#ТерминыИопределения

⚡️Предлагаем трактовку таких понятий, как «технологические издержки», «производственные затраты»  и «технологический аудит».

Логика рассуждений о промышленных технологиях неизбежно приводит к выводу, что все явные или скрытые источники издержек и затрат в их структуре возникают не по причине морального или физического старения машин и механизмов, а в результате несовершенной методологии их проектирования. Аудит технологий, созданных в прошлом веке, показывает, что их несовершенство связано с ограничениями проектанта в полноценной реализации всех своих творческих возможностей, а также культурой его взаимоотношений с людьми и ответственностью перед ними.

➡️  Подписаться на канал

⚡️Чтобы преуспеть в текущем столетии, нам придется сначала обратить внимание на промышленные технологии и производственные системы. Мы должны научиться проектировать их правильно. Это означает, что в их структуре не должно быть никаких действий с машинами и инструментом, генерирующих опасности, ненужные затраты и скрытые издержки.

Если у нас это получится, то естественным образом получится и все остальное: технологический суверенитет и лидерство, инновационная экономика и благосостояние, искусственный интеллект и функциональная устойчивость.

Как этого достичь? Расскажем в нашей колонке

➡️  Подписаться на канал

Редакция портала «Техносфера, подъем!» поздравляет Максима Алексеевича Третьяка с присвоением первой ученой степени.

По мнению наших экспертов, есть за что. Что сделал молодой ученый? Просто грамотно выполнил исследования и по результатам предложил автоклавную технологию переработки медно-цинковых концентратов.

Существующую технологию отработки руды подземным способом можно считать недоделанной, так как в результате ее эксплуатации образуются техногенные отходы, т.е. те самые 90% добытой из-под земли руды. Этих отходов — более 1,5 млрд тонн, и всё это «добро» лежит на землях Южного Урала. В его структуре много чего, кроме меди и цинка. Там мышьяк, сурьма, свинец и даже фтор. Получается довольно сложная, мультикомпонентная структура отходов. Отсутствие методов извлечения из такой структуры ценностей остается проблемой до сих пор.

У М. А. Третьяка получилась полезная добавка до 23% меди буквально из «ничего». Когда мы внимательно почитали автореферат диссертации, то обнаружили еще одну выгоду от этого метода: оказывается, способ обеспечивает не только получение меди и цинка, но и еще и железа, никеля и кобальта.

Да, предстоит много уточнений всех технологических тонкостей процесса, начиная от типа материала для футеровки автоклава до метода очистки или утилизации образующегося фильтрата. Одному с этой задачей точно не справиться. Требуется проектная команда, куда непременно должны войти и томские ученые с их хозяйским подходом к любой проблеме. Их технология атмосферного выщелачивания еще более снижает уровень капитальных затрат. Но процесс автоклавного выщелачивания у нас вызывает больший интерес тем, что на продукт оказывается сразу три типа воздействия: механическое, тепловое и химическое. Может быть, по этой причине действие ПАВ (лигносульфоната натрия) при извлечении цинка и осаждении меди похоже на «гомеопатию». При его малом содержании (сотые доли грамма) эффект получается максимальным.

Важно, что молодой ученый не один. Кроме научной школы, есть и промышленные партнеры, заинтересованные в реализации метода. Если ученый умеет считать материальный баланс и оценивать экономический эффект, это приближает его к проектному сообществу. Осталось только спроектировать рациональный технологический процесс, т.е. без негативных последствий в процессе его эксплуатации.

Желаем, чтобы новый метод не остался в статусе диссертации!

➡️  Подписаться на канал

⚡️О тонкой структуре звуковых полей

Весь багаж знаний, которые за последние сто лет получены в акустических лабораториях страны, в промышленных технологиях используется еще не в полной мере. Очень много новаций остается «лежать на полках».

Например, до сих пор не реализуются акустические методы регулирования скорости роста и зарождения формы кристаллов. С 1962 года не используются свойства акустического поля испарять жидкости с поверхности порошков. Такое техническое решение сегодня очень востребовано для ускоренной сушки материалов с высокой температурной чувствительностью и требует участия ученых для его практической реализации в промышленных технологиях производства энергонасыщенных химических соединений.

Надо надеяться на практическую реализацию эффекта возбуждения в кристаллах кварца колебаний гиперзвуковых частот (от 109 Гц и выше), исследования которого начались в 1957 году и продолжаются до сих пор.

В 2023 году, исследуя процесс распространения образующихся ударных волн по кристаллу теллурида кадмия, ученые ФИАН и МФТИ сформулировали новую идею применения гиперзвука для очистки кристаллов от дефектов, примесей и неоднородностей. По сути, ученые предлагают технологию переработки бракованных пластин для снижения уровня отходов на заводах электронной промышленности. Не хотелось бы, чтобы возможность создания промышленной технологии чистки кристаллов от дефектов оставалась только «в перспективе».

Получится ли сделать это просто, дешево и доступно, еще не известно. Главное, как мы понимаем, надо создать не просто прибор для наблюдения процесса, а уникальный программный комплекс, состоящий из акустических, радиотехнических, электронных и механических узлов. Для его работы, естественно, потребуется набор управляющих программ и прикладных приложений по обработке и представлению данных. Перспективы развития такой многоэлементной акустической микроскопии уже обоснованы в докторских диссертациях российских ученых.

Главный вывод, который вытекает из доступной нам информации о работе ученых, заключается в том, что в одиночку ни физик, ни химик, ни кибернетик ничего подобного сделать не сможет. Нужны устойчивые связи с отраслевыми институтами. Методология проектирования производственных систем, приборов и оборудования для промышленных технологий 21-го века требует сначала разработать концепцию объекта, затем регламентировать процесс его создания, а уже после этого приступать к разработке технических решений. Для этого нужна единая проектная команда. Без такой методологии мы все будем оставаться изобретателями и ремесленниками.

Мы уверены, что ученые российской акустической школы, понимающие тонкую структуру звуковых полей, способны не только открывать всё новые и новые возможности звуковидения, но и разрабатывать рациональные схемы технологических процессов.

➡️  Подписаться на канал

⚡️«Лебедь, рак и щука»: как у нас работает наука

Нам стало известно, что в «престижном британском журнале Королевского химического общества “Dalton Transactions”» опубликована статья ученых МГУ о «новых соединениях, которые эффективно преобразуют рентгеновское излучение в видимый свет». Причем информация русскому проектному сообществу преподносится так, что понять ничего нельзя вообще. Например, фразу о том, что «синтезированные нами образцы имеют относительно высокую плотность» можно понимать как плотность примерно на уровне 25 мг/см2, но, может быть, и нет. Такой научный термин, как «толстые слои материала» эксперты понимают, как толщину слоя люминофора ~70 мкм, а общую толщину экрана — 330 мкм или меньше.

Самое интересное, что подобные публикации об «ученых МГУ» — не первые. Кто их создает, нам неизвестно. Так в 2017 году некто сообщил о том, что в журнале Journal of Fluorine Chemistry опубликована статья о разработанном в МГУ «способе нанесения тонкопленочного тетрафторида натрия-иттрия», который может стать основой для нового способа получения люминесцентного материала, преобразующего невидимое излучение в видимый свет. Видимо, один «способ» так и не стал основой для другого способа. Жалко, обидно и стыдно за такие околонаучные опусы.

Хотелось бы обратить внимание сотрудников лаборатории новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ на результаты наших соотечественников, которые публикуются в более престижных российских журналах.

Например, рязанские специалисты сообщают о разработке детектора рентгеновских изображений с использованием элементов поликапиллярной оптики, а томские ученые подтвердили не только эффективность использования в качестве преобразователя рентгеновского излучения в свет неорганических стекол на основе бария, лития и кремния, но и обеспечили их прочность и прозрачность, а также технологическую гибкость и безвредность. Практические результаты получаются также и в ИТМО.

Такая разрозненность в научных исследованиях и работа по принципу «лебедь, рак и щука» никого не устраивают. Настала пора знакомиться друг с другом и «дружить лабораториями» для объединения усилий в рамках одного собственного проектного сообщества. Действительно может получиться что-то дельное и полезное для общества.

Желаем удачи!

➡️  Подписаться на канал

⚡️Энергетики думают правильно

Хорошая идея по конструкции ГЭС малой мощности реализуется на кафедре гидромеханики и гидравлических машин НИУ МЭИ. Уязвимым звеном в надежности таких микро- или мини-ГЭС является непредсказуемость резкого изменения электрической нагрузки, сравнимой по величине с номинальной мощностью агрегата. Из всех возможных вариантов решения этой проблемы пока обоснован один — применение гидродинамического трансформатора. Возможно, этот вариант и ведет к усложнению конструкции, но наверняка будет еще и множество других вариантов. Тем более, что к их разработке привлекается молодежная лаборатория автономных источников энергии.

Эксперты беспокоятся, чтобы создаваемый прототип агрегата не остался музейным экспонатом. А для этого ученым требуется выйти на ПРОЕКТ, в сущности которого обязательно должно быть три фундаментальных основания:
- концепция использования энергии водных потоков рек в различных природно-климатических пространствах страны. Такого, единого для всех проектантов долгосрочного и научно обоснованного документа, у нас нет. Хотя известно, что ученые Института географии РАН еще в 2012 году начинали первую часть большого ПРОЕКТА;
- нормы, правила и ограничения для разработки, изготовления, эксплуатации и реновации таких мини-ГЭС. Проработкой нормативно-правовой базы, в рамках которой любому частному или фермерскому хозяйству можно было бы легко организовать процесс генерации энергии с использованием простых и доступных мини-ГЭС, у нас также никто не занимается;
-множество вариантов технических решений по конструкции, функциям и ресурсным возможностям мини-ГЭС. Такая множественность нужна для учета особенностей более 2,5 млн рек и речушек России, чтобы грамотно использовать их энергии в хозяйственной деятельности.

Это методология проектирования всех производственных систем, технологий и оборудования, в том числе и уникальных мини-ГЭС. Именно такой методологии проектирования нам всем и не хватает.

Пока ученые овладели только третьим этапом проектирования — мы умеем искать, копировать или тиражировать технические решения. Но практика проектирования показывает, что без концепции и регламентации проекта даже лучшие научные идеи и разработки остаются лежать на полках в виде диссертаций и статей.

Очевидно, что концептуальной основой ПРОЕКТА компактных и автономных прямоточных гидроагрегатов энергии должны быть разумные критерии хозяйственника: «простота – дешевизна – эффективность». Естественно, инвестора должны привлекать экологическая чистота проекта и независимость от региональных поставщиков энергии, а стоимость оборудования для таких домашних и коммерческих ГЭС должна быть гораздо ниже китайских систем.

Желаем успехов молодым энергетикам!

➡️  Подписаться на канал

⚡️О нужности (ненужности) магнитных холодильников в России

Попытка экспертов канала «Техносфера, подъем!» оценить возможность реализации научной идеи физиков о замене очень зрелой и недорогой технологии компрессорного охлаждения на неизвестную технологию магнитного охлаждения привела к простому выводу: серийного производства магнитных холодильников в России не ожидается. На это есть две причины.

Первая: никто из ученых не может понять природу возникновения гистерезиса на микро- и макроскопическом уровнях. Несмотря на большой объем результатов эмпирических исследований, у нас пока нет корректных моделей, описывающих процессы теплопереноса и предсказывающих свойства магнито-калорических материалов. Вместо поиска общих закономерностей на кафедрах ищут материалы, которые бы по своим магнито-калорическим характеристикам превзошли эталонный гадолиний.

Вторая: отсутствие в университетах проектных групп, владеющих методологией проектирования в том числе магнитных рефрижераторов, что не позволяет обосновать хозяйственную необходимость и экономическую целесообразность продолжения работ.

В любом случае, начинать надо с приведения оценочных параметров эффективности всех существующих схем охлаждения к единому знаменателю. Пока получается, что компрессорные холодильники оцениваются в ваттах и по КПД, а в магнитных холодильниках критерием эффективности охлаждения являются два параметра хладоемкости. Причем методика, увязывающая изменения магнитной энтропии и адиабатического изменения температуры с КПД холодильного агрегата, пока тоже отсутствует.

Еще нас очень настораживают те основания, которые ученые приводят для подтверждения актуальности исследований. Например:
- уральский ученый ссылается на материалы конференции Большой Восьмерки в Детройте, где якобы демонстрировался работающий прототип бытового магнитного холодильника, который ни он сам, ни кто другой вообще не видели;
- дагестанские исследователи, без ссылок на подтверждающие эксперименты, пугающе сообщают, что при разморозке обычных холодильников «хладоагенты выделяют токсичные соединения: фтор и хлорид водорода».

При этом в таких обоснованиях почему-то упускается из виду доступный углекислый газ, который можно использовать в качестве дешевого и безопасного хладоагента для компрессорного охлаждения.

Эксперты портала «Техносфера, подъем!» убеждены, что стимулом для научных исследований в университетах страны должны стать не мнимые, а реальные потребности человека, которые формируются под влиянием окружающего природно-климатического ландшафта России, а не в министерствах, фондах и университетах. Пока нам не понятно, в какой области пространства России будут выгодны и полезны магнитные холодильники.

Долго такая неопределенность в организации исследований сохраняться не может. Может быть, надо сконцентрировать усилия научных кафедр вокруг реальных проектов лидера природоподобных технологий — НИЦ «Курчатовский институт».

Всем удачи в поисках научной истины!

➡️  Подписаться на канал

⚡️Дюжина уникальных научных задач решается в Туле

Два года назад в Туле создали НИЦ «БиоХимТех». Основные направления исследований Центра действительно вдохновляют на научные подвиги. Все задачи новые и еще неизведанные. Впереди ожидается много открытий, и не только в химии и биологии, но и в науках о материалах, в физике и кибернетике.

Радует, что для решения задач формируются настоящие проектные команды. Методология проектирования еще полностью не освоена, но понятно, что в качестве шаблона (копира) для разработки новых технических решений выбраны природные системы. Это большой плюс. Но ведь очевидно, что изначально также необходимо концептуально осознать глубину задач, определиться с нормами, критериями и ограничениями для разработки не просто одного решения, а множества с целью выбора из всех наиболее рационального.

Эксперты портала «Техносфера, подъем!» считают, что первым, наиболее полезным и весомым, может быть результат, полученный на основе понимания законов биологии, химии и физики электричества. Хотя природа электрогенеза до конца не осознана, технологию на основе этого процесса уже давно ждут и не только на промышленных объектах Тульского региона.

Уже есть различные конструктивные варианты растительно-микробных топливных элементов, которые подтверждают возможность их применения не только в сельскохозяйственных, но и производственных процессах.  

Критерием оценки эффективности биологических источников энергии считается мощность и длительность работы. Пока получена максимальная мощность на уровне 1 000 мВт с квадратного метра, а время непрерывной работы — 150 суток. Даже такая малая мощность достаточна для автономной работы системы контроля и управления (например, очистных сооружений на промышленных объектах), и к тому же компенсируется многофункциональностью системы, так как параллельно выращивается и полезная биомасса. Более того, уже сейчас возможна апробация новой технологии на шламонакопителях с азотосодержащими отходами для удаления из них аммиачного азота до безопасной концентрации.

Техническое решение получается действительно рациональным и без негативных последствий для будущих поколений. Главное, не тянуть со временем. Вместо ожидаемых восьми лет требуется сократить срок реализации до года. Тем более что примеры практической работы ученых МГУ по анаэробной аэрации на предприятиях Пермской и Тамбовской областей уже есть. Важно работать методично и в тесном взаимодействии с промышленным партнером.

Желаем успехов тулякам!

➡️  Подписаться на канал

Мы открываем новую рубрику «Технологический аудит».

Основная цель — сформировать грамотную методику технологического аудита, которая будет востребована на каждом промышленном объекте для избавления от источников затрат, издержек и опасностей.

Естественно, всё это требует знаний истории хозяйственного аудита в России, понимания перечня объектов для аудита, принципов, правил и ограничений при выполнении процедур технологического аудита.

По сути аудит — это не только постоянная работа технологических служб предприятия, но и основа для технического задания на проектирование оборудования с новыми функциями и инструмента с новыми свойствами.

Вместо огромных затрат на вечный процесс «обеспечения промышленной безопасности» предлагается простая альтернатива: выявить скрытые и явные источники опасности, а затем методом постепенных преобразований ликвидировать или нейтрализовать их за счет внедрения в технологический процесс новых технических решений.

➡️  Подписаться на канал

Мы продолжаем нашу рубрику "Технологического аудита".

Сегодня рассмотрим понятие аудита и его типов, причины разработки полноценной отечественной методики технологического аудита.

Как всегда будем рады вашему мнению и комментариям.

➡️  Подписаться на канал

⚡️Распространение ЭФИРа

Все осознают проблему, о которой портал «Техносфера, подъем!» уже говорил.

Решить проблемы промышленных предприятий, которые связаны с накоплением больших объемов разных по степени опасности отходов, без мобильных компактных установок и новых технологических схем невозможно. Нужен объединяющий центр, провозглашающий принципы рачительности, безопасности и доступности.

И, надо сказать, такой центр мы видим в инвестиционной холдинговой компании «EFIR», которая на практике демонстрирует свои уникальные технологии переработки отходов в полезный продукт, в основе которых заложен верховный принцип проектной команды: «Природа — главный инженер». И если новыми технологиями заинтересовались не только у нас в стране, но и в странах БРИКС, то это демонстрирует возможность и способность команды сделать всё быстро, качественно и недорого.

Очевидно, что существует потребность не только в новых стандартах, методологии и технологиях переработки отходов, но и в создании единой и независимой оценки квалификации. Нужны специалисты — грамотные, серьезные, пытливые и настойчивые, владеющие технологиями полного цикла обращения с отходами. Университет «Сириус» — первый шаг в этом образовательном процессе. Далее — университеты МАДИ, МГУ, РХТУ, МИФИ, РУДН и обязательно их промышленные партнеры.

Желаем команде «EFIR» успехов.

➡️  Подписаться на канал

⚡️Русский мыслитель Д. И. Менделеев о методологии проектирования говорил так: «Один идет по темному лабиринту ощупью, может быть, на что-нибудь полезное наткнется, а может быть, лоб разобьет. Другой возьмет хоть маленький фонарик и светит себе в темноте. И по мере того, как он идет, его фонарь, разгораясь все ярче и ярче, наконец превращается в электрическое солнце, которое ему все освещает, все разъясняет. Так я вас спрашиваю, где ваш фонарь!»

Роль такого фонаря в проектной деятельности и выполняла русская методология, которую создавали в 18-19 веках русские инженеры А. Нартов, С. Подолинский, П. Энгельмейер и Д. Менделеев.

Развитие русской методологии проектирования производственных систем, остановилось в период 20-30 годов 20 века. Именно тогда идеи Д. И. Менделеева о проектном творчестве инженера, на практике заменили «художественным конструированием», изобретательством и рационализаторством.

Вместо реализации методик технологического аудита и социальной инженерии в проектную практику внедрилась идеология тиражирования «лучших» западных технологий и производственных систем «конвейерного» типа.

Поэтому до сих пор все мы учимся не проектировать что-то новое и красивое, а только лишь эксплуатировать все старое, что создано предшественниками.

На данном этапе восстановления русской проектной школы будем считать, что для того, чтобы «фонарик» Д.И. Менделеева светил каждому проектанту, необходимо учиться выстраивать процесс проектирования в правильной последовательности.

Подробнее читайте в журнале "Стимул"

➡️  Подписаться на канал

⚡️У нас есть с кого брать пример

Впервые о материалах, прозрачных для электромагнитных волн и способных конкурировать по своим свойствам с металлами, полимерами и стеклами, наука заговорила в 60-х годах прошлого века.

Мы не знаем первых исследователей, но современные ученые, продолжающие изучать свойства и технологию изготовления такой керамики, должны быть известны всем. Например, Арсений Киряков и Анатолий Зацепин (УрФу) и Дмитрий Пермин (ННГУ им. Н.И. Лобачевского).

Научные статьи о полученных результатах ученые публикуют в зарубежных журналах типа «Ceramics international», «Inorganics» и др. В российском научно-техническом и производственном ежемесячном журнале «Стекло и керамика» эксперты не смогли найти публикации о каких-либо прорывных технологиях изготовления прозрачной керамики, хотя журнал переводится и переиздается на английском языке. Получается, что именно эти ученые как бы представляют российскую научную школу прозрачной керамики за рубежом.

Из-за недостатка информации мы не можем оценить эффективность создаваемых в научных лабораториях методов спекания, прессования, выращивания и синтеза этих уникальных материалов. Но, как заявляют сами ученые, технологий до сих пор нет. Есть лишь лабораторные образцы, которые рекомендуется (кому?) использовать (кем?) для «мощных лазеров» и «смартфонов».

Но мы узнали и о другой группе российских ученых (Артем Прохоров, Алексей Кирилов, Андрей Шайкин и Александр Тарасенко), которые совместно с индустриальным партнером уже создали промышленную технологию контролируемого выращивания структур керамики сложного состава для лазерных установок, в том числе и для самого мощного лазера в России. Так же эффективно, как Институт прикладной физики РАН, работают ученые из Томского политеха: Алексей Хасанов и Елена Полисадова. Это реальная научная школа России, которой мы можем гордится.

Складывается впечатление, что прозрачная керамика, как забор, разделяет ученых вузов на тех, кто работает на благо общества, и на тех, кто замкнут только на себе, постепенно приобретая статус «самозанятого».

Чтобы преодолеть такую замкнутость, эксперты портала «Техносфера, подъем!» рекомендуют глубже изучать историю российской науки.

Начните с Д. И. Менделеева. Девятый том его «Сочинений» сегодня важен для всех, так как в нем мыслитель говорит конкретно и о целевых функциях научных лабораторий, и о методологии проектирования. Также было бы полезно знать, как русский ученый С. В. Лебедев с проектной командой из семи исследователей не только разработал одностадийный промышленный способ и получил образцы бутадиена из этилового спирта, но спроектировал технологию мирового уровня и организовал промышленное производство каучука из доступного сырья. И всё это — за четыре года и сто тысяч рублей. У нас есть с кого брать пример!

Желаем удачи!

➡️  Подписаться на канал

⚡️Почему для внедрения программного продукта пермские ученые запланировали 11 лет?

Нас сначала заинтересовала, а потом насторожила информация ученых Пермского политеха (ПНИПУ) о том, что они смогли интегрировать сайт прогноза погоды с цифровой моделью процесса проветривания подземного объекта.

Кроме установки рециркуляции воздушных потоков, предложен еще и новый программный продукт, который позволяет машине без участия человека самостоятельно выполнять творческие функции прогнозирования цен на электроэнергию в конкретном регионе на сутки вперед. Идея – супер! Китайские ученые еще в 2022 году на основе трехмерного моделирования воздушных потоков в шахтах подтвердили, что внедрение разработанного алгоритма IEO по оптимизации системы вентиляции шахты позволяет вообще свести к минимуму общее энергопотребление вентиляционной сети.

На первый взгляд, вроде бы всё хорошо: вместо умного дома получается умная производственная система, которую надо немедленно внедрять. Но обширная информация о работах пермских ученых в этом направлении оказалась непонятной и даже противоречивой. Судите сами:
- в одной публикации пермские ученые считают, что ожидаемый срок производства и внедрения продукта — 2035 год. Непонятно, почему так долго приходится ждать. В мире подобные веб-платформы используются повсеместно, причем с диапазоном прогнозирования от 15 минут до 30 дней.
- в другой статье сообщается, что предложение снизить энергопотребление шахты в 1,8 раза за счет рециркуляции воздушных потоков, оказывается, противоречит требованиям федерального закона о промышленной безопасности. И вместо того, чтобы разработать безопасные технологии, ученые предлагают пойти на отступления от норм безопасности. Но это не научный подход, ведь надо же просчитать множество других вариантов. Известны, например, технические решения инженеров МЭИ по оптимизации рабочего колеса шахтного вентилятора. Только одно такое решение без нарушений правил безопасности позволяет увеличивать эффективность системы на 15-30%.

По мнению экспертов, система пермских ученых получается пока недоделанной. Какой алгоритм управления потоками воздуха предлагают пермские ученые, нам не ясно. Нет ответа на вопрос любого потребителя системы: сколько времени требуется на обучение такой программы, чтобы на основе изучения производственного цикла и ритма работы шахты система могла бы самостоятельно создавать расписание работы ее климатических устройств? Современному поколению термостатов для этого достаточно одной недели. А что предлагают пермские ученые? Кроме того, важно, чтобы параметры наружного воздуха принимались не по рекомендациям СНиП двадцатилетней давности, а измерялись в режиме текущего времени.

Эти и другие вопросы будут возникать всегда, и только по тем разработкам, которые выполняются без научной методологии проектирования. А ее надо знать.

➡️  Подписаться на канал

⚡️О шахматной задаче новосибирских ученых

Новосибирские ученые решают важнейшую для всех проблему. Им предстоит разработать проект безаварийной и рачительной тепло- и энергогенерации в городе. Конечно, можно было бы приступить к ее решению и раньше, но, как всегда, ждали аварию.

Надо сказать, что по-хозяйски грамотное решение этой проблемы нужно практически всем регионам России и особенно тем, что географически расположены выше 40-й параллели.

Указывая на историческую монополию производства электрической и тепловой энергии со стороны так называемых генерирующих компаний, стало модно говорить об альтернативной энергетике на базе различных мини-ТЭЦ для когенерации производства тепла и электроэнергии. Но здесь надо учесть, во-первых, что одного уральского производителя таких устройств на всех желающих не хватит. Во-вторых, методология проектирования производственных систем (тем более социально значимых) требует разрабатывать не один (пусть и не плохой), а множество вариантов технических решений, из которых выбирается самое рациональное (т.е. не имеющее негативных последствий для будущих поколений) и полезное для всех современных потребителей.

Модель проблемы схожа с задачей по расстановке восьми ферзей на шахматной доске так, чтобы они не угрожали друг другу. Можно верить или не верить, но эта задача имеет 92 варианта решения.

Поэтому для разработки множества вариантов проектных решений новосибирские ученые должны иметь необходимые исходные данные, в том числе:
- концепцию развития города и региона;
- научно-технологический и кадровый потенциал;
- оценку состояния инженерной и коммунальной инфраструктуры;
- анализ электрических и тепловых нагрузок городских объектов;
- динамику изменения параметров природно-климатического ландшафта;
- информацию по объемам и структуре прошлых и будущих потребностей населения;
- нормы и граничные условия функционирования производственных систем;
- сведения о динамике накопления отходов, в том числе пригодных для выработки тепловой и электрической энергии.

Без всего этого любые технические решения будут убогими и некрасивыми. Всю базу исходной информации возможно и надо рассматривать как тех самых «восемь ферзей», влияние которых придется учитывать ученым НГТУ при выборе наиболее рационального решения.

Мы полагаем, что принять решение, опираясь только на собственные силы Университета, не получится. Здесь надо привлекать Сибирское отделение РАН, в институтах которого уже накопилось не менее десятка вариантов технических решений. Пора приступить к их оценке и реализации, чтобы вообще исключить источники городских аварий.

Желаем успехов и ждем информации.

➡️  Подписаться на канал

⚡️Об отношениях конструктора, технолога, материаловеда и производителя

Ученые ПНИПУ подтвердили давно известную истину, что качество продукта, его свойства и функции во многом определяются технологией его изготовления. В частности показано, что эффективность звукопоглощающих покрытий для двигателя самолета зависит от тех дефектов, которые возникают при их изготовлении.

Производитель таких звукозащитных панелей также недоволен сложностью и высокой стоимостью процесса изготовления. Известно, что сделать в одной панели более 200 тысяч отверстий диаметром до 2-3 мм даже с привлечением робота не только затратно, но даже вредно для прочности самой панели. Материаловеды ВИАМ еще в 2020 году экспериментально подтвердили, что перфорации в конструкции панелей наполовину снижают их прочность, и поэтому предложили вместо операций сверления экструзионный способ.

К сожалению, рекомендации ВИАМ до сих пор не реализованы, также как новая конструкция панелей ученых ПНИПУ вместе с их более современной аддитивной технологией. Поэтому у производителя продолжаются незапланированные остановки оборудования из-за частой поломки инструмента.

Складывается впечатление, что заводу-изготовителю вообще не нужны никакие новые технологии. Собственные робкие попытки с приглашением ученых ПНИПУ сократить технологические затраты за счет регулирования скорости вращения сверла и исключения его поломки только усугубляют давно существующее техническое противоречие. Такое рацпредложение, возможно, и сокращает уровень затрат, но сохраняет источник опасности — низкую прочность панели, так как очередной дефект в ее структуре получается при любой скорости сверла. Тем более что прочность панелей после установки тензодатчика для контроля осевых усилий сверла никто еще не оценивал, да и стоимость их осталась на прежнем уровне. Кто конкретно на заводе будет подписывать извещение об изменении техдокументации, не совсем нам понятно, так как между экономией и надежностью приоритет всегда отдается надежности.

Получается, что разработкой материалов для звукозащитных панелей занимается одна организация, конструкцию панелей формирует другая, изготавливает их третья, а испытывает четвертая. И все заняты. Но во всей этой коммуникации нет ПРОЕКТАНТА, лично ответственного за надежность, прочность, безотходность, технологичность изготовления и низкую стоимость готового продукта.

Эксперты портала «Техносфера, подъем!» предлагают всем заинтересованным в надежности наших уникальных двигателей собраться вместе, пока не поздно, и определиться с конструкцией, материалами и технологией изготовления звукопоглощающих покрытий.

Как говорится, «вместе вы — сила».

➡️  Подписаться на канал

⚡️Вчера студенты и преподаватели РХТУ имени Д. И. Менделеева встретились с нашим экспертом, доктором технических наук Александром Куликовым. Это первая встреча из цикла «Методология проектирования производственных систем 21-го века».

Интерес вызвали как исторические сведения об авторах русской методологии проектирования промышленных технологий, так и современные взгляды на производственные системы 21-го века — безопасные, компактные и функционально устойчивые.

Методология проектирования таких систем действительно является наукой — это творческий процесс, который требует от исследователя не только информирования общества о своей уникальной научной идее, но доведения ее до работающего прототипа и промышленного освоения. В России так было всегда. Значит, чтобы идея не оставалась в статусе статьи, диссертации или патента, необходима проектная команда с междисциплинарным научным подходом и мировоззрением русского хозяйственника. Для участия в проектном сообществе студентам и аспирантам предложены конкретные практические задачи.

Тема для всех оказалась новой, интересной, и поэтому взаимодействие будет продолжено. Тем более обнаружен огромный пласт не раскрытых еще знаний, в том числе, например, о методологии проектирования объектов с новыми свойствами и функциями, о порядке формирования технического задания. Всем бы хотелось понять разницу между понятиями «опасность» и безопасность» и научиться выявлять в технологических процессах источники затрат, издержек и опасностей.

Ждем новых встреч.

➡️  Подписаться на канал

⚡️Плазменные технологии переработки отходов – на каждый промышленный объект

Для реализации научных идей в области низкотемпературной плазмы ученые Института электрофизики и электроэнергетики РАН заключили союз с промышленным партнером — компанией «EFIR», о работах которой мы уже сообщали.

Соглашение о сотрудничестве ученых РАН и проектных менеджеров «EFIR» предусматривает работы, обеспечивающие непрерывное функционирование установок, использующих плотную низкотемпературную плазму. Мы считаем, что такие установки пора строить в каждом городе и на каждом промышленном объекте. Всем очевидно, что это не только чистота, но огромная экономия ресурсов.

В их основе — генератор плазмы, который способен переработать неопасные отходы и уничтожить опасные и токсичные. На входе такого мини-завода — энергия окружающего пространства и любые типы городских и производственных отходов, а на выходе — тепло и электричество. Кроме того, есть возможность использования технологий «EFIR» для плазменного риформинга метана и одностадийного получения из природного газа достаточно востребованных жидких моторных топлив, спиртов и эфиров. А это уже синергический эффект: минимальные затраты и максимальная эффективность.

Эксперты телеграм-канала «Техносфера, подъем!» обращают особое внимание читателей на методологически верные процедуры решения проблемы: от научной идеи через модель и работающий прототип до промышленных установок.

Указанная технология является инновацией мирового уровня. Ее грамотное использование позволяет рационально решать глобальные критические проблемы техносферы.

Это один из примеров отечественной методологии проектирования производственных систем 21-го века, который демонстрирует всем, как проектная команда во главе с академиком Филиппом Григорьевичем Рутбергом реализует свою научную идею в промышленную технологию мирового уровня. Гордимся и желаем удачи!

➡️  Подписаться на канал

⚡️О науке и мусорно-генерирующей индустрии

В информационной сводке новостей место «британских ученых» заняли сведения об успехах «сингапурских коллег». Успехом в данном случае называют случайное обнаружение очередной бактерии, червя или личинки насекомого, способных перерабатывать отходы на основе полимерных материалов для получения энергии. По аналогичному шаблону действуют и ученые России. Неприязнь к таким исследованиям обусловлена тем, что даже при отсутствии каких-то единых стандартизированных протоколов исследований все ученые просто копируют подходы друг у друга.

Если механизм изготовления пластика более или менее всем понятен, то механизм его разложения не известен никому. Пока только выявлено три закономерности:
- для каждого типа полимера существует свой индивидуальный микроорганизм, который им питается. Для полиэтилена это один вид, для полистирола — другой, для разложения полипропилена — третий;
- на процесс разложения пластика влияют параметры природно-климатического ландшафта местности (давление, температура, а может быть, и солнечная радиация);
- скорость разложения полимеров микробиотой на уровне миллиграмма в сутки.

Значит, при ежегодном приросте объемов производства пластика на 8,3 млн тонн любые предлагаемые методы биологической переработки отходов будут выглядеть абсурдными. Практического результата от таких научных поисков ожидать не стоит.

Для всех очевидно только то, что при таких огромных объемах производства пластика природные микробные сообщества не могут справиться с агрессивным наступлением техносферы, несмотря на свой огромный естественный потенциал.

Наиболее рациональный вариант из всех возможных эксперты видят в регламентации индустриального процесса производства пластика. От ученых требуется научно обоснованный расчет для установления баланса между темпами производства необходимых объемов пластика и скоростью его разложения микробиотой.

Это также означает, что решение мусорной проблемы пластика ученые не должны искать в отрыве от не доделанных еще в начале 20-го века технологий его изготовления. Начинать надо именно с технологического процесса изготовления пластика, регулируя его свойства долговечности еще на стадии смешения исходных компонентов.

От ученых сегодня ждут именно такого концептуального подхода. Пора объединять усилия технологов, биологов, химиков с представителями этой «мусорно-генерирующей индустрии» пластика в стране.

➡️  Подписаться на канал

⚡️Генераторы ТОТЭ

Эксперты портала «Техносфера, подъем!» провели анализ результатов исследований в области технологий изготовления преобразователей химической энергии в электрическую. В научной литературе такие генераторы называют ТОТЭ — твердооксидные топливные элементы. Для их автономной работы требуется любой вид топлива: водород, газообразные углеводороды, аммиак, биогаз и другие.

В доступности оказалась информация от исследователей из Вятского госуниверситета, УрФУ, СПбГУ, а также ученых ИВТЭ РАН, ИММ имени А. А. Байкова РАН, ИХС РАН и множества других институтов страны.

По сути, индивидуальному потребителю ученые (пока на словах) предлагают «коробочку» с геометрией 15х15х10 см, способной обеспечить 2,0 кВт в течение, например, 5,0 тысяч часов. Что делать с такой «коробочкой» через полгода работы, исследователи не сообщают. Кроме электроэнергии доступно также и тепло химических реакций (600–1 000°С). При этом защиту от высоких температур и последствий разгерметизации источника тока никто не гарантирует.

Пока вся научная суета связана с поисками материалов, способных не изменять свою структуру и свойства при огромных температурных нагрузках. Но ведь это невозможно, так как любой материал при подобных нагрузках, пусть с разной скоростью, но будет деградировать. Так как всем процессом поиска новых материалов на основе стекла руководит член-корреспондент РАН А. П. Немудрый, мы надеемся, что возглавляемый коллектив, может быть, что-нибудь когда-нибудь и получит.

Кто конкретно является Проектантом таких уникальных источников энергии, нам не известно. Концепция практического применения ТОТЭ, как и нормы, правила и ограничения при их эксплуатации, научно не обоснованы. Поэтому научное сообщество по заказам Российского научного фонда работает «вслепую», повторяя то, что уже сделано коллегами по цеху. Но ведь всем хорошо известно, что «самое глупое — продолжать делать всё то же самое и надеяться на другой результат».

Эксперты портала «Техносфера, подъем!» считают, что с точки зрения рационального хозяйствования прежде, чем браться за исследования структуры и свойств материалов, надо бы определиться с тактикой и стратегией осваивания окружающего пространства с помощью химических источников энергии. Ведь кому-то они нужны уже сегодня.

➡️  Подписаться на канал

⚡️О долговечности технических устройств и не только

Методику расчета долговечности звукозащитных панелей двигателя самолетов разработали специалисты МГУ. Подобная информация настораживает. Есть же отраслевые научные организации, которые ответственны за эффективность и достоверность методик и программ. Может быть, методика МГУ позволяет определять долговечность звукозащитных панелей на этапе их проектирования без проведения дополнительных испытаний? Это было бы здорово. Но в данном случае ничего не сообщается о критерии разрушения панелей. Нет и необходимой для расчета долговечности исходной информации о свойствах материала панели и нагрузках при ее изготовлении и эксплуатации.

Ранее мы уже рассказывали, что прочность таких панелей (а значит, и долговечность) зависят от технологии их изготовления. В этом случае при разработке подобных методик коэффициенты концентрации напряжений в панелях и кривые усталости для всех критических зон должны определяться не по справочным данным, а на промышленных образцах и экспериментальным путем. Так как специалисты МГУ об этом не сообщают, то эксперты портала «Техносфера, подъем!» сомневаются в успешности программной реализации разработанной методики.

В этой связи ставится под сомнение целесообразность разработки таких методик и программ в университетах без соответствующих технических заданий со стороны отраслевой науки и промышленных партнеров.

В этом еще раз можно убедиться, читая информацию о разработке учеными МАИ «программы виртуального прототипирования механизмов» для быстрого проектирования самолетов и автомобилей. Нам непонятно, кто требует от отечественного конструктора проектировать новые технические устройства для космонавтики и авиации в четыре раза быстрее зарубежных конструкторов? А ведь такая скорость прототипирования преподносится авторами программы как «успех» ученых.

Очевидно, что подобные программы превращают проектное творчество в обычное «соединение-разъединение» деталей, размеры которых описаны в библиотеке. В этом случае ничего нового у нас никогда не получится.

Эксперты портала «Техносфера, подъем!»  уверены, что разработка методик оценки и программ обеспечения надежности технических устройств должна осуществляться только по техническому заданию их Проектанта, выполняющего государственный заказ. Любые самостоятельные разработки ученых выглядят смешно и не могут привести к каким-либо научным прорывам.

➡️  Подписаться на канал