Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Оптические и электрические свойства вертикальных MoS2 наноструктур
Статья научная
Сверхтонкие двумерные слоистые кристаллические пленки дисульфида молибдена обладают уникальными электрофизическими свойствами и могут применяться в солнечных элементах, фотоэлектрических преобразователях, термоэлектрических и электрохромных устройствах. Наиболее высококачественные тонкие пленки дисульфида молибдена могут быть получены только термоактивированным химическим осаждением из газовой фазы. Однако характер влияния условий формирования пленок MoS2 на их состав, структуру, строение и свойства систематически не исследовался и остается не выясненным. В связи с этим актуальной становится задача по установлению экспериментальным путем основных физико-химических закономерностей процесса химического осаждения пленок MoS2 из газовой фазы. В данной статье описаны результаты исследования оптических и электрических свойств вертикальных MoS2 наноструктур. Были проведены исследования поглощения и отражения, фотолюминесценции, вольт-амперных характеристик, влияния температуры на сопротивление. Исследовались вертикальные нанолепестки, осажденные при разных температурах (250 °С, 550 °С и 750 °С), и только одна пленка с дендритами, осажденная при 350 °С в системе Mo(CO)6 - H2S. Пленки, осажденные при 250 °С, 550 °С и 750 °С, состоят из вертикальных нанолепестков. Размеры, толщина и расстояние между ними увеличиваются с ростом температуры осаждения, снижение температуры осаждения уменьшает размер нанолепестков. Пленка, осажденная при 350 °С, имеет дендритную структуру (вертикальные разветвленные листы). Полученные результаты исследования свойств пленок показывают, что их оптические свойства существенно зависят не только от размеров наноструктурных элементов, образующих пленку, но и от их морфологии. Пленки, образованные как вертикальными нанолепестками, так и дендритами, обладают уникальными электрофизическими свойствами, демонстрируя квантовую проводимость, представленную волнами плотности заряда. Обнаруженные уникальные электрофизические свойства представляют большой интерес для современной оптоэлектроники.
Бесплатно
Оптический способ контроля деформаций при обработке цилиндрических заготовок
Статья научная
В статье рассматривается методика контроля деформаций для исследования особенностей их локализации по длине осесимметричных длинномерных образцов при растяжении. Это актуально для процесса термосиловой обработке, который заключается в использовании заданного силового и температурного воздействий на заготовку для обеспечения ее прямолинейности с выравниванием остаточных технологических напряжений. Так как процесс идет в пластической зоне нагружения и вытягивание заготовки происходит при поперечной деформации по сечениям, для формирования заданной точности размеров и равномерного распределения припуска на последующую механическую обработку необходимо знать закономерности изменения деформаций с учетом параметров нагружения. Для фиксации распределения полей смещений при нагружении используется оптический способ контроля деформации по поверхности на основе метода корреляции цифровых изображений. На основе анализа серий последовательных цифровых снимков деформируемого образца, предварительно подготовленного для съемки путем нанесения на него спекла в виде случайно распределенных черных точек краски на белой матовой поверхности, с использованием локального градиентного способа корреляции цифровых изображений фиксируется поле смещений и деформаций для заданных областей. Приведены результаты исследования влияния вида спекла на точность определения смещений и деформаций. Рассматривается методика получения и обработки цифровых снимков, включая преобразование в полутоновое изображение, коррекцию дисторсии и повышение резкости изображения с использованием фильтров. Приведены результаты исследований по определению деформаций с использованием оптимальных параметров размера окна корреляции, шага его смещения, порога чувствительности по градиенту освещенности, параметра используемого фильтра Гаусса. Использование предложенного способа контроля обеспечивает возможность отслеживания с необходимой точностью деформаций по длине цилиндрических длинномерных заготовок, что способствует выбору технологических режимов термосиловой обработки по величине и скорости деформации с целью обеспечения максимально равномерного распределения пластической деформации.
Бесплатно
Статья научная
Использование инженерного анализа позволяет создавать высокоэффективные технологические процессы, осуществлять подбор технологических режимов при снижении затрат на экспериментальные исследования и последующую доработку. Был накоплен большой опыт по применению инженерного анализа, как сфере обработки давлением, так и в других сферах. Применение средств инженерного анализа, позволяет с большой точностью моделировать различные динамически процессы, получить данные по напряженно-деформированному состоянию и энергосиловым параметрам процесса. При наличии дефектов на заготовке или инструменте моделирование позволит увидеть их еще на стадии проектирования изделия. Все это позволяет разработать высокоэффективную и прогрессивную схему, с минимальными затратами при запуске в производство.
Бесплатно
Опыт реализации концепции цифрового производства в техническом вузе
Статья научная
В данной статье рассматриваются вопросы внедрения концепции цифрового производства, организации в техническом ВУЗе единого информационного пространства поддержки жизненного цикла изделия, использования PLM технологий в коллективном выполнении учебных проектов.
Бесплатно
Статья научная
Проблема повышения качества управления производством формирует повышенные требования к качеству производственно-технологических процессов, обеспечению их стандартизации, соответствию нормативно-техническим требованиям с достижением положительных технико-экономических характеристик. Обозначенные Стратегией научно-технологического развития Российской Федерации ориентиры требуют трансформации подходов к организации производственных систем, что определяет важность выявления специфики производственного менеджмента в контексте мобилизации научно-технологического потенциала наукоемких производств, определения соответствующих принципов, формирования методики их измерения. В статье предложена обобщенная система принципов организации производства, учитывающая фундаментальные основы управления производственными процессами и актуальные проблемы и направления промышленного развития. Предложенный подход обеспечивает комплексное видение постулатов организации производства, что позволяет управлять производством как единой системой, реализующей свои функции в соответствии с генеральной целью. На фоне необходимости ускоренного освоения новых знаний для выпуска отечественной высокотехнологичной продукции реализация принципов производственного менеджмента обретает характерные особенности, которые адаптированы к условиям высокой неопределенности и обеспечивают прозрачность задач организации производства в условиях стратегии и импортозамещения и обеспечения технологического суверенитета. Разработана стратегическая модель управления производством, учитывающая современные перспективные инструменты оптимизации процессов, атрибутами которой являются направления диагностики результатов производства, принципы производственного менеджмента, модифицированные с учетом скорректированных стратегических целей, показатели результативности производства на фоне обеспечения технологического суверенитета и цели интегрированного управления производственными результатами.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена актуальной проблеме контроля оборота нефтепродуктов на складах обслуживающей подсистемы предприятия, снабжающих топливом производственный транспорт. Процессы транспортировки сырья, материалов, готовых изделий, а также перевозка сотрудников до мест удаленной работы важны для бесперебойного функционирования основного производства, а их стоимость достигает 25-30% в себестоимости продукции. Целью статьи является исследование проблем организации автоматизированного учета нефтепродуктов на основе многофункционального программируемого контроллера топливного склада в обслуживающих производствах. Основу методов исследования составили диалектический и системный подход, методы формализации, моделирования, методы причинно-следственных связей. Для оценки темпов развития передовых производственных технологий использован статистический анализ динамики данных, позволяющий определить приоритеты в развитии технологий, выявить взаимосвязь между разработками смежной направленности. Для визуализации технологических процессов на топливном складе, требующих организации автоматизированного контроля нефтепродуктов, использован метод графических описаний процессов управления, отражающих маршрутную технологию выполнения управленческих функций. Изучение организации обслуживающих производств российских предприятий показало преобладание использования ручного управления или применение для целей учета нефтепродуктов зарубежные информационные продукты. Выявлены тенденции разработки передовых производственных технологий, характеризующие важность создания аппаратуры для автоматизированной транспортировки материалов, автоматизированных погрузочно-разгрузочных операций в обслуживающих подсистемах транспортировки и складирования. Систематизированы процессы и операции на складе транспортного топлива, обслуживающего транспортную подсистему основного производства. Разработана принципиальная блок-схема технологических процессов на топливном складе, требующих организации автоматизированного контроля и учета нефтепродуктов. Функции управляющего устройства выполняет многофункциональный контроллер топливного склада, для работы которого необходимо обеспечить подключение дополнительного технологического оборудования. Исследована продолжительность технологического цикла операций на топливном складе до и после автоматизации процессов. По девяти ключевым операциям представлено время и стоимость выполнения работ, рассчитан временной и экономический эффект от внедрения многофункционального программируемого контроллера, составляющий, соответственно, 7,61% и 19,48 тысяч рублей в целом по полному технологическому циклу. Материалы исследования обладают теоретической и практической значимостью, могут быть использованы при разработке научных инвестиционных проектов по созданию и внедрению автоматизированных систем топливного склада на основе многофункционального программируемого контроллера в практику организации обслуживавших производственных процессов.
Бесплатно
Организация выполнения оперативных программ в условиях единичного и мелкосерийного производства
Статья научная
В работе отмечены особенности организации и выполнение оперативных программ, обеспечивающее равномерную, ритмичную работу фирмы в условиях единичного и мелкосерийного производства. Определены уравнения для формирования значений фактических опережений запуска и выпуска деталей, сборочных единиц. Показано, что качественная разработка оперативных программ обеспечивается как наличием календарно-плановых нормативов, так и организацией комплектности оперативного учета.
Бесплатно
Организация деятельности операционного комитета по продуктам в машиностроительном производстве
Статья научная
В работе представлены результаты разработки инструментов организации деятельности операционного комитете по продуктам в процессе проектирования машиностроительной продукции.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена актуальной проблеме создания производств критически важных комплектующих для российского авиастроения. Перед отечественным самолетостроением актуальной задачей является организация производства новых изделий соответствующего качества в максимально короткий период. Целью статьи является выбор и научное обоснование организационно-технического решения по разработке и организации производства наукоемкой продукции – сотовых заполнителей для летательных аппаратов. Основными методами исследования являются структуризация факторов производства, формализация последовательности производственных операций, описание взаимосвязей между объектами системы. Математическое описание длительности производственного цикла основано на методике определения критического пути. В статье определены этапы процесса организации производства сотовых заполнителей с учетом уровня наукоемкости предприятия, степени разработки изделия и готовности технической документации. Проведен сравнительный анализ концепций организации производства LP, QRM и AM с целью использования их принципов и инструментов для решения производственных задач: повышения организацион ной гибкости, сокращения потерь и времени производственного цикла. Разработана концептуальная модель организации производства сотовых заполнителей на основе синтеза методов и инструментов активного, быстрореагирующего и бережливого производства с постановкой приоритетов подходов по этапам жизненного цикла производства. Предложена последовательность работ по оптимизации критического пути цикла производства сотовых заполнителей, состоящего из десяти последовательных этапов, где ключевыми инструментами сокращения длительности производственных процедур с позиции системной динамики являются методы быстрореагирующего и бережливого производства POLCA, создание карты потока создания ценности, стандартизация процессов, 5S как реорганизация схем хранения запасов, комплектующих и инструмента. Результатом предложенных решений является уменьшение длительности производственного цикла на 28,5%. Материалы исследования могут быть использованы при разработке и реализации программ импортозамещения на производстве, разработки новой продукции и организации производственного процесса, оптимизации длительности производственного цикла, внедрения инструментов концепций организации производства LP, QRM, AM.
Бесплатно
Организация производства при решении проблем качества в процессе проектирования новых автомобилей
Статья научная
В представленной статье проведен анализ проблемы организации производства при решении проблем качества в процессе проектирования новых автомобилей.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты разработки и реализации инструментов организации производства работ по массовому контролю качества электрокомпонентов в составе системы электрооборудования новых автомобилей в сборе.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается проблема применения машинного зрения для управления качеством в составе организационной системы производственного цеха. Предложено решить проблему ограниченного применения искусственных нейронных сетей на производстве объединением технологий машинного зрения и технологий позиционирования объектов в пространстве. Выбранный подход позволяет избежать необходимости накопления больших объемов обучающей выборки и ограничить применения машинного зрения частными задачами выявления типовых операций и различных нарушений производственного процесса. Апробация предложенного подхода произведена на линии сборки полуприцепов. Реализован общий контроль сотрудников, контроль безопасности, подсчет выпущенной продукции, персонализированный контроль перемещения сотрудников, а также процесс сбора общей аналитики, которая позволяет формировать статистику по каждому посту, участку, блоку цехов и по всему предприятию в целом. Результаты внедрения предложенных решений на участке сборки полуприцепов подтвердили возможности применения систем машинного зрения на современном производственном предприятии в рамках автоматизации мониторинга производства, контроля качества процессов и продукции и поддержки принятия организационных решений. Апробация и внедрение предложенных решений позволяет сделать вывод об их практической полезности для производственного предприятия.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена актуальной проблеме организации производственного экологического мониторинга жизненного цикла производства продукции с использованием информационных технологий. Для обеспечения российских предприятий методическими рекомендациями по организации системы производственного контроля и мониторинга в целях соблюдения законодательства в отношении предельных экологических нормативов и оборота отходов необходимо исследование и разработка возможных вариантов аккумулирования данных и их преобразования в автоматизированном режиме. Целью статьи является разработка решений по организации системы контроля воздействия этапов жизненного цикла нефтехимического производства на внешнюю среду с использованием инструментов непрерывной информационной поддержки. Для проектирования информационных модулей оценки воздействия производственных процессов на экосистему использованы последовательные процедуры метода LCA. Для оптимизации параметров экологичности производства бутадиен-стирольного сополимера в статье решена задача линейного программирования; база данных для решения задачи линейного программирования основана на материалах информационно-технических справочниках по наилучшим доступным технологиям, справочниках нормативов предельно-допустимых концентраций загрязняющих веществ. Научно-обосновано использование метода информационной поддержки жизненного цикла продукции LCA для организации автоматизированного производственного экологического контроля и мониторинга. Сформирована модель продукционной цепочки и представлена принципиальная блок-схема оценки воздействия жизненного цикла химического производства на экосистему по методу LCA в условиях отсутствия стандартизированной технологии аккумулирования и обмена экологическими данными, различного уровня автоматизации и цифровизации производственных процессов нефтехимических производств. Исследованы потоки на границе химико-технологической системы по производству бутадиен-стирольного сополимера и предложен возможный вариант их математической оптимизации. Решением задачи линейного программирования получены оптимальные значения расхода ресурсов на производство бутадиен-стирольного сополимера, при которых возможны минимальные показатели выбросов загрязняющих веществ в экосистему: бутадиен - 725 кг/т; стирол - 313 кг/т; электроэнергия - 830 кВт·ч/т; пар водяной - 9,0 Гкал/т. Выявлены примеры химико-технологических систем, где по использованию бутадиена и стирола относительно полученного оптимального параметра наблюдается перерасход ресурсов. Материалы исследования могут быть использованы при разработке программ и выборе и инструментов автоматизированного производственного экологического контроля и мониторинга в химико-технологических системах.
Бесплатно
Статья научная
В статье проведен анализ этапов технологической подготовки литейного производства, выделены проблемы, решаемые за счет комплексного применения автоматизированных систем. Представлены способы автоматизации стадий обеспечения подготовки производства отливок и некоторые результаты их применения на примере крупнейшего авиастроительного предприятия АО «Авиастар-СП».
Бесплатно
Организация цифрового производства деталей узлов малоразмерных газотурбинных установок
Статья научная
В статье приводятся результаты организации цифрового производства деталей и узлов малоразмерных газотурбинных установок. Разработаны функциональная структура информационных компонентов цифрового производства МГТУ, функциональная модель цифрового производства, контекстная IDEF0-диаграмма функциональной модели процесса «Цифровое производство МГТУ», построены контекстные диаграммы «Управление производством» и «Интеллектуальное решение», приведена структурная модель цифрового производства. Представлены три уровня цифрового производства и атрибуты их данных. А также разработана схема формирования производственных заданий с описанием атрибутов данных объектов производственной системы и атрибутов событий цифрового производства. Функциональная модель цифрового производства выполнялась в соответствии с рекомендациями по стандартизации Р 50.1.028-2001 Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции «Методология функционального моделирования». Для создания цифрового производства применялся ГОСТ Р 57700.37- 2021 «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения», ГОСТ Р 59799 - 2021 «Умное производство. Модель эталонной архитектуры индустрии 4.0 (RAMI 4.0)».
Бесплатно
Организация штамповочного производства при использовании области компромисса
Статья научная
Статья посвящена описанию автоматизации процессов в конструкторско-технологической подготовке производства, выявлению проблем в данной области производства и их решению. Полученная математическая модель позволяет устранить противоречия между руководителями и сотрудниками подразделений в области принятия решений по повышению надежности изделий.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются факторы термосилового воздействия на элементы индукторов, используемых в качестве инструмента при магнитно-импульсной обработке. Даны характерные причины выхода их из строя. Сформулированы основные направления совершенствования индукторов для обеспечения их эффективности и ресурса. Все направления проиллюстрированы конкретными примерами. Создание высокостойких индукторов открывает дорогу использованию магнитно-импульсной обработки в серийном производстве.
Бесплатно
Статья научная
Запуск новых изделий в производство представляет собой одну из наиболее сложных и многогранных задач, требующих детального предварительного анализа и тщательной подготовки. Особенно важную роль в этом процессе играет предпроектный анализ бизнес-процессов, который позволяет не только оптимизировать процессы и ресурсы, но и минимизировать потенциальные риски, тем самым обеспечивая ускоренный вывод продукта на рынок. Представленная статья разбирает основные компоненты предпроектного анализа, начиная с разработки адаптивной производственной среды, способной эффективно реагировать на внедрение новых изделий. Значительное внимание уделяется моделированию информационных систем и их влиянию на успешное внедрение новых продуктов. Приводятся конкретные примеры организационных мероприятий, управления конфигурациями и описания функциональной модели бизнес-процессов, подкрепляя теоретический анализ практическими примерами из опыта внедрения прикладного программного обеспечения SmarTeam. Статья также освещает вопросы анализа рисков и ограничений, описывая организационные мероприятия и методы адаптации структуры конструкторско-технологической подготовки производства для минимизации потенциальных рисков и обеспечения эффективного управления ресурсами. В статье рассматривается влияние типа позиционирования производственного процесса на предпроектный анализ, выделение различных стратегий организации производственных процессов, которые зависят от характеристик продукции и технологических особенностей. В статье анализируются особенности и требования к процессам в зависимости от типа производства.
Бесплатно
Основы расчета процесса формообразования обтяжкой тонких оболочек двойной кривизны
Статья научная
Усовершенствована аналитическая методика расчета параметров обтяжки при условии безмоментного напряженного состояния листовой заготовки в вертикальных плоскостях симметрии обтяжного пуансона, обеспечивающего преимущественный характер развития зоны пластической деформации центральной части в зависимости от геометрической формы оболочки двойной кривизны и анизотропии листового материала. Приведены определяющие уравнения и основы расчета для непосредственного определения деформаций в центральном поперечном сечении в условиях осевой симметрии при формообразовании обтяжкой тонкой оболочки двойной кривизны, приведенной к вертикальным плоскостям симметрии и определяемой соответствующей параметризацией с помощью сетки линий кривизн на срединной поверхности.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлено исследование, касающееся классификации и маркировки в соответствии с СГС при оформлении паспортов безопасности на химическую продукцию. Целью исследования является выявление особенностей и различий в паспортах химической безопасности, разработанных в соответствии с законодательством ряда стран, а также разбор основных ошибок при составлении SDS, а в частности в разделе, связанным с классификацией по СГС. В статье на конкретных примерах рассмотрены различия классификации химической продукции, а также приведены объяснения данных различий в рамках используемых странами законодательств. В качестве методов исследования были применены метод сравнения, позволяющий оценить различия между существующими законодательствами стран и выявить критерии видов опасности, которые имеют существенные отличия, а также метод анализа существующих национальных документов, контролирующих обеспечение безопасности при работе с химической продукцией. С помощью этих методов были представлены основные различия в классификации продукции по СГС и оформлении SDS в сравнении с критериями классификации продукции в рамках российского законодательства с классификацией других с стран (стран Европейского Союза, США, Канады и др.).
Бесплатно
