Современное состояние научных исследований и технологий в промышленности
Not a member yet
490 research outputs found
Sort by
Метод GRAPHMIGR8 міграції реляційних даних у графову модель NEO4J
Get PDFIn the modern world of data processing, graph databases are becoming increasingly relevant, allowing for efficient modeling and processing of complex relationships between entities in subject domains. Today, relational databases remain the foundation of most existing software systems. However, relational databases are not always the best solution for software systems that face stringent requirements for scalability and high data availability. In the direction of improving the performance of such systems, decisions regarding migration of their relational databases to NoSQL, particularly to graph databases, are increasingly being made in practice. The subject matter of the article is methods for migrating structured data from the relational database model to the graph model. The goal of the work is to improve the efficiency of migrating relational databases to graph databases by developing a productive method of migration adapted for the Neo4j database management system and providing recommendations for the effective use of migration methods to graph databases. The work addresses the following tasks: development of logical models for relational and graph databases Neo4j in various subject areas for conducting experiments on migration based on them; development of a method for migrating relational data to the Neo4j graph model; planning and conducting experimental research on the effectiveness of the proposed method compared to other migration methods, and development of recommendations regarding the peculiarities of their use. The following methods are used: database design methods; migration methods to graph databases; methods for experimental evaluation of database performance; development methods based on MS SQL Server 18 and Neo4j 5.26 database management systems, Visual Studio 2022 development environment. The following results were obtained: the GraphMigr8 method for migrating relational data to the Neo4j graph model was proposed; experimental evaluation of the quality of migration methods according to performance metrics and semantic data integrity was conducted; recommendations for using migration methods were formed. Conclusions: strengths and weaknesses of existing methods for migrating relational data to the graph data model were identified, the GraphMigr8 method for migrating relational databases to the Neo4j graph model was proposed, which showed better performance and higher semantic correspondence of transformed data.У сучасному світі оброблення інформації все більшої актуальності набувають графові бази даних, що дають змогу ефективно моделювати та обробляти складні взаємозв’язки між сутностями предметних галузей. Нині основою більшості наявних програмних систем залишаються реляційні бази даних. Проте ці бази даних не завжди є кращим рішенням для програмних систем, для яких гостро постають вимоги масштабованості та високої доступності інформації. З метою підвищення продуктивності таких систем на практиці все частіше приймаються рішення щодо міграції їх реляційних баз даних в NoSQL, зокрема в графові бази даних. Предметом дослідження статті є методи міграції структурованих даних з реляційної моделі баз даних у графову модель. Мета роботи – підвищити ефективність міграції реляційних баз даних у графові бази даних способом розроблення продуктивного, адаптованого для системи управління базами даних Neo4j методу міграції та надання рекомендацій щодо ефективного впровадження методів міграції в графові бази даних. У роботі розв’язуються такі завдання: створення логічних моделей для реляційної та графової БД Neo4j в різних предметних галузях для проведення на їх основі експериментів з міграції; розроблення методу міграції реляційних даних у графову модель Neo4j; планування та проведення експериментального дослідження ефективності запропонованого методу порівняно з іншими методами міграції, а також розроблення рекомендацій щодо особливостей їх використання. Упроваджено такі методи: проєктування баз даних; міграція в графові бази даних; експериментальне оцінювання продуктивності баз даних; розроблення, основане на системах управління базами даних MS SQL Server 18 та Neo4j 5.26 і середовищі розроблення Visual Studio 2022. Досягнуті результати: запропоновано метод міграції GraphMigr8 реляційних даних у графову модель Neo4j; експериментально оцінено якість методів міграції за метриками продуктивності та семантичної цілісності інформації; сформовано рекомендації щодо використання методів міграції. Висновки: виявлено переваги й недоліки методів міграції реляційних даних у графову модель даних, запропоновано метод міграції GraphMigr8 реляційної БД у графову модель Neo4j, який продемонстрував кращу продуктивність та вищу семантичну відповідність трансформованих даних
Модель побудови множини симетричних двохоперандних сет-операцій, які допускають перестановку операндів
Get PDFThe subject matter of the article is the scientific and methodological apparatus for constructing and implementing information-driven SET-operations. The goal of the work is to construct a model for the synthesis of symmetric two-operand SET-operations that allow permutation of operands and to determine the restrictions on their use in the development of low-resource stream ciphers. The following tasks are solved in the article: a model for the synthesis of symmetric two-operand SET-operations that allow permutation of operands is developed; restrictions on the use of this model are determined, which guarantee the construction of symmetric two-operand SET-operations that allow permutation of operands; it is shown that a pseudo-random change in the operating modes of the cryptographic system significantly complicates the processes of cryptanalysis of ciphergrams; modeling of SET-operations based on duplication of single-operand two-bit SET operations is carried out; the technology for constructing two-operand SET-operations based on duplication is applied to obtain a set of two-operand SET-operations. Methods of discrete mathematics, Set-theory and situational management have been introduced. Achieved results. Synthesized on the basis of this model of SET-operations allow changing the operating mode of stream cryptographic systems from symmetric to asymmetric when permuting operands in the operation. At present, the forefront of modern world experience in cryptographic science is a low-resource cryptographic system. Low-resource cryptography allows ensuring sufficiently stable cryptosystem performance with significant limitations on computational, mass-dimensional, cost and energy resources of the object of interest. One of the most relevant areas of further development of low-resource cryptography is considered to be cryptographic coding. In the process of cryptographic coding, cryptographic coding operations are implemented. The selection of operations is carried out under the control of a pseudo-random sequence, which is implemented by a cryptographic algorithm. Conclusions. A model for the synthesis of symmetric two-operand SET-operations that allow permutation of operands has been developed. Restrictions on the use of this model have been determined, which guarantee the construction of symmetric two-operand SET-operations that allow permutation of operands. The achieved results can be useful for the construction of low-resource stream encryption systems. Pseudo-random change of the operating modes of the cryptographic system significantly complicates the processes of cryptanalysis of ciphertexts.Предметом дослідження в статті є науково-методологічний апарат побудови та реалізації СЕТ-операцій керованих інформацією. Мета роботи – побудова моделі синтезу симетричних двохоперандних СЕТ-операцій, які допускають перестановку операдів і визначення обмежень на їх використання при розробці малоресурсних потокових шифрів. У статті розв’язано такі завдання: розроблено модель синтезу симетричних двохоперандних СЕТ-операцій, які допускають перестановку операндів; визначено обмеження на використання даної моделі, які гарантують побудову симетричних двохоперандних СЕТ-операцій, які допускають перестановку операндів; показано, що псевдовипадкова зміна режимів роботи криптографічної системи суттєво ускладнює процеси криптоаналізу шифрограм; проведено моделювання СЕТ-операцій на снові дублювання однооперандних двохрозрядних СЕТ-операцій; застосовано технологію побудови двохоперандних СЕТ-операцій на основі дублювання для отримання множини двохоперандних СЕТ-операцій. Упроваджено методи дискретної математики, теорії множин і ситуаційного управління. Досягнуті наступні результати: синтезовані на основі даної моделі СЕТ-операцій дозволяють змінювати режим роботи потокових криптографічних систем з симетричного на несиметричний при перестановці місцями операндів в операції. На теперешній час в авангарді сучасного світового досвіду криптографічної науки є малоресурсна криптографічна система. Малоресурсна криптографія дозволяє забезпечити достатньо стійкі показникі криптосистеми при значному обмеженні обчислювальних, масогабаритних, вартісних та енергетичних ресурсів об’єкта інтересу. Одним із найбільш атуальним напрямком подальшого розвитку малоресурсної криптографії вважається криптографічне кодування. В процесі криптографічного кодування реалізуються операції криптографічного кодування. Вибір операцій проводиться під управлінням псевдовипадкової послідовності, яка реалізується криптографічним алгоритмом. Висновки. Розроблена модель синтезу симетричних двохоперандних СЕТ-операцій, які допускають перестановку операндів. Визначені обмеження на використання даної моделі, які гарантують побудову симетричних двохоперандних СЕТ-операцій, які допускають перестановку операндів. Досягнуті результати можуть бути корисними для побудови малоресурсних систем потокового шифрування. Псевдовипадкова зміна режимів роботи криптографічної системи суттєво ускладнює процеси криптоаналізу шифрограм
Дослідження ефективності алгоритмів оброблення зображень у схемах нульового водяного знака
Get PDFSubject matter: image transformation algorithms used in zero-watermarking techniques for development authentication algorithm. Objectives: identify effective image transformation algorithms for use in zero-watermarking schemes. The study addresses the following tasks: examining the range of existing image transformation algorithms, formulating informal requirements for image transformation algorithms to be used in zero-watermarking-based authentication schemes, and making assumptions about the feasibility of using each analyzed image transformation algorithm. To achieve these objectives, the following methods are employed: modeling – software implementation of each studied algorithm, empirical methods – application of algorithms and observation of transformation results, mathematical methods – calculation of normal correlation metrics and peak signal-to-noise ratio (PSNR). Results: an analysis was conducted on a set of algorithms that could potentially be used in zero-watermarking schemes for authentication purposes. A methodology was developed to evaluate algorithms while considering image dimensionality reduction due to compression. Additionally, requirements for image processing algorithms in zero-watermarking-based authentication were established. Conclusions: the study identified the most effective image transformation algorithms for use in zero-watermarking authentication schemes: DWT (Discrete Wavelet Transform), SVD (Singular Value Decomposition), DCT (Discrete Cosine Transform), and K-means clustering. For low-resolution images, DCT is a viable option. The most effective algorithm combinations are DWT + DCT and DWT + K-means, as these combinations ensure optimal robustness to noise while maintaining sensitivity to distinguish similar images. Future authentication schemes based on these algorithms may be useful (in combination with IoT devices), including for user authentication in enterprises and organizations.Предметом дослідження є алгоритми перетворення цифрових зображень, що використовуються в нульових водяних знаках у процесі побудови алгоритмів автентифікації. Мета роботи – визначення ефективних алгоритмів перетворення цифрових зображень для застосування в нульових водяних знаках. У статті необхідно розв’язати такі завдання: дослідити спектр наявних алгоритмів перетворення цифрових зображень; висунути неформальні вимоги до алгоритмів перетворення цифрових зображень з метою їх використання в алгоритмах нульових водяних знаків у процесі побудови схем автентифікації; висунути припущення щодо можливості застосування кожного з розглянутих алгоритмів перетворення цифрових зображень. Для виконання окреслених завдань упроваджено такі методи: моделювання – здійснення програмної реалізації кожного з досліджуваних алгоритмів; емпіричні методи – використання алгоритмів і спостереження за результатами перетворень; математичні методи – обчислення показників нормальної кореляції та пікового значення сигнал / шум. Досягнуті результати: проаналізовано набір алгоритмів, що можуть бути потенційно придатні для використання в нульових водяних знаках у побудові алгоритмів автентифікації; сформовано методику перевірки алгоритмів, зважаючи на зменшення розмірності зображень унаслідок їх стискання; висунуто вимоги до алгоритмів оброблення цифрових зображень для їх використання в нульових водяних знаках під час побудови алгоритмів автентифікації. Висновки. У процесі дослідження потенційних алгоритмів перетворення цифрових зображень для використання нульових водяних знаків у побудові алгоритмів автентифікації виявлено найбільш вдалі алгоритми: DWT, SVD, DCT, K-means. Для зображень низької розмірності ймовірне застосування DCT. Найкращими поєднаннями запропонованих алгоритмів є комбінації: DWT + DCT, DWT + K-means. Поєднання цих алгоритмів може забезпечити оптимальну стійкість до шумів та чутливість, щоб розрізняти схожі зображення. Майбутні схеми автентифікації, основані на зазначених алгоритмах, корисні (якщо поєднати з IoT-пристроями), зокрема для автентифікації користувачів на підприємствах і в організаціях
Модель автономної системи моніторингу та оптимізації IT-інфраструктури з використанням трансформерів
Get PDFThe subject matter of the article is an autonomous IT infrastructure monitoring and optimization system using transformers for analyzing multidimensional time series and detecting anomalies in real time. The study reviews current approaches to IT infrastructure monitoring, including machine learning and traditional statistical methods. A literature review reveals that existing methods often lack efficiency in dynamically changing system parameters. The goal of this research is to develop an autonomous system capable of performing real-time multifactor analysis and autonomously responding to detected threats. A transformer-based model is proposed, allowing for complex anomaly detection and failure prediction. The methodology includes mathematical modeling, machine learning (transformers), statistical analysis (cross-validation), and time series forecasting. The following tasks were solved in the article: formulation of a model for multidimensional time series analysis, development of an algorithm for anomaly detection and problem forecasting, implementation of autonomous adjustment mechanisms for stabilizing IT infrastructure. The following methods used are – mathematical modeling, machine learning methods (transformers), statistical analysis (cross-validation), and forecasting algorithms based on time series. The following results the model achieved a mean absolute error (MAE) of 4.3% on synthetic data, confirming its ability to accurately detect anomalies. Cross-validation validated the stability of training without overfitting, while a residual histogram showed a symmetrical error distribution. Additionally, correlation heatmaps highlighted interdependencies between key IT infrastructure parameters. Conclusions: the proposed system effectively detects and predicts IT infrastructure failures, ensuring autonomous parameter adjustment to maintain stability. The developed approach can be integrated into modern IT infrastructure management systems to enhance operational efficiency.Предметом дослідження є модель автономної системи моніторингу та оптимізації IT-інфраструктури, що використовує трансформери для аналізу багатовимірних часових рядів і виявлення аномалій у реальному часі. У статті розглянуто сучасні підходи до моніторингу IT-інфраструктури, зокрема використання машинного навчання та класичних методів статистичного аналізу. Огляд літератури показує, що наявні підходи мають обмеження, зокрема низьку ефективність в умовах динамічних змін параметрів системи. Мета статті – розроблення автономної системи, здатної здійснювати багатофакторний аналіз у реальному часі та автоматично реагувати на виявлені загрози. Запропоновано модель на основі трансформерів, що дає змогу виявляти складні аномалії та прогнозувати можливі збої. З огляду на окреслену мету необхідно розв’язати такі завдання: сформувати модель багатовимірного аналізу часових рядів; розробити алгоритм виявлення аномалій і прогнозування можливих проблем; реалізувати механізми автономного налаштування системи для стабілізації IT-інфраструктури. Упроваджено такі методи: математичне моделювання, машинне навчання (трансформери), статистичний аналіз (крос-валідація), алгоритми прогнозування на основі часових рядів. Здобуті результати. Модель досягла середньої абсолютної похибки (MAE) 4.3 % на синтетичних даних, що доводить її здатність точно виявляти аномалії. Крос-валідація підтвердила стабільність навчання без перенавчання, а гістограма залишків продемонструвала рівномірний розподіл похибок. Крім того, теплові карти кореляції показали взаємозв’язки між ключовими параметрами IT-інфраструктури. Висновки. Розроблена система дає змогу автоматично виявляти та прогнозувати проблеми в роботі IT-інфраструктури, забезпечуючи автономне налаштування параметрів для підтримки її стабільності. Запропонований підхід може бути інтегрований у сучасні системи управління IT-інфраструктурою для покращення їх ефективності
Управління критичними параметрами логістичних та інфраструктурних проєктів засобами комп’ютерного експерименту (на прикладі сектору безпеки та оборони в умовах війни)
Get PDFThe subject of the research in the article is the management of critical parameters of infrastructure and logistics projects using the example of the security and defense sector in wartime by means of computer experiments using modern artificial intelligence tools, in particular multi-agent systems. The purpose of the study is to conduct a computer experiment to study the critical parameters of the functioning of infrastructure and logistics projects based on intelligent models that apply the theory of multi-agent systems. The article solves the following tasks: formalization of technical parameters of transport infrastructure; formalization of the subject area of logistics and infrastructure project management, modeling of critical parameters of the functioning of infrastructure and logistics projects under martial law, risk assessment of logistics and infrastructure projects based on the analysis of critical locations. The following methods are used: operations research methods; computer modeling methods, artificial intelligence technologies, in particular multi-agent systems; risk theories. Research results: the methodology for conducting a computer experiment modeling critical parameters of the functioning of infrastructure and logistics projects under martial law was considered. The implementation of logistics projects was analyzed depending on such criteria as distance, project time, load capacity, critical zones of logistics projects and qualitative benefits from implementation. A matrix of logistics project routes under martial law was developed. A qualitative and quantitative analysis of the risks of logistics and infrastructure projects under martial law was conducted. Conclusions: the obtained scientific results complement the methodology of infrastructure project management and make it possible to implement logistics projects under martial law and the worsening of the food security situation, in particular as alternatives to the Black Sea Grain Initiative, as well as infrastructure and logistics projects in the security and defense sector under war conditions. The results obtained can also be applied in planning logistics projects for the supply of weapons under martial law.Предметом дослідження в статті є управління критичними параметрами інфраструктурних та логістичних проєктів на прикладі сектору безпеки та оборони в умовах війни засобами комп’ютерного експерименту з використанням сучасного інструментарію штучного інтелекту, зокрема мультиагентних систем. Метою дослідження є проведення комп’ютерного експерименту з дослідження критичних параметрів функціонування інфраструктурних та логістичних проєктів на базі інтелектуальних моделей, що застосовують теорію мультиагентних систем. У статті вирішуються завдання: формалізації технічних параметрів транспортної інфраструктури; формалізації предметної області управління логістичними та інфраструктурними проєктами, моделювання критичних параметрів функціонування інфраструктурних та логістичних проєктів в умовах воєнного стану, формування ризиків логістичних та інфраструктурних проєктів на основі аналізу критичних місць. Використовуються такі методи: методи дослідження операцій; методи комп’ютерного моделювання, технології штучного інтелекту, зокрема мультиагентні системи; теорії ризиків. Результати дослідження: розглянуто методику проведення комп’ютерного експерименту моделювання критичних параметрів функціонування інфраструктурних та логістичних проєктів в умовах воєнного стану. Проведено аналіз реалізації логістичних проєктів в залежності від таких критеріїв як відстань, час проєкту, вантажопідйомність, критичні зони логістичних проєктів та якісні переваги від реалізації. Розроблено матрицю маршрутів логістичних проєктів в умовах воєнного стану. Проведено якісний та кількісний аналіз ризиків логістичних та інфраструктурних проєктів в умовах воєнного стану. Висновки: отримані наукові результати доповнюють методологію управління інфраструктурними проєктами та дають змогу реалізувати логістичні проєкти в умовах воєнного стану та погіршення ситуації з продовольчою безпекою, зокрема як альтернативи Чорноморської зернової ініціативи, а також інфраструктурні та логістичні проєкти у секторі безпеки та оборони в умовах війни. Також отримані результати можуть бути застосовані при плануванні логістичних проєктів постачання озброєнь в умовах воєнного стану
Метод порівняння відбитків пальців, заснований на моделі попереднього вирівнювання
Get PDFThe subject of this article is the development and analysis of a new method for comparing fingerprints that uses the geometric Euclidean characteristics of minutiae for biometric identification. The research focuses on minutiae—special points of interruption or bifurcation of papillary lines—as key biometric features, contrasting them with traditional global and local descriptors such as SIFT, HOG, or LPQ. The purpose of the article is to develop a robust and efficient fingerprint comparison method that uses Euclidean geometric characteristics of minutiae and pre-alignment to improve the accuracy of biometric identification without relying on machine learning. The research task was performed in three stages: first, studying the theoretical provisions of minutia-based descriptors and their invariance to affine transformations (shift, rotation, scaling); second, development of a model using a shift vector and distance functions for matching minutiae; third, experimental verification of the model, determination of optimal parameters, and evaluation on a standard data set. Methods include theoretical analysis and experimental evaluation. The theoretical basis establishes the stability of alignment to shifts. The descriptor is formed through minutiae coordinates, distance functions, and alignment optimization. An image processing algorithm with filtering and minutiae analysis is used to extract features. The results are achieved through experimental verification on the FVC2000 (DB1_B) dataset and demonstrate high performance, as evaluated by classification metrics and execution time. Conclusions indicate the theoretical and practical achievements of the research. The model demonstrates theoretical and practical resistance to Euclidean shifts, with advantages for processing prints from different scanners. Experiments confirm the effectiveness of shift detection, achieving a high Van Rijseberg score (0.735), although dependence on positive matches requires additional filtering of false positives. The method is workable and can be applied in practice.Предметом статті є розробка та аналіз нового методу порівняння відбитків пальців, що використовує геометричні евклідові характеристики мінуцій для біометричної ідентифікації. Дослідження зосереджується на мінуціях — специфічних точках переривання або роздвоєння папілярних ліній — як ключових біометричних ознаках, протиставляючи їх традиційним глобальним і локальним дескрипторам, таким як SIFT, HOG чи LPQ. Мета полягає у розробці стійкого й ефективного методу порівняння відбитків пальців, що використовує геометричні евклідові характеристики мінуцій і попереднє вирівнювання, для підвищення точності біометричної ідентифікації без залежності від машинного навчання. Завдання дослідження триетапні: по-перше, дослідити теоретичні основи дескрипторів на основі мінуцій та їхню інваріантність до афінних перетворень (зсув, обертання, масштабування); по-друге, розробити модель із використанням вектора зсуву та функцій відстані для зіставлення мінуцій; по-третє, експериментально перевірити модель, визначивши оптимальні параметри та оцінивши її на стандартному наборі даних. Методи охоплюють теоретичний аналіз і експериментальну оцінку. Теоретична основа встановлює стійкість вирівнювання до зсувів. Дескриптор формується через координати мінуцій, функції відстані та оптимізацію зіставлення. Для вилучення ознак застосовано алгоритм обробки зображень із фільтрацією й аналізом мінуцій. Результати отримані з допомогою експериментальної перевірки на наборі FVC2000 (DB1_B) демонструють високу продуктивність, яка оцінюється метриками класифікації та часом виконання. Висновки підкреслюють теоретичні та практичні надбання дослідження. Модель демонструє теоретичну й практичну стійкість до евклідових зсувів, пропонуючи переваги для обробки відбитків із різних сканерів. Експерименти підтверджують ефективність виявлення зсувів, досягаючи високої міри Ван Різбергена (0.735), хоча залежність від позитивних збігів вимагає додаткової фільтрації помилково позитивних результатів. Метод є робочим і може бути застосований практично
Модель логістичної інфраструктури двохетапного процесу ресайклінгу складної техніки
Get PDFSubject matter: models for the formation of the logistics infrastructure for complex equipment recycling, taking into account the two-stage processing system and the multicomponent composition of secondary raw materials. This study aims to develop a model for the formation of a logistics infrastructure for complex equipment recycling enterprises, the implementation of which will reduce transportation costs of secondary raw materials and infrastructure development expenses. Objectives: to investigate the current state and challenges of complex equipment recycling in Ukraine and abroad; to identify the characteristics of logistics processes in complex equipment recycling; to develop a model for the formation of recycling logistics infrastructure for complex equipment. The following methods were used during the research: mathematical modeling, location-allocation methods, and systems approach. Research results: the current state and challenges of complex equipment recycling have been analyzed, including infrastructure deficiencies, a low level of sorting, and uneven distribution of processing facilities; approaches to solving the facility location problem for recycling infrastructure have been reviewed; a two-level structure of the complex equipment recycling system has been developed, consisting of a network of local collection and sorting centers and processing enterprises; a mathematical model for forming the logistics infrastructure has been developed, considering production capacities, transportation costs and the multicomponent nature of resources. The conclusions state that the proposed optimization model for the logistics infrastructure of complex equipment recycling considers a two-stage processing sequence, from collection and sorting to final recycling. The model integrates economic, spatial, and technological factors, enabling the minimization of total transportation and infrastructure development costs. The application of the proposed model ensures effective planning of the recycling network, taking into account processing capacities, logistical routes, and the volume of different types of secondary raw materials.Предмет дослідження – моделі формування логістичної інфраструктури ресайклінгу складної техніки з огляду на двохетапний процес перероблення та багатокомпонентного складу вторинної сировини. Метою роботи є створення моделі формування логістичної інфраструктури підприємств ресайклінгу складної техніки, упровадження якої дасть змогу зменшити витрати на транспортування вторинної сировини та розбудову інфраструктури. Завдання: дослідити сучасний стан і проблематику сфери перероблення компонентів складної техніки в Україні та за кордоном; визначити особливості логістичних процесів ресайклінгу складної техніки; розробити модель формування логістичної інфраструктури ресайклінгу складної техніки. Методи: математичне моделювання, методи розміщення-розподілу, системний підхід. Результати: проаналізовано сучасний стан і проблематику перероблення компонентів складної техніки, зокрема недосконалість інфраструктури, низький рівень сортування та нерівномірність розміщення підприємств; проаналізовано підходи до виконання завдання розміщення об’єктів інфраструктури ресайклінгу; побудовано дворівневу структуру системи ресайклінгу складної техніки, що містить мережу локальних пунктів збирання та сортування та переробних підприємств; запропоновано модель формування логістичної інфраструктури, у якій узято до уваги виробничі потужності, транспортні витрати та багатокомпонентність ресурсів. Висновки. Запропоновано модель формування логістичної інфраструктури ресайклінгу складної техніки, у якій узято до уваги двохетапний характер перероблення складної техніки – від збирання та сортування до кінцевого перероблення компонентів, а також транспортування декількох видів ресурсу. Модель поєднує економічні, просторові та технологічні аспекти, що дає змогу мінімізувати загальні витрати на транспортування вторинної сировини та розбудову інфраструктури ресайклінгу. Використання моделі забезпечує ефективне планування мережі підприємств ресайклінгу з огляду на виробничі потужності, логістичні маршрути та обсяги різних типів вторинної сировини
Метод децентралізованого управління технологічними процесами на інтелектуальному виробництві
Get PDFThe technology of digital twins involves the creation of a virtual model of a physical object, process, or system that can be used for modeling, monitoring, testing, and predicting possible future developments based on information from a distributed network of sensors of technological equipment. The implementation of digital twins in the system of automated control of technological processes will allow increasing the efficiency of production processes in intelligent manufacturing. The subject of the research is the architecture of an automated process control system of technology process (ACS TP) in an intelligent factory with the integration of the Industrial Internet of Things technology and a digital twin of the production process. The aim of the research is to improve decentralized control methods for technological processes to enhance the efficiency of production processes in intelligent manufacturing by integrating digital twins into automated control systems. Task: to develop the architecture of a distributed ACS TP in an intelligent factory with the integration of the Industrial Internet of Things technology and a digital twin of the production process. To review the concept of "Digital Twin" in the context of combining this technology with the processes of sustainable development and transformation of the manufacturing industry. To conduct research on the proposed method of integrating a digital twin into the TP management task. In the research, the following methods were used: computer modeling, methods of automatic control theory, methods of analysis, and synthesis of decentralized production systems. The following results were obtained: an architecture of an automated system was developed using a digital twin as a reference model, which describes the ideal development of the control process of the automation object using a digital PID controller. The simulation results showed that the physical model quite accurately reproduces the behavior of the mathematical model of the PID controller with the given parameters. Conclusions: the results of the experimental research showed that the integration of digital twins into automated control systems improves decentralized control methods for technological processes and enhances the efficiency of production processes in intelligent manufacturing. The successful implementation of digital twin technology in intelligent manufacturing, in combination with cloud computing and machine learning, is aimed at achieving sustainable development goals, specifically addressing task 9.5.Технологія цифрових двійників передбачає створення віртуальної моделі фізичного об’єкта, процесу або системи, яка може бути використана для моделювання, моніторингу, тестування та прогнозування можливого розвитку подій на основі інформації від розподіленої мережі сенсорів технологічного обладнання. Упровадження цифрових двійників у систему автоматизованого управління технологічними процесами дасть змогу підвищити ефективність виробничих процесів на інтелектуальних виробництвах. Предметом дослідження є архітектура автоматизованої системи управління технологічними процесами (АСУ ТП) на інтелектуальному заводі з інтеграцією технології промислового Інтернету речей та цифрового двійника виробничого процесу. Мета роботи – вдосконалення методів децентралізованого управління ТП для підвищення ефективності виробничого процесу на інтелектуальному виробництві за допомогою інтеграції цифрових двійників в АСУ. Завдання: розробити архітектуру розподіленої АСУ ТП на інтелектуальному заводі з інтеграцією технології промислового Інтернету речей та цифрового двійника виробничого процесу; проаналізувати поняття "цифровий двійник" у контексті поєднання цієї технології з процесами сталого розвитку й трансформації виробничої галузі; дослідити запропонований метод інтеграції цифрового двійника в задачу управління ТП. У процесі досліджень упроваджено такі методи: комп’ютерне моделювання, теорія автоматичного управління, аналіз і синтез децентралізованих виробничих систем. Досягнуто таких результатів: розроблено архітектуру автоматизованої системи з використанням цифрового двійника як еталона, що описує ідеальний розвиток процесу керування об’єктом автоматизації із застосуванням цифрового ПІД-регулятора. Результати моделювання продемонстрували, що фізичний макет досить точно відтворює поведінку математичної моделі ПІД-регулятора із заданими параметрами. Висновки. Результати експериментального дослідження показали, що інтеграція цифрових двійників в АСУ дає змогу вдосконалити методи децентралізованого управління ТП та підвищити ефективність виробничого процесу на інтелектуальному виробництві. Успішне впровадження технології цифрових двійників у інтелектуальне виробництво в поєднанні з хмарними обчисленнями та машинним навчанням спрямоване на досягнення цілей сталого розвитку
Формування моделі розумного міста з огляду на динаміку змін міської забудови
Get PDFThe purpose of the article is improving the validity of assessments for the formation of decisions on the intellectualization of the city based on analysis of urban building. Objectives. The trends in the development of Smart City concepts were analyzed; requirements for Smart Cities are analyzed and a set-theoretical model of a Smart City is proposed; the method of analyzing urban building using remote sensing data has been improved and the possibility of its use has been experimentally confirmed. The following methods used are – methods of system analysis, set theory, and deep learning. The following results were obtained. Creating a comfortable urban environment promotes economic growth, improves the quality of life and ensures sustainable development. This is possible through the implementation of the smart city concept. To unify the steps to create Smart Cities, a set-theoretic model of a Smart City is proposed. It generalizes the requirements of standards of the ISO 37100 series and combines a set of indicators, ensuring the implementation of certain areas of intellectualization. The choice of the intellectualization direction should be based on the study of urbanization problems. The complexity of this issue requires improvement of urban building analysis processes, for example, using remote sensing data. To obtain estimates suitable for further analysis and decision-making, a method for studying urban development based on remote sensing data is proposed. It is uses of deep learning in processing structured data using the Image Analyst ArcGIS Pro 3.4. A scheme of the algorithm for obtaining a Deep Learning model for decrypting urban building objects has been developed, and its software implementation has been proposed. The study of the capabilities of the developed method was carried out when solving the problems of updating information about the urban development of Kyiv. The resulting Deep Learning model recognizes urban building objects well and has good adaptability to objects other than the training sample. Conclusions: The choice of the direction of intellectualization should be based on a thorough study of the situation that has arisen as a result of the urbanization. An experimental analysis of the dynamics of changes in the urban development of the Kyiv district for the period 2005 – 2021 showed: an increase in the number of residential (by 5.4%) and commercial development (by 11%), neglect of the development of social infrastructure, non-development of transport infrastructure, ignoring issues of landscaping the territory of the district, etc. The results obtained can be useful in forming priority ways of introducing intelligent solutions into the everyday life of city residents.Мета роботи – підвищення ґрунтовності оцінок для формування рішень з інтелектуалізації міста на основі аналізу змін міської забудови. У статті розв’язано такі завдання: розглянуто тенденції розвитку концепцій Smart City; проаналізовано вимоги до розумних міст і запропоновано теоретико-множинну модель розумного міста; подальшого розвитку набув метод аналізу міської забудови за дистанційними даними, експериментально підтверджено можливість його використання. Упроваджено методи системного аналізу, теорії множин і глибокого навчання. Досягнуті результати. Створення зручного міського середовища сприяє економічному зростанню, покращує якість життя та забезпечує сталий розвиток, що можливо завдяки впровадженню концепції розумного міста. Для уніфікації кроків зі створення розумних міст запропоновано теоретико-множинну модель розумного міста, яка відповідно до вимог стандартів серії ISO 37100 поєднує показники, що забезпечують реалізацію певних напрямів інтелектуалізації. Вибір напряму інтелектуалізації має ґрунтуватися на вивченні проблем урбанізації. Складність цього питання потребує вдосконалення процесів аналізу міської забудови, наприклад, з використанням даних дистанційного зондування Землі (ДЗЗ). Для отримання оцінок, придатних для подальшого аналізу та формування рішень, розроблено метод аналізу міської забудови за даними ДЗЗ, що використовує глибоке навчання в обробленні структурованої інформації за допомогою інструменту Image Analyst ArcGIS Pro 3.4. Розроблено схему алгоритму отримання моделі Deep Learning для дешифрування об’єктів міської забудови, запропоновано її програмну реалізацію. Дослідження можливостей розробленого методу відбувалося в процесі розв’язання завдань актуалізації інформації про міську забудову Києва. Модель Deep Learning добре розпізнає об’єкти міської забудови та має добру пристосованість до об’єктів, що різняться від об’єктів навчальної вибірки. Висновки. Вибір напряму інтелектуалізації має ґрунтуватися на ретельному вивченні ситуації, що виникла внаслідок урбанізації міських районів. Експериментальний аналіз динаміки змін міської забудови району м. Києва за період 2005–2021 рр. показав: збільшення кількості об’єктів житлової (на 5,4%) та комерційної забудови (на 11%), нехтування розвитком соціальної інфраструктури, нерозбудову транспортної інфраструктури, ігнорування питань озеленення території району тощо. Досягнуті результати можуть бути корисними у формуванні пріоритетних способів упровадження інтелектуальних рішень у повсякденне життя містян
Метод автентифікації користувачів в інформаційно-комунікаційних системах із застосуванням нульового водяного знака
Get PDFThe subject access control systems is information and communication networks. The purpose is to develop a user authentication method for information and communication systems as an access control system using a zero watermarking algorithm. Objectivs: develop a user authentication method based on zero watermarking, test the proposed method, provide suggestions and recommendations for the further application of the authentication method. To accomplish the defined tasks, the following methods computer simulation of the proposed method to study its characteristics; empirical methods – applying the method and observing the transformation results; tatistical methods – calculating indicators such as Pearson correlation coefficients, peak signal-to-noise ratio (PSNR), and Spearman’s rank correlation coefficients. Results achieved: novel user authentication method based on a unique zero watermarking algorithm was proposed for the first time within an information and communication system. Suggestions for further application of the method were formulated, and the method was successfully tested. Conclusions. During the study, an authentication method based on a zero watermarking algorithm was proposed, designed to be used as an access control system at industrial enterprises. The method was tested, and the test results confirm its operability and effectiveness. This method has the potential to reduce the cost of two-factor authentication when deploying authentication systems in large enterprises.Предметом дослідження є системи контролю доступом в інформаційно-комунікаційних мережах. Мета роботи – розроблення методу автентифікації користувачів в інформаційно-комунікаційних мережах як системи контролю доступом з використанням нульового водяного знака. Завдання: розроблення методу автентифікації користувачів із застосуванням нульового водяного знака; тестування запропонованого методу; висування пропозицій та рекомендацій щодо подальшого впровадження методу автентифікації. Для виконання окреслених завдань використовувалися такі методи: комп’ютерне моделювання запропонованого методу для дослідження його характеристик; емпіричні методи – упровадження методу та спостереження за результатами перетворень; статистичні методи – обчислення показників нормальної кореляції та пікового значення сигнал / шум, коефіцієнтів Спірмена. Досягнуті результати: уперше запропоновано метод автентифікації користувачів в інформаційно-комунікаційній системі, оснований на унікальному алгоритмі нульового водяного знака; сформовано пропозиції щодо подальшого впровадження методу; протестовано розроблений метод. Висновки. У межах роботи запропоновано метод автентифікації, оснований на алгоритмі нульового водяного знака, для використання як системи контролю доступом на промислових підприємствах. Метод було протестовано, результати тестування доводять його роботоспроможність та ефективність. Запропонований метод потенційно може зменшити вартість двофакторної автентифікації в умовах розгортання систем автентифікації у великих підприємствах