Radiotekhnika
Publishing house Radiotekhnika

"Publishing house Radiotekhnika":
scientific and technical literature.
Books and journals of publishing houses: IPRZHR, RS-PRESS, SCIENCE-PRESS


Тел.: +7 (495) 625-9241

 

XIII Всероссийское совещание-семинар «Инженерно-физические проблемы новой техники» (Проблемы метрологии и индустрии 4.0)

DOI j19998465-201807-07


Всероссийское совещание-семинар «Инженерно-физические проблемы новой техники» (Проблемы мет-рологии и индустрии 4.0) (по смыслу и задачам – школа) собирается уже в 13-й раз. А начало было по-ложено в «лихие» в полном смысле этого слова 1990-е годы. Именно тогда «взаимное притяжение» на основе общности научных интересов и заботы о подрастающей научной смене давних товарищей, «на-шедших» друг друга на научных конференциях, семинарах в Армении, России, Украине, послужило осознанию необходимости регулярных творческих встреч.
В последующие годы круг участников под влиянием различных обстоятельств постепенно менялся и к настоящему времени стабилизировался. Его основу составляют представители вузовской, академи-ческой и отраслевой науки, а также промышленных предприятий. Стабилизировалась и география: это европейская часть России, включая Север и Урал (города Санкт-Петербург, Архангельск, Екатеринбург), Прикамье и Поволжье (города Пермь, Набережные Челны, Нижний Новгород, Казань), Центр (Москва, Подмосковье, г. Орел), Юг (г. Сочи).
Определилась и тематическая направленность Совещания-семинара – содействие росту фундамен-тальных составляющих производительных сил страны: ее научно-промышленного комплекса и «челове-ческого капитала». При этом совершенствование учебного процесса как по содержанию, так и по форме представляется не менее актуальным, чем развитие самых ответственных производственных технологий.
Остроту всему комплексу возникающих здесь проблем придает то обстоятельство, что наша страна, как и вся земная цивилизация, вступает в четвертую промышленную революцию с ее тенденцией к про-рывам стран-лидеров.
В Совещании-семинаре приняли участие 94 автора из 29 организаций, среди которых МГТУ им. Н.Э. Баумана, МГУ им. М.В. Ломоносова, Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, Институт проблем машиностроения РАН, Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, АО «НИТИ им. П.И. Снегирева», Московский институт экспертизы и испытаний, Северный (Арктиче-ский) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, Орловский государственный университет им. И.С. Тургенева, Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, НТЦ «Завод ба-лансировочных машин», ООО «Волга-СГЭМ»-«Камспецэнерго», МГТУ ГА.
Здесь были представлены научные направления по секциям: «Фундаментальные проблемы физики и нанометрологии», «Информационно-метрологическое сопровождение жизненного цикла машин и ме-ханизмов, физическая механика конструкционных материалов», «Инженерно-физические проблемы ме-дико-биологических и психологических исследований», «Научно-методические проблемы подготовки инженерных кадров». В ходе обсуждения широкого круга вопросов, связанных с использованием по-следних достижений науки, техники и технологии в области измерений, метрологического обеспечения качества продукции, проблем индустрии 4.0 было представлено более 50 докладов. Согласно доброй традиции наряду с маститыми учеными и инженерами выступали аспиранты и студенты, делающие пер-вые шаги в науке.
Открылось Совещание-семинар следующими пленарными докладами.
«Цифровая экономика – от услуг к производству: инженерный аспект». Авторы: Малинец-кий Г.Г. – д.ф.-м.н., профессор; Ахромеева Т.С. – к.ф.-м.н.; Посашков С.А. – к.ф.-м.н., доцент; ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, Москва; Финансовый университет при Правительстве РФ, Москва.
В докладе было отмечено, что «…будущее, вероятно, определит гуманитарно-технологическая ре-волюция, в ходе которой темп развития техносферы и экологический след используемых технологий будут согласованы с возможностями биосферы и реальными потребностями людей. Это и есть то изменение алгоритмов развития, которое происходит в результате глобального демографического пе-рехода… В ближайшие годы будут сформированы гигантские отрасли, связанные с рециклингом созда-ваемых и уже созданных отходов (точнее, техногенных ресурсов), а также рекультивацией земель, выведенных их хозяйственного оборота…»
«Обеспечение информационной безопасности на воздушных судах гражданской авиации». Ав-тор: Петров В.И. – к.т.н., доцент, декан ФАСК; МГТУ ГА, Москва.
В докладе отмечено, что «…информационная безопасность воздушных судов является важнейшей составляющей авиационной безопасности. Стремительное развитие IT-технологий (а воздушное судно уже сегодня называют «летающим» компьютером) и эксплуатация авиакомпаниями воздушных судов без использования средств защиты информации формируют новые угрозы безопасности Российской Федерации… Практически все информационные технологии, используемые на воздушных судах, неза-щищены и имеют открытый формат передачи данных…».
Предложен ряд технических мер по обеспечению информационной безопасности: «…на воздушных судах необходимо обеспечить: идентификацию и аутентификацию субъектов доступа и объектов доступа; управление доступом субъектов доступа к объектам доступа; аудит событий безопасности; обнаружение и предотвращение вторжений; анализ защищенности информации; криптографическую защиту информации; анализ угроз безопасности информации и рисков от их реализации, в том числе анализ программного обеспечения бортовых компьютеров воздушного судна на отсутствие недеклари-рованных возможностей».
Содержание пленарных докладов отразило современное состояние науки и техники, тенденции их взаимодействия и развития.
По итогам проведения мероприятия были получены следующие предложения.
ИПМ им. М.В. Келдыша РАН (Москва). Для укрепления обороноспособности России принципи-ально важна собственная элементная база, так как от 80 до 95% боевых возможностей современного оружия определяется электроникой.
Для управления рисками должен быть замкнутый круг: мониторинг опасных объектов и процессов → математическое моделирование → прогноз → анализ возможных сценариев, оценка рисков в каждом из них → выработка управляющих воздействий → принятие необходимых мер → анализ результатов, извлечение уроков, совершенствование моделей, систем мониторинга, организационных структур → мониторинг опасных объектов и процессов. В этом контексте возникает множество важных и интерес-ных инженерных задач.
Следует учитывать, что на территории России находится 50 000 опасных и 5 000 особо опасных объектов. Стоит обратить особое внимание на разработку РКС, которая позволяет, используя космиче-ский сегмент, получать информацию о состоянии каждого из них с интервалом в 10 с.
ИМАШ им. А.А. Благонравова РАН (Москва). Необходимо развивать два важных научно-технических направления в методическом лабораторном плане в части внедрения новых критических технологий в производство современной гражданской и военной техники:
изучение влияния быстрых электродинамических процессов, инициируемых импульсным током в проводящей среде во время ее деформации, на структуру и физико-механические свойства получаемых образцов;
разработка новых методик исследования скин-зависимых реакций в твердой и жидкой проводящей среде и процессов ее трансформации при одновременном и отдельном действии на такую среду импуль-сами тока и СВЧ-излучением в плане развития идеи о существовании нового физического эффекта – спинового разупрочнения металла, которое предполагает наличие влияния ЭПР (электронного парамаг-нитного резонанса) на механические свойства металлов.
САФУ им. М.В. Ломоносова. Производственные лаборатории контроля качества должны пред-ставлять результаты измерений с соответствующей неопределенностью.
Для снижения взаимного влияния измерений технологических параметров и вариаций параметров производственного процесса необходимо проводить оценку неопределенности таких измерений на ос-нове математического моделирования функционирования производственных объектов.
Проведение измерений на отобранных образцах может быть использовано для идентификации пе-ременных во времени параметров, а также для контроля стабильности технологических процессов.
МГТУ им. Н.Э. Баумана. В целях радикального повышения уровня информационно-метрологического обеспечения жизненного цикла объектов машиностроения на основе прецизионного фазохронометрического (ФХМ) метода необходимо обеспечить следующие условия.
В области энергетического машиностроения:
создание на электрических станциях крупных индустриально-промышленных центров «пилотных» экспериментальных участков для демонстрации эффективности применения ФХМ-систем;
разработку и реализацию Национальной централизованной системы прогнозирующего мониторинга технического состояния генерирующих мощностей России на базе спутниковой группировки.
Установка на новых, впервые включаемых под нагрузку турбоагрегатах встроенных ФХМ-систем впервые в истории отечественной теплоэлектроэнергетики позволит на наивысшем для мировой практи-ки метрологическом уровне (недоступном традиционным методам):
зарегистрировать эволюцию во времени процессов деградации параметров как конструктивных элементов, так и их конструкционных материалов;
осуществить прецизионное измерительно-вычислительное сопровождение всего этапа эксплуатации турбоагрегатов с применением систематически уточняемых благодаря оперативно поступающей измерительной информации многофакторных математических моделей функционирования турбоагрега-тов;
надежно установить диагностические признаки («предвестники») возникающих дефектов и отрабо-тать методы их раннего предупреждения;
создать научные основы информационно-метрологического сопровождения жизненного цикла тур-боагрегатов.
В транспортной отрасли:
внедрение ФХМ-контроля текущего технического состояния и аварийной защиты ДВС, ГТД непо-средственно в процессе их функционирования на наземных, водных и воздушных объектах;
внедрение ФХМ-контроля технического состояния автономных энергоблоков и ходовых частей подвижного состава железнодорожного транспорта.
В станкоинструментальной отрасли:
внедрение технических средств и технологий информационно-метрологического сопровождения обработки деталей, оценки и прогноза технического состояния приводов металлорежущих станков и ре-жущего инструмента на станках с ЧПУ на базе ФХМ-подхода.
К ряду критических ситуаций, сложившихся в современной техносфере, следует отнести и инфор-мационный барьер, который проявляется в том, что размеры величин, характеризующих физические свойства конструкционных материалов, как правило, достоверно известны с точностью лишь до трех-четырех значащих цифр или 0,1…1,0% от номинала. Еще менее достоверна информация о параметрах, характеризующих эволюцию свойств конструкционных материалов под влиянием различных воздейст-вий. Это приводит к необходимости длительной и затратной конструкторско-технологической отработки каждого нового типа изделия, к сокращению горизонта прогноза продолжительности времени безава-рийного функционирования.
Для преодоления возникающих трудностей в современной технике применяются следующие эмпи-рические методы: «выжигания» опытного образца изделия, подвергаемого форсированным режимам нагружения с целью выявления слабого звена; экспериментального установления предельного числа ра-бочих циклов, определяющего ресурс изделия или его звена.
Результаты применения этих методов подвергаются систематической статистической обработке для повышения достоверности получаемой информации.
Однако ни эти методы, ни широко распространенная система профилактических осмотров и плано-во-предупредительных ремонтов не гарантируют, как показывает практика, защиту от технических ава-рий и катастроф.
Кроме того, традиционные средства и методы метрологического обеспечения эксплуатации машин и механизмов основаны преимущественно на амплитудных, в первую очередь, виброакустических под-ходах и их точность имеет ограничения принципиального характера.
Преодоление возникающих трудностей и выход на принципиально более высокий уровень могут быть достигнуты переходом от амплитудных методов к фазовым, хронометрическим. В частности, принципиально новую информацию о техническом состоянии функционирующего объекта можно полу-чить при переходе от определения числа рабочих циклов к определению эволюции пространственно-временной структуры последовательности рабочих циклов.
Сложившийся при развитии данного направления разрабатываемый в МГТУ им. Н.Э. Баумана ФХМ-подход открывает возможность решения следующих проблем в технике и техно-логии:
прецизионный измерительно-вычислительный прогнозирующий мониторинг машин и механизмов циклического действия с целью оценки их технического состояния и аварийной защиты;
систематическое прецизионное инструментальное многофакторное исследование деградационно-амортизационных процессов в машинах и механизмах в течение всего срока их эксплуатации на основе встроенных компактных ФХМ-блоков;
создание технических средств прецизионного материаловедения на основе автогенераторов, резо-наторы которых изготавливаются из деталей, подвергающихся необходимым пробным воздействиям с возможностью оперативного получения полезной информации путем математической обработки от-клика автогенератора на пробное воздействие.
В плане развития индустриально-промышленных аспектов цифровой экономики здесь открываются огромные перспективы:
информационно-метрологическое обеспечение жизненного цикла с распространением этапа опыт-но-промышленных испытаний на этап эксплуатации со слиянием в единую самоорганизующуюся сис-тему парка функционирующих изделий и научно-производственного комплекса НИИ, КБ и промыш-ленных предприятий-изготовителей, вырабатывающих корректирующие воздействия на основе полу-чаемой ими информации о техническом состоянии эксплуатируемых объектов;
создание систем измерительно-вычислительного прогнозирующего мониторинга состояния и ава-рийной защиты генерирующих мощностей России на основе ФХМ-подхода с использованием орбиталь-ной группировки;
разработка систем измерительно-вычислительного мониторинга технического состояния и аварий-ной защиты судовых энергетических установок и двигателей отдельных кораблей, караванов, флотилий.
На заключительном заседании участники выразили удовлетворение уровнем проведения совещания и сделали вывод, что надежный высокого уровня кадровый потенциал – необходимая гарантия достиже-ния страной лидерства в многоплановой ожесточенной конкурентной борьбе за достойное место в миро-вом сообществе.

Далее вашему вниманию представлено несколько статей с прошедшего Совещания-семинара.

Список литературы:

© Издательство «РАДИОТЕХНИКА», 2004-2017            Тел.: (495) 625-9241                   Designed by [SWAP]Studio