Технічна інженерія

Вплив попередньої обробки руди на процес руйнування окислених залізистих кварцитів у млині

Олексій Володимирович Булах — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У статті було досліджено закономірності руйнування окислених залізистих кварцитів у процесі подрібнення з використанням реагенту та визначення оптимальних умов для максимального розкриття мінеральних зерен гематиту та кварцу з метою зниження енерговитрат на процес. Традиційне подрібнення таких руд пов’язане з високими енерговитратами та неминучим переподрібненням корисного мінералу.

Визначено, що сучасним рішенням цієї проблеми є застосування спеціальних реагентів та їх розчинів, які модифікують процес руйнування на фізико-хімічному рівні, знижуючи поверхневу енергію та сприяючи більш легкому поширенню тріщинок. Розглядаються механізми впливу реагентної обробки окислених залізистих кварцитів на ефективність дезінтеграції у млині під час їх подрібнення. Наведено розрахунок енергетичної складової процесу дезінтеграції окислених залізистих кварцитів. Розраховано загальну енергію, що буде витрачатися на руйнування мінерального зерна з врахуванням подрібнювального середовища та створюваного розчином хлориду магнію додаткового ефекту розклинення за рахунок його адсорбції на поверхні зерен гематиту і кварцу, що буде спрямована на селективне розкриття мінеральних комплексів. Ефект розклинення дозволить визначити додаткову роботу, необхідну для руйнування зерен по тріщинах. Наведений розрахунок дозволяє визначити вплив розчину хлористого магнію на кінетику і динаміку руйнування зерен окислених залізистих кварцитів під час подрібнення у млині. Стендові випробування дозволили визначити оптимальне значення концентрації розчину для досліджуваних руд та вплив на показники руйнування при її зміненні. В інших умовах цей показник потребує уточнення та проведення додаткових досліджень.

Знімання історичних пам’яток, що потрапили в зону впливу гірничих робіт

вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У Кривому Розі розміри територій, на яких зараз розташовані об’єкти гірничодобувних підприємств та раніше порушені гірничими роботами, збільшуються, руйнуючи цінні родючі ґрунти та поглинаючи будівлі і споруди, розташовані на них. Певна кількість будівель та споруд має або історичну, або культурну цінність. Тому питання захисту та відновлення пам’яток історії та культури, розташованих у гірничих відводах гірничодобувних підприємств, безперечно є актуальним. Метою цього дослідження є аналіз та вибір ефективного методу знімання пам’яток історії та культури для отримання необхідної документації для їх збереження та відтворення. Методика робіт полягає у виконанні знімання об’єктів спадщини різними камерами, зокрема недорогими – професійною цифровою камерою та камерами мобільних телефонів. Подальше опрацювання матеріалів знімання здійснювалося у програмному засобі Agisoft та інших. Результатом дослідження є напрацьована методика створення цифрових моделей історичних пам’яток за результатами цифрового знімання різними камерами, що дозволяє з необхідною точністю визначати їх розміри та інші характеристики, необхідні для їх реконструкції або перенесення у інше місце. Наукова новизна досліджень полягає в отриманні ефективної методики виконання знімальних робіт за допомогою різних камер та отримання цифрової моделі історичної пам’ятки з необхідною точністю. Практична значущість отриманих результатів полягає у розробленні ефективної методики створення необхідної документації для збереження та відновлення пам’яток історії та культури, яким загрожує часткове або повне знищення, через потрапляння їх у зону впливу гірничих робіт. Отримана методика дозволить з необхідною точністю виконувати архівацію таких об’єктів та відтворювати їх у подальшому у безпечних чи доцільних для збереження місцях.

Особливості здійснення аналізу поточних цін на матеріальні ресурси замовником будівництва під час складання проєктно-кошторисної документації в Україні

вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У статті розглянуто особливості здійснення моніторингу поточних цін на матеріальні ресурси в галузі капітального будівництва, враховуючи цивільні та промислові об’єкти, яке здійснюється замовниками будівництва під час складання проєктно-кошторисної документації в Україні. Розглянуто нормативно-правові вимоги, методологічні підходи та практичні аспекти проведення такого аналізу. Відзначено відсутність єдиного законодавчо закріпленого алгоритму моніторингу цін, що змушує кожного замовника розробляти власний «Порядок здійснення аналізу поточних цін». Проаналізовано Порядки здійснення аналізу (моніторингу) поточних цін на матеріальні ресурси як органів виконавчої влади (Служби відновлення України та Державної митної служби України) та органів місцевого самоврядування. Наведено ключові визначення, що використовуються під час моніторингу поточних цін на матеріальні ресурси. Проаналізовано алгоритм здійснення моніторингу, пошук основних джерел інформації (комерційні пропозиції, бази даних Prozorro, вебресурси, друковані довідники тощо), методики визначення середніх та медіанних цін, а також особливості формування та оприлюднення звітної документації за результатами аналізу. Виконано умовне групування Порядків за пропонованими методиками та рівнем деталізації процедур моніторингу поточних цін. Окрему увагу приділено джерелам отримання інформації, алгоритму проведення моніторингу та вимогам до достовірності даних. Наголошено на важливості прозорості та публікації звітів про моніторинг цін.

Використання методів математичного програмування під час проєктування технологічних комплексів та планування гірничих робіт на кар’єрах

вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У статті розглянуто актуальність та методологічні основи застосування методів математичного програмування для оптимізації проєктування технологічних комплексів та планування гірничих робіт при відкритій розробці родовищ рудних і нерудних корисних копалин. Описано вимоги до проєктування технологічних комплексів і технологічних потоків на кар’єрах. Проаналізовано ключові проблеми під час проєктування технологічних комплексів, такі як мінімізація витрат на видобування (екскавацію), транспортування, переробку та збагачення, з урахуванням обмежень на ресурси, екологічні норми та геологічні особливості. Розглянуто основні методи математичного програмування: лінійне, нелінійне, динамічне, стохастичне та цілочисельне програмування, які дозволяють вирішувати багатофакторні завдання з метою мінімізації собівартості, максимізації продуктивності та забезпечення раціонального використання ресурсів протягом усього терміну служби кар’єру. Висвітлено переваги та обмеження різних методів математичного програмування в контексті проєктування кар’єрних технологічних комплексів.

Геометризація родовищ габроїдних порід на основі моделювання вмісту плагіоклазу як критерію енергоємності руйнування

вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У роботі розглянуто сучасний підхід до підвищення точності та інформативності геометризації родовищ габроїдних порід на основі цифрового моделювання просторового розподілу мінеральних компонентів. Зокрема, як головний критерій енергоємності руйнування запропоновано використовувати вміст плагіоклазу – одного з найпоширеніших породотворних мінералів у габро. Обґрунтовано доцільність застосування мінералогічного аналізу при побудові тривимірних моделей родовища, що дозволяє не лише уточнити межі та морфологію покладів, а й оцінити неоднорідність фізико-механічних властивостей масиву. Методика дослідження базується на використанні цифрових зображень поверхонь уступів, отриманих у межах кар’єру, та їх обробці з застосуванням спеціалізованого програмного забезпечення MdiStones для визначення відносного вмісту плагіоклазу. Просторову інтерполяцію результатів здійснено у середовищі Surfer з подальшим побудуванням карт і тривимірних моделей розподілу мінералу. Отримані результати дозволили виявити закономірності зміни вмісту плагіоклазу у межах родовища, визначити зони підвищеної енергоємності руйнування та сформувати науково обґрунтовані рекомендації щодо оптимізації параметрів буровибухових робіт. Застосування такого підходу сприяє підвищенню ефективності геометризації, зниженню витрат на видобування та забезпечує раціональне використання запасів габроїдних порід при їх промисловій розробці.

GNSS-моніторинг деформацій бортів кар’єрів при розробці родовищ нерудних корисних копалин

Марина Сергіївна Куницька — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

Метою дослідження є розробка методики організації GNSS-моніторингу деформацій бортів кар’єрів при відкритій розробці родовищ нерудних корисних копалин. Проаналізовано можливості сучасних GNSS-приймачів, що забезпечують координати з точністю кілька міліметрів. Запропоновано схему геодезичної мережі з 15 контрольних і 4 опорних пунктів, оптимізовану для кар’єрів глибиною 80–90 м. За результатами обробки встановлено похибку визначення координат 3–9 мм, що дозволяє фіксувати зміщення від 10 мм. Максимальні горизонтальні деформації досягали 47 мм у зонах тріщинуватості, тоді як у монолітних ділянках не перевищували 15 мм. Порівняння з тахеометричними спостереженнями показало високу узгодженість результатів (середня різниця 5,4 мм), що підтверджує надійність GNSS-методу. Наукова новизна полягає у визначенні оптимальної конфігурації мережі та критеріїв оцінки стійкості бортів за швидкістю і напрямком зміщень. Практичне значення – у можливості впровадження методики для підвищення безпеки робіт, зниження аварійних ризиків та узгодження з міжнародними стандартами. Подальші дослідження спрямовані на інтеграцію GNSS-спостережень із лазерним скануванням та аерофотозйомкою для побудови 3D-моделей деформацій у режимі реального часу. За результатами обробки встановлено похибку визначення координат 3–9 мм, що дозволяє фіксувати зміщення від 10 мм. Максимальні горизонтальні деформації досягали 47 мм у зонах тріщинуватості, тоді як у монолітних ділянках не перевищували 15 мм. Порівняння з тахеометричними спостереженнями показало високу узгодженість результатів (середня різниця 5,4 мм), що підтверджує надійність GNSS-методу.

Використання системи координат УСК-2000 та МСК-18 у гірничій справі

Марина Сергіївна Куницька, Володимир Володимирович Котенко — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У статті розглядаються теоретичні та практичні аспекти застосування Державної геодезичної системи координат УСК-2000 та місцевої системи координат МСК-18 у гірничій промисловості України. Дослідження присвячене актуальній проблемі модернізації геодезичного забезпечення гірничих підприємств у контексті переходу від систем координат СК-42 та СК-63 до сучасних систем, інтегрованих з глобальними супутниковими навігаційними системами. Система УСК-2000 базується на геоцентричній системі відліку та референц-еліпсоїді GRS80, що забезпечує її сумісність з міжнародною системою ITRS та WGS-84. Місцева система МСК-18 дозволяє мінімізувати спотворення картографічних проєкцій та забезпечити високу точність вимірювань на локальних територіях гірничих підприємств. У статті аналізуються математичні основи систем координат, методи трансформації координат між різними системами, специфіка застосування у маркшейдерській справі. Розглядаються питання створення опорних геодезичних мереж з використанням GNSS-технологій, практичні аспекти переходу на нові системи координат, проблеми трансформації маркшейдерської документації. Наводяться практичні приклади застосування систем УСК-2000 та МСК-18 на гірничих підприємствах. Результати дослідження мають важливе практичне значення для підвищення точності геодезичного забезпечення гірничих робіт та покращення безпеки праці.

Перспектива впровадження комбінованої гідроабразивної технології при обробці та видобутку природного облицювального каменю в Україні

Артур Миколайович Махно, Василь Васильович Мамрай — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У статті розглянуто сучасні підходи до підвищення ефективності процесу обробки та видобутку природного облицювального каменю шляхом застосування комбінованої гідроабразивної технології. Проаналізовано існуючі методи відокремлення комерційних блоків облицювального каменю у кар’єрах блочної будівельної сировини, їхні енергетичні затрати та технологічні особливості. Обґрунтовано актуальність тематики, зумовлену стабільним попитом на якісний облицювальний камінь і потребою зниження собівартості виробництва при підвищенні якості блоків. Проаналізовано традиційні технології видобутку (буровибухові, буро-клинові, алмазно-канатні, дискові, барові, із застосуванням НРС) та визначено їхні основні недоліки – високі втрати матеріалу, механічні пошкодження, шум, пил, термічні деформації та обмеження геометричної точності. Запропоновано поєднання класичних методів відокремлення блоків від масиву природного облицювального каменю в кар’єрах мінеральної будівельної сировини та гідроабразивного методу різання під високим тиском з абразивною дією, що дозволяє знизити енергоємність процесу обробки та видобування природного облицювального каменю, зменшити втрати корисного матеріалу та підвищити якість комерційних блоків. Проведено техніко-економічне порівняння вартості розрізу 1 м² гранітного блоку різними методами: алмазно-канатним (≈358 грн/м²), буро-клиновим (≈1150 грн/м²) та гідроабразивним (≈3385 грн/м²). Незважаючи на вищу собівартість, гідроабразивний спосіб забезпечує мінімальні експлуатаційні втрати матеріалу (близько 0 %), що компенсує витрати та підвищує рентабельність при комбінованому використанні. У статті також наведено критерії поєднання методів, визначено оптимальні технологічні параметри та обґрунтовано переваги гідроабразивного різання для створення точних стартових і фінішних зрізів. Зазначено, що комбінована технологія знижує енерговитрати, втрати матеріалу, рівень шуму й пилу, а також покращує екологічні показники. Визначено перспективи подальших досліджень, спрямованих на оптимізацію параметрів комбінованого способу, розробку мобільних кар’єрних гідроабразивних установок та оцінку довгострокової економічної ефективності для кар’єрів облицювального каменю України.

Стан і тенденції використання вапнякової сировини в Україні у 2011–2023 роках із визначенням стратегічних орієнтирів відбудови

вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

Актуальність представленого дослідження зумовлена значною роллю видобувної промисловості в Україні за обсягами видобутку природного вапнякового каменю. Метою роботи є огляд тенденцій розвитку видобутку та експорту вапняку, оцінка економічного впливу галузі на регіональний розвиток, а також ідентифікація основних викликів і розробка стратегічних заходів щодо підвищення її конкурентоспроможності. Результати роботи засвідчують, що галузь зіткнулася з низкою проблем, серед яких екологічні обмеження, відсутність великих родовищ та мала кількість якісної вапнякової сировини. Перспективою подальших досліджень є впровадження екологічних технологій та оптимізація логістичних маршрутів, вкладення коштів у пошук та розвідку родовищ, що підвищить стійкість галузі до глобальних економічних коливань та посилить її економічний вплив на територію України.

Комплексна оцінка відвалів видобутку граніту та габро як ресурсу для будівельної індустрії

Олександр Вікторович Олійник, Сергій Іванович Башинський — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У цьому дослідженні представлено комплексну оцінку відвалів відходів, що утворилися в результаті видобутку граніту та габро на трьох родовищах України: Іллінецькому, Шадурському та Губенківському. У роботі запропоновано та обґрунтовано застосування методології, що поєднує фотограмметрію з використанням безпілотних літальних апаратів (БПЛА) та цифрову оптичну гранулометрію, для точної кількісної оцінки та якісної характеристики цих техногенних ресурсів. Результати аналізу, засновані на наявних технічних звітах та даних, показують, що відвали, які становлять значні обсяги (наприклад, понад 80 % гірничої маси на Шадурському родовищі), є не відходами, а цінною сировиною. Їхні фізико-механічні властивості, зокрема виняткова міцність на стиск (до 244,7 МПа для габро), низьке водопоглинання та висока морозостійкість (марка F–50), значно перевищують вимоги чинних державних стандартів України (ДСТУ) для високомарочних будівельних матеріалів. Радіаційно-гігієнічна оцінка підтверджує їхню безпеку (I клас), що дозволяє використовувати їх у всіх видах будівництва без обмежень. Економічний аналіз доводить, що переробка цих відвалів є високорентабельним заходом, оскільки усуває потребу в капіталоємних розкривних роботах. Таким чином, дослідження демонструє, що ці накопичені відвали є невикористаним високоякісним ресурсом, ревалоризація якого може стати драйвером розвитку циркулярної економіки в будівельній галузі, перетворюючи екологічну проблему на нове джерело доходу.

Аналіз впливу основних параметрів залізорудної сировини на процес тонкого грохочення з використанням математичних моделей

Тетяна Анатоліївна Олійник, Віталій Валерійович Невзоров — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

Процес тонкого грохочення, у чорній металургії України та світу, має велике значення та є одним з ключових етапів удосконалення технологій збагачення, що безпосередньо визначає ефективність розподілу заліза за класами крупності. Метою статті є визначення основних параметрів залізорудної сировини та встановлення їх впливу на процес тонкого грохочення із застосуванням методів математичного моделювання. Процес тонкого грохочення розглядається як складний стохастичний об’єкт, поведінка якого зумовлена наявністю численних випадкових факторів. Для розв’язання поставленої задачі використано методи теорії ймовірностей та математичної статистики, що дозволило формалізувати стохастичність вхідного потоку рудної шихти через задання його щільності розподілу та оцінити фракційний склад потоку. У ході дослідження отримано формули для розрахунку сепараційної характеристики підрешітного продукту тонкого грохочення з урахуванням параметрів вхідної сировини та режимів процесу. Використання моделі О.М. Тихонова забезпечило можливість опису щільності розподілу підрешіткової сепараційної характеристики як випадкової величини, що залежить як від характеристик вхідного випадкового потоку, так і від властивостей самого процесу. Проведене імітаційне моделювання з використанням розподілу RRSB, що підтвердило адекватність математичного опису та засвідчило перспективність застосування запропонованого підходу для практичних задач збагачення магнетитових кварцитів. На основі результатів сформульовано напрями подальших досліджень, зокрема: необхідність розширення математичної моделі шляхом введення додаткових параметрів (щільність твердого, щільність пульпи тощо), проведення експериментальних досліджень для формування статистичної бази та перевірки адекватності моделі на практиці. Отримані результати створюють підґрунтя для підвищення ефективності процесів тонкого грохочення та вдосконалення технологій збагачення залізорудної сировини.

Моделювання сегрегації частинок у спіральних сепараторах при збагаченні магнетитових руд

вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У роботі проведено чисельне моделювання процесу спіральної сепарації магнетитових руд із використанням рівнянь Нав’є – Стокса для турбулентних багатофазних потоків у поєднанні з ейлеровою мультифлюїдною моделлю VOF та модифікованою моделлю підйомної сили Багнольда. Порівняльний аналіз показав переваги підходу VOF над класичною моделлю Ейлера – Ейлера, зокрема у зменшенні міжфазної дифузії та точнішому відтворенні меж розділу фаз. Використання моделі підйомної сили Багнольда дозволило більш коректо прогнозувати вертикальне та радіальне розшарування мінеральних частинок, що сприяло підвищенню якості магнетитового концентрату. Чисельна модель спіральної сепарації заснована на системі диференціальних рівнянь нерозривності і збереження імпульсу, модифікованих для обліку багатофазності роздільного середовища, генерації та дисипації турбулентної кінетичної енергії та рівнянь балансу сил, що діють на мінеральні частинки. Запропоновано формулу для оцінки ефективності сегрегації частинок за густиною у тонкошарових потоках, що показала зростання ефективності з підвищенням масової частки твердого у живленні. Встановлено, що модифікація профілю поперечного перерізу спірального жолоба з параболічною геометрією поперечного перерізу до слабко похилого сприяє ефективності сегрегації дрібних фракцій на 5,48–7,45 %. У результаті впровадження запропонованої методики чисельного моделювання процесу спіральної сепарації магнетитових руд ефективність сегрегації магнетитових частинок зросла з 0,69 до 0,87 для сепаратора зі звичайним профілем і з 0,73 до 0,94 – для сепаратора зі слабко похилим профілем. Отримані результати підтверджують перспективність застосування чисельної гідродинаміки для оптимізації конструкцій спіральних сепараторів та підвищення ефективності гравітаційного збагачення магнетитових руд.

Оптимізація параметрів підземної розробки пегматитових родовищ на основі критеріїв перспективності та продуктивності

пн, 05 січ 2026 00:00:00 +0200

Розроблено комплексний підхід до оптимізації параметрів підземної розробки пегматитових родовищ, що ґрунтується на встановлених закономірностях впливу структурних характеристик пегматитових тіл на їх продуктивність. Проведені дослідження показали, що саме зональна будова, потужність окремих зон та якісні ознаки мінералів визначають рівень промислової цінності родовища. На основі цих положень сформульовано об’єднаний критерій перспективності, що інтегрує ключові геологічні параметри – загальну потужність пегматитового тіла, просторово-генетичні особливості його внутрішньої будови та колір польових шпатів як показник якості сировини. Встановлені математичні залежності між продуктивністю та параметрами пегматитових тіл вирізняються високим ступенем достовірності та дають змогу не лише уточнити прогнозування економічного потенціалу родовища, але й оптимізувати просторове розміщення гірничих виробок. Запропонована методика дозволяє зменшити обсяг розкривних робіт, скоротити довжину підхідних виробок і тим самим підвищити ефективність видобування п’єзооптичної сировини.

Додатково розроблено методику поділу родовища на шахтні поля з урахуванням геологічних та структурних особливостей, що забезпечує раціональне використання ресурсів та оптимізацію системи розкриття. Важливим практичним результатом дослідження стало створення програмного продукту для автоматизованого визначення перспективності пегматитових тіл. Він дає можливість швидко й з високою точністю виконувати розрахунки геологічних параметрів, визначати раціональні межі шахтних полів та оперативно формувати вихідні дані для проєктування гірничих робіт. Це значно підвищує ефективність планування та створює передумови для більш повного й екологічно безпечного освоєння мінерально-сировинної бази.

Перспективи підземної розробки родовищ корисних копалин в Україні

пн, 05 січ 2026 00:00:00 +0200

У статті проаналізовано сучасний стан та перспективи підземної розробки родовищ корисних копалин в Україні в контексті євроінтеграційних процесів та викликів гірничодобувної галузі. Розглянуто гірничо-геологічні та техніко-економічні особливості підземного видобутку в основних мінерально-сировинних регіонах країни, враховуючи Донецький, Дніпропетровський, Криворізький та інші басейни, з урахуванням специфіки геологічної будови та умов залягання корисних копалин. Систематизовано основні проблеми розвитку гірничодобувної галузі, серед яких критична необхідність технічного переоснащення багатьох добувних підприємств із застарілим обладнанням, забезпечення належного рівня промислової безпеки відповідно до міжнародних стандартів, дотримання екологічних норм та активне впровадження інноваційних технологій видобування. Особливу увагу приділено аналізу аспектів модернізації гірничих підприємств та пошуку оптимальних механізмів розвитку підземних гірничих підприємств. Розглянуто перспективи цифрової трансформації гірничих підприємств, враховуючи впровадження систем Індустрії 4.0, застосування автоматизованих систем для оптимізації процесів видобутку та моніторингу стану обладнання та безпеки праці, а також перспективи впровадження роботизованих систем. Проаналізовано можливості раціонального використання відпрацьованого простору підземних гірничих виробок для створення підземних сховищ, геотермальних станцій та інших альтернативних способів використання. На основі проведеного дослідження розроблено рекомендації щодо стратегічних напрямів інтеграції української гірничодобувної промисловості у європейську систему сталого розвитку гірничодобувного сектору.

Інтеграція GNSS-технологій у систему геодезичного моніторингу та управління гірничим транспортом

пн, 05 січ 2026 00:00:00 +0200

У статті розглянуто теоретичні, методологічні та практичні аспекти інтеграції GNSS-технологій у систему геодезичного моніторингу та управління гірничим транспортом у контексті цифрової трансформації гірничої галузі. Визначено ключові фактори, що впливають на точність супутникового позиціонування в умовах відкритих гірничих робіт, зокрема геометрію супутникового сузір’я, атмосферні затримки, мультипас-ефект і технічні характеристики приймачів. Проведено систематизацію сучасних диференційних методів позиціонування (RTK, PPK, DGPS, PPP) та здійснено порівняльну оцінку їх точності. Результати дослідження засвідчили, що використання режимів RTK і PPP забезпечує сантиметрову точність координат, що є критично важливою для керування транспортними потоками, моніторингу робочих зон і побудови цифрових моделей рельєфу. Проаналізовано практичні результати впровадження GNSS-систем на українських гірничих підприємствах (Ferrexpo, Інгулецький, Південний ГЗК) та у світових компаніях (Rio Tinto, BHP Billiton, Caterpillar). Встановлено, що застосування GNSS-моніторингу дає змогу зменшити простої техніки на 10–15 %, підвищити продуктивність на 8–12 % та скоротити витрати пального на 5–9 %. Впровадження GNSS-модулів у поєднанні з інерціальними системами (INS) і технологіями LiDAR та БПЛА сприяє створенню інтегрованих комплексів просторового контролю, що підвищують деталізацію цифрових моделей місцевості та знижують сумарну похибку позиціонування до 0,04–0,05 м. Запропоновано алгоритм оцінювання ефективності впровадження GNSS-технологій на основі інтегрального показника, який враховує технічні, економічні й організаційні чинники. Доведено, що впровадження комплексних GNSS-систем є ключовим елементом концепцій Smart Quarry і Digital Twin, які забезпечують автоматизацію управління транспортом, підвищення безпеки праці та створення динамічних тривимірних моделей кар’єру. Окреслено перспективи подальших досліджень, пов’язаних із розробленням інтелектуальних систем GNSS–LiDAR–AI для автоматичного аналізу геодезичних даних і прогнозування виробничих ситуацій у режимі реального часу.

Розробка систем прогнозного технічного обслуговування бурового обладнання на основі штучного інтелекту

пн, 05 січ 2026 00:00:00 +0200

Нафтогазова промисловість значною мірою залежить від бурового обладнання, яке працює в екстремальних умовах, де несподівані збої призводять до значних простоїв, високих витрат на технічне обслуговування та ризиків для безпеки. Традиційні реактивні та превентивні підходи до технічного обслуговування часто не здатні передбачити збої, що призводить до неефективності та зростання експлуатаційних витрат. У цьому дослідженні представлено розробку та впровадження системи прогнозного технічного обслуговування на основі штучного інтелекту, призначеної для підвищення надійності бурового обладнання, скорочення простоїв та оптимізації графіків технічного обслуговування. Система інтегрує алгоритми машинного навчання, зокрема Random Forest, довгу короткострокову пам’ять (LSTM) і багатошаровий перцептрон (MLP), з даними в реальному часі від IoT-датчиків, що відстежують параметри, такі як вібрація, температура, тиск і знос. Історичні журнали технічного обслуговування та експлуатаційні параметри також використовуються для навчання моделей прогнозування збоїв і оцінки залишкового терміну служби (RUL). Попередня обробка даних вирішує такі проблеми, як пропущені значення та шум, а інженерія ознак виділяє ключові предиктори, такі як метрики виявлення аномалій (наприклад, відстань Махаланобіса) та тенденції деградації. Архітектура системи підтримує збір даних у реальному часі, їх обробку та зручну візуалізацію через вебінтерфейс, що дозволяє командам з технічного обслуговування реагувати на прогнозні сповіщення. Шестимісячне пілотне тестування на діючих бурових установках показало скорочення простоїв на 35 % (зі 120 до 78 годин на місяць) і зменшення витрат на технічне обслуговування на 28 % (з 50 000 до 36 000 доларів на місяць) порівняно з реактивним обслуговуванням. Модель LSTM показала найвищу ефективність з F1-показником 0,92 для прогнозування збоїв і середньою абсолютною похибкою 10,8 години для оцінки RUL. Кейс-стаді показали успішні прогнози, наприклад, запобігання збою насоса за 48 годин, що дозволило уникнути 10-годинного простою та заощадити 15 000 доларів на ремонті. Виклики включають проблеми з якістю даних, інтерпретованість моделей і інтеграцію з існуючими робочими процесами. Порівняно з наявними системами прогнозного обслуговування цей підхід забезпечує вищу точність, але залежить від якісних даних із датчиків. Майбутні роботи включають впровадження периферійних обчислень для обробки даних у реальному часі, розширення системи на інші типи обладнання та підвищення стійкості моделей за допомогою більших наборів даних і передових алгоритмів, таких як трансформери. Ця система демонструє трансформаційний потенціал прогнозного технічного обслуговування на основі штучного інтелекту, пропонуючи значну економію витрат, підвищення безпеки та покращення операційної ефективності для нафтогазової промисловості.

Неруйнівні методи оцінки впливу газогідратів на міцність магістральних трубопроводів

пн, 05 січ 2026 00:00:00 +0200

У статті здійснено аналіз неруйнівних методів оцінювання впливу газогідратоутворення на міцність сталевих трубопроводів, що експлуатуються в умовах високого тиску та низьких температур, характерних для об’єктів газотранспортної інфраструктури. Особливу увагу приділено проблемі формування гідратних включень, які розглядаються як один із ключових чинників деградації механічних властивостей трубопровідного матеріалу, що своєю чергою може призводити до утворення гідратних пробок та створення передумов до аварійних ситуацій. У межах дослідження запропоновано комплексний підхід до технічної діагностики стану трубопроводів, що передбачає інтегроване застосування сучасних неруйнівних методів контролю, зокрема ультразвукових, магнітних та акустичних. Наведено оцінку ефективності зазначених методів для виявлення внутрішніх дефектів, мікротріщин, структурних неоднорідностей матеріалу, а також ділянок із підвищеним ризиком утворення гідратів. Детально охарактеризовано технічні параметри кожного методу, їхню діагностичну здатність та доцільність застосування в реальних експлуатаційних умовах. На підставі аналізу результатів досліджень та чисельного моделювання встановлено вплив гідратних включень на зміну напружено-деформованого стану трубопровідної сталі. Виявлено, що наявність газогідратів може спричиняти істотне зниження границі плинності та ударної в’язкості матеріалу, що зумовлює зростання ймовірності крихкого руйнування трубопроводу під час експлуатаційних навантажень. Розроблено рекомендації щодо впровадження неруйнівного контролю як ефективного інструменту для прогнозування залишкового ресурсу трубопровідних систем, своєчасного виявлення потенційно небезпечних зон та запобігання техногенним аваріям. Одержані результати можуть бути використані для оптимізації систем моніторингу стану об’єктів газотранспортної мережі з метою підвищення їхньої надійності, безпеки експлуатації та ефективності технічного обслуговування.

Вплив термомеханічних напружень на зміну ширини запобіжного цілика при підземній газифікації вугілля

пн, 05 січ 2026 00:00:00 +0200

Підземна газифікація вугілля належить до сучасних напрямів розвитку чистих вугільних технологій і розглядається як один із перспективних способів реалізації концепції «зеленого» видобутку корисних копалин. Її суть полягає у перетворенні вугілля, що залягає у надрах, безпосередньо в газоподібне паливо в результаті контрольованого процесу горіння та хімічних реакцій. Основні принципи цього процесу відомі ще з початку ХХ століття, проте практична реалізація технології довгий час стримувалася через складність керування гідродинамічними й термомеханічними процесами в масиві порід. Останніми роками інтерес до підземної газифікації суттєво зріс у зв’язку з розвитком методу CRIP (Controlled Retractable Injection Point), який забезпечує ефективніше управління процесом горіння та підвищує рівень безпеки робіт. Саме цей метод став предметом аналізу у даному дослідженні. Однією з ключових невирішених проблем залишається визначення оптимальної ширини вугільного цілика між суміжними реакторними порожнинами з урахуванням впливу термомеханічного руйнування масиву. Для вирішення цього завдання застосовано числове моделювання із використанням програмного комплексу ANSYS 17.2, що дало змогу дослідити просторовий розподіл термомеханічних напружень у тілі вугільного цілика під час газифікації. Для прогнозування моменту та характеру руйнування на різній глибині було використано теорію Мора, яка дозволяє оцінити критичні значення напружень у породі. Отримані результати свідчать, що руйнування вугільного пласта поблизу продуктивної та нагнітальної свердловин призводить до зменшення ефективної ширини запобіжного цілика, хоча ступінь цього впливу виявився меншим, ніж очікувалося. Встановлено, що зі збільшенням глибини залягання пласта розширюється зона термомеханічного пошкодження вугілля, що обумовлено зростанням опорного тиску внаслідок обвалення покрівельних порід у постгазифікаційний період. Таким чином, головним чинником руйнування цілика є саме підвищений гірський тиск, а не локальні температурні ефекти.

Кількісна оцінка відходів при розпилюванні природного каменю дисковими пилами

пн, 05 січ 2026 00:00:00 +0200

У статті представлено комплексну кількісну оцінку утворення відходів при розпилюванні блоків природного каменю дисковими пилами, що є актуальним завданням для каменеобробної галузі. Дослідження вирішує науково-практичну проблему, що полягає у значній розбіжності між теоретичними розрахунками та фактичними обсягами втрат сировини на виробництві. Ця розбіжність призводить не лише до прямих економічних збитків через втрату дорогоцінного матеріалу, але й ускладнює виробниче планування та калькуляцію собівартості продукції. Дослідженням підтверджено зворотну залежність між товщиною слябів та відсотком відходів. Практичні показники втрат, отримані в ході експерименту, значно перевищують ідеальні розрахункові значення. Наприклад, при розпилюванні на сляби товщиною 20 мм фактичні втрати сягають 51,41 %, тоді як теоретичний розрахунок прогнозує лише 34 %. Встановлено, що ключовою причиною такої різниці є подвійна природа відходів: крім технологічного шламу, що є неминучим наслідком роботи різального інструменту, утворюються геометричні відходи («обапол») через неправильну форму сировинних блоків. Аналіз 29 окремих блоків показав, що висока варіативність фактичних втрат (від 34 до 54 %) зумовлена переважно індивідуальною геометрією кожного блоку, що робить узагальнені розрахунки недостатньо точними для практичного застосування. Головним результатом роботи є розроблена чотириетапна методика кількісної оцінки відходів, що дозволяє подолати обмеження існуючих підходів. Вона містить вхідний контроль із визначенням нетто- та брутто-об’ємів для попередньої оцінки геометричних втрат; теоретичне моделювання для розрахунку ідеального об’єму шламу; емпіричний аналіз для складання фактичного матеріального балансу після розпилювання; введення емпіричного коефіцієнта коригування (К). Цей коефіцієнт враховує неідеальності реального виробничого процесу (вібрації, знос інструменту тощо) і дозволяє створити вдосконалену прогностичну модель. Таким чином, запропонована методика перетворює оцінку відходів зі статичної констатації втрат на дієвий інструмент для економічно обґрунтованого планування, точного прогнозування та оптимізації технологічних процесів у каменеобробній галузі.

Перспективи переробки відвалів некондиційної сировини з кар’єрів габро та лабрадориту на щебінь: світовий досвід та українські реалії

І.В. Давидова, В.О. Шлапак, А.О. Криворучко, С.В. Кальчук — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У статті розглядаються перспективи утилізації відвалів некондиційної сировини з кар’єрів габро та лабрадориту в Житомирській області шляхом переробки на будівельний щебінь. Проаналізовано світовий досвід управління відходами кар’єрів з видобутку блочного каменю, фізико-механічні властивості габро та лабрадориту як сировини для виробництва щебеню, а також відповідність продукції українським стандартам ДСТУ Б В.2.7-75-98 та ДСТУ 9177:2022. На родовищах Житомирської області вихід промислових блоків становить 20–0 %, що призводить до накопичення 70–80 % гірської маси у відвалах, які займають сотні квадратних метрів та досягають висоти десятків метрів. Проведено порівняльний аналіз стаціонарних та мобільних технологій переробки відвалів. Встановлено, що габро та лабрадорит мають високі показники міцності (міцність на розчавлення 800–1200), низьке водопоглинання (0,1–0,4 %) та морозостійкість F300-F400, що робить їх перспективною сировиною для виробництва високоякісного щебеню фракцій 5–20, 20–40 та 40–70 мм. Показано, що реалізація проєктів з переробки породних відвалів зменшить вплив на навколишнє середовище, забезпечить додаткові джерела доходу для гірничодобувних підприємств та задовольнить зростаючий попит на високоміцний щебінь у дорожньому та промисловому будівництві.

Сучасні підходи до оптимізації взаємодії екскаваторів і кар’єрних самоскидів на сучасних щебеневих кар’єрах

пн, 05 січ 2026 00:00:00 +0200

У статті розглянуто проблематику підвищення ефективності роботи екскаваторно-автомобільних комплексів (ЕАК) на підприємствах відкритого видобутку корисних копалин, зокрема на щебеневих кар’єрах. Проаналізовано сучасні підходи до формування парків екскаваторів і кар’єрних самоскидів, вплив дисбалансу транспортно-навантажувальних засобів на рівень їх використання та величину простоїв. Встановлено, що значна частка втрат робочого часу зумовлена недосконалістю організаційних рішень, застосуванням застарілих схем управління вантажопотоками та відсутністю оперативної диспетчеризації. Обґрунтовано необхідність переходу до інтелектуальних систем управління транспортними процесами, які забезпечують раціональний розподіл кар’єрних самоскидів між пунктами навантаження і розвантаження, мінімізацію простоїв техніки та оптимізацію витрат на транспортування гірської маси. Запропоновано напрями підвищення продуктивності ЕАК, що враховують використання цифрових технологій моніторингу, алгоритмів оптимізації руху та моделювання виробничих ситуацій у режимі реального часу. Реалізація цих заходів сприятиме зниженню собівартості видобутку, підвищенню техніко-економічних показників підприємств та забезпечить їх конкурентоспроможність в умовах сучасних викликів.

Технологічна оптимізація навантажувального обладнання та транспортних систем як фактор підвищення продуктивності й раціоналізації проєктних рішень при видобуванні блочного каменю

пн, 05 січ 2026 00:00:00 +0200

У статті розглянуто актуальну проблему підвищення ефективності технологічних процесів та оптимізації проєктних рішень при розробці родовищ блочного каменю. Одним із ключових напрямів підвищення продуктивності та зниження витрат у кар’єрному виробництві визначено удосконалення навантажувально-транспортних схем за рахунок впровадження сучасних фронтальних навантажувачів. Проведено порівняльний аналіз традиційної системи «екскаватор – автосамоскид», комбінованої схеми «навантажувач – автосамоскид» та автономної схеми «навантажувач» під час виконання розкривних робіт. Встановлено, що використання навантажувачів як універсальної техніки для одночасного виймання, навантажування та транспортування порід дозволяє скоротити кількість операцій, зменшити витрати пального, підвищити маневреність та гнучкість технологічних процесів. Особливу увагу приділено застосуванню навантажувачів на дільницях видобування та переміщення блоків природного каменю, де вони забезпечують високу точність позиціонування, збереження геометрії блоків і зменшення втрат товарного матеріалу. Підкреслено, що інтеграція таких машин у технологічні схеми видобування сприяє не лише підвищенню продуктивності праці, але й покращенню умов безпеки та екологічної стабільності виробництва. Отримані результати можуть бути використані на етапах проєктування та техніко-економічного обґрунтування блочних кар’єрів для вибору оптимальних схем розробки, раціонального підбору обладнання та забезпечення балансу між технічною ефективністю, економічною доцільністю і природоохоронними вимогами. Впровадження сучасних фронтальних навантажувачів провідних світових виробників (Caterpillar, Volvo, Komatsu, Liebherr тощо) створює передумови для технологічної модернізації гірничодобувних підприємств, підвищення їх конкурентоспроможності та переходу до більш енергоефективних і екологічно орієнтованих систем виробництва.

Оптимізація автомобільного транспорту та навантажувального обладнання на кар’єрах з видобування щебеню

В.О. Шлапак, А.О. Криворучко, А.В. Панасюк, В.М. Бондарчук — пн, 05 січ 2026 00:00:00 +0200

У статті розглянуто проблему підвищення продуктивності кар’єрів з видобування щебеню через оптимізацію автомобільного транспорту та навантажувального обладнання. Проаналізовано обмеження існуючого парку автосамоскидів та навантажувальних машин, а також геометричні параметри транспортних траншей, які не дозволяють використовувати традиційні великовантажні двоосьові самоскиди. Обґрунтовано доцільність застосування сучасних трьохосьових самоскидів з оптимізованими габаритними розмірами в комплексі з відповідним навантажувальним обладнанням, які забезпечують збільшення об’єму кузова при меншій ширині транспортного засобу та раціональне співвідношення параметрів екскаваторів і самоскидів. Доведено, що впровадження узгодженого транспортно-навантажувального комплексу дозволяє організувати ефективний двосторонній рух у траншеях обмеженої ширини та підвищити загальну продуктивність видобувних робіт на 25–30 %. Результати дослідження можуть бути використані при модернізації транспортних систем діючих кар’єрів та проєктуванні нових видобувних підприємств.

Комплексна оптимізація технологічних систем щебеневих кар’єрів з врахуванням сучасного геодезичного забезпечення, проєктних рішень і транспортно-навантажувальних комплексів

пн, 05 січ 2026 00:00:00 +0200

У статті досліджується комплексний підхід до оптимізації технологічних процесів видобування щебеневої сировини через інтеграцію геодезичного моніторингу, транспортної логістики та навантажувальних операцій у єдину цифрову екосистему. Метою дослідження є науково-технічне обґрунтування методів підвищення ефективності щебеневих кар’єрів за рахунок впровадження інтегрованих систем управління на основі сучасних геодезичних технологій. Методологія дослідження базується на системному аналізі технологічних процесів, математичному моделюванні транспортних потоків, оптимізації розміщення обладнання та інтеграції даних з різних джерел геопросторової інформації. Використано супутникове позиціонування GNSS RTK, наземне лазерне сканування та аерофотограмметрію з безпілотних апаратів для створення актуальної цифрової моделі кар’єру. Результати дослідження демонструють, що інтеграція геодезичних технологій підвищує продуктивність моніторингу у п’ятнадцять разів при зниженні вартості на сорок відсотків. Оптимізація транспортних комунікацій скорочує середню відстань перевезення на 12–18 % та підвищує коефіцієнт використання автосамоскидів до 0,82–0,87. Раціональне розміщення екскаваторів з мінімізацією кута повороту платформи до 60–75° забезпечує зростання продуктивності обладнання на 12–15 %. Сумарний економічний ефект від впровадження комплексної системи становить зниження собівартості видобутку на 15–18 % та підвищення загальної продуктивності кар’єру на 20–25 %, що підтверджує практичну значущість розробленого підходу для модернізації щебеневої промисловості.

Порівняльна оцінка застосування RTK та non-RTK технологій безпілотних літальних апаратів у маркшейдерській практиці з контролем точності на основі геодезичної мережі опорних точок

Олександр Анатолійович Янович, Володимир Володимирович Котенко — пн, 05 січ 2026 00:00:00 +0200

У роботі представлено результати комплексного порівняльного аналізу застосування RTK та non-RTK безпілотних літальних апаратів (БПЛА) для маркшейдерського моніторингу відкритих гірничих робіт. Дослідження базується на повнофакторному експерименті з трьома сценаріями: RTK із використанням наземних опорних точок, non-RTK із аналогічною мережею та RTK без наземного геодезичного забезпечення. Мережу з 12 контрольних точок закладено методом статичних GNSS-спостережень із точністю ±5 мм, що забезпечило незалежну перевірку результатів. Обробка даних, виконана у спеціалізованому програмному забезпеченні із стандартизованими параметрами, дозволила виключити вплив варіацій алгоритмів на точність. Отримані результати показали, що RTK-технологія забезпечує стабільну точність позиціонування з RMS-похибками 4–5 см, що у 5–6 разів краще порівняно з non-RTK-системами. Найбільш суттєве поліпшення спостерігається для висотної компоненти (до 13,7 раза). Важливим науковим результатом є доведена можливість відмови від наземних опорних точок: різниця між RTK-зйомками з GCP та без них становить менше 1 см, що не перевищує допустимих меж для маркшейдерських робіт. Аналіз параметрів калібрування камери підтвердив вищу стабільність RTK-систем (у 12,5 раза менші стандартні відхилення фокусної відстані), а багатофакторний ANOVA (p < 0,001) статистично підтвердив значущий вплив технології позиціонування на точність усіх координатних компонент. Практична цінність полягає у можливості скорочення витрат на польові роботи до 84 % при одночасному підвищенні точності у 3–6 разів. Представлена методика дозволяє оптимізувати вибір технологій позиціонування залежно від класу завдання та підтверджує перспективність RTK-БПЛА для повної або часткової відмови від традиційних наземних опорних мереж.

Розробка інтегрованої моделі цифрового двійника для ефективної експлуатації енергоблоків АЕС

вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У статті представлено результати дослідження з розробки та впровадження інтегрованої моделі цифрового двійника енергоблоку атомної електростанції. Актуальність дослідження обумовлена потребою підвищення ефективності, безпеки та надійності експлуатації ядерних енергетичних установок в умовах цифровізації енергетики. Запропонована модель реалізує комплексне моделювання взаємопов’язаних фізичних процесів, що включає нейтронно-фізичні процеси ланцюгової реакції поділу, теплофізичні процеси теплопередачі та тепловиділення, а також гідродинамічні процеси циркуляції теплоносія. Математична основа моделі базується на системі диференціальних рівнянь у приватних похідних, що описують динаміку ключових параметрів реакторної установки. Для чисельної реалізації застосовано методи скінченних різниць та Рунге – Кутта четвертого порядку, що забезпечило високу точність розрахунків. Програмна реалізація виконана в середовищі MATLAB з використанням бібліотек Simulink для моделювання динамічних систем та Matplotlib для візуалізації результатів. Розроблений інтерактивний графічний інтерфейс дозволяє здійснювати оперативне керування параметрами моделювання та візуалізацію результатів у режимі реального часу. Валідація моделі проведена шляхом порівняння результатів моделювання з експлуатаційними даними діючих енергоблоків. Результати демонструють високу точність моделі – середнє відхилення розрахункових значень ключових параметрів не перевищує 2–3 %. Особливу цінність становить можливість моделювання аварійних ситуацій та перехідних режимів, що робить розроблений цифровий двійник ефективним інструментом для оптимізації експлуатаційних режимів, прогнозування поведінки реакторної установки, підготовки оперативного персоналу, відпрацювання дій у аварійних ситуаціях та проведення віртуальних експериментів. Розроблена модель може бути інтегрована з існуючими автоматизованими системами управління для створення єдиного інформаційно-керуючого простору енергоблоків атомних електростанцій.

Розробка роботизованої інтелектуальної системи для збору та аналізу розвідувальних даних

вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У статті представлено результати розробки роботизованої інтелектуальної системи, призначеної для автономного збору та аналізу розвідувальної інформації в реальному часі. Основна увага приділяється детальному опису архітектури системи, що містить такі ключові компоненти: сенсорні модулі (камери, ІЧ-датчики, ультразвукові сенсори), обчислювальні вузли з елементами штучного інтелекту, систему управління рухом, джерела живлення та засоби зв’язку. Обґрунтовано вибір деяких технічних рішень для реалізації платформи, що забезпечує мобільність, адаптацію до середовища та здатність до обробки зібраних даних без участі оператора. Висвітлено загальну конструкцію системи, зокрема, описано конструктивні особливості корпусу, принципи побудови шасі, матеріали, використані для створення каркаса, а також технології монтажу та з’єднання компонентів. Подано електричну схему керування приводами коліс платформи, а також методи керування ними. Запропоновано комплексне бачення побудови розвідувальної роботизованої системи з урахуванням практичної реалізації її електронної, механічної та програмної складових. Зазначені рішення можуть бути використані у різних сферах діяльності.

Енергоефективні стратегії керування електроприводами у системах Smart Grid

вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У статті розглянуто сучасні підходи до підвищення енергоефективності електроприводів у контексті впровадження концепції «розумних» енергетичних мереж (Smart Grid). Особливу увагу приділено інтеграції електроприводів як активних учасників енергетичного балансу, здатних не лише споживати, але й адаптивно регулювати свої режими роботи відповідно до параметрів мережі, навантаження та стану відновлюваних джерел енергії. У роботі акцентовано на доцільності використання інтелектуальних систем керування, які забезпечують високу якість регулювання та зниження енергоспоживання в умовах динамічних змін зовнішніх впливів. Проаналізовано методи оптимізації енергоспоживання на основі адаптивного керування частотно-регульованими приводами. Розглянуто принципи використання алгоритмів прогнозування навантаження, що дозволяють заздалегідь формувати оптимальні профілі роботи привода та уникати пікових перевантажень у мережі. Показано перспективність застосування рекуперативних режимів, що забезпечують повернення надлишкової енергії під час гальмування або зниження швидкості у мережу чи до локальних систем накопичення. Це дозволяє підвищити загальний коефіцієнт корисної дії електроприводних систем та зменшити втрати електроенергії. Результати моделювання, виконаного в середовищі MATLAB/Simulink із використанням адаптивних регуляторів і моделей навантаження, підтверджують ефективність запропонованих стратегій. Встановлено, що застосування інтелектуальних алгоритмів керування дає змогу знизити споживання електроенергії електроприводами порівняно з традиційними методами регулювання, підвищити коефіцієнт потужності та зменшити рівень гармонічних спотворень у мережі на 25–30 %. Додатково продемонстровано, що використання адаптивних регуляторів забезпечує стійкість системи навіть за умов змінних параметрів двигуна та зовнішніх збурень. Практична реалізація таких рішень є можливою у широкому спектрі застосувань: на промислових технологічних лініях, у системах електротранспорту, в інтегрованих енергетичних комплексах із відновлюваними джерелами. Це відкриває нові перспективи для розвитку енергоефективних систем Smart Grid із високим рівнем гнучкості, надійності та здатності до самовідновлення після збурень. Запропоновані підходи сприяють формуванню нової парадигми електроприводів, орієнтованих на мінімізацію енергетичних втрат і підвищення загальної ефективності сучасних електроенергетичних систем.

Розробка та експериментальне дослідження цифрового засобу покращення якості інтраскопічних зображень у системах медичної діагностики

Іван Олександрович Гринюк — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У статті представлено архітектуру та принцип роботи цифрового програмного модуля для покращення якості зображень у системах інтраскопічної візуалізації. Запропонований модуль реалізує комбінований підхід, що базується на вейвлет-декомпозиції, адаптивному локальному контрастуванні та двобічному згладжуванні. Проведено інтеграцію модуля з моделлю відеопотоку ендоскопічної системи, а також апробацію на відкритих датасетах реальних зображень шлунково-кишкового тракту. Результати дослідження продемонстрували покращення візуального сприйняття та інформативності зображень, що підтверджено оцінками експертів і кількісними метриками (PSNR, SSIM, NIQE). Практична значущість розробки полягає у можливості її впровадження в системи діагностики з метою підвищення точності клінічного висновку.

Аналіз можливостей великих та малих мовних моделей (LLM/SLM) для оптимізації процесів прийняття рішень у системі радіозв’язку

Сергій Олексійович Дупелич, Володимир Васильович Дзюбенко — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

Сучасна система радіозв’язку функціонує в умовах екстремальної складності, що характеризуються динамічно мінливою обстановкою, високою щільністю інформаційних потоків та активною протидією противника. Ефективність управління в таких умовах визначається здатністю не лише обробляти значні масиви даних, але й приймати оптимальні рішення в режимі реального часу. Ключовими критеріями успішності є своєчасність реакції, достовірність аналізу та прихованість дій. Інтенсивний розвиток великих мовних моделей (англ. – Large Language Models (LLM)) та малих мовних моделей (англ. – Small Language Models (SLM)), що демонструють унікальні здібності до семантичної інтерпретації, логічного мислення та генерації рекомендацій, відкриває принципово нові горизонти для автоматизації когнітивних завдань та створення інтелектуальних систем підтримки прийняття рішень (СППР) нового покоління. Ця робота є першим комплексним узагальненням, що системно розглядає застосування мовних моделей штучного інтелекту саме в цьому специфічному та критично важливому контексті. У роботі проведено компаративний аналіз ключових архітектур мовних моделей, що домінують на ринку, висвітлюючи дихотомію між пропрієтарними системами (сімейства GPT від OpenAI, Gemini від Google, Claude від Anthropic) та моделями з відкритим вихідним кодом (Llama від Meta, Mistral від Mistral AI, Phi-3 від Microsoft). Обґрунтовано, що для завдань, які вимагають гнучкості, можливості локального розгортання та швидкого прототипування в умовах високої прихованості, особливий інтерес становлять компактні мовні моделі (SLM). Зокрема, детально розглянуто архітектуру Microsoft Phi-3-mini, чия висока продуктивність при малому розмірі (3,8 мільярда параметрів) досягається завдяки інноваційному підходу до навчання на високоякісних синтетичних даних, що ставить якість навчального масиву вище за його обсяг.

Автоматизація розрахунку структурної надійності технічних систем

вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

Сучасний розвиток технічних систем вимагає підвищених вимог до їх надійності, особливо у сферах біомедичної інженерії, електроніки, приладобудування та інформаційних технологій. Відмова навіть одного елемента може призвести до збоїв у системах зв’язку, енергетичних мережах, транспорті або медичній техніці. Знання теорії надійності дозволяє інженерам гарантувати стабільність та безпеку роботи обладнання. Вона формує здатність прогнозувати поведінку складних технічних систем під час експлуатації, визначати ймовірність відмов, час напрацювання системи, розробляти заходи для підвищення стабільності роботи обладнання та збільшення довговічності і строку його експлуатації, забезпечує інженерів методологією прогнозування, аналізу та підвищення працездатності складних технічних систем. Одним із ключових завдань підготовки майбутніх інженерів є опанування методів кількісної оцінки структурної надійності та формування практичних навичок роботи з відповідними інструментами. У статті розглянуто проблему викладання дисципліни «Теорія надійності» у сучасному технічному університеті та запропоновано авторський підхід до її практичної реалізації через використання хмарного середовища програмування Google Colaboratory. Розроблений програмний продукт дозволяє виконувати аналітичні та імітаційні розрахунки структурної надійності технічних систем, моделювати різні закони розподілу часу до відмови, аналізувати вплив резервування та будувати статистичні моделі для прогнозування ресурсу елементів. Особлива увага приділена інтеграції результатів у навчальний процес, що забезпечує підвищення рівня засвоєння матеріалу студентами та формування компетентностей у сфері інженерної аналітики. Важливою перевагою розробки є відсутність потреби у дорогому ліцензійному програмному забезпеченні, що робить її універсальною для використання як у навчальних закладах, так і в наукових дослідженнях.

Марківська апроксимація трафіку мережі за рахунок моделей із прихованими станами

Павло Євгенович Пустовойтов, Володимир Олександрович Компанієць — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У статті представлено новий підхід до апроксимації мережевого трафіку з використанням моделей із прихованими станами. Однією з ключових проблем у телекомунікаційних системах є складна кореляційна структура вхідних потоків, яка ускладнює аналіз їх продуктивності. Для подолання цієї проблеми застосовується марківська апроксимація немарківського трафіку, що дозволяє відтворювати властивості реальних потоків. Основою такого підходу є моделі марківських процесів із модульованою інтенсивністю (MMPP), які описують змінність інтенсивності пакетних потоків за рахунок прихованого марківського процесу. Модель MMPP ґрунтується на пуассонівському процесі, інтенсивність якого визначається переходами між станами марківського ланцюга. У роботі подано математичну формалізацію цієї моделі, включно з побудовою матриці переходів та визначенням параметрів інтенсивності для кожного стану. Це створює можливість гнучко керувати поведінкою трафіку в умовах змінного навантаження та відтворювати статистичні характеристики, зокрема автокореляцію. Особлива увага приділяється питанням налаштування параметрів MMPP. Для цього застосовуються методи оцінки, що базуються на аналізі експериментальних даних. Використання рівнянь Колмогорова – Чепмена дозволяє обчислювати ймовірності перебування в різних станах та визначати середні інтенсивності потоків. Важливим аспектом є вибір кількості станів у марківському ланцюзі, оскільки саме від цього залежить точність апроксимації. Практична значущість підходу проявляється у сфері мультимедійних і відеопотоків, де традиційні моделі не враховують змінності навантаження. Використання MMPP забезпечує адекватне відображення пікових та низькоінтенсивних режимів роботи мережі, що дає змогу оптимізувати їх функціонування. У статті наведено приклади апроксимації реальних даних, які підтверджують ефективність моделі.

Циклічні випадкові процеси як основа моделювання гемодинамічних сигналів у задачах машинного навчання

Олександр Миколайович Брик — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У статті розглянуто можливості використання концепції циклічних випадкових процесів (ЦВП) для моделювання гемодинамічних сигналів у задачах машинного навчання. Показано, що традиційні підходи (лінійні моделі, системи диференціальних рівнянь, спектральний та вейвлет-аналіз) не повною мірою враховують ритмічну та стохастичну природу біологічних сигналів, що знижує точність їх аналізу. Запропоновано математичну формалізацію гемодинамічних даних на основі ЦВП, яка забезпечує опис як періодичних, так і випадкових варіацій. Виконано приклади морфологічного та ритмічного аналізу пульсової хвилі, розглянуто статистичні параметри (Mean, Variance, SDNN, RMSSD) та спектральні характеристики (LF, HF). Окрему увагу приділено формуванню інформативних ознак для алгоритмів машинного навчання. Розроблена блок-схема моделювання демонструє узагальнений підхід до обробки біосигналів, починаючи від попередньої фільтрації до класифікації та прогнозування. Отримані результати доводять доцільність використання ЦВП як основи для створення гібридних систем аналізу, що поєднують методи математичного моделювання та штучного інтелекту.

Метод раннього виявлення інсайдерів у хмарних середовищах

Андрій Сергійович Глазунов, Андрій Миколайович Гуржій — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У статті розглянуто проблему виявлення інсайдерських загроз у хмарних сервісах, яка набула актуальності у зв’язку зі стрімко цифровізацією бізнес-процесів. Встановлено, що, попри наявність широкого спектра технічних засобів забезпечення інформаційної безпеки (ІБ), таких як IDS, DLP, SIEM і ACS-системи, більшість організацій виявляються недостатньо підготовленими до протидії складним загрозам з боку внутрішніх порушників. Це пояснюється тим, що наявні засоби ІБ здебільшого орієнтовані на виявлення зовнішніх атак і не забезпечують достатньої гнучкості в умовах зміни поведінки співробітників із правами розширеного доступу. У статті запропоновано вдосконалений метод раннього виявлення інсайдерів у хмарних середовищах, який базується на використанні модифікованої моделі баєсівської мережі. Новизною методу є включення до структури мережі спеціалізованих вузлів, що відображають організаційні та поведінкові індикатори рівня ризику, а також цифрові сліди, які залишають співробітники під час взаємодії з хмарною інфраструктурою. Вперше формалізовано і змодельована ймовірність шахрайських дій саме з боку керівного персоналу компанії, що істотно підвищує точність виявлення загроз. Запропоновану модель реалізовано програмно й апробовано на синтетичному наборі даних. Отримані результати демонструють працездатність підходу та підтверджують його доцільність для подальшого впровадження у системи підтримки прийняття рішень в інформаційній безпеці.

Аналіз вимог до навігаційного забезпечення безпілотного авіаційного комплексу під час виконання завдань у несприятливих умовах

Сергій Валентинович Ковбасюк , Микола Олександрович Українець — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

Безпілотні авіаційні комплекси (БпАК) широко застосовуються для оптимізації процесів діяльності людства. У статті розглядається застосування БпАК під час виконання завдань у несприятливих умовах, що визначаються ускладненнями у вигляді природних, техногенних та інформаційних чинників. На основі аналізу наявного досвіду використання БпАК визначено проблемні питання їх застосування в несприятливих умовах. Для вирішення невідповідності між вимогами до виконання завдань БпАК у несприятливих умовах та наявним методичним, апаратним і програмно-алгоритмічним забезпеченням застосування БпАК проведено аналіз існуючих підходів реалізації навігаційного забезпечення. Визначено їхні недоліки в контексті використання в несприятливих умовах. На основі проведеного аналізу побудовано функціональну модель навігаційного забезпечення та запропоновано низку вимог, спрямованих на підвищення ефективності та оперативності виконання завдань. Зокрема, вимога можливості коригування траєкторії руху безпілотного повітряного судна (БПС) на основі оперативних даних, отриманих під час польоту, дозволить знизити ймовірність втрати або пошкодження БПС. Розв’язання розрахункових навігаційних завдань в умовах обмежених обчислювальних можливостей бортового комп’ютера дасть можливість забезпечити автономність БПС та знизити затримки, пов’язані з транспортуванням даних по каналах зв’язку до зовнішніх обчислювальних вузлів. Висувається вимога до виконання приземлення БПС в несприятливих умовах для зменшення впливу людського фактора, витрат на додаткове обладнання та підвищення оперативності приземлення. Розробка навігаційного забезпечення відповідно до сформованих вимог дозволить покращити оперативність та ефективність виконання завдань, покладених на БпАК в несприятливих умовах.

Дослідження ефективності модуляційних методів для забезпечення якості передачі даних в інформаційних мережах

Олександр Іванович Ластівка, Олена Петрівна Нечипорук — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У статті розглянуто актуальні проблеми забезпечення надійності каналів передачі даних у сучасних інформаційних мережах. Визначено основні дестабілізуючі чинники, що впливають на якість функціонування бездротових каналів, зокрема багатопроменеве поширення сигналу, завмирання та допплерівське зміщення. Проведено аналіз ефективності класичних методів модуляції (BPSK, QPSK) та сучасних технологій багатотональної модуляції (OFDM) з точки зору їхньої завадостійкості та енергетичної ефективності. Особливу увагу приділено комп’ютерному моделюванню, яке дозволило дослідити поведінку каналів за різних рівнів відношення сигнал / шум та у випадку частотних зсувів. Побудовані залежності ймовірності бітової помилки (BER) підтверджують теоретичні оцінки та демонструють переваги OFDM у середовищах із багатопроменевими викривленнями. Також запропоновано підхід до адаптивної зміни параметрів модуляції залежно від умов каналу, що дає можливість підвищити ефективність використання ресурсів мережі та забезпечити стабільність функціонування телекомунікаційних систем. Результати дослідження можуть бути застосовані під час проєктування систем мобільного та супутникового зв’язку, сенсорних і спеціалізованих мереж, а також у критично важливих інформаційних технологіях, де особливо значущими є вимоги до надійності та пропускної здатності.

Автоматизований аналіз клієнтських відгуків для прийняття управлінських рішень у сервісних системах

Андрій Васильович Морозов, Сергій Леонідович Шапіренко — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

Клієнтський досвід (Customer Experience, CX) у сучасних сервісних системах набув стратегічного значення, що зумовлює необхідність постійного вдосконалення інструментів збору та аналізу зворотного зв’язку. У міру розвитку сервісної економіки зростає кількість каналів комунікації з клієнтами, обсяг зібраних відгуків і вимоги до швидкості реагування з боку компаній. Це породжує виклики, пов’язані з фрагментацією фідбеку, відсутністю єдиного підходу до обробки звернень і складністю інтеграції відгуків у процес прийняття управлінських рішень. Автоматизація аналізу клієнтських відгуків є одним з ключових напрямів розвитку сервісних технологій. Вона забезпечує оперативність обробки даних, уніфікацію форматів зворотного зв’язку, скорочення часу реакції на скарги та підвищення якості управлінських рішень. У контексті такого підходу особливої актуальності набувають омніканальні рішення, які поєднують збір відгуків із різних джерел, їх категоризацію, аналітичну обробку та подальшу інтеграцію з управлінськими практиками. У статті подано результати дослідження можливості застосування автоматизованої омніканальної системи аналізу клієнтських відгуків для підвищення ефективності прийняття рішень у сервісних системах. Як прикладне рішення розглянуто платформу Revisior, що дозволяє проводити централізований збір та обробку фідбеку, контролювати строки реагування, а також формувати аналітичні звіти в реальному часі. Основна увага зосереджена на побудові архітектури системи, описі ключових функціональних блоків і демонстрації прикладних результатів впровадження. У підсумку запропоновано модель, що дозволяє автоматизувати процеси збору, категоризації та аналітики відгуків, а також підвищити обґрунтованість управлінських дій на основі зворотного зв’язку клієнтів.

Технологія розробки програмного забезпечення для високопродуктивних компараторів біометричних даних з використанням вибіркової векторизації SIMD

Юрій Сергійович Погуляєв, Кирило Сергійович Смеляков — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

Це дослідження представляє систематичну методологію розробки програмного забезпечення для високопродуктивних компараторів біометричних даних, засновану на принципах вибіркової векторизації SIMD. Технологія вирішує важливу проблему вибору найкращої стратегії оптимізації, створюючи теоретичну основу, яка вказує, коли й де використовувати векторизацію замість звичайної паралелізації на різних етапах алгоритму. Технологія поєднує модель Roofline для обчислювальних обмежень та Універсальний закон масштабованості для тестування паралельних систем, щоб надати розробникам таксономії ефективності та критерії прийняття рішення щодо використання векторизації в біометричних системах, які обробляють мільйони зразків. Для валідації технології використовувався чотириетапний алгоритм порівняння відбитків пальців на основі мінуцій, що виконувався за допомогою різних обчислювальних методів: традиційне паралелізування на основі потоків, векторизація SIMD з використанням інструкцій SSE та AVX, а також гібридні методології, що інтегрують обидва методи. В експериментальній валідації використовувалася архітектура Intel Core i9 разом з базою даних FVC 2000, що містить 80 зображень відбитків пальців та 4421 точку мінуцій, з використанням суворих статистичних методологій протягом кількох ітерацій. Алгоритм містить вилучення дрібних частинок з квадратів центроїдів, обчислення локальних евклідових структур, аналіз геометричних відстаней і кутів, а також глобальне зіставлення з розрахунками зміщення. Результати показали неочікувані результати, які суперечать поширеним уявленням про оптимізацію. Гібридна реалізація продемонструвала стабільне покращення продуктивності у всіх випадках, зі збільшенням швидкості у 2,66 раза з 32 потоками та покращенням у 3,40 раза з повними наборами даних. Це було очікувано, оскільки повна векторизація SIMD працювала не так добре, як традиційна паралелізація, через високу алгоритмічну взаємозалежність. Аналіз профілювання показав, що паралельна та гібридна версії мали однакові обчислювальні етапи. Це означає, що підвищення продуктивності відбулося завдяки вторинним ефектам оптимізації, таким як краще вирівнювання пам’яті, краще використання кешу завдяки рівномірному розподілу словника та оптимізація, індукована компілятором, під час доступу до поля об’єкта. Дослідження створює технологічну основу для вибіркової векторизації в біометричних додатках. Це надає розробникам програмного забезпечення систематичний спосіб створення високопродуктивних систем ідентифікації, які можна використовувати в реальних ситуаціях, де їх потрібно використовувати у великих масштабах.

Когнітивні методи протидії інсайдерським і складним кібератакам: аналіз інциденту в IT-інфраструктурі АТ «Укрзалізниця»

вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

23 березня 2025 року в IT-системі АТ «Укрзалізниця» було зафіксовано масштабний технічний збій, що призвів до тимчасової недоступності онлайн-сервісів з продажу квитків, блокування сервісних каналів комунікації та втрати доступу до критичних операційних даних. Досліджено, що цей інцидент має характеристики складеної кібератаки, яка враховує традиційні вектори зовнішнього втручання (наприклад, атак на вебдодатки та платформи електронного обслуговування), а також потенційний інсайдерський компонент, що підсилює руйнівний ефект. Актуальність дослідження пов’язана з необхідністю виявлення та протидії подібним комплексним загрозам, де традиційні засоби моніторингу й реагування виявляються недостатньо ефективними. У статті запропоновано когнітивні методи індикації інсайдерських і складених кібератак, зокрема гібридні системи штучного інтелекту, що поєднують символічні та нейромережеві методи аналізу подій. Розкрито можливості поведінкової аналітики, Bayesian Belief Networks, Graph Neural Networks та інших моделей, спрямованих на інтеграцію фрагментарних сигналів та онтологічну реконструкцію атаки. Обґрунтовано необхідність вбудовувати когнітивні агенти у процеси збору та обробки даних з різноманітних інформаційних каналів, щоб своєчасно виявляти аномальні шаблони у діяльності співробітників, контрагентів і зовнішніх підключень. Зроблено висновок про доцільність формування єдиного національного когнітивного центру реагування на інциденти в критичній IT-інфраструктурі, який би інтегрував поведінковий, статистичний та онтологічний аналіз подій. Окреслено перспективи застосування таких систем у реальному масштабі критично важливих об’єктів, а також можливі обмеження і напрями подальших наукових досліджень у галузі кібербезпеки.

Технологічні особливості мікрофрезерного текстурування поверхонь сплаву NiTi

Наталія Олександрівна Балицька — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

Сплави NiTi характеризуються ефектом пам’яті форми, псевдопружністю, корозійною стійкістю та біосумісністю, що зумовлює їх широке застосування в медицині, приладо-, машинобудуванні та багатьох інших галузях промисловості. Змінюючи топографію поверхні, можна впливати на функціональні властивості поверхонь виробів. Механічне текстурування, на відміну від інших методів модифікації поверхні, здатне забезпечити широку варіативність топології поверхневих текстур, меншу глибину індукованого поверхневого шару, надійність та геометричну точність поверхневих текстур без деградації їх функціональних властивостей у часі, а також екологічність та економічну ефективність. Це зумовлює необхідність розробки технологій мікромеханічної модифікації поверхонь виробів зі сплавів NiTi, які відрізняються дуже низькою оброблюваністю через інтенсивне утворення задирок, низьку стійкість мікрофрез, фазові перетворення в приповерхневому шарі обробленої поверхні. Робота присвячена експериментальному дослідженню мікрофрезерного текстурування поверхонь аустенітного сплаву Ni_56,5Ti_43,5 твердосплавними мікрофрезами з покриттям TiAlN діаметрами 0,2, 0,5 та 1 мм. У роботі перевіряється технологічна можливість мікрофрезерування нітинолів на оброблюваних центрах звичайної швидкості. Аналізуються сигнали сил різання та знос інструменту при мікрофрезеруванні текстур різної форми, а також їх топографія. Обговорюються явища, що супроводжують процес мікрорізання та викликають інтенсивне зношування інструменту та утворення задирок. Порівнюється технологічність виготовлення поверхневих мікротекстур різного типу: мікропази, мікростовпчики та мікроямки. Розробляються основні принципи технології мікрофрезерного текстурування поверхонь сплаву NiTi із застосуванням універсального обробного центру із підтримкою технології шліфування. Отримані результати поглиблюють розуміння процесів мікрофрезерування поверхонь сплавів NiTi.

Використання титанових сплавів під час виготовлення складнопрофільних деталей авіаційних двигунів

Ігор Андрійович Бойко, Петро Петрович Мельничук — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

В авіадвигунобудуванні використовується широка номенклатура конструкційних матеріалів, що пов’язано як із різноманітністю умов роботи окремих елементів двигуна, так і з високими вимогами до самих матеріалів, що використовуються. Одним з елементів авіаційного двигуна, до якого висуваються жорсткі вимого щодо точності і якості виготовлення складових деталей і вузлів, є ротор компресора. Використання титанових сплавів пов’язано як із високою частотою обертання ротора на робочих режимах (до 20000 об/хв), так і з необхідністю виключити негативні чинники, такі як вібрації, руйнування окремих деталей внаслідок появи тріщин, зношування, механічних пошкоджень, корозії, припрацювання тощо. Саме це сприяло широкому використанню в авіадвигунобудуванні титанових сплавів, які вирізняються високою міцністю, стійкістю до корозії і невеликою вагою порівняно із залізовмісними матеріалами. Однак обробка титанових сплавів ускладнюється їх низькою теплопровідністю, а також високою міцністю і еластичністю, що, в процесі їх механічної обробки, призводить до виникнення значних вібрацій, інтенсивного зношування різального інструменту внаслідок деформаційного зміцнення поверхневого шару матеріалу, адгезії між матеріалом інструменту і заготовки, високого теплового навантаження на різальний інструмент. До таких деталей належать лопатки, проставки, диски, колеса вентиляторів, кронштейни, деякі корпусні деталі, моноколеса. Проаналізовано стан питання і основні напрями досліджень щодо забезпечення підвищення оброблюваності тонкостінних деталей, виготовлених із титанових сплавів, а також особливості обробки складнопрофільних поверхонь деталей типу «моноколесо» на високошвидкісних обробних центрах. Наведено результати досліджень щодо зменшення регенеративних автоколивань, використання демпфуючих матеріалів, модуляції швидкості головного руху, а також вибору оптимального інструментального матеріалу. У підсумку сформовано висновки про перспективність і напрями подальших досліджень, спрямованих на підвищення ефективності процесу лезової обробки складнопрофільних деталей виробів з титанових сплавів.

Вплив швидкості різання на знос інструменту, шорсткість та мікроструктуру обробленої поверхні при фрезеруванні сплавів NiTi: аналітичний огляд

Людмила Павлівна Калафатова — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

Сплави на основі нікелю та титану характеризуються поєднанням високої міцності, корозійної стійкості, супереластичності та здатності до оборотних мартенситно-аустенітних перетворень, що забезпечує ефект пам’яті форми. Водночас ці ж властивості ускладнюють процес механічної обробки сплавів NiTi, оскільки виникають значні термомеханічні навантаження та локальний перегрів у зоні різання, а також через інтенсивний знос інструменту. У статті представлено результати аналізу та узагальнення сучасних експериментальних досліджень впливу швидкості різання у широкому діапазоні значень (20…400 м/хв) на стійкість інструменту, шорсткість поверхні, мікроструктуру та температури фазових перетворень при фрезеруванні сплавів NiTi. Встановлено, що збільшення швидкості різання до 400 м/хв сприяє покращенню якості поверхні та зменшенню глибини термомеханічно зміненого шару. Доведено, що використання інструментів із CBN та армованої кераміки за високошвидкісних режимів забезпечує мінімальну втрату ентальпії фазових переходів, а отже, і збереження ефекту пам’яті форми. Разом із тим підвищення швидкості різання інтенсифікує знос інструменту, що потребує застосування високостійких матеріалів і ефективних систем охолодження. Сформовано рекомендації щодо вибору режимів фрезерування сплавів NiTi. Отримані результати можуть бути використані для оптимізації технологічних процесів обробки нітинолу у медичному, авіаційному та машинобудівному виробництві, де збереження функціональних властивостей матеріалу є критично важливим.

Дискове та алмазно-канатне різання гранітів: порівняння технологій для промислової ефективності

вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У статті здійснено комплексний порівняльний аналіз дискового та алмазно-канатного різання гранітів, зосереджуючись на критеріях швидкості, енергоефективності, експлуатаційних витрат та собівартості. Дослідження проведено в контексті сучасних викликів каменеобробної промисловості, що зумовлені зростанням попиту на натуральний камінь (ринок зростає з 42,04 млрд дол. США у 2024 р. до прогнозованих 43,69–85,09 млрд дол. США у 2025 р.), посиленням екологічних вимог та необхідністю оптимізації ресурсів. Порівняння базується на стандартизованих показниках: швидкість різання (м²/год), енергоефективність (кВт·год/м²), експлуатаційні витрати ($/м²) та собівартість ($/м²). Дискове різання демонструє вищу швидкість (до 3,5 м²/год), особливо для малих і середніх блоків, завдяки безперервному контакту інструменту та швидкості подачі (50–100 мм/с). Алмазно-канатне різання (2,25 м²/год) ефективніше для великих блоків завдяки гнучкості канату та меншій товщині пропилу (7–12 проти 12–18 мм для дисків), що знижує втрати матеріалу (30 % проти 40 %) та відхилення від вертикальності (±1 проти ±3 мм). Енергоефективність канатного методу вища (6–8 проти 12–15 кВт год/м²), а витрати на воду менші (15–20 проти 60–80 л/хв). Собівартість канатного різання нижча (3,0–3,5 $/м²) завдяки меншим втратам матеріалу та енергії, тоді як дискове різання більш економне для малих обсягів через нижчі витрати на інструменти (0,7–1,1 $/м²). Результати свідчать, що дискове різання доцільне для швидкісного масового виробництва, а алмазно-канатне – для великих блоків, де пріоритетом є економія сировини та екологічність. Дослідження пропонує рекомендації щодо оптимізації технологічних режимів, що сприяють зниженню витрат на 18–40 % та підвищенню конкурентоспроможності галузі на глобальному ринку.

Аналіз функціональних параметрів конструкції головки для висвердлювання кореневища ріпчастої цибулі та підвищення ефективності і надійності перового свердла

вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

У роботі наведено результати аналізу функціональних параметрів конструкції головки для висвердлювання кореневища ріпчастої цибулі. Запропоновано підвищення довговічності перового свердла шляхом формування на його різальних поверхнях плазмовим напиленням зносостійкого та корозійностійкого покриття на основі нітриду титану. Представлено результати дослідження мікрогеометрії зразків з покриттям та без, здійсненого методами растрової електронної та атомно-силової мікроскопії. Визначено параметри низькоенергетичної електронно-променевої обробки, які дозволили суттєво покращити структуру поверхні, сформованої газофазним осадженням покриття TiN. Встановлено характер зношування та руйнування зразків з покриттям та без у процесі тривалої експлуатації при висвердлюванні кореневища ріпчастої цибулі. Шляхом склерометричних досліджень отримано значення величини критичного навантаження, за якого з’являлися перші відколи і відшаровування покриття з нітриду титану. Отримано рівняння регресії, що пов’язує час зносу зразка зі значеннями залишкових мікронерівностей та кількістю мікродефектів на різальній кромці. Рівняння дозволило встановити, що на час зношування зразка кількість мікродефектів впливає більше, ніж приріст значень залишкових мікронерівностей. При цьому час зношування зразка залежить від лінійних розмірів залишкових мікродефектів на його поверхні. Експериментально підтверджено зростання терміну експлуатації інструменту з покриттям до 2200 год порівняно зі свердлом без покриття до 800 год.

Вплив монооксиду вуглецю на тепловий баланс промислової печі при виробництві карбіду кремнію

Ігор Леонідович Шилович, Кирило Олександрович Шумивода — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

Дослідження стосується процесів утворення та утилізації монооксиду вуглецю в печах Ачесона при виробництві карбіду кремнію. Однією з ключових проблем є значні обсяги СО, що утворюється як побічний продукт хімічної реакції, та недостатнє використання його енергетичного потенціалу. Існуючі конструкції печей передбачають лише факельне спалювання СО на виході з бічних каналів, що забезпечує обмежений рівень регенерації теплоти. Оптимізація енергетичного балансу виробництва SiC можлива завдяки дослідженню кількісних характеристик утворення СО та пошуку шляхів його ефективного використання. Об’єктом дослідження є процес утворення монооксиду вуглецю та його вплив на енергетичний баланс печі Ачесона. Метою роботи є оцінка обсягів СО, визначення його теплових характеристик і встановлення частки в загальному енергоспоживанні виробництва. Для досягнення поставленої мети виконано експериментальні виміри температур у робочому просторі печі, проведено аналіз реакцій утворення СО, складено матеріальний баланс та виконано розрахунки енергетичного потенціалу газу. На підставі порівняння розрахункових і експериментальних даних визначено кількість СО на одиницю маси SiC та оцінено можливість його утилізації. Результати показали, що утворений у процесі виробництва обсяг СО еквівалентний 40 % від підведеної електроенергії, проте існуюча система утилізації забезпечує використання лише 12–14 % цього потенціалу. Зроблено висновок про доцільність розробки технічних рішень для ефективної регенерації теплоти СО з метою підвищення енергоефективності виробництва та зменшення витрат електроенергії.

Експериментальні вимірювання поверхневої щільності плівки та паперу ультразвуковим методом

Сергій Віталійович Барилко, Володимир Дмитрович Дащенко — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

Для вимірювання та контролю поверхневої щільності плівки та паперового матеріалу в процесі виробництва сьогодні використовують контактний руйнівний метод визначення параметра, що не дає можливості реалізувати постійний його моніторинг. Для вирішення цієї проблеми у ході досліджень був розроблений зразок комп’ютеризованої системи і запропонований безконтактний ультразвуковий метод вимірювання поверхневої щільності матеріалу для можливості забезпечення моніторингу параметра в режимі реального часу при невеликих грошових витратах порівняно з аналогами. Для моделювання та розробки зразка інформаційно-вимірювальної системи поверхневої щільності плівкових та паперових матеріалів було наведено основні співвідношення амплітуд ультразвукових хвиль, які взаємодіють з матеріалом; розроблено алгоритм вимірювальних процедур з подальшим розрахунком для визначення параметра поверхневої щільності матеріалу. Додатково були проведені дослідження з визначення поверхневої щільності матеріалу з використанням контактного руйнівного методу та електронних ваг, що дало можливість порівняти зазначені методи. При безконтактному ультразвуковому методі плівковий та паперовий матеріал опромінювалися хвилями, а значення поверхневої щільності визначалося співвідношенням амплітуди ультразвукової хвилі, що пройшла крізь матеріал, до амплітуди хвилі, яка падає на нього.

Організація маршрутизації, зберігання та обробки даних з датчиків з використанням IoT-платформи

Павло Сергійович Волковий — вт, 16 гру 2025 00:00:00 +0200

Впровадження нових інформаційно-вимірювальних систем на виробництві зазвичай вимагає визначення структур та алгоритмів зберігання даних, отриманих з вимірювальних перетворювачів. При подальшій обробці такої інформації, а також при додатковій її передачі на перетворювачі виконавчих засобів, які здатні керувати процесом виробництва, реагуючи на виявлені дефекти матеріалу, потрібно приділяти увагу оптимізації відповідних структур та алгоритмів, оскільки їх вибір може суттєво впливати на затримки розповсюдження, обробки та використання інформації з вимірювальних перетворювачів. Окрім своєчасної та надійної передачі інформації з вимірювальних перетворювачів на перетворювачі виконавчих засобів, існує ще низка типових вимог до реалізації інформаційно-вимірювальних систем, таких як доступність вимірювальної інформації для аналізу оператором через спеціалізований графічний користувацький інтерфейс та збереження зроблених вимірів. Графічний інтерфейс користувача зазвичай потрібен для конфігурації інформаційно-вимірювальної системи, а також дозволяє аналізувати відхилення вимірів з метою аналізу ефективності виявлення дефектів у контрольованому матеріалі, дає можливість виявляти та усувати у певних випадках складові похибки, які спричинені неоптимальною реалізацією або конфігурацією інформаційно-вимірювальної системи. У роботі проаналізовано використання IoT-сервера для вирішення описаних вище задач, зроблено огляд існуючих IoT-платформ та описано процес адаптації такої платформи на прикладі інтеграції в інформаційно-вимірювальну систему, призначену для безконтактного вимірювання товщини матеріалу.