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

стых пользовательских требований, до рых потребуется длительное обучение решения более сложных технически искусственного интеллекта. затратных задач, на реализацию котоСПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Артозей, Е. А. Разработка алгоритмов идентификации голосовых команд для управления бортовой системой автомобиля / Е. А. Артозей. – Текст : электронный // Современная техника и технологии, 2015. – № 9. – URL: http://technology.snauka. ru/2015/09/7903. 2. Поначугин, А. В. Компьютерные сети в России и становление интернет-экономики / А. В. Поначугин – Текст : непосредственный // Вестник Мининского университета, 2015. – № 4 (12). – С. 20. 3. Смыслова, Л. В. Чат-бот как современное средство интернет-коммуникаций / Л. В. Смыслова. – Текст: непосредственный // Молодой ученый. – 2018. – № 9 (195). – С. 36-39. 4. Хлопенкова, А. Ю. Методы обработки естественного языка в виртуальных голосовых помощниках / А. Ю. Хлопенкова, Ю. С. Белов – Текст: непосредственный // E – Scio. – 2019. – № 11 (38). – С. 167–173.

REFERENCES

1. Artozey E.A. Razrabotka algoritmov identifikacii golosovyh komand dlya upravleniya bortovoj sistemoj avtomobilya [Development of voice command identification algorithms for controlling an on-board vehicle system]. Modern equipment and technologies, 2015, no. 9. Available at: http://technology.snauka.ru/2015/09/7903. 2. Ponachugin A.V. Komp'yuternye seti v Rossii i stanovlenie internet-ekonomiki [Computer networks to Кussia and formation of internet economy]. Vestnik of Minin University, 2015, no. 4 (12), P. 20. 3. Smyslova L.V. Cрat-bot kak sovremennoe sredstvo internet-kommunikacij [Chatbot as a modern means of Internet communications]. Young scientist, 2018, № 9 (195), pp. 36-39. 4. Khlopenkova A.Yu., Belov Yu.S. Metody obrabotki estestvennogo yazyka v virtual'nyh golosovyh pomoshchnikah [Natural language processing methods in virtual voice assistants]. E-Scio, 2019, no. 11 (38), pp. 167-173.

Материал поступил в редакцию 11.06.2020 © Поначугин А.В., Пичужкина Д.Ю., Смекалова Е.С., 2020

100

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

УДК 681.883.45 ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЙ КАНАЛ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ Трошина Евгения Юрьевна, магистрант; МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация

Аннотация: В данной статье проанализированы принципы построения гидроакустического канала связи. Описаны особенности распространения акустического сигнала под водой. Рассмотрено помехоустойчивое кодирование при передаче данных в водной среде. Для повышения точности передачи данных рассмотрены два вида помехоустойчивых кодов, такие как код Голея и код Рида-Соломона. Проведено моделирование распространения заданной последовательности для двух видов помехоустойчивых кодов, а также произведен сравнительный анализ их использования, результатом которого является вывод об эффективности использования кода для условий среды, моделируемых в канале. Для оценки работы кодов были получены следующие зависимости: вероятность битовой ошибки от отношения энергии одного бита к спектральной плотности мощности шума каждого кода по отдельности и сравнительная оценка вероятности битовой ошибки. Ключевые слова: гидроакустика; канал связи; кодирование канала; код Голея; код Рида-Соломона; помехоустойчивый код.

HYDROACOUSTIC DATA CHANNEL Troshina Evgeniya Yuryevna, master’s stedent; BMSTU, Moscow, Russia

Abstract: This article analyzes the principles of constructing a sonar communication channel. The features of the propagation of an acoustic signal under water are described. Noiseresistant coding is considered for data transmission in the aquatic environment. To increase the accuracy of data transmission, two types of error-correcting codes are considered, such as the Golay code and the Reed-Solomon code. The propagation of a given sequence for two types of error-correcting codes has been simulated, and a comparative analysis of their use has been made, the result of which is a conclusion about the efficiency of using the code for environmental conditions simulated in the channel. To evaluate the operation of the codes, the following dependences were obtained: the probability of a bit error on the ratio of the energy of one bit to the spectral density of the noise power of each code separately and a comparative estimate of the probability of a bit error. Keywords: hydroacoustics; channel coding; Goley code; Reed-Solomon code; error code. Для цитирования: Трошина, Е. Ю. Гидроакустический канал передачи данных / Е. Ю. Трошина. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 101-106. – URL: https://nauka-bez-granic.ru/№6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Troshina E.Yu. Hydroacoustic data channel // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 101-106.

Введение. Гидроакустические системы являются сложными техническими системами сбора и обработки информации, потому что они связаны

с некоторыми особенностями: большие массогабаритные характеристики, большое количество элементов, случайное пространственное распо101

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

ложение элементов на дне. Неоднородность и изменчивость водной среды определена наличием солености и температуры, ветровым волнением морской поверхности, турбулентностью, климатическими условиями эксплуатации. Актуальность гидроакустических систем заключается в их использовании в системах связи, подводной навигации, измерении глубин и при рассмотрении вопросов построения интегрированной системы наблюдения и передачи информации. Цель научной работы – промоделировать канал связи для передачи данных под водой; в данной модели использовать помехоустойчивые коды, которые позволяют исправить ошибки при передаче информации; использовать коды Рида Соломона и коды Голея, провести оценку их работы. Особенности распространения сигнала под водой. Скорость распространения акустической волны определяется характеристиками локальной среды распространения: плотностью ρ и модулем упругости E (или для жидкости ее обратной величиной сжимаемости χ):

В воде скорость акустической волны близка к 1500 м/с (фактически между 1450 м/с и 1550 м/с в зависимости от солености и температуры) [1]. Плотность морской воды примерно равна тем же физическим параметрам, в среднем ρ = 1030 кг ∙ м–3. Частоты, которые используются в подводной акустике, варьируются примерно от 10 Гц до 1 МГц в зависи102

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

мости от применения (то есть периоды от 0,1 с до 1 мкс). Основными ограничениями частот, используемых для конкретного применения, являются: - затухание звуковой волны в воде, которое увеличивается с частотой; - целевой акустический отклик в зависимости от частоты будет отражать меньше энергии, так как ее размеры меньше по сравнению с длиной акустической волны. Соленость воды и температура влияют на скорость звука в воде. Соленость также влияет на сжимаемость и плотность. При увеличении солености плотность увеличивается, а сжимаемость уменьшается. Более резкое изменение коэффициента сжимаемости по отношению к изменению плотности приводит к тому, что скорость звука при увеличении солености будет возрастать. Например, величина вариации скорости звука на измерение солености на 1 % составляет величину приблизительно 1,3 м/c. Скорость звука в воде также увеличивается с повышением температуры. Например, при температуре 5°С изменение температуры всего на 1°С дает изменение скорости на 4,5 м/с. Регулярное изменение температуры и солености являются важными характеристиками при рассмотрении аппаратуры гидроакустической связи. Принцип построения канала связи. Основные элементы цифровой системы связи в общем виде показаны на рис. 1. Источник информации может выдавать данные для передачи по каналу связи как в цифровом виде, так и в аналоговом виде. В независимости от типа источника информации данные должны быть представлены в как можно более сжатом цифровом виде.

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

С выхода кодера источника данные поступают на передатчик, в котором выполняется канальное кодирование данных и модуляция. Под каналом связи понимается физическая среда, в которой происходит распространение информационного сигнала. Пе-

редаваемый по каналу связи сигнал подвержен аддитивному шуму, межсимвольной интерференции, затуханию. Приемная часть системы связи содержит системы синхронизации с принимаемым сигналом и демодулятор [2].

Рисунок 1 – Структурная схема системы связи

Гидроакустический канал связи можно охарактеризовать как канал, обладающий следующими характеристиками [3]: − ограниченная полоса частот, которая подходит для связи на большие расстояния; − большие доплеровские смещения сигнала даже при небольших скоростях движения; − узкая полоса частотной когерентности; − короткое время когерентности канала связи; − сильная рефракция сигнала, сопровождаемая рассеиванием. Помехоустойчивое кодирование. Передача информации в одной среде также имеет ряд сложностей, которые связаны, например, с множественным отражением сигнала от дна или поверхности воды, задержками, пространственными отражениями.

Известно много различных видов помехоустойчивых кодов, которые отличаются друг от друга энергетической эффективностью, функциональным назначением алгоритмами кодирования и декодирования и многими другими параметрами. В данной работе использованы коды Боуза–Чоудхури–Хоквингема (БЧХ-коды) Это обширный класс кодов, конструкция которых определяется заданием корней порождающего их многочлена, который используют для защиты данных от ошибок. Коды БЧХ с длиной 2m – 1 называют примитивными кодами. К кодам БЧХ относятся такие коды, длина n которых является делителем 2m – 1 . Один из таких кодов – это код Голея (23, 12, 7), используемый в работе, также принадлежит классу кодов БЧХ, поскольку при m = 11 примитивный код БЧХ имеет длину n = 211 – 1 = 2047, причём 103

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

это значение без остатка делится на длину кода Голея n = 23(2047:23 = 89), который относится к непримитивным БЧХ-кодам [4]. Коды Рида—Соломона являются широко используемым подмножеством кодов БЧХ. Код Рида—Соломона получится, если взять основание кода q = 2s. Это означает, что каждый символ кода заменяется s-злачной двоичной последовательностью. Если исходный код с основанием q исправляет ошибки кратности < gu, то полученный из него двоичный код имеет проверочных символов (по ) на каждый блок из символов) из общего числа n = s – (2s – 1). Код может исправлять серийные ошибки (пакеты ошибок) длиной ≤ b = s ∙ (gu – 1) + 1. Моделирование. Проведен сравнительный анализ помехоустойчивого кодирования Рида-Соломона и кода Голея по эффективности работы в канале. Для оценки эффективности кодов были получены зависимости: вероятность битовой ошибки (BER – Bit Error Rate) от

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

отношения энергии одного бита к спектральной плотности мощности шума (Eb/N0). В модели канала связи использован аддитивный белый гауссов шум, который изменяет отношение Eb/ N0. В настройках моделирования канала указывается число информационных бит на символ и длительность символа в секундах. Энергия сигнала равна 1 Вт. В качестве модуляции использовалась фазовая манипуляция. Для того чтобы сравнить результаты передачи данных, были построены графики зависимости вероятности битовой ошибки передачи данных от отношения сигнал/шум (рис. 2 и рис. 3). Произведем сравнительную характеристику двух графиков, показанную на рис. 4. В моделируемом канале связи меньшую вероятность битовой ошибки на всех значениях отношения сигнал/шум имеет сигнал, переданный с помощью кодирования Рида-Соломона.

Рисунок 2 – Вероятность битовой ошибки при использовании п омехоустойчивого кода Рида-Соломона

104

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Рисунок 3 – Вероятность битовой ошибки при использовании помехоустойчивого кода Голея

Рисунок 4 – Сравнение графиков вероятности битовой ошибки

Заключение. В работе была рассмотрена передача данных в гидроакустическом канале с учетом особенностей распространения сигнала в воде с использованием помехоустойчивого кодирования. Проанализированы особенности помехоустойчивых кодов путем моделирования передачи данных в канале связи с использованием кодирования Рида-Соломона и кода Голея.

Произведен сравнительный анализ двух видов кодирования, получены графики вероятности битовой ошибки от отношения сигнал/шум. Был произведен вывод, что в моделируемом канале связи сигнал, переданный с помощью кодирования Рида-Соломона, имеет меньшие значения вероятности битовой ошибки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Фирсов, Ю. Г. Основы гидроакустики и использования гидрографических сонаров / Ю. Г. Фирсов. – СПб. : Нестор-История, 2010. – 348 с. – Текст : непосредственный. 2. Помехоустойчивость и эффективность систем передачи информации / А. Г. Зюко, 105

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

А. И. Фалько, И. П. Панфилов, В. Л. Банкет, П. В. Иващенко / под редакцией А. Г. Зюко. – М. : Радио и связь, 1985. – 272 с. – Текст : непосредственный. 3. Макаров, А. А. Помехоустойчивое кодирование в системах телекоммуникаций: учебное пособие / А. А. Макаров, В. П. Прибылов. – СибГУТИ, Новосибирск, 2004. – 142 с. – Текст : непосредственный. 4. Блейхут, Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки / Р. Блейхут ; перевод с английского К. Ш. Зигангирова. – М.: Мир, 1986. – 576 с. – Текст : непосредственный.

REFERENCES

1. Firsov Yu. G. Osnovy gidroakustiki i ispol'zovaniya gidrograficheskikh sonarov [Fundamentals of hydroacoustics and the use of hydrographic sonars]. St. Petersburg: Nestor-Istoriya, 2010, 348 p. 2. Zyuko A.G., Falco A.I., Panfilov I.P., Banquet V.L., Ivashchenko P.V. / Ed. A.G. Zyuko Pomekhoustoychivost' i effektivnost' sistem peredachi informatsii [Interference immunity and efficiency of information transmission systems]. M.: Radio and communications, 1985, 272 p. 3. Makarov A.A., Pribylov V.P. Pomekhoustoychivoye kodirovaniye v sistemakh telekommunikatsiy: uchebnoye posobiye [Noise-resistant coding in telecommunication systems: textbook]. SibGUTI, Novosibirsk, 2004, 142 p. 4. Bleikhut R. Teoriya i praktika kodov, kontroliruyushchikh oshibki Per. s angl. [Theory and practice of error control codes: Tran. with English / ed. K. Sh. Zigangirova]. Moscow, Mir, 1986, 576 p.

106

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

УДК 654.09 ОСОБЕННОСТИ ПЛАНИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ДЕНЕЖНЫХ СРЕДСТВ НА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ Ханбиков Фаттах Ринатович, магистрант, Научный руководитель: Гантц Ирина Сергеевна, кандидат экономических наук; РТУ МИРЭА, Москва, Российская Федерация

Аннотация: В статье рассмотрены аспекты планирования движения денежных средств на производственных предприятиях. Современные информационные системы обеспечивают многогранный контроль и управление ресурсами предприятия. Одним из важнейших аспектов современных корпоративных информационных систем является возможность планирования и мониторинга распределения и использования ресурсов, в том числе и денежных средств. Подобный элемент управления реализуется посредством многоуровневого контролинга, а также построения множества отчетов. Ввиду масштабности и специфики работы производственных предприятий они часто сталкиваются с задачами усложнения отчетности, связано это, зачастую, с законодательной подоплекой. Реализация решений подобных проблем видна в даже коробочных решениях информационных систем, но достигается это ценой сложности и громоздкости этих систем. В условиях увеличения количества функций и загруженности информационных систем критически важным становится обеспечение бесперебойной работы систем. Ключевые слова: информационные системы; планирование; бюджетирование; промышленные предприятия, финансы.

FEATURES OF PLANNING CASH FLOW IN MANUFACTURING ENTERPRISES Khanbikov Fattah Rinatovich, master’s student, Scientific adviser: Gants Irina Sergeevna, Candidate of Economic Sciences; RTU MIREA, Moscow, Russia

Abstract: The article considers the aspects of cash flow planning at production enterprises. Modern information systems provide multifaceted control and management of enterprise resources. One of the most important aspects of modern corporate information systems is the ability to plan and monitor the distribution and use of resources, including financial resources. Such a control is implemented through multi-level controlling, as well as the construction of many reports. Enterprises often face challenges and complications in reporting due to the scale and specifics of their work. This is often connected with the legislative background. The implementation of solutions to such problems is exists even in the box solutions of information systems, but this is achieved at the cost of complexity and cumbersomeness of said systems. As the number of functions increases and workload on information system grows, the task of ensuring the smooth operation of systems becomes critical. Keywords: information systems; planning; budgeting; industrial enterprises; finance. Для цитирования: Ханбиков, Ф. Р. Особенности планирования движения денежных средств на производственных предприятиях / Ф. Р. Ханбиков. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 107-112. – URL: https://nauka-bez-granic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Khanbikov F.R. Features of planning cash flow in manufacturing enterprises // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 107-112.

107

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

В настоящее время трудно представить предприятие, перед которым не стоит задача планирования собственных ресурсов. Планирование – неотъемлемая часть стабилизации и улучшения положения предприятия на рынке. В случае нехватки денежных средств возникает дефицит, что, несомненно, является проблемой. Ситуации, в которых обязательства о выплатах превосходят имеющиеся средства для оплаты, называют «кассовым разрывом». В случае избытка денежных средств возникает ситуация, когда необходимо избежать инфляционного убытка. Другими словами, необходимо пустить в оборот как можно большее количество средств. Однако для этого нужно понимать, в какой момент сколько средств понадобится, когда их нужно аккумулировать для выплат по

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

счетам, а когда есть возможность пустить их в новый операционный цикл оборота или рассмотреть долгосрочные доходные инвестиции. Именно для решения подобных проблем существует такое понятие, как финансовое планирование. Планирование выступает в качестве продуктивного способа снижения рисков и увеличения прибыли. Помимо прочего, планирование позволяет реализовать такую функцию управления, как координирование деятельности подразделений предприятия. В целом, планирование позволяет наиболее рационально использовать имеющиеся технические и человеческие ресурсы, минимизировать время, необходимое на выполнение заказа, а также достичь лучшей производительности предприятия. На рис. представлена схема управления предприятия.

Рисунок – Схема процессов управления предприятием

Планирование – это составной эле- цикле компании. Финансовое планимент процессов управления. Причем рование, в свою очередь, – это составоно является первым в жизненном ная часть процесса планирования. 108

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Для него составляется маркетинговый план, планы производства, закупок и т.д. Финансовое планирование обязано подчиняться миссии и общей стратегии компании. В соответствии с миссией и целями компании после анализа внутренних и внешних возможностей и окружения формулируются целевые показатели и стратегия их достижения. Осуществляется долгосрочное (целевое) планирование в виде взаимосогласованных бюджетов. Выполняется по всем цепочкам, например: «закупки – деньги – производство – продажи – деньги». Краткосрочное оперативное планирование решает тактические задачи текущей деятельности. В процессе деятельности по результатам периодов проводится анализ достижения поставленных целей и вносятся корректировки исходя из текущей ситуации [1]. Финансовое планирование тесно связно с понятиями операционного, финансового и производственного циклов. Основная деятельность компании состоит из череды повторяющихся или наслаивающихся друг на друга операционных циклов. Операционный цикл предприятия представляет собой период времени с момента приобретения активов для обработки и до момента их обмена на денежные средства или эквиваленты денежных средств [2]. Если организация работает на условиях предоплаты, то моментом окончания операционного цикла будет отгрузка, а не получение оплаты. Иными словами, это время, проходящее с момента возникновения обязательств перед поставщиком или поставщика перед нами, если мы вносим предоплату, до итогового расчета по товару и задолженности с

клиентом. Операционный цикл включает в себя производственный цикл (если компания осуществляет производство самостоятельно или через посредников) и финансовый цикл. Производственный цикл – цикл операций с материальными оборотными активами. Это период времени от закупки сырья у поставщиков (от даты получения материалов, факт оплаты их не важен) до отгрузки готовой продукции клиентам (до даты реализации товара, факт оплаты не важен) [3]. Финансовый цикл характеризует движение денежных средств от момента оплаты сырья, материалов, комплектующих изделий поставщикам до момента поступления средств от продажи готовой продукции, другими словами, финансовый цикл отражает промежуток времени, когда расходы предприятия превышают доходы. Финансовый цикл является периодом полного оборота инвестированных в оборотные активы, денежных средств. Финансовые операции, совершаемые предприятием, принято называть финансовыми потоками. Финансовые потоки обслуживают реальные процессы движения денежных средств, описывают как внутреннее взаимодействие между подразделениями, внутри организации, так и внешнее, с государством и финансовым рынком. Аспекты организации работы по управлению денежными средствами неразрывно связаны с раздельным учетом и лимитированием денежных средств. Организация управления денежными потоками через заявки на расходование денежных средств и формирование платежного календаря сопряжена с функциями контроля за непревыше109

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

нием лимитов, выделенных на расходование денежных средств за период (например, месяц), на конкретные цели (статьи ДДС, контрагентов и т. п.), конкретным исполнителям (ЦФО, подразделениям, организациям) [4, c. 259]. Наблюдать за соблюдением платежной дисциплины необходимо не только в отношении клиентов организации по своевременному получению денежных средств по оказанным услугам и проданным товарам (дебиторская задолженность), но и в отношении самой организации как плательщика по счетам своих поставщиков и иных контрагентов. Составленный и утвержденный бюджет движения денежных средств (расходная его часть) должен контролироваться оперативно, «на лету», в момент принятия решений об исходящей оплате. Это позволит соблюдать утвержденные на период лимиты расхода денежных средств без необоснованных превышений. Отклонения от утвержденного бюджета возможны (бизнес должен гибко реагировать на реальную ситуацию на рынке), но такие сверхлимитные расходы выделяются из прочих и согласовываются отдельно. Существует несколько подходов контроля лимитов, во многом определяемых требованиями стейкхолдеров. Периодический контроль. Данный вид контроля организуется посредством периодических срезов – ежедневных, еженедельных, ежемесячных. Основной инструмент при подобных срезах – это план-фактный отчет. При таком контроле отсутствует возможность детектировать превышение лимита оперативно, остается довольствоваться фактическим его совершением. Сам контроль расходов происходит 110

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

через заявки на расходование в момент их согласования по назначениям запрашиваемых расходов без дополнительных проверок на превышение выделенных лимитов. Лимиты и планфакт по ним при этом могут вообще не использоваться. Подобный подход рационален в случаях, когда заблаговременно невозможно спланировать расходы, а также когда инициаторы имеют собственное оперативное планирование, не включенное в общий план бюджетирования. Например, по методике Beyond budgeting без составления бюджета движения денежных средств. Beyond budgeting – адаптивная модель управления. Суть его сводится к тому, что вместо подробного бюджета составляется план действий, а отчетные периоды связаны не с календарями, а с конкретными этапами разработки проекта. Второй вариант контроля лимитов, признанный более классическим, заключается в запрете любых трат, выходящих за пределы заранее спланированного бюджета. В таком случае при согласовании заявки на траты возникает пункт о построении план-фактного отчета по исполнению бюджета движения денежных средств и принятия решения о возможности удовлетворения заявки. В случае если лимит будет превышен, то заявка будет отклонена при любых обстоятельствах. В случае, когда рассматриваемое предприятие является достаточно крупным, сложно представить возможность полноценной реализации второго варианта контроля лимитов. Периодический же контроль с трудом позволяет избежать неравномерных трат, хотя и имеет преимущество в виде делегирования ответственности

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

на нижестоящее подразделение. При всём сказанном вышеописанные варианты являются шаблонными и зачастую не позволяют в полной мере удовлетворить требования стейкхолдеров, а также обеспечить комфортную, бесперебойную работу предприятия. Одним из возможных вариантов решения в подобной ситуации является компромиссный вариант: оперативное составление отчета о тратах в рамках месячного периода, организация планирования бюджета по каждому из заказов в разрезе месяца. Решение, позволяющее осуществлять гибридный контроль за финансами, предоставляет возможность

делегирования управления части денежных средств, выделенных на месяц. Подводя итог вышесказанному, можно отметить, что к текущему времени информационные системы во многом продвинулись во всех аспектах управления ресурсами предприятия. Даже коробочные решения вполне способны решать широкий спектр задач, но по-прежнему они остаются далеки от решений, разрабатываемых под ключ, имея либо слишком широкий функционал, выступающий балластом для быстродействия системы, либо типовой функционал, которого не хватает для корректной работы предприятия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 1C: КОМПЛЕКСНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ 8. – Текст : электронный // Синтегро. : [сайт]. – 2020. – URL: http://sintegro.com/1c/1%D1%81-complex-automat/ (дата обращения 01.05.2020) 2. «Международный стандарт финансовой отчетности (IAS) 1 «Представление финансовой отчетности» (введен в действие на территории Российской Федерации Приказом Минфина России от 28.12.2015 N 217н) (ред. от 05.08.2019). – Текст : электронный // КонсультантПлюс. : [сайт]. – 2020. – URL: http://www.consultant. ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc&base=LAW&n=311450&fld=134&dst=1000000001,0&r nd=0.019834038682998045#014246218733325744 (дата обращения 01.05.2020) 3. Ковалев, В. В. Финансовый менеджмент: теория и практика / В. В. Ковалев. – Москва : Издательский центр «Проспект», 2017. – 1104 с. – Текст : непосредственный. 4. Боброников, А. Э. Финансовое планирование и бюджетирование / А. Э. Боброников. – Москва : Издательский центр «1С-Паблишинг», 2018. – 313 с. – Текст : непосредственный.

References

1. 1C: KOMPLEKSNAYF AVTOMATIZATSIYA 8 [1C: COMPLEX AUTOMATION 8] // Sintegro, 2020. Available at: http://sintegro.com/1c/1%D1%81-complex-automat/ (accessed 01 May 2020) 2. “Mezhdunarodnyy standart finansovoy otchetnosti (IAS) 1 “Predstavleniye finansovoy otchetnosti” (vveden v deystviye na territorii Rossiyskoy Federatsii Prikazom Minfina Rossii ot 28.12.2015 N 217n) (red. ot 05.08.2019) [“International Standard for Financial Reporting (IAS) 1“ Presentation of Financial Statements ”(entered into force on the territory of the Russian Federation by Order of the Ministry of Finance of Russia dated 12.28.2015 N 217н) (as amended on 08/05/2019)] // KonsultantPlyus, 2020. Available at: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc&base=LAW&n=311450&fld=134 &dst=1000000001,0&rnd=0.019834038682998045#014246218733325744 (accessed 01 May 2020) 111

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

3. Kovalev V.V. Finansovyy menedzhment: teoriya i praktika [Financial Management: Theory and Practice], Moscow, Publishing Center “Prospekt”, 2017, p. 1104. 4. Bobronikov A.E. Finansovoye planirovaniye i byudzhetirovaniye [Financial Planning and Budgeting], Moscow, Publishing Center “1S-Pablishing”, 2018, p. 313.

112

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

УДК 681.524 КЛАССИФИКАЦИЯ НАЗЕМНОЙ ТЕХНИКИ ПО АКУСТИЧЕСКОМУ СИГНАЛУ НА ОСНОВЕ НЕПРЕРЫВНОГО ВЕЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И МЕТОДА ОПОРНЫХ ВЕКТОРОВ Яковлева Ольга Владимировна, магистрант, Научный руководитель: Глазков Виталий Владимирович, кандидат технических наук; МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация

Аннотация: Распознавание транспортных средств по звуку не является новым подходом. Любой двигатель транспортного средства, который включен, издает шум. Транспортные средства одного и того же класса и работающие в аналогичных условиях теоретически создают аналогичные шумы. Классификация транспортных средств была исследована в различных областях. Проблема заключается в том, как извлечь наилучшие характеристики звука транспортного средства, характеризующие каждый тип транспортного средства. В данной статье рассматривается алгоритм классификации классов наземной техники по акустическому сигналу на основе непрерывного вейвлет-преобразования с последующим уменьшением размерности методом главных компонент и методом опорных векторов. Результаты показывают, что такой подход может быть использован для классификации транспортных средств по акустическому сигналу. Ключевые слова: непрерывное вейвлет-преобразование; классификация; акустический сигнал; метод главных компонент; метод опорных векторов.

CLASSIFICATION OF VEHICLE ACOUSTIC SIGNAL BASED ON CONTINUOUS WAVELET TRANSFORM AND SUPPORT VECTOR MACHINE Yakovleva Olga Vladimirovna, master's student, Scientific adviser: Glazkov Vitaliy Vladimirovich, Candidate of Engineering Sciences; BMSTU, Moscow, Russia

Abstract: Recognizing vehicles by sound is not a new approach. Any vehicle engine that is turned on makes a noise. Vehicles of the same class and operating under similar conditions theoretically create similar noises. Vehicle classification has been investigated in various fields. The problem is how to extract the best vehicle sound characteristics characterizing each type of vehicle. In this paper discusses an algorithm for classification of groundbased vehicle acoustic signal based on a continuous wavelet transform with subsequent dimensionality reduction using the principal component analysis and the support vector machine. The results show that this approach can be used to classify vehicles by acoustic signal. Keywords: continuous wavelet transform; classification; acoustic signal; principal component analysis; support vector machine. Для цитирования: Яковлева, О. В. Классификация наземной техники по акустическому сигналу на основе непрерывного вейвлет-преобразования и метода опорных векторов / О. В. Яковлева. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 113-118. – URL: https://nauka-bez-granic.ru/№-6-462020/6-46-2020/ For citation: Yakovleva O.V. Classification of vehicle acoustic signal based on continuous wavelet transform and support vector machine // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 113-118.

113

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

1 Введение Задача классификации акустических сигналов имеет очевидное промышленное и военное применение. В настоящее время автоматическая классификация транспортных средств в основном основана на распознавании изображений. В этой статье рассматривается алгоритм, который решает задачу классификации акустических сигналов, излучаемых различными движущимися транспортными средствами. Перемещение наземных транспортных средств влияет на окружающую среду различными путями. Транспортное средство излучает тепло, звуки, магнитное поле. Существует множество подходов, которые расследуют идентификацию транспортных средств на основе различных видов сигналов. Наиболее многообещающим подходом к идентификации транспортных средств является тот, который основан на акустических сигналах [1]. В качестве объекта исследования были взяты акустические сигналы, принадлежащие трем классам назем-

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

ных транспортных средств, полученные экспериментальным путем. При этом записанные сигналы должны быть отнесены к уже существующим категориям независимо от условий записи. Алгоритм, реализованный в данной статье, может быть также использован для решения широкого круга задач классификации и распознавания, которые основаны на акустической обработке сигнала. 2 Описание алгоритма классификации 2.1 Структура сигнала Данная статья посвящена распознаванию класса наземной техники по акустическому сигналу. Набор данных, который используется в статье, представляет собой записи шума наземных транспортных средств трех классов: - автомобиль «Газель»; - грузовой автомобиль типа «Камаз»; - гусеничная техника. Для каждого класса наземной техники имеется около 150 записей, полученных экспериментальным путем. На рисунке ниже представлены графики сигналов во временной области каждого класса целей.

Рисунок 1 – Графики сигналов во временной области каждого класса целей 114

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

2.2 Теоретические основы и описание алгоритма Можно выделать следующие шаги для реализации рассматриваемого алгоритма: I. Получение коэффициентов непрерывного вейвлет-преобразования Вейвлет-преобразование (ВП) одномерного сигнала – это его представление в виде обобщенного ряда или интеграла Фурье по системе базисных функций, сконструированных из материнского (исходного) вейвлета ψ(t), обладающего определенными свойствами за счет операций сдвига во времени (b) и изменения временного масштаба (a): (1) В непрерывном вейвлет-преобразовании (CWT) анализирующей функцией является вейвлет. CWT сравнивает сигнал со сдвинутой и сжатой или растянутой версиями вейвлета. Растяжение или сжатие функции в совокупности называется расширением или масштабированием и соответствует физическому понятию масштаба. Коэффициенты CWT получают путем постоянно изменения значения параметра масштаба (a) и параметра положения (b). На коэффициенты CWT влияют не только значения масштаба и положения, но и выбор самого вейвлета. Выбор анализирующего вейвлета, как правило, определяется тем, какую информацию нужно извлечь из обрабатываемого сигнала. Каждый всплеск имеет характерные особенности во временной и частотной области, поэтому иногда с помощью разных всплесков можно полнее выявить и подчеркнуть те или иные свойства анализируемых

данных [2]. Вейвлет-спектр Ws(a,b) (wavelet spectrum, или time-scale-spectrum – масштабно-временной спектр) в отличие от фурье-спектра (single spectrum) является функцией двух аргументов: первый аргумент а (временной масштаб) аналогичен периоду осцилляций, т.е. обратен частоте, а второй b – аналогичен смещению сигнала по оси времени. Следует отметить, что Ws(b,a0) характеризует временную зависимость, тогда как зависимости Ws(a,b0) можно поставить в соответствие частотную зависимость [3]. II. Уменьшение размерности данных с помощью метода главных компонент Для декомпозиции многомерного набора данных в набор последовательных ортогональных компонентов используется метод главных компонент (PCA). В scikit-learn PCA реализован как преобразователь, который при обучении изучает заданное число компонент из всех признаков, а после проецирует новые данные на эти компоненты [4]. III. Построение и обучение SVM классификатора Машины опорных векторов (SVM) основаны на методе минимизации структурного риска. Идея SVM-сетей состоит в построении гиперплоскости, максимально разделяющей примеры альтернативных классов в случае линейно разделимых образов или минимизирующей неизбежные ошибки классификации в случае линейно неразделимых примеров. Классификация – это задача моделирования прогноза, которая включает назначение метки класса для примера. Алгоритм SVM предназначен для задач бинарной классификации, т.е. 115

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

задач с двумя классами. И напрямую не может быть использован для задач классификации нескольких классов. Эвристические методы позволяют задачу классификации нескольких классов разделить на несколько задач бинарной классификации. Алгоритм настройки параметров SVM-сети автоматически определяет опорные векторы, т.е. небольшое количество обучающих примеров наиболее сложных для классификации. Эти примеры формируют границы гиперплоскости, разделяющей альтернативные классы. 3 Реализация алгоритма Алгоритм, рассматриваемый в статье, был реализован в программе Python. В данной работе используется библиотека PyWT, которая является сво-

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

бодно доступной библиотекой для вычисления вейвлетов. Эта библиотека позволяет вычислить коэффициенты вейвлета. В действительности не обязательно использовать весь сигнал. Частота дискретизации используемых записей равна 25 600 Гц. В данной работе используется 1024 отсчетов каждого из сигналов. Следовательно, длительность используемых сигналов составляет 0,04 с. Для каждого класса целей были вычислены коэффициенты вейвлетов и построены три скалограммы (рис. 2). В качестве материнского вейвлета взят вейвлет Морле. Визуально построенные скалограммы отличаются. Можно для наглядности также построить 3D-изображение (рис. 3).

Рисунок 2 – Скалограммы сигналов каждого класса целей

Рисунок 3 – 3D-изображение скалограмм сигналов каждого класса целей 116

TECHNICAL SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Далее применяется метод главных (PCA), с помощью которого выделяется только один информационный признак. И вместо того, чтобы работать с полумиллионом коэффициентов для каждого сигнала, остается всего 512. Метод главных компонент применяется для каждого сигнала в исходном наборе данных. После процедуры уменьшения признакового пространства переходим к обучению машины опорных векторов. Для начала набор исходных данных необходимо поделить на обучающий и тестовый. В данной работе под тестовую выборку выбирается 25 % записей. В python это легко сделать с помощью train_test_split из библиотеки sklearn.model_selection. Затем следует обучить классификатор SVM по обучающей выборке.

В данной работе для классификации используется SVC из библиотеки sklearn.svm – это один из методов SVM (C-Support Vector Classification), который в случае классификации нескольких классов использует эвристический метод «один против одного» (One-vsOne). Подход one-vs-one разделяет задачу классификации нескольких классов на бинарные классификации для каждого класса по сравнению с любым другим классом, то есть выполняется бинарная классификация для каждой пары классов [5]. Для оценки точности построенного классификатора, делаются прогнозы на тестовой выборке. На рис. 4 можно увидеть матрицу ошибок, которая наглядно показывает ошибки предсказания класса.

Рисунок 4 - Матрица ошибок 117

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

тЕхНИчЕсКИЕ НАУКИ

Оценка точности классификации на тестовой выборке составляет 91.15 %. Как видно из результатов, прогноз на тестовой выборке имеет неплохой результат. Это свидетельствует, что данный способ использования вейвлет-преобразования эффективен для извлечения характеристик из действительно сложных сигналов, генерируемых нестационарными процессами.

4 Результаты В статье рассмотрен метод классификации наземной техники по акустическому сигналу, в основе которого лежит непрерывное вейвлет-преобразование и метод опорных векторов. Результаты показывают, что такой подход может быть использован для классификации транспортных средств по акустическому сигналу.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Dr. G. Padmavathi, D. Shanmugapriya, M.Kalaivani. Acoustic Signal based Feature extraction for Vehicular Classification // 2010 3rd International Conference on Advanced Computer Theory and Engineering (ICACTE). Vol.2, 2010, P. 11-14. 2. Юдин, М. Н. Введение в вейвлет-анализ: учебно-практическое пособие / М. Н. Юдин, Ю. А.Фарков, Д. М.Филатов. – М. : Моск. геологоразв. акад., 2001. – 72 с. – Текст : непосредственный. 3. Яковлев, А. Н. Введение в вейвлет-преобразования: учебное пособие / А. Н. Яковлев. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. – 104 с. – Текст : непосредственный. 4. How to Use One-vs-Rest and One-vs-One for Multi-Class Classification – Текст электронный // Machine Learning Mastery : [сайт]. URL: https://machinelearningmastery.com/ one-vs-rest-and-one-vs-one-for-multi-class-classification/ (дата обращения : 20.05.2020). 5. Decomposing signals in components (matrix factorization problems) – Текст : электронный // scikit-learn : [сайт]. URL: https://scikit-learn.org/stable/modules/ decomposition. html#pca/ (дата обращения : 20.05.2020).

REFERENCES

1. Dr. G. Padmavathi, D. Shanmugapriya, M.Kalaivani. Acoustic Signal based Feature extraction for Vehicular Classification // 2010 3rd International Conference on Advanced Computer Theory and Engineering (ICACTE). Vol.2, 2010, P. 11-14. 2. Yudin M.N., Farkov Yu.A., Filatov D.M. Vvedeniye v veyvlet-analiz: uchebnoprakticheskoye posobiye [Introduction to wavelet analysis: textbook. -practical allowance]. Moscow, Moskovskaya geologorazvedochnaya akademiya, 2001, 72 p. 3. Yakovlev A.N. Vvedeniye v veyvlet-preobrazovaniya: uchebnoe posobiye. [Introduction to wavelet transforms: tutorial]. Novosibirsk, Izdatel'stvo NGTU, 2003, 104 p. 4. How to Use One-vs-Rest and One-vs-One for Multi-Class Classification. Available at: https://machinelearningmastery.com/one-vs-rest-and-one-vs-one-for-multi-classclassification/ (accessed 20 May 2020). 5. Decomposing signals in components (matrix factorization problems). Available at: https:// scikit-learn.org/stable/modules/ decomposition.html#pca/ (accessed 20 May 2020).

118

ECONOMIC SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

ЭКоНоМИчЕсКИЕ НАУКИ

УДК 338.24 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ ПРОГРАММЫ ДИВЕРСИФИКАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА Батьковский Михаил Александрович, кандидат экономических наук, ведущий научный сотрудник, Кравчук Павел Васильевич, доктор экономических наук, коммерческий директор; НИЦ «Интелэлектрон», Москва, Российская Федерация

Аннотация: Перед предприятиями оборонно-промышленного комплекса в настоящее время поставлена задача диверсификации военного производства. Учитывая специфику создаваемой ими продукции военного назначения, которая производится в плановом порядке, для ее решения разрабатываются программы диверсификации. Формирование данной программы является сложной управленческой проблемой. Наибольшую сложность при этом представляет задача прогнозирования показателей, характеризующих цели программы диверсификации производства. Для ее решения используется модельный инструментарий оптимизации отдельных управленческих задач. Однако он имеет не системный характер. Поэтому в статье представлен научно обоснованный и практически реализуемый инструментарий прогнозирования достижения целей программы диверсификации производства. Ключевые слова: предприятия; диверсификация; оборонно-промышленный комплекс; управление; программа.

PREDICTING ACHIEVEMENT OF PROGRAM GOALS DIVERSIFICATION OF PRODUCTION Batkovsky Mikhail Alexandrovich, Candidate of Economic Sciences, Leading Researcher, Kravchuk Pavel Vasilyevich, Doctor of Economic Sciences, Commercial Director; SIC "Intelelektron", Moscow, Russia

Abstract: The enterprises of the military-industrial complex are currently tasked with diversifying military production. Given the specifics of the military products they create, which are produced in a planned manner, diversification programs are developed to address it. The development of this program is a complex management problem. In this 119

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

ЭКоНоМИчЕсКИЕ НАУКИ

case, the greatest difficulty is the task of forecasting indicators characterizing the goals of the production diversification program. To solve it, model tools for optimizing individual management tasks are used. However, it is not systemic in nature. Therefore, the article presents scientifically substantiated and practicable tools for predicting the achievement of the goals of the production diversification program. Keywords: enterprises; diversification; military-industrial complex; management; program. Для цитирования: Батьковский, М А. Прогнозирование достижения целей программы диверсификации производства / М. А. Батьковский, П. В. Кравчук. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 119-124. – URL: https://nauka-bez-granic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Batkovsky M.A., Kravchuk P.V. Predicting achievement of program goals diversification of production // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 119-124.

Введение Одной из важнейших задач планирования диверсификации производства на предприятиях оборонно-промышленного комплекса (ОПК) является прогнозирование ее результатов, которые должны быть представлены в соответствующих программных документах [1]. Её решение связано, как правило, с применением специфических моделей и методов. При этом следует учитывать, что эконометрический инструментарий прогнозирования результатов процесса диверсификации не является универсальным [2]. Эффективность его применения определяется многими факторами. Поэтому прогнозирование достижения целей программы диверсификации производства на предприятиях ОПК, у которых колеблются объемы производства, существенно отличается от решения данной задачи на предприятиях с приблизительно равно распределёнными во времени уровнями производства [3; 4]. В последние годы неопределенность внешней среды предприятий резко возросла ввиду изменения внешних условий их производственно-хозяйственной деятельности, экономического кризиса, пандемии коронавируса и др. Произошло ухудшение политической обстановки в мире, ко120

торое негативно сказывается не только на внешнеэкономической деятельности многих российских предприятий, но и на условиях их инновационного развития. Предпринимаемые меры (импортозамещение, господдержка и др.), направленные на нейтрализацию и сглаживание негативных последствий отмеченных обстоятельств, пока не обеспечивают переход российских предприятий на устойчивый, стабильный и равномерный рост производства. Многие предприятия испытывают колебания объемов производства ввиду санкций, изменения курса валют, отсутствия финансовых ресурсов в требуемых объемах, низкой доходности и других причин [5]. Учитывая отмеченные обстоятельства, задача прогнозирования достижения целей программы диверсификации производства на предприятиях ОПК в современных условиях, приобрела важнейшее научно-практическое значение. Для ее решения целесообразно использовать различные экономико-математические модели [6]. Формализованный инструментарий прогнозирования показателей, характеризующих достижение целей программы диверсификации Разработку прогноза достижения показателей программы диверсификации производства на предприятиях

ECONOMIC SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

ОПК можно представить как решение совокупности задач по определению прогнозных значений ее отдельных показателей [7]. Множество всех указанных прогнозов S можно рассматривать как совокупность прогнозируемых показателей: S S S S (1) где S – универсум прогнозов; Sα, Sβ и Sω – прогнозы, соответственно, α-го, β-го и ω-го типа показателей; ∪ – операция объединения множеств. Структуру каждого прогноза целесообразно представить как равенство, одним из элементов которого является кортеж, состоящий из двух компонент: (2) где S – прогноз достижения показателей программы диверсификации (s – один из вариантов прогноза достижения показателей программы диверсификации); G – множество целей прогноза S; T – множество средств достижения целей из множества G для прогноза S. Постановка цели прогнозирования содержит желаемый результат реализации программы диверсификации [8; 9]. Каждая ее стратегическая цель g характеризуется некоторым набором U условий их достижения: (3) g ⇉ (U = {ui}), где g – цель прогноза S; U – множество условий достижения цели g; ui – i-ое условие достижение цели g программы диверсификации; Г – многозначное отображение. Условие достижения цели ui∈U измеряется при помощи набора ключевых показателей эффективности: u ⇉ (K = {kj}), (4) где u – условие достижения цели g; K – множество ключевых показателей

эффективности для цели kj; kj – -ый индикатор условия достижения цели u; Г – многозначное отображение. Ключевой показатель эффективности kj ∈ K образован парой из его фактического (первоначального) kfact и прогнозного kplan значений: k = {kfact, kplan}, (5) где k – показатель условия достижения цели u цели g прогноза S; kfact – фактическое (базовое) значение ключевого показателя эффективности k; kplan – прогнозное значение ключевого показателя эффективности k. Для прогноза, обладающего набором G стратегических целей с набором индикаторов их достижения Keff, можно построить систему прогнозных показателей: (6) где bsc – конкретный показатель рассматриваемой системы; kieff – i-ый индикатор достижения цели g ∈ K; m = |K|; K – множество целей программы диверсификации; f – методика подсчета показателя bsc. Построение указанной системы можно представить на примере разработки прогнозных показателей, характеризующих реализуемость программы диверсификации производства в установленные сроки. Оценку данной реализуемости целесообразно осуществлять путем прогнозирования различных вариантов затрат времени на выполнение программы с учетом сценарного подхода и допустимых коэффициентов роста продолжительности реализации ее задач (выполнения работ отдельных мероприятий), установленных экспертами. Для этого необходимо использовать формулу нахождения математического ожидания времени выполнения работы (ме121

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

роприятия): mp = (Q + 3R + 2W) / 6, (7) где mp – математическое ожидание выполнения работы (мероприятия) p; Q – продолжительность решения задачи при реализации оптимистического сценария выполнения работы; R – программная продолжительность реализации задачи; W – продолжительность решения задачи при реализации пессимистического сценария выполнения работы. Если пессимистический вариант выполнения программы более вероятен, то стандартное отклонение σp длительности решения задачи равно: (8) σp = (W – Q) / 6 Вероятность реализации работы (мероприятия) задачи в запланированные сроки может быть найдена по формуле: (9) Возможные потери времени прогнозируются по формуле, учитывающей длительность решения задачи и степень варьируемости времени исполнения задач в зависимости от воздействия специфических рисков: (10) где TAR – ожидаемые потери времени для задачи программы; Tнормi – продолжительность решения задачи, входящей в состав программы; k1-αi – квантиль распределения вероятностей; σpi – среднее квадратическое отклонение. При наличии общепрограммного резерва времени или при отсутствии четко определенной даты окончания реализации программы можно рассчитать предельно допустимое превышение длительности для каждой ее задачи. Предлагаемая формула определения безопасного увеличения дли122

ЭКоНоМИчЕсКИЕ НАУКИ

тельности выполнения задачи имеет вид: (11) где БВi – резерв времени для i-ой задачи программы; TARi – ожидаемые потери времени для i-ой задачи программы; Tнормi – продолжительность выполнения задачи в соответствии с календарным планом реализации программы; k1-αi – квантиль распределения вероятностей для i-ой задачи программы; σpi – среднее квадратическое отклонение; ОБВ – общепрограммный резерв времени. Заключение Результаты исследования, представленные в данной статье, получены на основе анализа работ большого числа отечественных и зарубежных экономистов, которые исследовали вопросы, соприкасающиеся с рассматриваемой проблемой. В них определены главные направления совершенствования теоретических основ и инструментария прогнозирования развития предприятий. Однако комплексных исследований, детализирующих указанные направления до разработки моделей и инструментария решения данной задачи на предприятиях ОПК в условиях их диверсификации, до настоящего времени не проводилось. Разработанный инструментарий прогнозирования показателей, характеризующих достижение целей программы диверсификации, является одним из возможных вариантов решения рассматриваемой задачи. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ, в рамках научного проекта № 18-0000012 (18-00-00008) КОМФИ.

ECONOMIC SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Батьковский, А. М. Прогнозирование и оценка инновационного развития экономических систем / А. М. Батьковский, Е. Г. Семенова, А. В. Фомина. – Текст : непосредственный // Вопросы радиоэлектроники. – 2015. – № 2. – С. 280-303. 2. Ганин, А. Н. Методы экономического прогнозирования для разработки оптимального варианта плана развития предприятия радиоэлектронного комплекса / А. Н. Ганин. – Текст : непосредственный // Прикладные и экономические исследования. – 2017. – № 2 (18). – С. 11-16. 3. Авдонин, Б. Н. Теоретические основы и инструментарий управления инновационной модернизации предприятий ОПК / Б. Н. Авдонин, А. М. Батьковский, М. А. Батьковский. – Текст : непосредственный // Вопросы радиоэлектроники. – 2014. – № 2. – С. 35-47. 4. Мамедов, Ф. М. Формирование системы экономико-математического моделирования стратегии диверсификации предприятия / Ф. М. Мамедов. – Текст : непосредственный // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. – 2017. – Т. 5. – № 7-2 (33-2). – С. 125-128. 5. Анисимов, Е. Г. Модель прогноза стоимости и сроков диверсификации предприятий оборонно-промышленного комплекса / Е. Г. Анисимов, В. Г. Анисимов, А. М. Сазыкин [и др.]. – Текст : непосредственный // Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук. – 2019. – № 4 (109). – С. 17-22. 6. Батьковский, А. М. Моделирование инновационного развития высокотехнологичных предприятий радиоэлектронной промышленности / А. М. Батьковский. – Текст : непосредственный // Вопросы инновационной экономики. – 2011. – № 3 (3). – С. 36-46. 7. Куладжи, Т. В. Прогнозирование эффективности производства инновационной продукции в цифровой экономике / Т. В. Куладжи, А. В. Бабкин, С. А. Ю. Муртазаев. – Текст : непосредственный // Известия Юго-Западного государственного университета. – 2017. – Т. 7. – № 3 (24). – С. 130-147. 8. Гункин, Е. М. Применение экономико-математического моделирования в планировании производственной деятельности предприятий оборонно-промышленного комплекса / Е. М. Гункин. – Текст : непосредственный // Известия Тульского государственного университета. Экономические и юридические науки. – 2019. – № 2. – С. 33-38. 9. Устинова, Л. Н. Алгоритм прогнозирования стратегии инновационной деятельности предприятий / Л. Н. Устинова, А. Ш. Низамова, М. Ю. Вирцев. – Текст : непосредственный // Экономический анализ: теория и практика. – 2017. – Т. 16. – № 11 (470). – С. 2111-2122.

REFERENCES

1. Batkovskiy А.М., Semenova E.G., Fomina A.V. Prognozirovaniye i otsenka innovatsionnogo razvitiya ekonomicheskikh arian [Forecasting and evaluation of innovative development of economic systems]. Voprosy radioelektroniki, 2015, no. 2, pp. 280-303. 2. Ganin A.N. Metody ekonomicheskogo prognozirovaniya dlya razrabotki optimal’nogo ariant plana razvitiya predpriyatiya radioelektronnogo kompleksa [Economic forecasting methods for developing the optimal version of the development plan for the enterprise of the electronic complex]. Prikladnyye i ekonomicheskiye issledovaniya, 2017, no. 2 (18), pp. 11-16. 3. Avdonin B.N., Batkovskiy А.М., Batkovskiy М.А. Teoreticheskiye osnovy i instrumentariy upravleniya innovatsionnoy modernizatsii predpriyatiy OPK [Theoretical Foundations 123

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

ЭКоНоМИчЕсКИЕ НАУКИ

and Instrumentation for the Management of Innovation Modernization of Defense Industry Enterprises]. Voprosy radioelektroniki, 2014, no. 2, pp. 35-47. 4. Mamedov F.M. Formirovaniye sistemy ekonomiko-matematicheskogo modelirovaniya strategii diversifikatsii predpriyatiya [Formation of a system of economic and mathematical modeling of an enterprise diversification strategy]. Aktual’nyye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika, 2017, vol. 5, no. 7-2 (33-2), pp. 125-128. 5. Anisimov E.G., Anisimov V.G., Sazykin A.M. et al. Model’ prognoza stoimosti i srokov diversifikatsii predpriyatiy oboronno-promyshlennogo kompleksa [Model for forecasting the cost and timing of diversification of enterprises of the military-industrial complex]. Izvestiya Rossiyskoy akademii raketnykh i artilleriyskikh nauk, 2019, no. 4 (109), pp. 1722. 6. Batkovskiy А.М. Modelirovaniye innovatsionnogo razvitiya vysokotekhnologichnykh predpriyatiy radioelektronnoy promyshlennosti [Modeling the innovative development of high-tech enterprises in the electronics industry]. Voprosy innovatsionnoy ekonomiki, 2011, no. 3 (3), pp. 36-46. 7. Kuladzhi T.V., Babkin A.V., Murtazaev S.A.Yu. Prognozirovaniye effektivnosti proizvodstva innovatsionnoy produktsii v tsifrovoy ekonomike [Forecasting the effectiveness of innovative products in the digital economy]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta, 2017, vol. 7, no. 3 (24), pp. 130-147. 8. Gunkin E.M. Primeneniye ekonomiko-matematicheskogo modelirovaniya v planirovanii proizvodstvennoy deyatel’nosti predpriyatiy oboronno-promyshlennogo kompleksa [The use of economic and mathematical modeling in the planning of production activities of enterprises of the military-industrial complex]. Izvestiya Tul’skogo gosudarstvennogo universiteta. Ekonomicheskiye i yuridicheskiye nauki, 2019, no. 2, pp. 33-38. 9. Ustinova L.N., Nizamova A.Sh., Virtsev M.Yu. Algoritm prognozirovaniya strategii innovatsionnoy deyatel’nosti predpriyatiy [Algorithm for predicting the strategy of innovative enterprises]. Ekonomicheskiy analiz: teoriya i praktika, 2017, vol. 16, no. 11 (470), pp. 2111-2122.

124

ECONOMIC SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

УДК 336.025 ФИНАНСИРОВАНИЕ ТЕРРОРИЗМА КАК УГРОЗА НАЦИОНАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ СТРАНЫ Кудревич Виктория Вадимовна, кандидат экономических наук, доцент, Хамидов Лазизбек Жасурбек угли, магистрант; ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет», Севастополь, Российская Федерация

Аннотация: Террористическая деятельность отдельных лиц и группировок в наше время вылилась в одну из главных угроз Российской Федерации и всего человечества. Столь высокая степень опасности обусловлена, в первую очередь, огромным числом жертв среди мирного населения и ущерба собственности. Финансирование террористической деятельности влияет на ее интенсивность и укрепление позиций как внутри страны, так и за ее пределами. В свете глобализации ни одна страна в мире не застрахована от террористической атаки, независимо от того, действует ли террористическая организация на территории той страны или нет, что делает данную тему особенно актуальной. В статье рассмотрена актуальность проблемы противодействия финансированию терроризма. Раскрыты вопросы незаконного финансирования террористической деятельности. Говорится об обязательном учете исторического опыта противодействия терроризму, предлагаются пути решения. Ключевые слова: терроризм; финансирование терроризма; противодействие терроризму; преступления террористического характера; борьба с терроризмом.

TERRORISM FINANCING AS A THREAT TO THE COUNTRY'S NATIONAL SECURITY Kudrevich Viktoria Vadimovna, Candidate of Economic Sciences, Associate Professor, Khamidov Lazizbek Zhasurbek ugli, master’s student; Sevastopol State University, Sevastopol, Russia

Abstract: Terrorist activity of individuals and groups in our time. Such a high degree of danger is due to the huge number of civilian casualties and property damage. Financing terrorist activities affects its intensity. In the light of globalization, no country in the world is immune from a terrorist attack, regardless of whether a terrorist organization operates in that country or not, which makes this topic especially relevant. The article considers the urgency of the problem of countering the financing of terrorism. Submissions of different opinions on the issues of illegal financing of terrorist activities. It is a question of the obligatory registration of historical experience in the solution of the problem of terrorism and the ways of their solution. Keywords: terrorism; financing of terrorism; countering terrorism; terrorist crimes; the fight against terrorism. Для цитирования: Кудревич, В. В. Финансирование терроризма как угроза национальной безопасности страны / В. В. Кудревич, Л. Ж. Хамидов. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 125-129. – URL: https://nauka-bez-granic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Kudrevich V.V., Khamidov L.Zh. Terrorism financing as a threat to the country's national security // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 125-129.

125

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

В Федеральном законе от 06.03.2006 N 35-ФЗ термин «терроризм» трактуется как «идеология насилия и практика воздействия на принятие решения органами государственной власти, органами местного самоуправления или международными организациями, связанные с устрашением населения и (или) иными формами противоправных насильственных действий» [2].

ЭКоНоМИчЕсКИЕ НАУКИ

Динамика зарегистрированных преступлений террористической направленности в России до 2016 г. имела тенденцию к устойчивому росту (рис.), но внедрение ряда мероприятий со стороны государства, а также принятие ряда нормативно-правовых актов позволили сократить данные показатели к 2018 г., что является положительной тенденцией.

Рисунок – Динамика зарегистрированных преступлений террористической направленности в Российской Федерации 2011–2019 гг. (Составлено авторами по данным: http://crimestat.ru/)

Благоприятной характеристикой работы органов по противодействию отмывания доходов, полученных преступным путем, и финансированию терроризма (далее – ПОД/ФТ) является и снижение доли теневого рынка с 28,3 % в 2016 г. до 20 % в 2018 г. в общем объеме ВВП. К тому же ведется активная работа в регионах по нейтрализации теневых площадок [3]. Считается целесообразным создание международных организаций по борьбе с терроризмом, в полномочия которых должно входить использование в том числе и «мягких» методов борьбы противодействия террористической деятельности, поскольку военные удары перестают приносить пользу, когда террористические компоненты начинают распространяться 126

и на население [1]. Террористические организации выражают радикальные взгляды в определенном кругу людей. Исходя из этого, уничтожение террористических организаций не означает окончательной победы над терроризмом [4]. В современных условиях при борьбе с терроризмом важным является выявление источников его финансирования и их пресечение. К источникам финансирования терроризма относят: - денежные средства людей с террористической идеологией; - благотворительность; - средства от торговли наркотиками, контрабанды; - аккумулирование и перераспределение ресурсов с использованием

ECONOMIC SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

специально разработанных финансовых схем; - использование международной системы «хавала» для свободного перемещения денег, драгоценных камней и металлов без сопроводительных документов; - курьерская доставка и др. [5]. Данные источники не являются единственными, т.к. в условиях постоянного противостояния террористы разрабатывают и применяют на практике все более совершенные способы привлечения и перемещения денег. Например, в современной цифровой практике распространился такой инструмент, как криптовалюты (виртуальные валюты, денежные суррогаты). В криптовалютах все сделки в целом абсолютно прозрачны и доступны как регулятору, так и каждому участнику системы, отсутствие эмиссионного центра и анонимность этой технологии ставят под сомнение возможность контроля операций с их использованием, а также возможность замораживания (блокирования) средств в случае финансирования терроризма. В этой связи нужно ужесточить условия использования криптовалют и включить эти технологии в правовое поле [6]. В России сегодня ведется активная политика по противодействию финансированию террористической деятельности. Алгоритм работы Росфинмониторинга в сфере финансирования терроризма включает выявление источников, видов перемещения и денежных переводов, которые могут быть использованы для финансирования террористической деятельности. Президентом Российской Федерации 30.05.2018 г. утверждена (НС ПОД/ФТ), которая содержит риски в сфере финансирования терроризма,

основные цели и задачи развития национальной системы ПОД/ФТ и реализации этих направлений [8]. К основным задачам по формированию государственной политики в сфере ПОД/ФТ относят: - совершенствование нормативной и правоприменительной практики в области предупреждения экономической преступности, коррупции, терроризма и экстремизма и борьбы с ними; - развитие Национального центра оценки угроз национальной безопасности в связи с операциями (сделками) с денежными средствами или иным имуществом и разработка мер по противодействию этим угрозам; - адаптацию законодательства Российской Федерации и правоприменительной практики к рекомендациям Группы разработки финансовых мер борьбы с отмыванием денег (ФАТФ) с учетом вносимых в них изменений; совершенствование нормативно-правового регулирования деятельности, связанной с использованием современных электронных технологий [8]. Реализация этой концепции направлена на достижение нескольких целей: - соответствие международным стандартам в области ПОД/ФТ; - оптимальная институциональная структура и достаточные ресурсы и правовая поддержка. Достижение целей и задач данной Концепции позволит разработать эффективные методы и меры ПОД/ФТ, направленные в первую очередь на предотвращение реализации угроз национальной безопасности и рисков совершения операций (сделок), не создавая искусственных регуляторных ба127

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

рьеров для развития и модернизации экономики [8]. В заключение отметим, что любая деятельность человека в обществе связана и основывается на ее материально-финансовом обеспечении, и террористическая деятельность не является исключением. Одной из основных тенденций современного терроризма является увеличение финансирования террористической деятельности и материально-технического оснащения террористических организаций. Использование современных технологий только усугубляет процесс нелегального финансирования, создает благоприятную почву для развития террористической инфраструктуры. Борьба с финансированием террористической деятельности должна вестись государственными и специальными органами, деятельность которых должна быть направлена на своевременное обнаружение финансовых потоков с признаками террористической адресности, что, безусловно, возможно только при качественном фиСПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ЭКоНоМИчЕсКИЕ НАУКИ

нансовом анализе. К борьбе с терроризмом и его финансированием крайне важно подходить комплексно. Кредитно-финансовым учреждениям целесообразно иметь постоянно модернизированный комплекс средств, необходимых для эффективной борьбы с финансированием терроризма, включая информацию о признаках деятельности, связанной с финансированием терроризма, о возможных рисках с их разбиением на уровни и подуровни, о лицах, представляющих опасность, и иную информацию, которая может быть использована для обнаружения случаев финансирования терроризма. К тому же важным аспектом является предоставление возможности использования такого рода информации при выявлении существующих схем по отмыванию денег с целью финансирования терроризма, а также разработке антитеррористических моделей и процедур по обнаружению таковых финансовых потоков, совершенствованию технологий их предупреждения.

1. Лунев, К. В. Проблемы противодействия финансированию терроризма в Российской Федерации / К. В. Лунев – Текст : непосредственный // Эволюция российского права, 2018. – С. 365-366. 2. Российская Федерация. Законы. О противодействии терроризму : Федеральный закон № 35-ФЗ : [принят Государственной думой 26 февраля 2006 года : одобрен Советом Федерации 1 марта 2006 года]. – Москва : Парламентская газета. – 2006. – № 32. – Текст : непосредственный. 3. Отчет о деятельности Росфинмониторинга за 2018 год – Текст : электронный // Росфинмониторинг : [сайт]. – URL: http://www.fedsfm.ru/content/files/activity/ annualreports/otchet_2018%20%D1%80%D1%83%D1%81.pdf 4. Агапов, П. В. Новейшее антитеррористическое законодательство: проблемы социально-криминологической обусловленности / П. В. Агапов. – Текст : непосредственный // Общество и право. – 2014. – №1 (47). – c. 73-77. 5. Амельчаков, О. И. Противодействие финансированию терроризма как направление международного взаимодействия государств / О. И. Амельчаков. – Текст : непосредственный // Проблемы правоохранительной деятельности. – 2016. – № 2. – С. 131-135. 6. Косарев, М. Н. Вопросы противодействия финансированию терроризма / М. Н. Ко128

ECONOMIC SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

сарев. – Текст : непосредственный // Вестник Уральского юридического института МВД России. – 2017. – № 1. – С. 33-36. 7. Российская Федерация. Законы. О противодействии легализации (отмыванию) доходов, полученных преступным путем, и финансированию терроризма : Федеральный закон № 115-ФЗ : [принят Государственной думой 13 июля 2001 года : одобрен Советом Федерации 20 июля 2001 года]. – Москва : Российская газета. – 2001. – № 151-152. – Текст : непосредственный. 8. Концепция развития национальной системы противодействия легализации (отмыванию) доходов, полученных преступным путем, и финансированию терроризма от 30.05.2018г. – Текст : электронный // Официальный сайт Президента России : [сайт] – URL:http://kremlin.ru/supplement/5310 (дата обращения : 02.06.2020)

REFERENCES

1. Lunev K.V. Problemy protivodejstviya finansirovaniyu terrorizma v Rossijskoj Federacii [Problems of countering the financing of terrorism in the Russian Federation] // Evolyutsiya rossiyskogo prava, 2018, pp. 365-366. 2. Federal'nyj zakon "O protivodejstvii terrorizmu" ot 06.03.2006 N 35-FZ Available at: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_58840 (accessed 15 April 2020) 3. Otchet o deyatel'nosti Rosfinmonitoringa za 2018 god. Available at: http://www.fedsfm. ru/content/files/activity/annualreports/otchet_2018%20%D1%80%D1%83%D1%81.pdf (accessed 05 May 2020) 4. Agapov P.V. Novejshee antiterroristicheskoe zakonodatel'stvo: problemy social'nokriminologicheskoj obuslovlennosti [The latest anti-terrorism legislation: problems of socio-criminological affiliation] // Obshchestvo i pravo, 2014, no1 (47), pp. 73-77. 5. Amel'chakov O.I. Protivodejstvie finansirovaniyu terrorizma kak napravlenie mezhdunarodnogo vzaimodejstviya gosudarstv [Countering the financing of terrorism as a direction of international interaction between states] // Problems of law enforcement, 2016, no 2, pp. 131-135. 6. Kosarev M.N. Voprosy protivodejstviya finansirovaniyu terrorizma [Issues of countering the financing of terrorism] // Bulletin of the Ural Law Institute of the Ministry of Internal Affairs of Russia, 2017, no 1, pp. 33-36. 7. Federal'nyj zakon «O protivodejstvii legalizacii (otmyvaniyu) dohodov, poluchennyh prestupnym putem, i finansirovaniyu terrorizma» ot 07.08.2001 № 115-FZ. Available at: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_32834/ (accessed 02 June 2020) 8. Kontseptsiya razvitiya natsionalnoy sistemyi protivodeystviya legalizatsii (otmyivaniyu) dohodov, poluchennyih prestupnyim putem, i finansirovaniyu terrorizma ot 30.05.2018g. Available at: http://kremlin.ru/supplement/5310 (accessed 02 June 2020)

129

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

ЭКоНоМИчЕсКИЕ НАУКИ

УДК 339.543 РОЛЬ ТАМОЖЕННОЙ СИСТЕМЫ В МЕХАНИЗМЕ ГОСУДАРСТВЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВНЕШНЕЭКОНОМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Мелюс Инна Евгеньевна, аспирант, Научный руководитель: Андриенко Владимир Николаевич, доктор экономических наук, профессор; Донецкий национальный университет, Донецк

Аннотация: В статье отмечается, что таможенное дело является узконаправленной областью деятельности, непосредственно связанной со сферой внешнеэкономической деятельности (ВЭД), и одновременно представляет собой неотъемлемую часть внешнеторговых процессов. Таможенный контроль – это одна из основополагающих систем таможенного регулирования внешнеторговых отношений и в целом таможенного дела. Ключевая цель осуществления таможенного контроля заключается в определении несоответствия проведенных таможенных операций и действий в таможенных целях нормам и требованиям таможенного законодательства, а также показателей различных правонарушений, установленных в процессе таможенного оформления. Перспективным направлением проведения таможенного контроля товаров, ввозимых на таможенную территорию, является совершенствование информационных технологий. Информационные технологии в таможенной сфере – актуальный и неотъемлемый процесс, который позволяет улучшить качество и оперативность выполнения таможенных операций. Ключевые слова: таможенная служба; внешнеэкономическая деятельность; валютный контроль; таможенная экспертиза; внешнеторговый оборот.

THE ROLE OF THE CUSTOMS SYSTEM IN THE MECHANISM OF STATE REGULATION OF FOREIGN ECONOMIC ACTIVITY Melyus Inna Evgenievna, graduate student, Scientific adviser: Andrienko Vladimir Nikolaevich, Doctor of Economic Sciences, Professor; Donetsk National University, Donetsk

Abstract: The article notes that customs is a narrowly focused area of activity directly related to the sphere of foreign economic activity (FEA) and at the same time is an integral part of foreign trade processes. Customs control is one of the fundamental systems of customs regulation of foreign trade relations and customs in general. The key objective of customs control is to determine the discrepancy between customs operations and actions for customs purposes, norms and requirements of customs legislation, as well as indicators of various offenses established in the process of customs clearance. A promising area of customs control of goods imported into the customs territory is the improvement of information technology. Customs information technology is an urgent and integral process that improves the quality and efficiency of customs operations. Keywords: customs service; foreign economic activity; currency control; customs examination; foreign trade.

130

ECONOMIC SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Для цитирования: Мелюс, И. Е. Роль таможенной системы в механизме государственного регулирования внешнеэкономической деятельности / И. Е. Мелюс. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 130-134. – URL: https://nauka-bez-granic.ru/№-6-46-2020/6-46-2020/ For citation: Melyus I.E. The role of the customs system in the mechanism of state regulation of foreign economic activity // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 130-134.

В обстоятельствах развития и формирования страны, усовершенствования функций таможенного процесса, равно как регулятора внешнеэкономических взаимосвязей, увеличения экономики и стабилизации капиталов увеличивается значимость таможенных организаций, их значимость в государственном устройстве. В Правилах Генерального приложения к Киотской конвенции указывается, что все товары, ввозимые на таможенную территорию либо вывозимые с нее, в независимости от того, облагаются ли они таможенными пошлинами и налогами, подлежат таможенному контролю. Значимый вклад в исследовательскую работу, посвященную анализу таможенного дела, внесли такие авторы, как В.В. Пиляева, В.В. Новиков, Р.В. Терентьев, С.В. Халипов, Е.Н. Старовойтова, Н.Н. Косаренко, О.М. Домедович и др. Таможенный контроль – это один из инструментариев таможенной политики, что считается основной составляющей единой концепции правительственного контролирования. Субъектами таможенного контроля выступают как таможенные органы, так и отдельные их должностные лица. Объектом таможенного контроля являются: товары, помещенные под таможенную процедуру выпуска для внутреннего потребления; товары находящиеся на таможенной территории Союза; таможенные и иные документы; деятельность лиц, в том числе уполномоченных экономических операторов, связанная с перемещением товаров;

помещения, используемые в качестве складов временного хранения [1]. Предметом таможенного контролирования определяются характерные действия участников ВЭД по поводу уплаты таможенных платежей и их обеспечения; декларирования товаров и транспортных средств. Учет участников ВЭД осуществляется в определенной последовательности: предоставление документов в отдел таможенной инспекции участником ВЭД; принятие документов должностным лицом; занесение в регистрационный журнал наименования участника ВЭД, кода Общероссийского классификатора предприятий и организаций, идентификационного номера, даты и времени принятия документов; проверка правильности реквизитов; внесение сведений о полноте документов; выдача справки участнику ВЭД о приеме документов для рассмотрения с регистрационным номером. Валютный контроль – механизм государственного надзора и контроля, элемент экспертной системы таможенного контроля юридических и физических лиц, пересекающих государственную границу [2]. В Российской Федерации, к примеру, действует закон «О валютном регулировании и валютном контроле», определяющий основные принципы осуществления валютных операций в РФ, принципы валютного регулирования и его же контроля. Специально для реализации технологии валютного контроля за поступлением выручки от экспорта товаров 131

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

введены документы: паспорт сделки (ПС) и учетная карточка (УК). На первом этапе проводится предварительный контроль. В рамках данного этапа предусматривается контроль должного оформления грузовой таможенной декларации (ГТД) и ПС, достоверности содержащихся в них данных; контроль соответствия осуществляемой сделки действующему законодательству; формирование и направление в таможенные органы сводных форм отчетности [3]. В первоначальный стадии ведется подготовительный надзор. В рамках этого стадии учитывается надзор надлежащего дизайна погрузочный таможенной декларации (ГТД) также ПС, правдивости держащихся в сведениях; надзор соотношения исполняемой операции функционирующему законодательству; развитие и направленность в таможенные аппараты консолидированных конфигураций отчетности. Дальнейший стадия – справочно-исследовательская, которой сопутствует контроль правдивости; развитие основного документа денежного контролирования учетной карточки, направленность его в уполномоченные банки, основные вычисления согласно сделкам; сравнение и развернутое исследование. Опыт РФ в сфере валютного контроля будет полезен и необходим к применению в Донецкой Народной Республике (ДНР). В соответствии с законом РФ «О валютном регулировании и валютном контроле» органами валютного контроля являются Центральный банк РФ и Правительство РФ. К органам валютного контроля относятся Государственный таможенный комитет Российской Федерации, Министер132

ЭКоНоМИчЕсКИЕ НАУКИ

ство по налогам и сборам Российской Федерации, Министерство экономического развития и торговли РФ. Усовершенствование таможенной экспертизы обязано реализоваться согласно последующим тенденциям: обеспечение лабораториям требуемого технологического и вещественного предоставления; увеличение нормативной основы в задачах привлечения к проведению изучений негосударственных или торговых учреждений; связь и координирование работы экспертных учреждений муниципальных членов Евразийского финансового объединения; управление учета и статистики направления экспертиз. Для оптимизации проведения таможенного контроля товаров, ввозимых на таможенную территорию, таможенным органам стран-членов Евразийского экономического союза (ЕАЭС) необходимо в своей деятельности внедрять технологию удаленного выпуска и Интеграционную информационную систему внешней и взаимной торговли Таможенного союза (ИИСВВТ); проводить мероприятия для совершенствования системы управления рискам (СУР). Одним из основных течений в оптимизации контролирования является применение технологических процессов удаленного выпуска товаров и автотранспортных средств. Осуществление таможенных действий при практическом размещении товаров и автотранспортных средств на складах временного сохранения, пребывающих в приграничных территориях, разрешит освободить автотранспортную инфраструктуру больших заселенных пространств, а также усовершенствовать логистические взаимосвязи среди грузоотправителей и грузополучате-

ECONOMIC SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

лей реимпортируемых товаров. В данный период проводится работа в соответствии с развитием интегрированной ИИСВВТ, что практикуется в организации коллективной работы совокупности регионально распределенных государственных информативных ресурсов и информационных концепций государственных органов, регулирующих внешнюю и взаимную торговлю государств-членов ЕАЭС, информативных систем и ресурсов Евразийской экономической комиссии, сопряженных с государственными интеграционными секторами государств-членов ЕАЭС. Основной целью формирования ИИСВВТ считается оптимизация таможенного, налогового, автотранспортного, ветеринарного, карантинного фитосанитарного, санитарно-карантинного контроля на таможенном рубеже таможенного союза. Процедура формирования ИИСВВТ должна способствовать синхронному совершенствованию информационных систем государственных органов, осуществляющих надзор на границах стран-членов ЕАЭС, созданию интеграционных сегментов на национальном уровне. Таким образом, целесообразно: предоставление возможности работы инспекторов таможенных органов с реестрами и базами данных документов государственных служб в режиме реального времени; формирование единой базы документов для обмена сведениями в автоматизированном порядке функционирования, в целях оперативного информирования уполномоченных должностных лиц таможенных органов разных степеней в рамках межведомственной интегрированной автоматизированной системы данных [4].

Таким образом, для выполнения обозначенных мер необходимо совершенствование информационной системы таможенных органов различных уровней, модернизация существующей телекоммуникационной инфраструктуры, развитие парка компьютерной и специальной техники. Также целесообразно создать новые технологические схемы таможенного контроля после выпуска товаров [4]. В рамках концепции таможенных платежей реализуется совокупность операций, сопряженных с системой их определения, сроками и способами установления, операцией взыскания либо возврата их таможенными органами. Обязательной составляющей таможенных платежей выступают налоги, таможенные пошлины, штрафы за просрочку платежа. Кроме того, система уплаты таможенных платежей предусматривает обязательства не только декларантов, но и банков, выдавших банковские гарантии в качестве обеспечения уплаты таможенных пошлин и налогов. Главная цель выполнения таможенного контролирования заключается в раскрытии несоответствия проделанных таможенных действий в таможенных целях нормам и требованиям таможенного законодательства, а также факторов различных правонарушений, установленных в процессе таможенного оформления. Данные миссии достигаются путем разноплановых ревизий на основании принципа выборочности, ограничиваясь только теми конфигурациями таможенного контролирования, которые достаточны для обеспечения соблюдения общепризнанных норм таможенного законодательства. Таким образом, в данной работе 133

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

ЭКоНоМИчЕсКИЕ НАУКИ

были рассмотрены ключевые понятия, изучены тенденции модернизации таможенной системы. В ходе проведения исследования обозначены особенности таможенного контроля, реализации технологии валютного контроля, а также оптимизации его проведения. Подводя итог, следует отметить, что

таможенная система состоит из значительного комплекса законодательных, методологических, экономических, координирующих процедур, используемых с задачей гарантировать защиту интересов страны, улучшить обеспечение производительности торгово-экономических взаимоотношений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ТК ЕАЭС Статья 311. Объекты таможенного контроля. – Текст : электронный // КонсультантПлюс – надежная правовая поддержка : [сайт]. – Москва, 1997. – URL: http:// www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_215315/6bd98e8e89318ae6d74e88daae41 7dfda98eb4e9/ (дата обращения: 25.05.2020) 2. Российская Федерация. Законы. О валютном регилировании и валютном контроле : Федеральный закон №173-ФЗ : [принят Государственной думой 21 ноября 2003 года : одобрен Советом Федерации 26 ноября 2003 года]. – Москва : Омега-Л, 2016. – 31 с. ; 200х125х2мм. – ISBN 978-5-370-03937-9. – Текст : непосредственный. 3. Таможенный кодекс Евразийского экономического союза ЕАЭС: Статья №310 : [ратифицирован федеральным законом №317-ФЗ от 14 ноября 2017 года]. – Москва, 1997. – URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_215315/ (дата обращения: 25.05.2020). – Текст : электронный. 4. Коденко, И. А. Оптимизация таможенного контроля товаров, ввозимых на таможенную территорию ЕАЭС / И. А. Коденко, В. Г. Разинькова. – Текст : электронный // Молодой ученый : [сайт]. – 2016. – №10.1(114.1) – URL: https://moluch.ru/ archive/114/29404/ (дата обращения : 25.05.2020)

REFERENCES

1. ConsultantPlus-nadeznaya pravovaya podderzka : ofizialniy sayt [ConsultantPlus – reliable legal support: official site]. Moskow, 1997. Available at: http://www.consultant. ru/document/cons_doc_LAW_215315/6bd98e8e89318ae6d74e88daae417dfda98eb4e9/ (accessed 25 May 2020) 2. Rosiyskaya Federatsia. Zaconi. O valutnom regulirovaniyi i valutnom controle: Federalniy zacon №173-FZ [The Russian Federation. The laws. About currency regulation and currency control: Federation Law №173-FL]. [prinyat gosydarstvennoy dymoi 21 noyabrya 2003 goda]. Moskow :Omega-L, 2016. 31p. ; 200x125x2mm. – ISBN 978-5-37003937-9. 3. Tamozenniy codeks Evraziyskogo economicheskogo souza EAES: Statia №310 [Customs Code of the EAEU Eurasian Economic Union : Article №310 ]. [ratifitsirovan federalnim zaconom №317 – FZ ot 14.11.2017]. – Moscow, 1997. Available at: http://www.consultant. ru/document/cons_doc_LAW_215315/ (accessed 25 May 2020). 4. Kodenko I.A., Razinkova V.G. Optimizatsiya tamozennogo controla tovarov, wwozimih na tamozennyu territoriy EAES [Optimization of customs control of goods imported into the customs territory of the EAEU]. 2016, №101 (114.1). Available at: https://moluch.ru/ archive/114/29404/ (accessed 25 May 2020).

ECONOMIC SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

УДК 65.011.44 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЫРА-БРЫНЗЫ В УСЛОВИЯХ МАЛЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ МОЛОЧНОГО ПРОФИЛЯ Шиколюк Полина Григорьевна, магистрант, Научный руководитель: Голиницкий Павел Вячеславович, кандидат технических наук, доцент; ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, Москва, Российская Федерация

Аннотация: При проектировании технологических процессов производства возникают проблемы расчета целесообразности применения той или иной технологии. От правильного выбора технологии производства зависит дальнейшая экономическая эффективность всего проекта. Для освоения производства сыра – брынзы была выбрана технология, пригодная для использования на малых предприятиях молочного профиля, в соответствии с которой осуществлялось проектирование линии и отбиралось оборудование, наиболее удовлетворяющее по техническим характеристикам. После чего был произведен расчет эффективности производства, были подсчитаны все затраты. В результате проведенных расчетов было выяснено, что производство сыра брынза рентабельно и может считаться эффективным, так как прибыли от реализации продукции достаточно для покрытия всех производственных расходов. Расчетный уровень рентабельности составил 23 %. Ключевые слова: методика оценки; технологический процесс; экономическая эффективность; затраты на производство; рентабельность производства.

CALCULATION OF THE ECONOMIC EFFICIENCY OF THE INTRODUCTION OF CHEESE PRODUCTION TECHNOLOGY CHEESE IN SMALL DAIRY ENTERPRISES Shikolyuk Polina Grigorevna, master’s student, Scientific adviser: Golinickij Pavel Vyacheslavovich, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor; Timiryazev Russian State Agrarian University, Moscow, Russia

Abstract: When designing production processes, problems arise in calculating the feasibility of applying a particular technology. The further economic efficiency of the entire project depends on the right choice of production technology. To develop the production of cheese - feta cheese, a technology suitable for use at small dairy enterprises was selected, and in accordance with which the line was designed and equipment was selected that was most satisfactory in terms of technical characteristics. After which the calculation of production efficiency was made, all costs would be calculated. As a result of the calculations, it was found that the production of feta cheese is cost-effective and can be considered effective, since the profit from the sale of products is sufficient to cover all production costs. The estimated level of profitability was 23 %. Keywords: evaluation methodology; technological process; economic efficiency; production costs; production profitability. Для цитирования: Шиколюк, П. Г. Расчет экономической эффективности внедрения технологии изготовления сыра-брынзы в условиях малых предприятий молочного профиля / П. Г. Шиколюк. – Текст : электронный // Наука без границ. – 2020. – № 6 (46). – С. 135-140. – URL: https://nauka-bez-granic.ru/№-646-2020/6-46-2020/ For citation: Shikolyuk P.G. Calculation of the economic efficiency of the introduction of cheese production technology cheese in small dairy enterprises // Scince without borders, 2020, no. 6 (46), pp. 135-140.

135

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

Введение. При проектировании технологических процессов производства возникают проблемы расчета целесообразности применения той или иной технологии [1, 2]. От правильного выбора технологии производства зависит дальнейшая экономическая эффективность всего проекта [3, 4]. Поэтому сегодня при проектировании технологического процесса производства особое внимание уделяется расчету его экономической эффективности [5, 6]. В связи с этим остро стоит проблема выбора той или иной методики расчета. Мы проанализировали несколько методик расчета экономической эффективности внедрения новой технологии изготовления, подробно рассмотренные в [7, 8], и пришли к выводу, что в нашем случае для

ЭКоНоМИчЕсКИЕ НАУКИ

оценки экономической эффективности внедрения технологии изготовления сыра – брынзы в условиях малых предприятий молочного профиля подходит методика оценки эффективности инновационных процессов [9], которая проводится в соответствии с Методическими рекомендациями по оценке эффективности инвестиционных проектов. Методика исследований. Для освоения производства сыра – брынзы на малых предприятиях молочного профиля была выбрана технология, схема которой представлена на рис. При проектировании линии отбиралось оборудование, наиболее удовлетворяющее по техническим характеристикам [10].

Рисунок – Технологическая схема по производству сыра-брынзы 136

ECONOMIC SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Эффективность производства складывается из эффективности всех действующих процессов [11], в то время как эффективность предприятия характеризуется производством товара с наименьшими издержками. Она выражается в его способности производить максимальный объем продукции требуемого качества с минимальными затратами и продавать эту продукцию с минимальными издержками. Экономическая эффективность предприятия зависит от того, насколько его продукция соответству-

ет требованиям рынка и запросам потребителей. Для того чтобы высчитать эффективность производства того или иного продукта, подсчитываются все затраты: на закупку и обслуживание оборудования, на ремонт зданий, сырье и материалы, энергоресурсы, затраты на тару и упаковочные материалы, также на основную заработную плату. Расчет данных затрат представлен в табл. 1–4. После чего высчитывается себестоимость продукта в смету к затратам на его производство. Таблица 1

Затраты на закупку оборудования Наименование оборудования

Количество

Цена, тыс. руб.

700

Установка Норма - 1

375

ВС – 2500

120

Пресс-тележка

Бассейн солильный ОМС

150

Моющая установка

Стол рабочий

Стоимость монтажа

10 %

154

Амортизационные отчисления

10 %

170

Резервуар РВТ - 4 Пастеризационно-охладительная ОКЛ - 5

установка

Итого:

С учетом работы линии в 1 смену (240 дней в году), за вычетом праздников и выходных ежедневные отчисления по статье «Амортизация оборудования» составит 777 рублей, а ежедневные затраты по статье «Амортизация зданий» составят 128 рублей. Затраты на энергию складываются из мощности оборудования и тарифа

1864

на электроэнергию, в данном случае он составляет 4,02 руб. за кВт электроэнергии. В табл. 3 рассчитываем потребление энергии в смену. После учета всех затрат был произведен расчет экономической эффективности производства из 1000 кг молока за смену (табл. 5).

137

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

ЭКоНоМИчЕсКИЕ НАУКИ

Таблица 2

Закупка материалов Наименование затрат

Сумма тыс. руб.

Соль поваренная кг/тыс. руб.

2,5/0,095

Закваска бактериальная, шт./тыс. руб.

2/0,2

Хлористый кальций, л/тыс. руб.

0,4/0,09

Сычужный фермент, л/тыс. руб.

0,4/0,025

Итого, тыс. руб.

0,41 Таблица 3

Затраты на топливо и энергию Оборудование

Мощность, кВт

Смена, ч

Затраты кВт в смену

0,75 55 0,38 4

6 0,8 0,4 2 17,052 кВт 68,55 руб.

4,5 4,4 0,152 8

РВТ-4 ОКЛ-5 Норма-1 ВС-2500 Итого, кВт. Итого, руб.

Затраты при производстве из 1000 килограмм молока за смену Показатель

Ед. измерения

Величина

кг

1000

Стоимость 1кг молока

руб.

Затраты на сырье

руб.

20000

Затраты на основные материалы

руб.

410

Затраты на электроэнергию

руб.

68,5

Тара и упаковочные материалы

руб.

200

Основная заработная плата

руб.

20000-25000

Амортизация оборудования

руб.

777

Амортизация зданий

руб.

128

Ремонт оборудования и зданий

руб.

1234

Прочие расходы, 5%

руб.

1302

Расходы на организацию, 10%

руб.

2734

Затраты всего

руб.

30070

Масса молока

138

Таблица 4

ECONOMIC SCIENCES

SCIENCE WITHOUT BORDERS NO. 6(46) 2020

Таблица 5 Расчет экономической эффективности производства из 1000 кг молока за смену Показатель

Ед. измерения

Величина

Выход продукты за смену

кг

188

Себестоимость 1кг молока

руб.

160

Розничная цена 1 кг продукции

руб.

208

Выручка от реализации продукции

руб.

39104

Прибыль

руб.

9034

Прибыль от реализации 1 кг продукции

руб.

48,1

Уровень рентабельности

Вывод. Производство сыра брынза на малых предприятиях молочного профиля рентабельно и может считаться эффективным, так как прибыли

от реализации продукции достаточно для покрытия всех производственных расходов. Расчетный уровень рентабельности составил 23 %.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Леонов, О. А. Управление качеством / О. А. Леонов, Г. Н. Темасова, Ю. Г. Вергазова. – СПб. : Изд-во Лань, 2018. – 180 с. – Тест : непосредственный. 2. Шкаруба, Н. Ж. Метрологическое обеспечение контроля качества и безопасности при производстве варено-копченых колбас на предприятиях АПК / Н. Ж. Шкаруба. – Тест : непосредственный // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2018. – № 3. – С. 95–110. 3. Леонов, О. А. Экономика качества, стандартизации и сертификации / О. А. Леонов, Г. Н. Темасова, Н. Ж. Шкаруба. – М. : Изд-во ИНФРА-М, 2016. – 251 с. – Текст : непосредственный. 4. Леонов, О. А. Стандартизация / О. А. Леонов, В. В. Капрузов, Г. Н. Темасова. – М. : Изд-во РГАУ-МСХА, 2015. – 191 с. – Текст : непосредственный. 5. Бондарева, Г. И. Метрология: измерение массы в АПК / Г. И. Бондарева. – М. : Изд-во «Роиинформагротех», 2014. – 344 с. – Тест : непосредственный. 6. Леонов, О.А. Метрология и технические измерения / О. А. Леонов, Н. Ж. Шкаруба. – М. : Изд-во РГАУ-МСХА, 2015. – 239 с. – Текст : непосредственный. 7. Леонов, О. А. Экономика качества, стандартизации и сертификации / О. А. Леонов, Г. Н. Темасова, Н. Ж. Шкаруба. – М.: Изд-во ИНФРА-М, 2019. – 251 с. – Текст : непосредственный. 8. Темасова, Г. Н. Организация системы контроля затрат на качество на предприятиях технического сервиса АПК: монография / Г. Н. Темасова. – М.: Изд-во ВГОУ ВПО МГАУ, 2010. – 134 с. – Текст : непосредственный. 9. Леонов, О. А. Методология оценки издержек на контроль при ремонте машин / О. А. Леонов, Г. Н. Темасова. – Текст : непосредственный // Инновации в АПК: проблемы и перспективы, 2019. – № 3(23). – С. 37-43. 10. Леонов, О. А., Статистические методы управления качеством / О. А. Леонов, Н. Ж. Шкаруба, Г. Н. Темасова. – СПб. : Изд-во Лань, 2019. – 144 с. – Текст : непосред139

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6(46) 2020

ЭКоНоМИчЕсКИЕ НАУКИ

ственный. 11. Леонов, О. А., Управление качеством производственных процессов и систем. / О. А. Леонов, Н. Ж. Шкаруба, Ю. Г. Вергазова и др. М. : Изд-во РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2018. – 182 с. – Текст : непосредственный. 12. Шкаруба, Н. Ж. Оценка качества измерительных процессов при производстве полуфабрикатов мяса птиц – Н. Ж. Шкаруба, А. А. Одинцова. – Текст : непосредственный // Международный технико-экономический журнал. 2019. – № 2. – С. 33–40.

REFERENCES

1. Leonov O.A., Temasova G.N., Vergazova Yu.G. Upravlenie kachestvom [Quality control]. Saint- Petersburg, Publishing House of Doe, 2018, 180 p. 2. Leonov O.A., Shkaruba N.Zh. Metrologicheskoe obespechenie kontrolya kachestva i bezopasnosti pri proizvodstve vareno-kopchenyh kolbas na predpriyatiyah APK [Metrological support of quality and safety control in the production of cooked smoked sausages at agricultural enterprises]. News of the Timiryazev Agricultural Academy, 2018, no. 3, pp. 95-110. 3. Leonov O.A., Temasova G.N. Ekonomika kachestva, standartizacii i sertifikacii [Methodology for assessing the cost of quality for enterprises]. Vestnik MGAU, 2007, no. 5, pp. 23-27. 4. Leonov O.A., Kapruzov V.V., Temasova G.N. Standartizaciya [Standardization]. Moscow, Publishing house RGAU-MSHA, 2015, 191 p. 5. Bondareva G.I. Metrologiya: izmerenie massy v APK [Metrology: mass measurement in the agricultural sector]. Moscow, Publishing house "Royinformagroteh", 2014, 344 p. 6. Leonov OA, Shkaruba N.Zh. Metrologiya i tekhnicheskie izmereniya [Metrology and technical measurements]. Moscow, Publishing House of the RSAU-MSHA, 2015, 239 p. 7. Leonov O.A., Temasova G.N., Shkaruba N.Zh. Ekonomika kachestva, standartizacii i sertifikacii [Economics of quality, standardization and certification]. Moscow, Publishing House of the RGAU-MSHA, 2016, 251 p. 8. Temasova G.N. Organizaciya sistemy kontrolya zatrat na kachestvo na predpriyatiyah tekhnicheskogo servisa APK: monografiya [Organization of a cost control system for quality at the agricultural service enterprises of the agro-industrial complex: monograph]. Moscow, Publishing house VGOU VPO MGAU, 2010, 134 p. 9. Leonov O.A., Temasova G.N. Metodologiya ocenki izderzhek na kontrol' pri remonte mashin [Methodology for assessing the costs of control in the repair of machines]. Innovations in the agricultural sector: problems and prospects, 2019, no 3 (23), pp. 37–43. 10. Leonov O.A., Shkaruba N.Zh., Temasova G.N. Statisticheskie metody upravleniya kachestvom [Statistical methods of quality management]. Saint-Petersburg, Publishing House Doe, 2019, p. 144 11. Leonov O.A., Shkaruba N.Zh., Vergazova Yu.G., Golinitsky P.V. Upravlenie kachestvom proizvodstvennyh processov i sistem [Quality management of production processes and systems]. Moscow, Publishing House of the Russian State Autonomy and Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, 2018, p. 182 12. Shkaruba N.Zh., Odintsova A.A. Ocenka kachestva izmeritel'nyh processov pri proizvodstve polufabrikatov myasa ptic [Quality assessment of measuring processes in the production of semi-finished poultry meat] . International Technical and Economic Journal, 2019, no 2, pp. 33–40.

К СВЕДЕНИЮ АВТОРОВ СТАТЕЙ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ СТАТЕЙ: Все публикуемые результаты научных исследований должны быть выполнены качественно и тщательно выверены в соответствии с этическими и юридическими нормами. Авторы несут полную ответственность за содержание статей. Авторы гарантируют, что представляемая к публикации работа является оригинальной и не была ранее нигде опубликована. Работа не может быть одновременно отправлена в несколько изданий. ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ СТАТЕЙ: Формат файла: Microsoft Word (.doc или .docx); Формат листа: А4; Поля: сверху, снизу, справа, слева — 2 см; Ориентация: книжная, без простановки страниц, без переносов; Основной шрифт: Times New Roman; Размер шрифта основного текста: 14 кегль; Междустрочный интервал: полуторный; Выравнивание текста: по ширине; Абзацный отступ (красная строка): 1,25 см; Набор формул: использовать редактор формул Math Type 5.x либо Equation 3.0 (шрифт Times New Roman); Рисунки: в тексте статьи, без обтекания; Рисунки и таблицы помещать за первой ссылкой на них в тексте, в конце абзаца; Список литературы должен быть составлен в соответствии с последовательностью ссылок в тексте и оформлен по ГОСТ Р 7.0.100-2018, без автоматической простановки нумерации, допускается не более 30 % собственных статей от общего объема источников; Ссылки на источники приводятся в квадратных скобках [1, с. 2], в конце предложения перед точкой; Объем: минимальный объем статьи – 7000 знаков с пробелами, не включая аннотацию, ключевые слова и список литературы. ПОРЯДОК ОФОРМЛЕНИЯ СТАТЕЙ: 1. Каждая статья должна иметь УДК (Универсальная десятичная классификация). УДК можно найти на сайте: http://teacode.com/online/udc/; 2. Название работы на русском языке. 3. Фамилия, имя, отчество автора (авторов) в именительном падеже; 4. Ученые степень и звание (при наличии), место работы / учебы, город и страна на русском языке; 5. Аннотация (не менее 100 слов), написанная в безличной форме (например, предложено ..., рассмотрено ..., проведен анализ ...); 6. Ключевые слова (не менее 5); 7. Пункты 2...6 на английском языке; 8. Текст статьи; 9. Используемая литература (без повторов) оформляется под названием «Список литературы» согласно требованиям ГОСТ 7.0.5-2018; 10. Знак копирайта (©) с указанием автора (авторов) и текущего года.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ сетевое издание выходит ежемесячно распространяется бесплатно

№ 6(46) / 2020 Дата подписания к использованию: 29.06.2020 Дата опубликования на сайте: 30.06.2020 Объем данных - 7,51 Мб Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77-67277 от 21.09.2016, выдано Роскомнадзором Учредитель: ООО «Автограф» ISSN 2500-1191

------------------------------------------------------------------------------------------------------Адрес страницы журнала в информационно-телекоммуникационной сети: nauka-bez-granic.ru Адрес редакции: Москва, Лиственничная аллея, д. 7 Адрес электронной почты: info@nauka-bez-granic.ru Телефон: +7 (977) 569-30-93 facebook.com/ISJsciencewithoutborders vk.com/nauka_bez_granic © Наука без границ, 2020

------------------------------------------------------------------------------------------------------Редколлегия будет благодарна за распространение информации о журнале среди преподавателей и обучающихся университетов, институтов, специализированных организаций и органов образования, которые заинтересованы в публикации научных материалов.