TOPOLOGICAL IMAGE PROCESSING FOR COMPREHENSIVE DEFECT AND DEVIATION ANALYSIS USING ADAPTIVE BINARISATION

The subject of this article is the preparation for recognition and comparison of real topological images of printed circuit boards (PCBs) using adaptive image binarisation with an "automatic window" (the area for scanning the image "Block size"). The aim of the work is to improve the method of adaptive binarisation for images obtained by technical vision systems by developing an automatic algorithm for detecting the required value of the image binarisation window. Objectives: to analyse the subject area for the analysis of technical images of the topology of the SOE; to describe the finding of the global binarisation threshold  using the "Otsu" method; to perform global image binarisation; to calculate the standard deviation of binarisation; to process the results obtained to find the required value of the Block size; to test the developed algorithm in software. Results: an image processing algorithm with automatic adjustment of the "Block size" binarisation window was implemented and tested; software was developed using the proposed algorithm and the performance of global binarisation with an improved method of finding the "Block size" values for scanning an image in processing small elements of the SE topology was compared. This will allow solving the following issues: noise removal – removing noise from the image (noise can occur due to poor scan or photo quality, as well as due to the presence of small spots on the surface of the PCB); image segmentation – dividing the image into separate elements such as contours, zones and text (this process can be automated using image processing software); element detection – finding and separating individual elements such as resistors, capacitors and other components depicted on the topology. Conclusions: according to the results of the work, an algorithm for automatically adjusting the size of the scanning area "Block size" for binarisation of technological images of the SE topology has been developed. The following advantages of this algorithm can be distinguished: automatic finding of the optimal scanning area Block Size; resistance to image noise without the use of smoothing filters; finding details in areas of contrast difference

AUTOMATED RESOURCE MANAGEMENT SYSTEM FOR THE UTILITY SECTOR BASED ON WIRELESS SENSOR NETWORKS

The subject of this study is methods, tools and automated resource management systems for the housing and communal sector. The object of research is the process of controlling resource consumption at housing and communal facilities. The aim of the study is to develop an automated resource management system for the utility sector based on wireless sensor networks. To achieve this goal, the following tasks were solved: a review and analysis of existing methods, tools and automated resource management systems; selection of system components based on technical requirements and taking into account the selected LoRaWAN wireless connection technology; development of a structural diagram and algorithm for the operation of an automated resource management system based on wireless sensor networks; modelling of the process of managing the resources of the utility sector using a wireless sensor network based on t The following methods are used in the work: critical analysis of LoRa technology and other wireless IoT technologies, FOREL and -means clustering methods. The following results were obtained: a general description of the automated resource management system was carried out, its composition and main tasks were determined, and technical requirements for it were established, wireless data transmission technology was selected, on the basis of which the automated resource management system was built, an in-depth comparative analysis of the most effective modern wireless technologies – LoRaWAN and NB-IoT – was carried out, system components were selected, a structural diagram and algorithm for the automated resource management system were developed, and the process of the automated resource management system was modelled. Conclusions: the application of the proposed automated resource management system provides high-quality control of energy consumption at the facilities of the housing and communal sector, makes it possible to control their volume, monitor and analyse energy consumption data, and manage the entire energy supply network as a single system, which is especially necessary in martial law. This approachallows rationalising the consumption of resources by household consumers, which means that the financial costs of energy supply will decrease and the level of energy savings in the country will increase

МАТРИЧНО-СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГИБКИХ МЕЖСОЕДИНЕНИЙ И КОМПОНЕНТОВ МЭМС

Конструкції сучасної електронної техніки є складними механічними системами з безліччю жорстких зв'язків, а їх мікромінітюаризація у багатьох випадках дійшла до фізичної межі розмірного, зарядового та енергетичного квантування компонентів. Для таких механічних систем, з некласичними для механіки способами кріплення окремих конструктивних елементів, складно побудувати розрахункову модель, досить просту і в той же час таку, що добре відображає фізичні і динамічні властивості. Для забезпечення механічної міцності міжз’єднань та зверхтонких електронних компонентів необхідною є можливість визначення напружено-деформованого стану елементів конструкцій. Ці причини зумовлюють необхідність застосування чисельних методів для розрахунку динамічних параметрів конструкцій міжз’єднань електронної техніки, що дозволить підвищити показники надійності розроблюваних засобів, що відповідають вимогам нормативно-технічної документації по механічним характеристикам, скоротити терміни і вартість їх створення. Предметом даної роботи є дослідження деформації балки постійного поперечного перерізу під дією осьових сил, згинальних моментів і крутного моменту щодо поздовжньої осі. Метою даної роботи є визначення деформації елементів конструкції пристроїв з використанням матриці жорсткості при відомому векторі зовнішніх сил. Для досягнення поставленої мети необхідне вирішення наступних завдань: розглянути існуючі методи опису та аналізу, які враховують специфіку використовуваних конструкцій і технологічних процесів виготовлення конкретних структур МЕМС; дослідити сутність цих методів; провести розрахунок переміщень і деформацій, використовуючи метод скінченних елементів; використовуючи матрицю жорсткості, визначити деформації елементів конструкції пристроїв; провести розрахунок деформації балки постійного поперечного перерізу під дією осьових сил, згинальних моментів і крутного моменту щодо поздовжньої осі. Висновки: матриця жорсткості, побудована з використанням матричного функціонального аналізу, дозволяє забезпечити розрахунок деформації елементів МЕМС і гнучких електронних міжз’єднань.The designs of modern electronic technology are complex mechanical systems with many rigid bonds, and their microminiature in many cases has reached the physical limit of the dimensional, charge and energy quantization of components. For such mechanical systems, with non-classical methods for mechanics of fastening of separate structural elements, it is difficult to build a design model, simple enough and at the same time one that well reflects physical and dynamic properties. To ensure mechanical strength of interconnects and ultra-thin electronic components, it is necessary to determine the stress-strain state of structural elements. These reasons necessitate the use of numerical methods to calculate the dynamic parameters of the design of electronic equipment interconnections, which will improve the reliability of the developed tools that meet the requirements of regulatory technical documentation on mechanical characteristics, shorten the time and cost of their creation. Subject matter of this work is the study of beam deformation of constant cross section under the action of axial forces, bending moments and torque relative to the longitudinal axis. Goal this work is to determine the deformation of the elements of the structure of the devices using the stiffness matrix with a known vector of external forces. To achieve this goal, it is necessary to solve the following tasks: to consider the existing methods of description and analysis, which take into account the specificity of the structures and technological processes used to manufacture specific structures MEMS; explore the nature of these methods; calculate displacements and deformations using the finite element method; using the stiffness matrix to determine the deformation of the structural elements of the devices; to calculate the deformation of the beam of constant cross-section under the action of axial forces, bending moments and torque relative to the longitudinal axis. Conclusions: stiffness matrix, constructed using functional analysis, allows for the calculation of deformation of MEMS elements and electronic interconnect flexible.Конструкции современной электронной техники являются сложными механическими системами с множеством жестких связей, а их микроминитюаризация во многих случаях дошла до физического предела размерного, зарядового и энергетического квантования компонентов. Для таких механических систем, с неклассическими для механики способами крепления отдельных конструктивных элементов, сложно построить расчетную модель, достаточно простую и в то же время такую, которая хорошо отражает физические и динамические свойства. Для обеспечения механической прочности межсоединений и сверхтонких электронных компонентов необходима возможность определения напряженно-деформированного состояния элементов конструкций. Эти причины обусловливают необходимость применения численных методов для расчета динамических параметров конструкций межсоединений электронной техники, которая позволит повысить показатели надежности разрабатываемых средств, соответствующих требованиям нормативно-технической документации по механическим характеристикам, сократить сроки и стоимость их создания. Предметом данной работы является исследование деформации балки постоянного поперечного сечения под действием осевых сил, изгибающих моментов и крутящего момента относительно продольной оси. Целью данной работы является определение деформации элементов конструкции устройств с использованием матрицы жесткости при известном векторе внешних сил. Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач: рассмотреть существующие методы описания и анализа, учитывающих специфику используемых конструкций и технологических процессов изготовления конкретных структур МЭМС; исследовать сущность этих методов; провести расчет перемещений и деформаций, используя метод конечных элементов; используя матрицу жесткости, определить деформации элементов конструкции устройств; провести расчет деформации балки постоянного поперечного сечения под действием осевых сил, изгибающих моментов и крутящего момента относительно продольной оси. Выводы: матрица жесткости, построенная с использованием матричного функционального анализа, позволяет обеспечить расчет деформации элементов МЭМС и гибких электронных межсоединений

МАТРИЧНО-СТРУКТУРНИЙ АНАЛІЗ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ГНУЧКИХ МІЖЗ’ЄДНАНЬ І КОМПОНЕНТІВ МЕМС

The designs of modern electronic technology are complex mechanical systems with many rigid bonds, and their microminiature in many cases has reached the physical limit of the dimensional, charge and energy quantization of components. For such mechanical systems, with non-classical methods for mechanics of fastening of separate structural elements, it is difficult to build a design model, simple enough and at the same time one that well reflects physical and dynamic properties. To ensure mechanical strength of interconnects and ultra-thin electronic components, it is necessary to determine the stress-strain state of structural elements. These reasons necessitate the use of numerical methods to calculate the dynamic parameters of the design of electronic equipment interconnections, which will improve the reliability of the developed tools that meet the requirements of regulatory technical documentation on mechanical characteristics, shorten the time and cost of their creation. Subject matter of this work is the study of beam deformation of constant cross section under the action of axial forces, bending moments and torque relative to the longitudinal axis. Goal this work is to determine the deformation of the elements of the structure of the devices using the stiffness matrix with a known vector of external forces. To achieve this goal, it is necessary to solve the following tasks: to consider the existing methods of description and analysis, which take into account the specificity of the structures and technological processes used to manufacture specific structures MEMS; explore the nature of these methods; calculate displacements and deformations using the finite element method; using the stiffness matrix to determine the deformation of the structural elements of the devices; to calculate the deformation of the beam of constant cross-section under the action of axial forces, bending moments and torque relative to the longitudinal axis. Conclusions: stiffness matrix, constructed using functional analysis, allows for the calculation of deformation of MEMS elements and electronic interconnect flexible.Конструкции современной электронной техники являются сложными механическими системами с множеством жестких связей, а их микроминитюаризация во многих случаях дошла до физического предела размерного, зарядового и энергетического квантования компонентов. Для таких механических систем, с неклассическими для механики способами крепления отдельных конструктивных элементов, сложно построить расчетную модель, достаточно простую и в то же время такую, которая хорошо отражает физические и динамические свойства. Для обеспечения механической прочности межсоединений и сверхтонких электронных компонентов необходима возможность определения напряженно-деформированного состояния элементов конструкций. Эти причины обусловливают необходимость применения численных методов для расчета динамических параметров конструкций межсоединений электронной техники, которая позволит повысить показатели надежности разрабатываемых средств, соответствующих требованиям нормативно-технической документации по механическим характеристикам, сократить сроки и стоимость их создания. Предметом данной работы является исследование деформации балки постоянного поперечного сечения под действием осевых сил, изгибающих моментов и крутящего момента относительно продольной оси. Целью данной работы является определение деформации элементов конструкции устройств с использованием матрицы жесткости при известном векторе внешних сил. Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач: рассмотреть существующие методы описания и анализа, учитывающих специфику используемых конструкций и технологических процессов изготовления конкретных структур МЭМС; исследовать сущность этих методов; провести расчет перемещений и деформаций, используя метод конечных элементов; используя матрицу жесткости, определить деформации элементов конструкции устройств; провести расчет деформации балки постоянного поперечного сечения под действием осевых сил, изгибающих моментов и крутящего момента относительно продольной оси. Выводы: матрица жесткости, построенная с использованием матричного функционального анализа, позволяет обеспечить расчет деформации элементов МЭМС и гибких электронных межсоединений.Конструкції сучасної електронної техніки є складними механічними системами з безліччю жорстких зв'язків, а їх мікромінітюаризація у багатьох випадках дійшла до фізичної межі розмірного, зарядового та енергетичного квантування компонентів. Для таких механічних систем, з некласичними для механіки способами кріплення окремих конструктивних елементів, складно побудувати розрахункову модель, досить просту і в той же час таку, що добре відображає фізичні і динамічні властивості. Для забезпечення механічної міцності міжз’єднань та зверхтонких електронних компонентів необхідною є можливість визначення напружено-деформованого стану елементів конструкцій. Ці причини зумовлюють необхідність застосування чисельних методів для розрахунку динамічних параметрів конструкцій міжз’єднань електронної техніки, що дозволить підвищити показники надійності розроблюваних засобів, що відповідають вимогам нормативно-технічної документації по механічним характеристикам, скоротити терміни і вартість їх створення. Предметом даної роботи є дослідження деформації балки постійного поперечного перерізу під дією осьових сил, згинальних моментів і крутного моменту щодо поздовжньої осі. Метою даної роботи є визначення деформації елементів конструкції пристроїв з використанням матриці жорсткості при відомому векторі зовнішніх сил. Для досягнення поставленої мети необхідне вирішення наступних завдань: розглянути існуючі методи опису та аналізу, які враховують специфіку використовуваних конструкцій і технологічних процесів виготовлення конкретних структур МЕМС; дослідити сутність цих методів; провести розрахунок переміщень і деформацій, використовуючи метод скінченних елементів; використовуючи матрицю жорсткості, визначити деформації елементів конструкції пристроїв; провести розрахунок деформації балки постійного поперечного перерізу під дією осьових сил, згинальних моментів і крутного моменту щодо поздовжньої осі. Висновки: матриця жорсткості, побудована з використанням матричного функціонального аналізу, дозволяє забезпечити розрахунок деформації елементів МЕМС і гнучких електронних міжз’єднань

ВДОСКОНАЛЕННЯ РОБОТИЗОВАНИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ ВІЗУАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ

The subject of research in the article is the use of adaptive visual control in flexible integrated robotic systems. The goal of the work is the integration of visual control facilities into automated control systems for transport and handling operations of flexible integrated production. The article solves the following tasks: analyze the application of visual control methods in robotics, consider methods for improving adaptive visual work control systems, formulate the basic requirements for adaptive visual control systems, and develop a control model for a mobile robot in the space of a flexible integrated production systems and computer vision systems. To solve the set tasks, the methods of set theory, methods of automatic control theory, and methods of the theory of image processing were used. The following results were obtained: the analysis of visual control systems was carried out from the point of view of solving the problems of flexible integrated systems of modern production; the adaptive visual control scheme was improved by introducing a declarative workspace model and a functional model of a flexible integrated system; the main requirements and tasks of adaptive visual control systems are formulated; considered the main stages of processing visual information and their practical implementation, including multi-zone workspaces; a model of visual control of a mobile robot in a flexible integrated production workspace has been developed; the practical tasks of managing mobile platforms have been solved. Conclusions: the use of adaptive visual control in a production environment will allow combining the elements of flexible integrated production distributed in space, providing monitoring, control and refinement of control processes in real time, the functioning of intelligent control tools, which will improve the quality of control processes.Предметом исследования в статье является применение адаптивного визуального управления в гибких интегрированных роботизированных системах. Цель работы – интеграция средств визуального управления в автоматизированные системы управления транспортными и манипуляционными работами гибкого интегрированного производства. В статье решаются следующие задачи: провести анализ применения методов визуального управления в робототехнике, рассмотреть методы усовершенствования систем адаптивного визуального управления работами, сформировать основные требования к системам адаптивного визуального управления, разработать модель управления мобильным роботом в пространстве гибкой интегрированной производственной системы. системы компьютерного зрения. Для решения поставленных задач были использованы методы теории множеств, методы теории автоматического управления, методы теории обработки изображений. Получены следующие результаты: проведен анализ систем визуального управления с точки зрения решения задач гибких интегрированных систем современного производства; усовершенствована схема адаптивного визуального управления за счет внедрения декларативной модели рабочего пространства и функциональной модели гибкой интегрированной системы; сформулированы основные требования и задачи систем адаптивного визуального управления; рассмотрены основные этапы обработки визуальной информации и их практическая реализация, в том числе многозоновых рабочих пространств; разработана модель визуального управления мобильным роботом в рабочем пространстве гибкого интегрированного производства; решены практические задачи управления мобильными платформами. Выводы: применение адаптивного визуального управления в производственных условиях позволит объединить распределенные в пространстве элементы гибкого интегрированного производства, обеспечить мониторинг, контроль и уточнение процессов управления в режиме реального времени, функционирование средств интеллектуального управления, что позволит улучшить качество процессов управления.Предметом дослідження в статті є застосування адаптивного візуального керування у гнучких інтегрованих роботизованих системах. Мета роботи – інтеграція засобів візуального керування у автоматизовані системи керування транспортними та маніпуляційними роботами гнучкого інтегрованого виробництва. В статті вирішуються наступні завдання: провести аналіз застосування методів візуального керування в робототехніці, розглянути методи вдосконалення систем адаптивного візуального керування роботами, сформувати основні вимоги до систем адаптивного візуального керування, розробити модель керування мобільним роботом у просторі гнучкої інтегрованої виробничої системи на основі інформації об`єктової системи комп`ютерного зору. Для вирішення поставлених завдань були використані методи теорії множин, методи теорії автоматичного керування, методи теорії обробки зображень. Отримано наступні результати: проведено аналіз систем візуального керування з точки зору розв’язання завдань гнучких інтегрованих систем сучасного виробництва; вдосконалено схему адаптивного візуального керування за рахунок впровадження декларативної моделі робочого простору та функціональної моделі гнучкої інтегрованої системи; сформульовано основні вимоги та завдання систем адаптивного візуального керування; розглянуто основні етапи обробки візуальної інформації та їх практична реалізація, в тому числі для багатозонових робочих просторів; розроблено модель візуального керування мобільним роботом у робочому просторі гнучкого інтегрованого виробництва; розв’язано практичні завдання керування мобільними платформами. Висновки: застосування адаптивного візуального керування у виробничих умовах дозволить об`єднати розподілені в просторі елементи гнучкого інтегрованого виробництва, забезпечити моніторинг, контроль та уточнення процесів керування в режимі реального часу, функціонування засобів інтелектуального керування, що дозволить покращити якість процесів керування роботизованих систем гнучкого інтегрованого виробництва

МЕТОДИ ДІАГНОСТИКИ ВІДМОВ ТАНТАЛОВИХ ОКСИДНО-НАПІВПРОВІДНИКОВИХ КОНДЕНСАТОРІВ З ТВЕРДИМ ДІЕЛЕКТРИКОМ

The subject of the study is oxide-semiconductor capacitors, which are widely used in the manufacture of electronic equipment. The goal of the study is to determine the main causes of failures of oxide-semiconductor capacitors at the production and operation stages. For this purpose, analogs of flat film capacitors have been built, which represented various production and operational situations (including dielectric breakdown); the structures of individual layers of capacitors, their chemical and phase formulas and electrical properties were found. Since capacitor anodes have a porous structure and are not subjected to the usual methods of studying flat objects, we used the simulation method. The simulated data were compared with the corresponding values measured on capacitors that did not work during operation or testing. In the process of research, the following tasks were solved: physical phenomena occurring in capacitors under the influence of various factors appearing in the production process were considered. It is shown that redox processes lead to deterioration of the capacitors. It is established that the main causes of the degradation of capacitors are thermodynamic in nature and they reduce the lifetime of the capacitors. Technological operations have been developed that significantly reduce or eliminate the types of failures considered. These include the basic operations of the process. Doping of the anodes of the capacitors with nitrogen. This operation is performed simultaneously with the sintering of porous anodes and contributes to the increase of the lifetime, operating temperatures and reverse voltage of the capacitors. Growing a multilayer dielectric by cyclically changing the formula of the electrolyte, where anodizing occurs. Formation of a dense cathode by applying an alternative electric field when impregnating porous anodes. Organic silicon impregnation of capacitors’ sections. This creates a dense waterproof film that blocks areas of free dielectric contact with manganese dioxide and provides good adhesion of the protective organic film to the section. The following methods were used in the work: electron beam probing, Auger spectroscopy and microprobe measurements.Предметом исследования являются оксидно-полупроводниковые конденсаторы, которые широко применяются в производстве радиоэлектронной аппаратуры. Целью исследования является выяснение основных причин отказов оксидно-полупроводниковых конденсаторов на стадии производства и в эксплуатации. С этой целью построены аналоги плоских пленочных конденсаторов, которые представляли различные производственные и эксплуатационные ситуации (включая диэлектрический пробой), были обнаружены структуры отдельных слоев конденсаторов, их химические и фазовые формулы и электрические свойства. Поскольку конденсаторные аноды имеют пористую структуру и не поддаются обычным методам исследования для плоских объектов, мы использовали метод моделирования. Моделируемые данные сравнивались с соответствующими значениями, измеренными на конденсаторах, которые не срабатывали при работе или тестировании. В процессе исследования решены следующие задачи: рассмотрены физические явления, происходящие в конденсаторах при воздействии различных факторов, появляющихся в процессе производства. Показано, что окислительно-восстановительные процессы приводят к ухудшению состояния конденсаторов. Установлено, что основные причины деградации конденсаторов имеют термодинамический характер и они уменьшают время жизни конденсаторов. Разработаны технологические операции, которые значительно уменьшают или исключают рассмотренные виды отказов. К ним относятся основные операции технологического процесса. Легирование анодов конденсаторов азотом. Эта операция выполняется одновременно со спеканием пористых анодов и способствует повышению времени жизни, рабочих температур и обратного напряжения конденсаторов. Выращивание многослойного диэлектрика путем циклического изменения формулы электролита, где происходит анодирование. Формирование плотного катода путем применения альтернативного электрического поля при пропитке пористых анодов. Пропитка органическим кремнием секций конденсаторов. При этом создается плотная водонепроницаемая пленка, которая блокирует участки свободного диэлектрического контакта с диоксидом марганца и обеспечивает хорошее сцепление защитной органической пленки с секцией. В работе использованы методы: зондирование электронным пучком, оже-спектроскопия и микрозондового измерения.Предметом дослідження є оксидно-напівпровідникові конденсатори, які широко застосовуються у виробництві радіоелектронної апаратури. Метою дослідження є з'ясування основних причин відмов оксидно-напівпровідникових конденсаторів на стадії виробництва і в експлуатації. З цією метою побудовані аналоги плоских плівкових конденсаторів, які представляли різні виробничі і експлуатаційні ситуації (включаючи діелектричний пробій); були виявлені структури окремих шарів конденсаторів, їх хімічні та фазові формули і електричні властивості. Оскільки конденсаторні аноди мають пористу структуру і не піддаються звичайним методам дослідження плоских об'єктів, ми використовували метод моделювання. Моделюються дані порівнювалися з відповідними значеннями, виміряними на конденсаторах, які не спрацьовували при роботі або тестуванні. У процесі дослідження вирішено такі завдання: розглянуті фізичні явища, що відбуваються в конденсаторах при впливі різних факторів, що з'являються в процесі виробництва. Показано, що окислювально-відновні процеси призводять до погіршення стану конденсаторів. Встановлено, що основні причини деградації конденсаторів мають термодинамічний характер і вони зменшують час життя конденсаторів. Розроблено технологічні операції, які значно зменшують або виключають розглянуті види відмов. До них відносяться основні операції технологічного процесу. Легування анодів конденсаторів азотом. Ця операція виконується одночасно зі спіканням пористих анодів і сприяє підвищенню часу життя, робочих температур і зворотної напруги конденсаторів. Вирощування багатошарового діелектрика шляхом циклічної зміни формули електроліту, де відбувається анодування. Формування щільного катода шляхом застосування альтернативного електричного поля при просочуванні пористих анодів. Просочування органічним кремнієм секцій конденсаторів. При цьому створюється щільна водонепроникна плівка, яка блокує ділянки вільного діелектричного контакту з діоксидом марганцю і забезпечує хороше зчеплення захисної органічної плівки з секцією. У роботі використані методи: зондування електронним пучком, оже-спектроскопія і мікрозондового вимірювання

ІНТЕЛЕКТУАЛЬНІ ЗАСОБИ В СИСТЕМІ КЕРУВАННЯ ВИРОБНИЧИМ АГЕНТОМ

The subject of the study is intellectual means in the system of managing an intelligent manufacturing agent; the goal is to ensure the quality of managing a flexible integrated robotic system by developing the intellectual decision support system. The following problems are solved in the work: current tendencies of developing and implementing the intelligent systems for production management are considered; the demands for developing simulation models of decision support systems for solving flexible integrated production systems are formulated; the logical model of a decision support system for an intelligent manufacturing agent is developed, this model describes the decision-making process in the form of the functioning strategy formation on the basis of the knowledge of the current state of the integrated system, the system of knowledge describing probable actions of the robotic equipment, the objectives of the production system, and adapts the strategy if the working space of the integrated system or its individual goals change;  the system of knowledge of a flexible integrated system is presented as a set of standard description of probable actions for robotic equipment; the distributed workspace of integrated systems is considered and described; separate objects are identified using the means of computer vision. The research is based on the following theoretical and practical foundations: the theory of sets is used to represent general simulation models of the decision support system; the theory of predicates is used to create a logical model of decision-making; knowledge-oriented methods and the tools of Prolog programming language use used to represent the knowledge system of a flexible integrated system, the MatLab system is used to analyse the workspace of a flexible integrated system. The following results are obtained – mathematical and informational software of the system for managing an intelligent production robotic agent is developed. The possibilities of the proposed model application in the system of managing an intelligent robot are shown and the ways for improving such systems are suggested.Предметом исследования являются интеллектуальные средства в системе управления интеллектуального производственного агента, целью – обеспечение качества управления гибкой интегрированной роботизированной системой путем создания интеллектуальной системы поддержки принятия решений. В работе решены следующие задачи: рассмотрены современные тенденции развития и реализации интеллектуальных систем управления производственного назначения, сформулированы требования к формированию имитационных моделей систем поддержки принятия решений для решения задач гибкого интегрированного производства; разработана логическая модель системы поддержки принятия решений интеллектуального производственного агента, которая на основе представления знаний о текущем состоянии интегрированной системы, системы знаний с описанием возможных действий роботизированного оборудования, целей производственной системы описывает процесс принятия решений в виде формирования стратегии функционирования, осуществляет адаптацию стратегии в случае изменений  рабочего пространства интегрированной системы или отдельных ее целей; сформировано представление системы знаний гибкой интегрированной системы в виде стандартизированного описания возможных действий роботизованного оборудования; рассмотрено формирование описания распределенного рабочого пространства интегрированных систем и идентификации отдельных обьектов при помощи средств компьютерного зрения. В основу исследования положены следующие теоретические и практические основы: теория множеств – для формирования общего представления имитационных моделей системы поддержки принятия решений; теория предикатов – для формирования логической модели принятия решений; знание-ориентированные методы и средства языка программирования Prolog – для представления системы знаний гибкой интегрированной системы, система MatLab – для анализа рабочего пространства гибкой интегрированной системы. В результате разработанным является математическое, информационное и программное обеспечение системы управления интеллектуального производственного роботизированного агента. Показаны возможности применения предложенной модели в системе управления интеллектуальным роботом и указано на возможности усовершенствования подобных систем.Предметом дослідження є інтелектуальні засоби в системі керування інтелектуального виробничого агента, метою – забезпечення якості управління гнучкою інтегрованою роботизованою системою шляхом створення інтелектуальної системи підтримки прийняття рішень. В роботі розв’язано наступні завдання: розглянуто сучасні тенденції розвитку та реалізації інтелектуальних систем керування виробничого призначення, сформульовано вимоги до формування імітаційних моделей систем підтримки прийняття рішень для розв’язання завдань гнучкого інтегрованого виробництва; розроблено логічну модель системи підтримки прийняття рішень інтелектуального виробничого агента, яка на основі подання даних про поточний стан інтегрованої системи, системи знань із описом можливих дій роботизованого обладнання, цілей виробничої системи описує процесс прийняття рішень у вигляді формування стратегії функціонування, здійснює адаптацію стратегій у разі змін робочого простору інтегрованої системи або окремих її цілей; сформовано подання системи знань гнучкої інтегрованої системи у вигляді стандартизованного опису можливих дій роботизованого обладнання; розглянуто формування опису розподіленого робочого простору інтегрованих систем та ідентифікації окремих об'єктів за допомогою засобів комп'ютерного зору. В основу дослідження покладено наступні теоретичні та практичні засади: теорія множин – для формування спільного подання імітаційних моделей системи підтримки прийняття рішень; теорія предикатів – для формування логічної моделі прийняття рішень; знання-орієнтовані методи та засоби мови програмування Prolog – для подання системи знань гнучкої інтегрованої системи, система MatLab – для аналізу робочого простору гнучкої інтегрованої системи. В результаті розроблено математичне, інформаційне та програмне забезпечення системи керування інтелектуального виробничого роботизованого агента. Показано можливості застосування запропонованої моделі в системі керування інтелектуальним роботом та вказано на можливості удосконалення подібних систем

МЕТОДИ ДІАГНОСТИКИ ВІДМОВ ТАНТАЛОВИХ ОКСИДНО-НАПІВПРОВІДНИКОВИХ КОНДЕНСАТОРІВ З ТВЕРДИМ ДІЕЛЕКТРИКОМ

The subject of the study is oxide-semiconductor capacitors, which are widely used in the manufacture of electronic equipment. The goal of the study is to determine the main causes of failures of oxide-semiconductor capacitors at the production and operation stages. For this purpose, analogs of flat film capacitors have been built, which represented various production and operational situations (including dielectric breakdown); the structures of individual layers of capacitors, their chemical and phase formulas and electrical properties were found. Since capacitor anodes have a porous structure and are not subjected to the usual methods of studying flat objects, we used the simulation method. The simulated data were compared with the corresponding values measured on capacitors that did not work during operation or testing. In the process of research, the following tasks were solved: physical phenomena occurring in capacitors under the influence of various factors appearing in the production process were considered. It is shown that redox processes lead to deterioration of the capacitors. It is established that the main causes of the degradation of capacitors are thermodynamic in nature and they reduce the lifetime of the capacitors. Technological operations have been developed that significantly reduce or eliminate the types of failures considered. These include the basic operations of the process. Doping of the anodes of the capacitors with nitrogen. This operation is performed simultaneously with the sintering of porous anodes and contributes to the increase of the lifetime, operating temperatures and reverse voltage of the capacitors. Growing a multilayer dielectric by cyclically changing the formula of the electrolyte, where anodizing occurs. Formation of a dense cathode by applying an alternative electric field when impregnating porous anodes. Organic silicon impregnation of capacitors’ sections. This creates a dense waterproof film that blocks areas of free dielectric contact with manganese dioxide and provides good adhesion of the protective organic film to the section. The following methods were used in the work: electron beam probing, Auger spectroscopy and microprobe measurements.Предметом исследования являются оксидно-полупроводниковые конденсаторы, которые широко применяются в производстве радиоэлектронной аппаратуры. Целью исследования является выяснение основных причин отказов оксидно-полупроводниковых конденсаторов на стадии производства и в эксплуатации. С этой целью построены аналоги плоских пленочных конденсаторов, которые представляли различные производственные и эксплуатационные ситуации (включая диэлектрический пробой), были обнаружены структуры отдельных слоев конденсаторов, их химические и фазовые формулы и электрические свойства. Поскольку конденсаторные аноды имеют пористую структуру и не поддаются обычным методам исследования для плоских объектов, мы использовали метод моделирования. Моделируемые данные сравнивались с соответствующими значениями, измеренными на конденсаторах, которые не срабатывали при работе или тестировании. В процессе исследования решены следующие задачи: рассмотрены физические явления, происходящие в конденсаторах при воздействии различных факторов, появляющихся в процессе производства. Показано, что окислительно-восстановительные процессы приводят к ухудшению состояния конденсаторов. Установлено, что основные причины деградации конденсаторов имеют термодинамический характер и они уменьшают время жизни конденсаторов. Разработаны технологические операции, которые значительно уменьшают или исключают рассмотренные виды отказов. К ним относятся основные операции технологического процесса. Легирование анодов конденсаторов азотом. Эта операция выполняется одновременно со спеканием пористых анодов и способствует повышению времени жизни, рабочих температур и обратного напряжения конденсаторов. Выращивание многослойного диэлектрика путем циклического изменения формулы электролита, где происходит анодирование. Формирование плотного катода путем применения альтернативного электрического поля при пропитке пористых анодов. Пропитка органическим кремнием секций конденсаторов. При этом создается плотная водонепроницаемая пленка, которая блокирует участки свободного диэлектрического контакта с диоксидом марганца и обеспечивает хорошее сцепление защитной органической пленки с секцией. В работе использованы методы: зондирование электронным пучком, оже-спектроскопия и микрозондового измерения.Предметом дослідження є оксидно-напівпровідникові конденсатори, які широко застосовуються у виробництві радіоелектронної апаратури. Метою дослідження є з'ясування основних причин відмов оксидно-напівпровідникових конденсаторів на стадії виробництва і в експлуатації. З цією метою побудовані аналоги плоских плівкових конденсаторів, які представляли різні виробничі і експлуатаційні ситуації (включаючи діелектричний пробій); були виявлені структури окремих шарів конденсаторів, їх хімічні та фазові формули і електричні властивості. Оскільки конденсаторні аноди мають пористу структуру і не піддаються звичайним методам дослідження плоских об'єктів, ми використовували метод моделювання. Моделюються дані порівнювалися з відповідними значеннями, виміряними на конденсаторах, які не спрацьовували при роботі або тестуванні. У процесі дослідження вирішено такі завдання: розглянуті фізичні явища, що відбуваються в конденсаторах при впливі різних факторів, що з'являються в процесі виробництва. Показано, що окислювально-відновні процеси призводять до погіршення стану конденсаторів. Встановлено, що основні причини деградації конденсаторів мають термодинамічний характер і вони зменшують час життя конденсаторів. Розроблено технологічні операції, які значно зменшують або виключають розглянуті види відмов. До них відносяться основні операції технологічного процесу. Легування анодів конденсаторів азотом. Ця операція виконується одночасно зі спіканням пористих анодів і сприяє підвищенню часу життя, робочих температур і зворотної напруги конденсаторів. Вирощування багатошарового діелектрика шляхом циклічної зміни формули електроліту, де відбувається анодування. Формування щільного катода шляхом застосування альтернативного електричного поля при просочуванні пористих анодів. Просочування органічним кремнієм секцій конденсаторів. При цьому створюється щільна водонепроникна плівка, яка блокує ділянки вільного діелектричного контакту з діоксидом марганцю і забезпечує хороше зчеплення захисної органічної плівки з секцією. У роботі використані методи: зондування електронним пучком, оже-спектроскопія і мікрозондового вимірювання

Аналіз стану створення робототехнічних комплексів призначених для гуманітарного розмінування

The object of research is robotic military complexes used in the system of humanitarian demining. This work aims to study the requirements for robotic military complexes (including manipulators that are sucked into them) and to develop proposals for their use in humanitarian demining. The research is based on the application of a functional approach to the construction of models for the formation of requirements for robotic military complexes (RMC), which are sucked into the system of humanitarian demining. It is established that the creation of RMC requires a significant study of the core of the most important technologies that are needed to create the entire range of promising RMC. Thus the standard sample RMC can be presented in the form of set of functionally connected elements: the basic carrier, the mobile platform, the specialized hinged/built-in equipment in the form of a set of removable modules of useful (target) purpose, means of maintenance and service used at preparation for application and technical operation robot. The composition of specialized equipment is set based on the functional purpose of the RMC. The classification of RMC is given, which provides for their division into three categories: the first generation – controlled devices, the second generation – semi-autonomous devices and the third generation – autonomous devices. The analysis of modern RMC which are developed in Ukraine and the advanced countries of the world and the analysis of structure of components of system of humanitarian demining is carried out. It is established that the organization of the humanitarian demining system with the use of RMC should include of explosive objects (EO) reconnaissance, search, marking, their identification and direct demining. Unmasking signs of EO, as well as modern methods and detectors of EO detection are considered. One of the new promising methods of mine detection is parametric. However, in real application, the most promising is the use of a combination of electromagnetic, optical and mechanical methods. The application of the proposed approaches will increase the efficiency of humanitarian demining and reduce human losses in its implementation.Объектом исследования являются робототехнические комплексы военного назначения, применяемые в системе гуманитарного разминирования. Данная работа направлена на исследование требований к робототехническим комплексам военного назначения (включая манипуляторы) и разработку предложений по их применению в гуманитарном разминировании. Проведенные исследования базируются на применении функционального подхода к построению моделей формирования требований к робототехническим комплексам военного назначения (РКВН), которые применяются в системе гуманитарного разминирования. Установлено, что создание РКВН требует существенной проработки ядра важнейших технологий, необходимых для создания всей номенклатуры перспективных РКВН. При этом типичный образец РКВН может быть представлен в виде совокупности функционально связанных элементов: базового носителя, мобильной платформы, специализированного навесного/встраиваемого оборудования в виде набора съемных модулей полезного (целевого) назначения. А также средств обеспечения и обслуживания, используемых при подготовке к применению и технической эксплуатации. Состав специализированного оборудования устанавливается, исходя из функционального назначения РКВН. Приведена классификация РКВН, которая предусматривает их разделение на три категории: первого поколения – управляемые устройства, второго поколения – полуавтономные устройства и третьего поколения – автономные устройства. Проведен анализ современных РКВН, разрабатываемых в передовых странах мира, а также анализ структуры составляющих системы гуманитарного разминирования. Установлено, что организация системы гуманитарного разминирования с применением РКВН должна включать разведку взрывоопасных предметов (ВОП), их поиск, маркировку, идентификацию и непосредственно уничтожение ВОП. Рассмотрены демаскирующие признаки ВОП, а также современные методы и детекторы их обнаружения. Один из новых перспективных методов обнаружения ВОП – это параметрический. Однако, в реальном применении наиболее перспективным является применение комбинации электромагнитного, оптического и механического методов. Применение предложенных подходов позволит повысить эффективность гуманитарного разминирования и уменьшить человеческие потери при его осуществлении.Об’єктом дослідження є робототехнічні комплекси військового призначення, які застосовуються в системі гуманітарного розмінування. Дана робота направлена на дослідження вимог до робототехнічних комплексів військового призначення (включаючи маніпулятори, які у них застосовуються) та розроблення пропозицій щодо їх застосування у гуманітарному розмінуванні. Проведені дослідження базуються на застосуванні функціонального підходу до побудови моделей формування вимог до робототехнічних комплексів військового призначення (РКВП), які застосовуються у системі гуманітарного розмінування. Встановлено, що створення РКВП потребує суттєвого опрацювання ядра найважливіших технологій, які необхідні для створення всієї номенклатури перспективних РКВП. При цьому типовий зразок РКВП може бути представлений у вигляді сукупності функціонально пов’язаних елементів: базового носія, мобільної платформи, спеціалізованого навісного/вбудованого обладнання у вигляді набору знімних модулів корисного (цільового) призначення. А також засобів забезпечення та обслуговування, що використовуються при підготовці до застосування та технічної експлуатації робота. Склад спеціалізованого обладнання встановлюється, виходячи з функціонального призначення РКВП. Наведена класифікація РКВП, яка передбачає їх поділ на три категорії: першого покоління – керовані пристрої, другого покоління – напівавтономні пристрої та третього покоління – автономні пристрої. Проведений аналіз сучасних РКВП, які розробляються в передових країнах світу, а також аналіз структури складових системи гуманітарного розмінування. Встановлено, що організація системи гуманітарного розмінування із застосуванням РКВП має включати розвідку ВНП, пошук, маркування, їх ідентифікацію та безпосередньо розмінування. Розглянуті демаскуючі ознаки вибухонебезпечних предметів (ВНП), а також сучасні методи та детектори виявлення ВНП. Один з нових перспективних методів виявлення мін – це параметричний. Проте, в реальному застосуванні, найбільш перспективним є застосування комбінації електромагнітного, оптичного та механічного методів. Застосування запропонованих підходів дасть підвищити ефективність гуманітарного розмінування та зменшити людські втрати при його здійсненні

КОМП'ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ КЕРОВАНОСТІ ДЛЯ РОБОТИЗОВАНИХ КОЛІСНИХ ПЛАТФОРМ З ВРАХУВАННЯМ ОБМЕЖЕНЬ РИВКІВ РУХІВ

The computer simulations are considered as the required tool to design the suitable autonomous control systems optimal in different senses and especially in providing the restrictions of the jerk motions for the robotic wheeled platforms. The subject matter of this research is the development of the theory and methods for computer simulations of the controllability processes of the robotic wheeled platforms. The goal of this research is to consider the jerks of the wheeled platforms, and the jerks are reduced to the limitation of the acceleration time derivative of the mass center of the wheeled platform, so that this derivative is considered as the quantitative estimation of the jerks. The incorrectness in the Hadamard's sense for direct defining the jerks by differentiations of the phase coordinates in the case of computer simulations using the numerical methods is discussed. Tasks of this research are in developing the generalized approaches for mathematical modelling and computer simulations and in theoretical receiving of the properties inherent for the wheeled platforms and suitable for verification the computer simulations results, as well as in making the calculations to have the quantitative results about the controllability processes for the particular case of the electromechanical four-wheeled platform under the straight motion with the mode of speeding-up from the state of the rest. Methods of this research are based on the Lagrange's equations of second kind, as well as on the electromechanical analogies, and on final representing the mathematical models in the form of the system of the first ordered ordinary differential equations with the initial conditions for further numerical solving. The computer simulations are accomplished by using the Scilab free open source software. Results of this research are in the proposed suitable way for computing the jerks by the phase coordinates without its differentiations allow excluding the incorrectness in the Hadamard's sense, as well as in representing the controllability processes for the electromechanical wheeled platform, including the results for the velocities, the accelerations and the jerks which are necessary to illustrate the controllability processes for the robotic wheeled platforms. By comparison with the theoretically established inherent properties of the wheeled platforms it is shown the correctness of the results of the computer simulations. Conclusions about this research are that the developed approaches for computer simulations of the controllability processes for the robotic wheeled platforms allow considering influence of the control on the different characteristics including the velocity, the acceleration, as well as the jerk motions which are required for designing the controls optimal in different senses.Компьютерное моделирование рассматривается как необходимый инструмент для проектирования подходящих автономных систем управления, оптимальных в различных смыслах и, особенно, в обеспечении ограничения рывков движений роботизированных колесных платформ. Предметом исследования является разработка теории и методов компьютерного моделирования процессов управляемости роботизированных колесных платформ. Целью данного исследования является рассмотрение рывков колесных платформ, причем рывки определяются производными по времени ускорения центра масс колесной платформы, так что эта производная рассматривается как количественная оценка рывков. Обсуждается некорректность по Адамару вычисления рывков прямым дифференцированием фазовых координат в случае компьютерного моделирования с использованием численных методов. Задачи настоящего исследования заключаются в разработке обобщенных подходов к математическому и компьютерному моделированию; в теоретическом получении свойств, присущих колесным платформам и пригодных для верификации результатов компьютерного моделирования; в проведении расчетов для получения количественных результатов о процессах управляемости для частного случая электромеханической четырехколесной платформы при прямолинейном движении в режиме разгона из состояния покоя. Методы исследования основаны на уравнениях Лагранжа второго рода, а также на электромеханических аналогиях и окончательном представлении математических моделей в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка с начальными условиями для дальнейшего численного решения. Компьютерное моделирование выполняется с использованием бесплатного программного обеспечения Scilab с открытым исходным кодом. Результаты исследования заключаются в том, что предложен корректный способ вычисления рывков по фазовым координатам без их дифференцирования, что позволяет исключить некорректность в смысле Адамара, а также в изучении процессов управляемости электромеханической колесной платформы, в том числе результатов для скоростей, ускорений и рывков, необходимых для иллюстрации процессов управляемости роботизированных колесных платформ. Путем сравнения с теоретически установленными собственными свойствами колесных платформ показана правильность результатов компьютерного моделирования. Выводы по данному исследованию заключаются в том, что разработанные подходы к компьютерному моделированию процессов управляемости роботизированных колесных платформ позволяют учитывать влияние управления на различные характеристики, включая скорость, ускорение, а также рывки движений, необходимые для проектирования оптимального в разных смыслах управления.Комп'ютерне моделювання розглядається як необхідний інструмент для розробки відповідних автономних систем управління, оптимальних у різних сенсах, і, особливо, щодо забезпечення обмежень ривків рухів для роботизованих колісних платформ. Предметом дослідження є розробка теорії та методики комп'ютерного моделювання процесів керованості роботизованих колісних платформ. Метою даного дослідження є врахування ривків колісних платформ, які визначаються похідними за часом прискорення центру мас колісної платформи, так що ця похідна розглядається як кількісна оцінка ривків. Обговорюється некоректність у розумінні Адамара визначення ривків шляхом прямого диференціювання фазових координат у разі комп'ютерного моделювання за допомогою обчислювальних методів. Завдання даного дослідження полягають у розробці узагальнених підходів щодо математичного та комп’ютерного моделювання та в теоретичному отриманні властивостей колісних платформ, що придатні для перевірки результатів комп’ютерного моделювання, а також у проведенні розрахунків для отримання кількісних результатів щодо процесів керованості для конкретного випадку електромеханічної чотириколісної платформи при прямолінійному русі в режимі розганяння зі стану спокою. Методи цього дослідження базуються на рівняннях Лагранжа другого роду, а також на електромеханічних аналогіях та на остаточному представленні математичних моделей у вигляді системи звичайних диференціальних рівнянь першого порядку з початковими умовами для подальшого обчислювального розв’язування. Комп'ютерне моделювання виконується за допомогою вільного програмного забезпечення Scilab з відкритим кодом. Результати цього дослідження полягають у запропонованому коректному способі обчислення ривків через фазові координати без їхнього диференціювання, що дозволяє виключити некоректність у розумінні Адамара, а також представити процеси керованості для електромеханічної колісної платформи, включаючи результати для швидкості, прискорення та ривків, які необхідні для ілюстрації процесів керованості роботизованих колісних платформ. Шляхом порівняння з теоретично встановленими властивостями колісних платформ показано правильність результатів комп'ютерного моделювання. Висновки щодо цього дослідження полягають у тому, що розроблені підходи щодо комп’ютерного моделювання процесів керованості роботизованих колісних платформ дозволяють врахувати вплив керування на різні характеристики, включаючи швидкість, прискорення, а також ривки рухів, які необхідні для проектування управління, оптимального в різних сенсах