004.942 Феноменологическая модель системы проектирования инноваций в машиностроении
Белов В. Ф. (АУ «Технопарк–Мордовия»/МГУ им. Н.П. Огарева), Гаврюшин С. С. (МГТУ им.Н.Э.Баумана)
СИСТЕМА ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ДИНАМИКА, МОДЕЛЬ, АДАПТАЦИЯ, САМООРГАНИЗАЦИЯ, ПАРАМЕТРЫ ПОРЯДКА, ИНВАРИАНТНЫЕ МНОГООБРАЗИЯ
doi: 10.18698/2309-3684-2026-1-6686
Структурная сложность и многопредметность современных систем проектирования инноваций в машиностроении существенно ограничивает возможности классического анализа их динамики с помощью теоретических моделей, описывающих процессы самоорганизации и имеющих форму дифференциальных уравнений. Для практического контроля динамических характеристик системы проектирования актуальна разработка модели, согласующейся с фундаментальной теорией, но не являющейся прямой производной от теории. Такие модели принято называть феноменологическими. В качестве основы для макроскопического описания системы проектирования инноваций в статье рассматривается синергетическая теория самоорганизации систем, оперирующая категориями: притягивающий аттрактор-цель, параметр порядка и эволюционные уравнения. Для более строгого представления модели использован язык теории инвариантных многообразий. На этих основаниях разработан алгоритм, обеспечивающий адаптацию системы проектирования на инвариантных многообразиях и реализующий принцип одновременности конструирования системы и разработки объекта проектирования. Полученные результаты нашли своё подтверждение при создании и промышленном тестировании прототипа цифрового планировщика для оптимизации архитектуры системы проектирования в темпе разработки проекта.
[1] Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. Москва, УРСС: ЛЕНАНД, 2014, 317 с.
[2] Колесников А.А. Синергетика и проблемы теории управления. Москва, Физматлит, 2004, 504 с.
[3] Лебедев С.А. Феноменологическая теория и ее структура. Гуманитарный вестник, 2023, № 6, с. 1-25.
[4] Haken H. Synergetics: basic concepts. New York, Springer, 2020, 30 p.
[5] Мирошник И.В., Никифоров В.О., Фрадков А.Л. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами. Санкт-Петербург, Наука, 2000, 549 с.
[6] Ioannou P.A., Sun J. Robust adaptive control. New York, Dover, 2012, 819 р.
[7] Байбарa А. С., Пузаченко М. Ю., Сандлерский Р. Б., Кренкеc А. Н.. Ландшафтные инварианты - параметры порядка динамической системы. Известия РАН. Серия географическая, 2023, т. 87, № 3, с. 370–390.
[8] Khan I., Wagg D., Sims, N. Nonlinear robust observer design using an invariant manifold approach. Control Engineering Practice, 2016, vol. 55. pp. 69-79.
[9] Jain S., Haller G. How to compute invariant manifolds and their reduced dynamics in high-dimensional finite element models. Nonlinear Dynamics, 2022, vol. 107, pp. 1417–1450.
[10] Gorbana A. N., Karlina I.V. Method of invariant manifold for chemical kinetics. Chemical Engineering Science, 2003, vol. 58, pp. 4751–4768.
[11] Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. Москва, Высшая школа, 1986, 311 с.
[12] Беднаржевский, В. С. Обзор CAD/CAM/CAE-систем для моделирования и проектирования энергомашиностроительного оборудования. Известия Алтайского государственного университета, 2002, № S, с. 118-121.
[13] Муромцев Ю. Л., Муромцев Д. Ю., Тюрин И. В. и др. Информационные технологии в проектировании радиоэлектронных средств: учеб. пособие для студ. высш. учебн. заведений. Москва, Издательский центр «Академия», 2010, 384 с.
[14] Gero J. S. Artificial intelligence in design ’02. Springer Dordrecht, 2002, pp. 642.
[15] Вязгин В.А., Федоров В.В. Математические методы автоматизированного проектирования: учеб. Пособие для студ. высш. учебн. заведений. Москва, Высшая школа, 1989, 184 с.
[16] Belov V., Shamaev A., Leisner P. [et al.] A simulation-based spectral technique for power quality and EMC design of an independent power system. International Journal of Emerging Electric Power Systems, 2006, vol. 7, no. 1, p. 1-22.
[17] Колесников А.А. Синергетическая теория управления. Москва, Энергоатомиздат, 1994, 344 с.
[18] Первушин В.А. Практика управления инновационными проектами: учеб. пособие. Москва, Издательский дом «Дело», РАНХиГС, 2014, 208 с.
[19] Белов В.Ф., Гаврюшин С.С., Маркова Ю.Н. Неавтономная система как модель процесса производства технической инновации. Математическое моделирование и численные методы, 2021, № 1, с. 110–131.
[20] Boehm B.W. Software engineering economics. Software Engineering, 1983, 17 p.
[21] Mahboob Al B., Imtiaj Hasnain Khan. Artificial intelligence in industrial engineering a review. International Journal of Scientific Research and Engineering Development, 2017, vol. 2, iss. 3, p. 40-48.
[22] Белов В. Ф. Клеточно-автоматная модель развёртывания задач проектирования на распределённых ресурсах. Автоматизация процессов управления, 2025, № 2(80), с. 71-78.
[23] Белов В.Ф., Гаврюшин С.С., Занкин А.И. Архитектура цифровой платформы исследования и проектирования инноваций в машино- и приборостроении. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2021, № 3, с. 3–15.
Белов В.Ф., Гаврюшин С.С. Феноменологическая модель системы проектирования инноваций в машиностроении. Математическое моделирование и численные методы, 2026, № 1, с. 66–86
Скачать статью
Количество скачиваний: 19