Modeling of systems and processes Modeling of systems and processes Моделирование систем и процессов 2219-0767 57869 10.12737/2219-0767-2023-16-1-7-17 Технические науки Технические науки Application of the theory of statistical hypotheses in automation problems technological processes Применение теории статистических гипотез в задачах автоматизации технологических процессов Мохаммед Хайдер А.Аббас Mohammed Hayder A.Abbas mr_haider81@yahoo.com Поляков Сергей Иванович Polyakov Sergey Ivanovich Акимов Валерий Иванович Akimov V. I. Полуказаков Алексей Викторович Polukazakov A. V. Университет Дияла, Колледж базового образования Ирак Университет Дияла, Колледж базового образования Iraq Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov Воронежский государственный технический университет Voronezh State Technical University 29 03 2023 29 03 2023 16 1 7 17 23 03 2023 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/57869/view

В работе обосновано применение методов теории статистических гипотез для задач автоматизации технологических процессов. Рассматривается функционирование системы автоматизации технологического процесса как управление сложной технической системой. Работа системы автоматизации относится к многоальтернативным в терминах теории статистических гипотез: две гипотезы правильного режима и две гипотезы ошибочной работы системы. В статье получены общие выражения для расчёта вероятностей этих режимов для двух статистических моделей контролируемого параметра технологического процесса и стандартных моделей метрологического разброса измерительного канала. При этом класс точности измерительного канала должен выражаться в виде приведённой погрешности. Проведено моделирование режимов работы системы автоматизации технологического процесса в рамках теории статистических гипотез. Представлены результаты моделирования для нормальной плотности вероятности статистической модели контролируемой величины, равномерной и треугольных статистических моделей оценки контролируемого параметра. Разработана программа статистической оценки режимов функционирования системы автоматизации для симметричных и несимметрических статистических моделей разброса контролируемого параметра и нескольких моделей метрологического разброса оценки технологического параметра. Приведен расчёт априорной вероятности нормального функционирования системы автоматизации технологического процесса и расчет априорной вероятности ошибочной работы системы автоматизации. Получены выражения для расчёта апостериорных вероятностей результатов поверки средств измерений систем автоматизации.

The paper substantiates the application of methods of the theory of statistical hypotheses for the tasks of automation of technological processes. The functioning of the process automation system is considered as the management of a complex technical system. The operation of the automation system belongs to the multi-alternative in terms of the theory of statistical hypotheses: two hypotheses of the correct mode and two hypotheses of the erroneous operation of the system. The article provides general expressions for calculating the probabilities of these modes for two statistical models of the controlled parameter of the technological process and standard models of the metrological spread of the measuring channel. In this case, the accuracy class of the measuring channel should be expressed as a reduced error. The simulation of the operating modes of the process automation system is carried out within the framework of the theory of statistical hypotheses. The results of modeling for the normal probability density of the statistical model of the controlled quantity, uniform and triangular statistical models of estimation of the controlled parameter are presented. A program of statistical evaluation of the modes of operation of the automation system has been developed for symmetric and asymmetric statistical models of the spread of the controlled parameter and several models of metrological spread of the evaluation of the technological parameter. The calculation of the a priori probability of the normal functioning of the automation system of the technological process and the calculation of the a priori probability of erroneous operation of the automation system is given. Expressions for calculating a posteriori probability of the results of verification of measuring instruments of automation systems are obtained.

 Статистическая гипотеза автоматизация вероятностная модель технологический процесс принятие решения критерий моделирование оценка. Statistical hypothesis automation probabilistic model technological process decision-making criterion modeling evaluation

Шубная, О.А. Научная гипотеза. Методы проверки научной гипотезы в педагогических исследованиях / О.А. Шубная. - Текст : непосредственный // Молодой ученый. - 2022. - № 26 (421). - С. 257-260. - URL: https://moluch.ru/archive/421/93694/ (дата обращения: 05.02.2023). Shubnaya, O.A. Nauchnaya gipoteza. Metody proverki nauchnoy gipotezy v pedagogicheskih issledovaniyah / O.A. Shubnaya. - Tekst : neposredstvennyy // Molodoy uchenyy. - 2022. - № 26 (421). - S. 257-260. - URL: https://moluch.ru/archive/421/93694/ (data obrascheniya: 05.02.2023). Науменко, А.П. Вероятностно-статистические методы принятия решений : теория, примеры, задачи : учебное пособие / А.П. Науменко, И.С. Кудрявцева, А.И. Одинец. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2018. - 108 с. Naumenko, A.P. Veroyatnostno-statisticheskie metody prinyatiya resheniy : teoriya, primery, zadachi : uchebnoe posobie / A.P. Naumenko, I.S. Kudryavceva, A.I. Odinec. - Omsk : Izd-vo OmGTU, 2018. - 108 s. Эйсмонт, Н.Г. Теоретические основы и практика научных исследований : учеб. пособие / Н.Г. Эйсмонт, В.В. Даньшина, С.В. Бирюков. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2018. - 98 с. Eysmont, N.G. Teoreticheskie osnovy i praktika nauchnyh issledovaniy : ucheb. posobie / N.G. Eysmont, V.V. Dan'shina, S.V. Biryukov. - Omsk : Izd-vo OmGTU, 2018. - 98 s. The way of quality management of the decision making software systems development / O.N. Dolinina, V.A. Kushnikov, V.V. Pechenkin, A.F. Rezchikov // Advances in Intelligent Systems and Computing. - 2019. - Vol. 763. - Pp. 90-98. - DOI: 10.1007/978-3-319-91186-1_11. The way of quality management of the decision making software systems development / O.N. Dolinina, V.A. Kushnikov, V.V. Pechenkin, A.F. Rezchikov // Advances in Intelligent Systems and Computing. - 2019. - Vol. 763. - Pp. 90-98. - DOI: 10.1007/978-3-319-91186-1_11. Sukhodolov, A.P. Managing a company on the basis of the internet of things: systemic analysis, information processing, and decision making in the system "machine-human-machine" / A.P. Sukhodolov // Studies in Computational Intelligence. - 2019. - Vol. 826. - Pp. 871-880. - DOI: 10.1007/978-3-030-13397-9_89. Sukhodolov, A.P. Managing a company on the basis of the internet of things: systemic analysis, information processing, and decision making in the system "machine-human-machine" / A.P. Sukhodolov // Studies in Computational Intelligence. - 2019. - Vol. 826. - Pp. 871-880. - DOI: 10.1007/978-3-030-13397-9_89. The role of paradox theory in decision making and management research / D.A. Waldman, L.L. Putnam, E. Miron-Spektor, D. Siegel // Organizational Behavior and Human Decision Processes. - 2019. - Vol. 155. - Pp. 1-6. - DOI: 10.1016/j.obhdp.2019.04.006. The role of paradox theory in decision making and management research / D.A. Waldman, L.L. Putnam, E. Miron-Spektor, D. Siegel // Organizational Behavior and Human Decision Processes. - 2019. - Vol. 155. - Pp. 1-6. - DOI: 10.1016/j.obhdp.2019.04.006. Rizun, N. Method of decision-making logic discovery in the business process textual data / N. Rizun, A. Revina, V. Meister // Lecture Notes in Business Information Processing. - 2019. - Vol. 353. - Pp. 70-84. Rizun, N. Method of decision-making logic discovery in the business process textual data / N. Rizun, A. Revina, V. Meister // Lecture Notes in Business Information Processing. - 2019. - Vol. 353. - Pp. 70-84. Солодов, А.А. Математическая формализация и алгоритмизация основных модулей организационно-технических систем / А.А. Солодов // Статистика и экономика. - 2020. - Т. 17, № 4. - С. 96-104. - DOI: 10.21686/ 2500-3925-2020-4-96-104. Solodov, A.A. Matematicheskaya formalizaciya i algoritmizaciya osnovnyh moduley organizacionno-tehnicheskih sistem / A.A. Solodov // Statistika i ekonomika. - 2020. - T. 17, № 4. - S. 96-104. - DOI: 10.21686/ 2500-3925-2020-4-96-104. Кохонен, Т. Самоорганизующиеся карты / Т. Кохонен ; пер. 3-го англ.изд. - М. : Лаборатория знаний, 2021. - 660 с. Kohonen, T. Samoorganizuyuschiesya karty / T. Kohonen ; per. 3-go angl.izd. - M. : Laboratoriya znaniy, 2021. - 660 s. Басовский, Л.Е. Основы научных исследований : учебник / Л.Е. Басовский, Е.Н. Басовская. - М. : ИНФРА-М, 2023. - 257 с. - DOI: 10.12737 /1192099. Basovskiy, L.E. Osnovy nauchnyh issledovaniy : uchebnik / L.E. Basovskiy, E.N. Basovskaya. - M. : INFRA-M, 2023. - 257 s. - DOI: 10.12737 /1192099. Круз, Р.Л. Структуры данных и проектирование программ / Р. Л. Круз; пер. с англ. - М.: Лаборатория знаний, 2021. - 768 с. Kruz, R.L. Struktury dannyh i proektirovanie programm / R. L. Kruz; per. s angl. - M.: Laboratoriya znaniy, 2021. - 768 s. Тавокин, Е.П. Теория управления / Е.П. Тавокин. - М. : ИНФРА-М, 2023. - 202 c. - DOI: 10.12737/textbook_5b3b199c838ad5.96937882. Tavokin, E.P. Teoriya upravleniya / E.P. Tavokin. - M. : INFRA-M, 2023. - 202 c. - DOI: 10.12737/textbook_5b3b199c838ad5.96937882. Вартанов, С.А. Прикладная теория игр для экономистов / С.А. Вартанов, Е.А. Ивин. - Вологда : ВолНЦ РАН, 2020. - 283с. Vartanov, S.A. Prikladnaya teoriya igr dlya ekonomistov / S.A. Vartanov, E.A. Ivin. - Vologda : VolNC RAN, 2020. - 283s. Кремлев, А.Г. Основные понятия теории игр : учебное пособие / А.Г. Кремлев. - Екатеринбург : Издательство Уральского ун-та, 2016. - 144 с. Kremlev, A.G. Osnovnye ponyatiya teorii igr : uchebnoe posobie / A.G. Kremlev. - Ekaterinburg : Izdatel'stvo Ural'skogo un-ta, 2016. - 144 s. Ивченко, Г.И. Математическая статистика / Г.И. Ивченко, Ю.И. Медвелев. - М.: КД Либроком, 2019. - 352 с. Ivchenko, G.I. Matematicheskaya statistika / G.I. Ivchenko, Yu.I. Medvelev. - M.: KD Librokom, 2019. - 352 s. Подиновский, В.В. Анализ решений в условиях неопределенности при нечисловом оценивании предпочтений и вероятностей / В.В. Подиновский // Проблемы управления. - 2020. - № 1. - С. 48-58. - DOI: 10.25728/pu.2020.1.5. Podinovskiy, V.V. Analiz resheniy v usloviyah neopredelennosti pri nechislovom ocenivanii predpochteniy i veroyatnostey / V.V. Podinovskiy // Problemy upravleniya. - 2020. - № 1. - S. 48-58. - DOI: 10.25728/pu.2020.1.5. Akimov, V.I. Selecting criteria for optimizing parameters of ADC for digital signal processing / V.I. Akimov, A.V. Polukazakov, N.V. Sitnikov // Proceedings - 2019 International Russian Automation Conference, RusAutoCon 2019. - 2019. - С. 8867651. - DOI: 10.1109/RUSAUTOCON.2019.8867651. Akimov, V.I. Selecting criteria for optimizing parameters of ADC for digital signal processing / V.I. Akimov, A.V. Polukazakov, N.V. Sitnikov // Proceedings - 2019 International Russian Automation Conference, RusAutoCon 2019. - 2019. - S. 8867651. - DOI: 10.1109/RUSAUTOCON.2019.8867651. Polyakov, S.I. Mathematical model of the dynamics of the balancing mechanism of the weighing system of the batcher / S.I. Polyakov, V.I. Akimov, A.V. Polukazakov // Proceedings of the 8th International Conference on Industrial Engineering ICIE 2022, International Conference on Industrial Engineering. - 2022. - Pр. 370-380. - DOI: 10.1007/978-3-031-14125-6. Polyakov, S.I. Mathematical model of the dynamics of the balancing mechanism of the weighing system of the batcher / S.I. Polyakov, V.I. Akimov, A.V. Polukazakov // Proceedings of the 8th International Conference on Industrial Engineering ICIE 2022, International Conference on Industrial Engineering. - 2022. - Pr. 370-380. - DOI: 10.1007/978-3-031-14125-6. Akimov, V.I. Software Life Management Systems for «Smart» Residential Houses / V.I. Akimov, S.I. Polyakov, A.V. Polukazakov // Proceedings - 2020 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). - 2020. - Pp. 267-272. - DOI: 10.1109/RusAutoCon49822.2020.9208215. Akimov, V.I. Software Life Management Systems for «Smart» Residential Houses / V.I. Akimov, S.I. Polyakov, A.V. Polukazakov // Proceedings - 2020 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). - 2020. - Pp. 267-272. - DOI: 10.1109/RusAutoCon49822.2020.9208215. Поляков, С.И. Моделирование системы управления отоплением «умного» жилого дома / С.И. Поляков, В.И. Акимов, А.В. Полуказаков // Моделирование систем и процессов. - 2020. - Т. 13, № 1. - С. 68-76. - DOI: 10.12737/2219-0767-2020-13-1-68-76. Polyakov, S.I. Modelirovanie sistemy upravleniya otopleniem «umnogo» zhilogo doma / S.I. Polyakov, V.I. Akimov, A.V. Polukazakov // Modelirovanie sistem i processov. - 2020. - T. 13, № 1. - S. 68-76. - DOI: 10.12737/2219-0767-2020-13-1-68-76. Development and Research of a "Smart Home" Heating Control System / V.I. Akimov, E.N. Desyatirikova, A.V. Polukazakov [et al.] // Proceedings of the 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). - 2020. - Pp. 574 - 580. - DOI: 10.1109/EIConRus49466.2020.9039541. Development and Research of a "Smart Home" Heating Control System / V.I. Akimov, E.N. Desyatirikova, A.V. Polukazakov [et al.] // Proceedings of the 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). - 2020. - Pp. 574 - 580. - DOI: 10.1109/EIConRus49466.2020.9039541. Поляков, С.И. Автоматическое управление процессами дозирования сыпучих материалов: монография / С.И. Поляков; - Воронеж.: ВГЛТУ, 2019. - 180 с. Polyakov, S.I. Avtomaticheskoe upravlenie processami dozirovaniya sypuchih materialov: monografiya / S.I. Polyakov; - Voronezh.: VGLTU, 2019. - 180 s. Akimov, V.I. Design and Development of Cascade Heating Control for a «Smart» Residential Housing / V.I. Akimov, S. I. Polyakov, A.V. Polukazakov // Proceedings - 2020 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). - 2020. - Pp. 42-48. - DOI: 10.1109/RusAutoCon 49822.2020.9208225. Akimov, V.I. Design and Development of Cascade Heating Control for a «Smart» Residential Housing / V.I. Akimov, S. I. Polyakov, A.V. Polukazakov // Proceedings - 2020 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). - 2020. - Pp. 42-48. - DOI: 10.1109/RusAutoCon 49822.2020.9208225. Development, modeling and research of automation systems for “smart” heating of a residential building / E.N. Desyatirikova, V.I. Akimov, A.V. Polukazakov [et al.] // Proceeding of the 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). - 2021. - Pp. 849-854. - DOI: 10.1109/ElConRus51938.2021.9396401. Development, modeling and research of automation systems for “smart” heating of a residential building / E.N. Desyatirikova, V.I. Akimov, A.V. Polukazakov [et al.] // Proceeding of the 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). - 2021. - Pp. 849-854. - DOI: 10.1109/ElConRus51938.2021.9396401. Polyakov, S.I. Application of the theory of statistical hypotheses in tasks of automating technological processes / S.I. Polyakov, V.I. Akimov, A.V. Polukazakov // Lecture Notes in Electrical Engineering. - 2022. - Pр. 43-56. Springer Nature Switzerland. - DOI: 10.1007/978-3-030-94202-1_5 h. Polyakov, S.I. Application of the theory of statistical hypotheses in tasks of automating technological processes / S.I. Polyakov, V.I. Akimov, A.V. Polukazakov // Lecture Notes in Electrical Engineering. - 2022. - Pr. 43-56. Springer Nature Switzerland. - DOI: 10.1007/978-3-030-94202-1_5 h.