Research Repository

Современные производственные предприятия пищевой и перерабатывающей промышленности генерируют огромные массивы технологических данных (давление, температура, влажность, вязкость, pH) в режиме реального времени. Традиционные методы статистического управления процессами (SPC) всё чаще оказываются недостаточными для обработки многомерных нелинейных зависимостей между параметрами. В данной работе предложен комплексный подход к прогнозированию дефектов продукции на основе ансамблевых методов машинного обучения. Для пилотного исследования использованы данные 36 месяцев производственного мониторинга кондитерской фабрики (г. Алматы): 2,4 млн записей по 78 технологическим параметрам и 148 тыс. записей о результатах контроля качества. Сравнительное тестирование показало превосходство ансамблевого алгоритма Gradient Boosting (XGBoost) над методами случайного леса (Random Forest), нейронных сетей LSTM и традиционной регрессии: точность классификации дефектов составила 96,3%, ROC-AUC = 0,978 при времени обработки 0,4 мс на запись. Разработан прототип системы раннего предупреждения, интегрированный с SCADA-системой предприятия через промышленный шлюз OPC-UA. Экономический эффект от внедрения системы за первые 6 месяцев эксплуатации составил сокращение потерь от брака на 34% (эквивалент 87 млн тенге).

Актуальность данной работы обусловлена острой экологической проблемой накопления текстильных отходов в Республике Казахстан: ежегодно предприятия лёгкой промышленности генерируют свыше 45 тысяч тонн производственного обрезного лоскута и нереализованных партий тканей, большая часть которых поступает на полигоны твёрдых бытовых отходов. В рамках исследования были разработаны и испытаны три метода переработки вторичного текстильного сырья в нетканые материалы: сухой иглопробивной, термоскрепляющий и аэродинамический. Сравнительный анализ показал, что наилучшими физико-механическими характеристиками обладают полотна, полученные иглопробивным методом из смеси хлопкового (70%) и полиэфирного (30%) вторичного волокна: разрывная нагрузка составила 185 Н при деформации 28%, коэффициент воздухопроницаемости — 340 дм³/м²·с. Экологическая эффективность предложенной технологии подтверждена расчётами углеродного следа: производство 1 кг нетканого полотна из вторичного сырья сопровождается выбросом 1,2 кг CO₂-эквивалентов против 4,7 кг при использовании первичных волокон. Разработанные материалы прошли испытания в качестве геотекстиля, тепло- и звукоизоляционных прокладок в строительстве, а также как основа для санитарно-гигиенических изделий. Потенциальный объём рынка оценивается в 2,3 млрд тенге ежегодно.

Промышленный сектор Казахстана потребляет около 40% от суммарного объёма электроэнергии в стране. При этом потенциал энергосбережения в обрабатывающей промышленности оценивается экспертами на уровне 25–30% за счёт внедрения систем автоматизированного мониторинга и управления потреблением. Существующие АСКУЭ-системы зачастую закрыты, дорогостоящи в обслуживании и не интегрированы с производственными ERP-системами. В работе представлена разработка открытой IoT-платформы для распределённого мониторинга энергопотребления, реализованной на базе протоколов MQTT/CoAP и архитектуры Edge Computing. Аппаратная часть включает разработку прототипа многоканального измерительного узла на базе ESP32 с функцией измерения активной, реактивной и полной мощности по 8 независимым каналам с точностью ±0,5% класс B. Программный стек: InfluxDB (временные ряды), Grafana (визуализация), Node-RED (оркестрация потоков), MQTT-брокер Mosquitto. Пилотное внедрение на объектах ТОО «Алматыкус» (производство мясных изделий) позволило выявить 14 точек нерационального потребления электроэнергии и реализовать мероприятия по сокращению потребления на 22,4% (годовая экономия 18,7 млн тенге). Платформа опубликована как open-source проект на GitHub с лицензией MIT и насчитывает более 340 установок в 7 странах СНГ.

Глобальный переход к устойчивому финансированию и активизация ESG-регулирования со стороны международных институтов (ЕС, ОЭСР, ООН) создают нарастающее давление на казахстанские компании, ориентированные на международные рынки капитала. Совокупный объём казахстанских эмиссий облигаций на международных рынках за 2020–2024 годы превысил 12 млрд долл. США, и большинство крупных эмитентов уже приступили к подготовке ESG-отчётности. Настоящее исследование охватывает выборку из 87 крупнейших компаний Казахстана из 9 отраслей (горнодобывающая, нефтегазовая, металлургическая, аграрная, телекоммуникационная, финансовая, строительная, транспортная и торговля). На основании контент-анализа годовых отчётов, ESG-деклараций и интервью с 24 директорами по устойчивому развитию была составлена матрица реальных ESG-практик по 43 индикаторам стандартов GRI, SASB и TCFD. Исследование выявило значительный разрыв между декларируемыми намерениями и верифицируемыми результатами: средний балл по шкале «достоверность ESG-данных» составил 3,2 из 10. Наиболее слабыми позициями оказались раскрытие климатических рисков (Scope 3 — лишь 11% компаний) и практики вовлечённости стейкхолдеров. Сформулирована дорожная карта по сближению казахстанских корпоративных стандартов с требованиями ISSB и европейской CSRD.

Соевые ферментированные продукты (темпе, натто, мисо, соевый соус) представляют значительный интерес с точки зрения питательной ценности и функциональных свойств. Вместе с тем производство данных продуктов в Казахстане находится в начальной стадии развития, что объясняется недостаточной изученностью технологических параметров применительно к местным штаммам микроорганизмов и условиям переработки. В данной работе проведена скрининговая оценка 18 штаммов Bacillus subtilis и 9 штаммов Aspergillus oryzae, выделенных из почвенных образцов Южно-Казахстанской и Алматинской областей, по их технологическим характеристикам: протеолитической активности (от 48 до 196 ед/мл), амилолитической активности (от 12 до 74 ед/мл), способности к синтезу витаминов группы B и устойчивости к технологически значимым концентрациям NaCl (6–18%). Отобраны два перспективных штамма (B. subtilis KZ-14 и A. oryzae ALM-3), на основе которых разработаны лабораторные регламенты для производства натто-подобного продукта и соевого соуса с сокращённым циклом ферментации (60 дней вместо традиционных 180). Сенсорный профиль опытных образцов отмечен экспертной панелью как «соответствующий традиционному» по показателям аромата (8,3/10), вкуса (7,9/10) и консистенции (8,1/10). Результаты работы переданы для апробации на Алматинский масложировой комбинат.

Технология цифровых двойников (Digital Twin, DT) обеспечивает создание виртуальных копий производственных систем, обновляемых в реальном времени на основе данных с физических датчиков. Применение DT в пищевой промышленности позволяет оптимизировать параметры технологических процессов, сократить простои оборудования и снизить энергоёмкость производства без остановки реальной линии. В работе разработана авторская методология создания цифровых двойников линий производства кондитерских изделий, состоящая из 6 этапов: (1) физическое обследование и инструментальное оснащение линии; (2) построение цифровой топологии; (3) калибровка физических уравнений (теплопередача, массообмен, реологические модели); (4) синхронизация DT с SCADA по протоколу OPC-UA; (5) верификация методом Hardware-in-the-Loop; (6) эксплуатационный мониторинг и дрейф-компенсация модели. Пилотная реализация на производственной линии АО «Конфеты Казахстана» (г. Астана) показала, что DT обеспечивает прогнозирование температурного профиля карамельной массы с погрешностью ±0,7°C при горизонте прогноза 15 минут. Оптимизация параметров охлаждения, проведённая виртуально, позволила снизить энергопотребление холодильных агрегатов на 17,8% и сократить процент продукции «вне стандарта» с 2,4% до 0,9%. Разработанная методология рекомендована для тиражирования в рамках программы «Индустрия 4.0» Министерства промышленности РК.

Цифровая трансформация предпринимательства является одним из приоритетных направлений государственной политики Республики Казахстан, закреплённых в Национальном плане развития до 2025 года и программе «Цифровой Казахстан». Несмотря на значительные государственные инвестиции в цифровую инфраструктуру (суммарно свыше 650 млрд тенге за 2020–2024 годы), уровень цифровизации МСБ остаётся неравномерным по отраслям и регионам. Настоящее исследование основано на опросе 312 руководителей малых и средних предприятий из 8 регионов Казахстана, проведённом в 2024 году. Методологически работа опирается на расширенную модель принятия технологий TAM 3.0, дополненную факторами институциональной среды и отраслевой специфики. Структурное моделирование (SEM) с использованием пакета PLS-SEM позволило выделить ключевые предикторы намерения к цифровой трансформации. Результаты показали, что наибольшее влияние на готовность к цифровизации оказывают: доступность квалифицированного IT-персонала (β = 0,42, p < 0,001), уровень цифровой грамотности менеджмента (β = 0,38, p < 0,001) и доступность финансирования цифровых инициатив (β = 0,29, p < 0,01). Основными барьерами названы высокая стоимость внедрения (78% опрошенных), недостаток компетенций (64%) и киберриски (51%). Выявлена значимая отраслевая дифференциация: наиболее высокий уровень цифровизации демонстрирует сектор финансовых услуг (индекс 6,8/10), наиболее низкий — агропромышленный комплекс (3,1/10). По итогам исследования разработаны рекомендации для Министерства цифрового развития РК по совершенствованию мер поддержки цифровой трансформации МСБ.

Данная работа посвящена разработке и оптимизации технологического процесса производства функциональных ферментированных напитков, обогащённых сывороточным белком и пробиотическими микроорганизмами. В ходе исследования были изучены физико-химические и органолептические свойства ферментированных продуктов с различным содержанием сыворотки (от 20% до 60%), а также влияние технологических параметров (температуры ферментации 38–42°C, времени выдержки 4–8 часов, концентрации заквасочной культуры 2–5%) на качество готового продукта. В результате проведённых экспериментов установлено, что оптимальным является использование 40% молочной сыворотки в сочетании с заквасочными культурами Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium bifidum в соотношении 1:1 при температуре ферментации 40°C в течение 6 часов. Разработанная рецептура обеспечивает содержание белка не менее 4,2 г/100 мл, органических кислот в пределах 0,65–0,75%, что соответствует требованиям ГОСТ на кисломолочные напитки. Предложенная технология позволяет снизить себестоимость готового продукта на 18% по сравнению с аналогами, а также сократить время производственного цикла до 10 часов. Клинические испытания с участием 60 добровольцев подтвердили высокие пробиотические свойства напитка: употребление продукта в течение 21 дня достоверно снижало уровень холестерина ЛПНП на 9,3% и улучшало показатели микрофлоры кишечника. Работа имеет непосредственное прикладное значение для предприятий молочной промышленности Республики Казахстан.

Информационные системы управления учебным процессом (LMS) казахстанских вузов традиционно строились на монолитной архитектуре, что существенно ограничивало их масштабируемость, гибкость обновлений и устойчивость к отказам. По мере роста числа студентов (КазУТБ: с 3 200 до 7 500 студентов за 2018–2024 гг.) и увеличения числа онлайн-сервисов данные ограничения стали критическими. В настоящей работе описан опыт проектирования и поэтапной миграции университетской LMS на микросервисную архитектуру. Система декомпозирована на 17 слабосвязанных сервисов: аутентификация/авторизация, управление учебным планом, расписание, оценивание, библиотечный фонд, LMS-ядро, уведомления, аналитика и др. Взаимодействие сервисов реализовано через брокер сообщений Kafka (асинхронные события) и REST/gRPC (синхронные запросы). Контейнеризация выполнена на базе Docker + Kubernetes (k8s cluster из 12 узлов). В ходе нагрузочного тестирования система продемонстрировала горизонтальное масштабирование до 15 000 одновременных сессий без деградации производительности (p95 latency < 200 мс). Аварийное восстановление (RTO) сократилось с 4 часов (монолит) до 8 минут (микросервисы). Ежегодные операционные затраты снизились на 23% благодаря более эффективному использованию облачных ресурсов (AWS + локальный ЦОД КазУТБ).

Низкий уровень финансовой грамотности населения признан одним из значимых факторов, сдерживающих развитие финансового рынка и рост благосостояния граждан Казахстана. По данным Агентства по регулированию и развитию финансового рынка РК, индекс финансовой грамотности населения составил 45,2% в 2023 году, что существенно ниже среднего значения по ОЭСР (61,8%). Данная работа представляет результаты лонгитюдного исследования (2021–2024 гг.) финансовой грамотности 1840 студентов казахстанских университетов с использованием стандартизированного инструментария ОЭСР/INFE. В ходе эксперимента была разработана и апробирована авторская программа финансового просвещения «Финансовый навигатор», рассчитанная на 36 академических часов и интегрированная в учебный процесс трёх университетов страны. Контрольно-измерительные процедуры показали, что участие в программе статистически значимо повышает сводный индекс финансовой грамотности на 14,7 пунктов (с 43,2 до 57,9 из 100) по сравнению с ростом на 3,1 пункта в контрольной группе. Наибольший прирост зафиксирован по субшкалам «планирование личных финансов» (+19,4 п.) и «понимание инвестиционных рисков» (+16,8 п.). Через 12 месяцев после окончания программы 68% участников экспериментальной группы ввели регулярное ведение личного бюджета и открыли накопительные счета в банках. Результаты используются в разработке стандарта финансового образования для высших учебных заведений Казахстана.

Работа выполнена в рамках государственного задания по мониторингу качества продовольственных товаров на внутреннем рынке Республики Казахстан. Объектами исследования послужили 48 образцов мясных полуфабрикатов (котлеты, пельмени, манты, фарш) с маркировкой «Халяль» от 12 производителей из Алматы, Астаны, Шымкента и Атырау. Методами ПЦР-диагностики, газовой хроматографии и масс-спектрометрии была проведена идентификация видового состава мясного сырья, определено содержание жира, белка, влаги, а также остаточного количества ветеринарных препаратов и тяжёлых металлов. Результаты показали, что 23% образцов содержали видовые примеси, не соответствующие маркировке: в продуктах, декларированных как говядина, обнаружено содержание мяса механической обвалки птицы в концентрации 8–15%. В 6 образцах (12,5%) зафиксировано превышение допустимых уровней остатков антибиотиков тетрациклиновой группы. На основании полученных данных разработаны предложения по совершенствованию системы контроля производства продукции халяль в Казахстане, включая обязательную ДНК-идентификацию сырья, независимый мониторинг предприятий и внедрение цифровой системы прослеживаемости по всей цепочке поставок.

Обеспечение кибербезопасности объектов критической информационной инфраструктуры (КИИ) приобретает особую значимость в условиях нарастания геополитической напряжённости и активизации APT-группировок, направленных против государств Центральной Азии. По данным КНБ РК, количество зафиксированных кибератак на объекты КИИ страны возросло с 1 247 в 2020 году до 3 892 в 2024 году. В данной работе проведён системный анализ ландшафта угроз для казахстанских объектов КИИ (энергетика, транспорт, финансовая система, государственное управление) на основе данных KZ-CERT, результатов двух натурных учений («Кибербезопасность 2022», «Кибербезопасность 2024») и глубинных интервью с 18 ответственными за информационную безопасность организаций. По итогам исследования сформирована национальная матрица ATT&CK-KZ, адаптированная к казахстанской нормативной базе (Закон РК «О кибербезопасности», Приказ МЦРИАП № 183) и включающая 47 тактик, 134 техники и 89 процедур, специфичных для угроз в регионе. Предложена модель зрелости кибербезопасности (CMM-KZ) из пяти уровней с конкретными индикаторами для каждого сектора КИИ. Рекомендации по внедрению модели переданы в Комитет информационной безопасности МЦРИАП.

Региональная концентрация производства и формирование промышленных агломераций рассматриваются в современной экономической географии как ключевые механизмы повышения производительности труда и инновационного развития территорий. Данное исследование впервые проводит количественную оценку агломерационных эффектов для казахстанского контекста с использованием панельных данных на уровне районов за 2010–2023 годы. Для идентификации агломерационных эффектов использовалась пространственная эконометрика: модели пространственного авторегрессионного лага (SAR) и пространственных ошибок (SEM) оценивались для 154 административных районов страны. Показатели агломерации рассчитаны с применением индексов Херфиндаля–Хиршмана, локализационных коэффициентов и ядерной оценки плотности экономической активности. Основные результаты: (1) удвоение плотности занятости в районе ассоциировано с ростом производительности труда на 5,4% в секторе обрабатывающей промышленности и на 8,1% в секторе высокотехнологичных услуг; (2) пространственные эффекты «перелива» (spillover) значимы на расстояниях до 120 км; (3) крупнейшие агломерации Алматы и Астаны генерируют положительные внешние эффекты для прилегающих областей, суммарный вклад в ВРП которых оценивается в 340 млрд тенге ежегодно. Результаты работы направлены в Министерство национальной экономики РК для использования при актуализации Стратегии регионального развития Казахстана.