Математичні моделі для оцінювання трудомісткості робіт при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації суден

Кудін, О. О. Математичні моделі для оцінювання трудомісткості робіт при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації суден : дис. … канд. техн. наук : 05.13.22 / О. О. Кудін ; наук. кер. С. Б. Приходько ; НУК. – Миколаїв, 2021. – 145 с.Кудін О. О. Математичні моделі для оцінювання трудомісткості робіт при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації суден. – Кваліфікаційна наукова робота на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.22 «Управління проектами і програмами» – Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Міністерство освіти і науки України, Миколаїв, 2021. В наш час спостерігається суттєве скорочення тривалості проектування і виготовлення продукції у всіх галузях промисловості, зокрема у суднобудуванні. Однією з причин такого явища є використання сучасних інформаційних та комп’ютерних технологій при проектуванні і виготовлені промислових виробів. Зокрема, впровадження сучасних технологій в процеси проектування суден суттєво скоротило трудомісткість і, відповідно, час виконання проектів розробки конструкторської документації суден. Але при цьому ускладняється вирішення задачі достовірного оцінювання трудомісткості робіт при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації. Отже, скорочення трудомісткості, в свою чергу, робить актуальною задачу підвищення достовірності оцінювання трудомісткості робіт на всіх етапах виконання проектів розробки конструкторської документації суден. Вирішення цієї задачі ускладняється впливом випадкових непередбачуваних факторів на трудомісткість проектів розробки конструкторської документації суден. У дисертації вирішено актуальну науково-прикладну задачу підвищення достовірності оцінювання трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації суден в умовах впливу випадкових непередбачуваних факторів завдяки побудові математичних моделей трудомісткості робіт на основі двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сімейства SB. Такі математичні моделі дозволяють в подальшому підвищити достовірність оцінювання тривалості робіт при управлінні часом в проектах розробки конструкторської документації суден. Перевага запропонованого рішення полягає у тому, що оцінювання трудомісткості робіт проводиться на основі статистичних даних виконаних проектів розробки конструкторської документації суден на відміну від існуючих методів і моделей оцінювання трудомісткості, основаних на власному досвіді менеджерів проектів. При проведенні дослідження виконано аналіз процесів управління часом проектів розробки конструкторської документації суден у суднобудівних конструкторських бюро та визначено, що трудомісткість робіт є базовою величиною при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації. З’ясовано, що на практиці оцінювання трудомісткості робіт виконується менеджерами проектів на основі власного досвіду. Але менеджери проектів не завжди мають достатній досвід проектування конкретних типів суден. Це є однією з причин низької достовірності оцінювання трудомісткості робіт і, відповідно, викликає перевищення контрактних строків виконання проектів. Проведено аналіз існуючих методів і моделей для оцінювання трудомісткості робіт при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації суден. З’ясовано, що відомі методи і моделі оцінювання трудомісткості робіт використовують оцінки, які призначаються здебільшого однією людиною і іноді можуть бути помилковими. Тому пропонується оцінювати трудомісткість розробки конструкторської документації суден з використанням статистичних даних виконаних проектів шляхом побудови рівнянь нелінійної регресії та нелінійних регресійних моделей трудомісткості робіт. Виконано формалізацію задач дисертаційного дослідження та основних напрямків їх вирішення, а саме: вибрати нормалізуючі перетворення для нормалізації двовимірного негаусівського вектору трудомісткості робіт; побудувати математичні моделі для трансформованого еліпсу передбачення на основі вибраного нормалізуючого перетворення для видалення двовимірних викидів даних з двовимірного негаусівського вектору трудомісткості робіт; побудувати рівняння нелінійної регресії трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації секцій корпусів суден в залежності від маси цих секцій на основі вибраного нормалізуючого перетворення; побудувати нелінійну регресійну модель трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації секцій корпусів суден в залежності від маси цих секцій на основі вибраного нормалізуючого перетворення; розробити методику оцінювання середньої трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації суден та її застосування при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації суден; розробити методику оцінювання трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації суден, як випадкової величини, та її застосування при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації суден. В результаті проведених досліджень вперше побудовано негаусівську ймовірнісну модель трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації секцій корпусів суден та маси цих секцій на основі функції щільності ймовірності двовимірного розподілу Джонсона сімейства SB. Ця модель дозволяє врахувати реальний характер розподілу двовимірних емпіричних даних і кореляцію між ними та провести кращу нормалізацію емпіричних даних в порівнянні з наявними моделями, побудованими на основі щільностей одновимірних розподілів. Використання означеної моделі дозволяє надалі підвищити достовірність оцінювання трудомісткості робіт та, відповідно, достовірність оцінювання часу виконання робіт. Удосконалено рівняння трансформованого еліпсу передбачення для двовимірного негаусівського вектору трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації секцій корпусів суден та маси цих секцій на основі двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сімейства SB. Це дозволяє визначити наявність двовимірних викидів у подібних наборах негаусівських даних без припущення про їх нормальний розподіл і, в подальшому, підвищити достовірність оцінювання трудомісткості та, відповідно, тривалості робіт з розробки конструкторської документації секцій корпусів суден. Побудовано рівняння нелінійної регресії для оцінювання трудомісткості робіт із розробки конструкторської документації секцій корпусів суден в залежності від маси цих секцій на основі двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сімейства SB та довірчі інтервали і інтервали передбачення нелінійної регресії. Це дозволяє підвищити достовірність оцінювання середньої трудомісткості робіт та, відповідно, середнього часу виконання робіт. Побудовано нелінійну регресійну модель для оцінювання трудомісткості робіт із розробки конструкторської документації секцій корпусів суден на основі двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сімейства SB. Використання цієї регресійної моделі дозволяє підвищити достовірність оцінювання трудомісткості робіт та відповідного часу виконання робіт з розробки конструкторської документації. Проведено порівняння результатів побудови рівняння нелінійної регресії та нелінійної регресійної моделі для оцінювання трудомісткості робіт на основі двовимірного перетворення Джонсона сімейства SB з результатами побудови нелінійної регресії для оцінювання трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації секцій корпусів суден на основі одновимірних нормалізуючих перетворень. Виявлено, що використання двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона покращує критерії якості нелінійної регресії MMRE та Pred(0,25) у порівнянні з використанням одновимірних нормалізуючих перетворень. Удосконалено рівняння нелінійної регресії та границь її довірчого інтервалу на основі двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сімейства SB для оцінювання трудомісткості робіт із розробки конструкторської документації секцій корпусів суден, що дозволяє підвищити достовірність оцінювання вибіркового середнього трудомісткості робіт в залежності від маси цих секцій у порівнянні з відповідними рівняннями, що отримані за одновимірними нормалізуючими перетвореннями. Удосконалено рівняння границь інтервалу передбачення нелінійної регресії на основі двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сімейства SB для оцінювання трудомісткості робіт із розробки конструкторської документації секцій корпусів суден, що дозволяє зменшити ширину зазначеного інтервалу у порівнянні з відповідними рівняннями, що отримані за одновимірними нормалізуючими перетвореннями. В результаті зменшення ширини інтервалу передбачення підвищується достовірність оцінювання трудомісткості робіт з розробки конструкторської документації і, відповідно, часу виконання цих робіт. Розроблено методику оцінювання середньої трудомісткості робіт при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації суден з використанням нелінійної регресійної моделі трудомісткості робіт та довірчих інтервалів, побудованих на основі двовимірного перетворення Джонсона сімейства SB, наведено приклад її використання. Розроблено методику для оцінювання трудомісткості робіт, як випадкової величини, при управлінні часом проектів розробки конструкторської документації суден з використанням нелінійної регресійної моделі трудомісткості робіт і інтервалів передбачення нелінійної регресії, побудованих на основі двовимірного нормалізуючого перетворення Джонсона сімейства SB, та наведено приклад її використання. Наведено опис використання розроблених методик оцінювання трудомісткості робіт для оцінювання середньої трудомісткості робіт за методом PERT.Kudin O.O. Mathematical models for estimating the complexity of work in time management of projects for the development of design documentation of ships. – Qualifying scientific work on the rights of the manuscript. Dissertation for the Degree of Candidate of Technical Sciences. Specialty 05.13.22 – Project and Program Management. – Admiral Makarov National University of Shipbuilding, Ministry of Education and Science of Ukraine, Mykolaiv, 2021. Nowadays, there is a significant reduction in the duration of design and manufacture in all industries, including shipbuilding. One of the reasons for this phenomenon is the use of modern information and computer technology in the design and manufacture of industrial products. In particular, the introduction of modern technologies in ship design processes has significantly reduced the effort and, accordingly, the time of implementation of projects for the development of design documentation for ships. However, this complicates the solution of the problem of reliable assessment of the effort of work in time management of projects for the development of design documentation. Thus, the reduction of effort, in turn, makes it an urgent task to increase the reliability of the assessment of effort of work at all stages of the project development of ship design documentation. The solution of this problem is complicated by the influence of unforeseen random factors on the effort of projects for the development of ship design documentation. The dissertation solves the current scientific and applied problem of increasing the reliability of estimating the effort of work on the development of ship design documentation under the influence of unforeseen random factor by building mathematical models of effort based on bivariate Johnson normalizing transform of the SB family. Such mathematical models can further increase the reliability of estimating the duration of work in time management in projects for the development of ship design documentation. The advantage of the proposed solution is that the assessment of effort is based on statistical data of completed projects of development of ship design documentation in contrast to existing methods and models of effort assessment based on the own experience of project managers. The dissertation solves the current scientific and applied problem of increasing the reliability of estimating the effort of work on the development of ship design documentation under the influence of unforeseen random factor by building mathematical models of effort based on bivariate Johnson normalizing transform of the SB family. Such mathematical models can further increase the reliability of estimating the duration of work in time management in projects for the development of ship design documentation. The advantage of the proposed solution is that the assessment of effort is based on statistical data of completed projects of development of ship design documentation, in contrast to existing methods and models of effort assessment based on the own experience of project managers. During the study, the analysis of time management processes of projects for the development of ship design documentation in shipbuilding design bureaus and determined that the effort of the work is the basic value in time management projects for the development of design documentation. It was found that in practice, the assessment of the complexity of the work is performed by project managers based on their own experience. However, project managers do not always have sufficient experience in designing specific types of ships. This is one of the reasons for the low reliability of the assessment of the effort of the work and, accordingly, causes the excess of contractual terms of projects. The analysis of existing methods and models for estimation of effort of work at time management of projects for the development of ship design documentation is carried out. It has been found that known methods and models for estimating the effort of work use estimates that are assigned mostly by one person and can sometimes be erroneous. Therefore, it is proposed to estimate the effort of the development of ship design documentation using statistical data of completed projects by constructing nonlinear regression equations and nonlinear regression models of effort. The formalization of the tasks of the dissertation research and the main directions of their solution. To choose the normalizing transformations for the normalization of the bivariate non-Gaussian vector of labor intensity. Build mathematical models for the transformed prediction ellipse based on the selected normalizing transformation to remove two-dimensional data emissions from the two-dimensional non-Gaussian vector of labor intensity. To construct the equation of nonlinear regression of labor intensity of works on development of design documentation of sections of hulls of vessels depending on weight of these sections on the basis of the chosen to normalize transformation. To build a nonlinear regression model of labor intensity of works on development of design documentation of sections of hulls of vessels depending on weight of these sections on the basis of the chosen to normalize transformation. A method for estimating the average complexity of work on the development of design documentation for ships and its application in time management of projects for the development of design documentation for ships to develop. To develop a method for estimating the complexity of work on the development of design documentation of ships, as a random variable, and its application in time management of projects for the development of design documentation of ships. As a result of the conducted researches the non-Gaussian probabilistic model of labor intensity of works on development of design documentation of sections of hulls and weight of these sections on the basis of function of density of probability of two-dimensional distribution of Johnson of SB family is constructed. This model allows us to take into account the real nature of the distribution of two-dimensional empirical data and the correlation between them and to better normalize the empirical data compared to existing models based on the densities of one-dimensional distributions. The use of this model allows to further increase the reliability of estimating the complexity of work and, accordingly, the reliability of estimating the time of work. The equation of the transformed prediction ellipse for the two-dimensional non-Gaussian vector of labor intensity of work on development of design documentation of ship hull sections and mass of these sections on the basis of two-dimensional normalizing Johnson transformation of SB family is improved. This allows to determine the presence of two-dimensional emissions in such nonGaussian data sets without assuming their normal distribution and, further, to increase the reliability of estimating the complexity and, accordingly, the duration of work on the design documentation of ship hull sections. A nonlinear regression equation is constructed to estimate the complexity of work on the development of design documentation for hull sections depending on the mass of these sections based on the two-dimensional normalizing Johnson transform of the SB family and confidence intervals and intervals for predicting nonlinear regression. This allows to increase the reliability of estimating the average complexity of work and, accordingly, the average time of work. A nonlinear regression model for estimating the complexity of work on the development of design documentation for hull sections based on a twodimensional normalizing Johnson transform of the SB family is constructed. The use of this regression model allows to increase the reliability of estimating the complexity of work and the corresponding time of work on the development of design documentation. The results of constructing a nonlinear regression equation and a nonlinear regression model for estimating the complexity of work based on two dimensional Johnson transformation of the SB family are compared with the results of constructing a nonlinear regression for estimating the complexity of work on developing design documentation for ship hull sections based on onedimensional normalizing transformations. It was found that the use of twodimensional Johnson normalizing transformation improves the quality criteria of nonlinear regression MMRE and Pred (0.25) in comparison with the use of onedimensional normalizing transformations. The nonlinear regression equation and its confidence interval limits are improved on the basis of two-dimensional normalizing Johnson normalization of the SB family to estimate the complexity of work on the development of design documentation for hull sections, which increases the reliability of estimating the sample average labor intensity depending on the mass of these sections. obtained by one-dimensional normalizing transformations. The equation of the boundaries of the nonlinear regression prediction interval based on the two-dimensional normalizing Johnson transform of the SB family has been improved to estimate the complexity of work on the development of design documentation for hull sections, which reduces the width of this interval compared to the corresponding equations obtained by one-dimensional normalizations. As a result of reducing the width of the prediction interval, the reliability of estimating the complexity of the work on the development of design documentation and, accordingly, the time of these works increases. A method for estimating the average labor intensity in time management of projects for the development of design documentation of ships using a nonlinear regression model of labor intensity and confidence intervals based on the twodimensional Johnson transformation of the SB family, an example of its use. A method for estimating labor intensity as a random variable in time management of ship design documentation projects using a nonlinear regression model of labor intensity and nonlinear regression prediction intervals based on two-dimensional normalizing Johnson transform of the SB family is developed, and an example of its use is given

Detecting bivariate outliers on the basis of normalizing transformations for non-Gaussian data

The statistical technique for detecting outliers in bivariate non-Gaussian data on the basis of normalizing transformations, prediction ellipse and a test statistic (TS) for the Mahalanobis squared distance (MSD), which has an approximate F distribution, is proposed. Application of the technique is considered for detecting outliers in two bivariate non-Gaussian data sets: the first, actual effort (hours) and size (adjusted function points) from 145 maintenance and development projects, the second, effort (hours) and mass (tonnes) of designed the section of the ship from 188 designs of sections

Features of ultrasound and dopplerometric endometry examination in autoimmune thyroiditis patients with abnormal uterine bleeding

Abnormal uterine bleeding  occurs in 10–30% of reproductive age women. Ultrasound examination is one of the most effective methods of diagnosing lesions of the pelvic organs while it has high sensitivity (96%), but low specificity (13.8%) in relation to endometrial lesions, the informativeness of ultrasound in the diagnosis of abnormal uterine bleeding ranges from 60 to 93.3%. It had been revealed revealed that the imbalance of thyroid hormones can have a direct effect on the endometrium. Thus, the analysis of ultrasound examinations data  together with dopplerometric assessment of the blood flow of the internal genital organs in autoimmune thyroiditis patients with abnormal uterine bleeding is an urgent task of modern gynecology. The purpose is to determine the features of ultrasound exanimation with Doppler assessment of the endometrium  in autoimmune thyroiditis patients with abnormal uterine bleeding. Materials and methods.  The patients’ examinations were carried out from 2019 to 2022 We examined 120 patients, of whom 90 (75%) suffered from abnormal uterine bleeding and 30 (25%) did not have signs of gynecological and somatic pathology (control group). Abnormal bleeding patients average age was 36.3±3.2 years. The average age of bleeding and thyroid pathology women was 34.8±2.6 years, the control group average age was 30.7±2.9 years. Results. Echographic signs of endometrium structural changes were detected in 83 (92.2%) of abnormal nautoimmune bleeding women and in 7 (7.8%) women ultrasound signs of pathology were not detected. Significant differences were found when analyzing the results of ultrasonographic examination of patients with bleeding and bleeding + thyroid pathology. Conclusion. Ultrasound is an important method that contributes to a significant improvement in the diagnosis of isolated or combined benign uterine diseases in women with abnormal autoimmune bleeding at the background of thyroid pathology, and in most cases corresponds to the histological diagnosis

Detecting bivariate outliers on the basis of normalizing transformations for non-Gaussian data

The statistical technique for detecting outliers in bivariate non-Gaussian data on the basis of normalizing transformations, prediction ellipse and a test statistic (TS) for the Mahalanobis squared distance (MSD), which has an approximate F distribution, is proposed. Application of the technique is considered for detecting outliers in two bivariate non-Gaussian data sets: the first, actual effort (hours) and size (adjusted function points) from 145 maintenance and development projects, the second, effort (hours) and mass (tonnes) of designed the section of the ship from 188 designs of sections

Determination of the Bending Rigidity of Graphene via Electrostatic Actuation of Buckled Membranes

The small mass and atomic-scale thickness of graphene membranes make them highly suitable for nanoelectromechanical devices such as e.g. mass sensors, high frequency resonators or memory elements. Although only atomically thick, many of the mechanical properties of graphene membranes can be described by classical continuum mechanics. An important parameter for predicting the performance and linearity of graphene nanoelectromechanical devices as well as for describing ripple formation and other properties such as electron scattering mechanisms, is the bending rigidity, {\kappa}. In spite of the importance of this parameter it has so far only been estimated indirectly for monolayer graphene from the phonon spectrum of graphite, estimated from AFM measurements or predicted from ab initio calculations or bond-order potential models. Here, we employ a new approach to the experimental determination of {\kappa} by exploiting the snap-through instability in pre-buckled graphene membranes. We demonstrate the reproducible fabrication of convex buckled graphene membranes by controlling the thermal stress during the fabrication procedure and show the abrupt switching from convex to concave geometry that occurs when electrostatic pressure is applied via an underlying gate electrode. The bending rigidity of bilayer graphene membranes under ambient conditions was determined to be $35.5^{+20}_{-15}$ eV. Monolayers have significantly lower {\kappa} than bilayers

Numerical atomic orbitals for linear scaling

The performance of basis sets made of numerical atomic orbitals is explored in density-functional calculations of solids and molecules. With the aim of optimizing basis quality while maintaining strict localization of the orbitals, as needed for linear-scaling calculations, several schemes have been tried. The best performance is obtained for the basis sets generated according to a new scheme presented here, a flexibilization of previous proposals. The basis sets are tested versus converged plane-wave calculations on a significant variety of systems, including covalent, ionic and metallic. Satisfactory convergence (deviations significantly smaller than the accuracy of the underlying theory) is obtained for reasonably small basis sizes, with a clear improvement over previous schemes. The transferability of the obtained basis sets is tested in several cases and it is found to be satisfactory as well.Comment: 9 pages with 2 encapsulated postscript figures, submitted to Phys. Rev.

Challenges in QCD matter physics - The Compressed Baryonic Matter experiment at FAIR

Substantial experimental and theoretical efforts worldwide are devoted to explore the phase diagram of strongly interacting matter. At LHC and top RHIC energies, QCD matter is studied at very high temperatures and nearly vanishing net-baryon densities. There is evidence that a Quark-Gluon-Plasma (QGP) was created at experiments at RHIC and LHC. The transition from the QGP back to the hadron gas is found to be a smooth cross over. For larger net-baryon densities and lower temperatures, it is expected that the QCD phase diagram exhibits a rich structure, such as a first-order phase transition between hadronic and partonic matter which terminates in a critical point, or exotic phases like quarkyonic matter. The discovery of these landmarks would be a breakthrough in our understanding of the strong interaction and is therefore in the focus of various high-energy heavy-ion research programs. The Compressed Baryonic Matter (CBM) experiment at FAIR will play a unique role in the exploration of the QCD phase diagram in the region of high net-baryon densities, because it is designed to run at unprecedented interaction rates. High-rate operation is the key prerequisite for high-precision measurements of multi-differential observables and of rare diagnostic probes which are sensitive to the dense phase of the nuclear fireball. The goal of the CBM experiment at SIS100 (sqrt(s_NN) = 2.7 - 4.9 GeV) is to discover fundamental properties of QCD matter: the phase structure at large baryon-chemical potentials (mu_B > 500 MeV), effects of chiral symmetry, and the equation-of-state at high density as it is expected to occur in the core of neutron stars. In this article, we review the motivation for and the physics programme of CBM, including activities before the start of data taking in 2022, in the context of the worldwide efforts to explore high-density QCD matter.Comment: 15 pages, 11 figures. Published in European Physical Journal

Properties of Graphene: A Theoretical Perspective

In this review, we provide an in-depth description of the physics of monolayer and bilayer graphene from a theorist's perspective. We discuss the physical properties of graphene in an external magnetic field, reflecting the chiral nature of the quasiparticles near the Dirac point with a Landau level at zero energy. We address the unique integer quantum Hall effects, the role of electron correlations, and the recent observation of the fractional quantum Hall effect in the monolayer graphene. The quantum Hall effect in bilayer graphene is fundamentally different from that of a monolayer, reflecting the unique band structure of this system. The theory of transport in the absence of an external magnetic field is discussed in detail, along with the role of disorder studied in various theoretical models. We highlight the differences and similarities between monolayer and bilayer graphene, and focus on thermodynamic properties such as the compressibility, the plasmon spectra, the weak localization correction, quantum Hall effect, and optical properties. Confinement of electrons in graphene is nontrivial due to Klein tunneling. We review various theoretical and experimental studies of quantum confined structures made from graphene. The band structure of graphene nanoribbons and the role of the sublattice symmetry, edge geometry and the size of the nanoribbon on the electronic and magnetic properties are very active areas of research, and a detailed review of these topics is presented. Also, the effects of substrate interactions, adsorbed atoms, lattice defects and doping on the band structure of finite-sized graphene systems are discussed. We also include a brief description of graphane -- gapped material obtained from graphene by attaching hydrogen atoms to each carbon atom in the lattice.Comment: 189 pages. submitted in Advances in Physic

The PHENIX Experiment at RHIC

The physics emphases of the PHENIX collaboration and the design and current status of the PHENIX detector are discussed. The plan of the collaboration for making the most effective use of the available luminosity in the first years of RHIC operation is also presented.Comment: 5 pages, 1 figure. Further details of the PHENIX physics program available at http://www.rhic.bnl.gov/phenix