Переосмысливая производство

27 мая прошел круглый стол «Новая мировая экологическая повестка» в рамках финансово-экономического форума БРИКС. На мероприятии эксперты обсудили актуальные климатические проблемы и предложили новые подходы к проектированию производственных систем, направленные на минимизацию экологического следа.

В центре доклада эксперта канала «Техносфера, подъем!» Александра Куликова была идея создания новой науки — проектологии. Эта дисциплина впитывает в себя более 120 наук. В ее основе русская методология проектирования производственных систем 21 века. Сегодня это не просто «завод», а технический комплекс, гармонично вписываемый в различные области окружающего нас пространства. От ученых требуются научно обоснованные концепции освоения космического, атмосферного, земного, водного и подводного пространств, а не просто «климатические прогнозы». Именно такие концепции позволяют сформировать нормы, критерии и ограничения для Проектанта новых производственных систем.

Александр Куликов подчеркнул необходимость создания новых концепций и формирования чётких норм, критериев и принципов для проектирования. Академия наук должна активно участвовать в этом процессе, чтобы освоить и внедрить передовые технологии.

Два главных принципа проектологии:

💚Полезность продукта: продукция должна приносить реальную пользу обществу.
💚Рациональность технологии: технологии производства должны быть эффективными и не генерировать негативных последствий для будущих поколений.

Таким образом, новый подход к проектированию производственных систем должен учитывать современные экологические требования и стремиться к созданию устойчивых и эффективных технологий. Эти технологии должны удовлетворять текущие потребности, заботясь о будущем нашей планеты. Переосмысление производственных систем через призму проектологии — это шаг к гармоничному развитию, где экономика, наука и рациональные технологии идут рука об руку.

➡️ Подписаться на канал

#КонцепцииПС21век

❓Что для нас означает «окружающее пространство»?

Любой проектируемый инженером технический комплекс должен гармонично встраиваться в заданную область окружающего пространства: самолет — в атмосферу, спутник — в космос, подводная лодка — под воду и т.д. Однако вместо того, чтобы разместить завод у источника сырья и энергии, мы почему-то строим его на берегу реки. Видимо, только для того, чтобы легче было освободиться от отходов производства. Глупо, нерационально, но экономично и быстро. Более того, это не только не по-хозяйски, но и еще и неустойчиво, т. е. имеет свойство неожиданно ломаться, взрываться и падать, а после того, как становится никому не нужным, превращается в «космический мусор», «металлолом» или просто в «опасный объект».

Финансовая система очень хорошо научилась пользоваться такой бестолковостью инженера, паразитируя на созданных по модели «черного ящика» производственных системах. Получается быстрая прибыль для себя любимого сегодня и длинный негатив для будущих поколений. История фабрично-заводского строительства 19-20-х веков подтверждает наш прежний тезис о том, что всё у нас «не доделано» и «не додумано», не гармонично.

Это результат навязанного религиозного учения о том, что «чем больше у тебя денег сегодня, тем ты ближе к Богу». Христианское же понимание гармонии продиктовано не только задачей получения удовольствия и прибыли сегодня для себя, но и желанием сохранить все энергетические, материальные и информационные потоки для будущих поколений. Оказывается, этому не учат в школах и университетах. Науки о системах управления (кибернетика), о материалах (материаловедение) и о энергии (физика с химией) разделены на сотни формул и теорий, что не формирует у школьника и студента образа безопасной для пространства технической системы.

Почитайте англосаксов. Даже они начинают понимать, что дарвиновский принцип «борьбы видов» ведет в тупик, а не к эволюции. Вся сотканная на «бабочках» эволюционная теория служила только лишь научным обоснованием для жесткого захвата пространства, а не его умного освоения.

В России со времен ботаника М. А. Максимовича движущей силой эволюции считалась не межвидовая борьба, а условия и параметры окружающего пространства. Реальная причина изменений и в природе, и в человеке, и в животных организмах была связана с изменением параметров окружающей среды. Это доказали Николай Северцов и Андрей Бекетов еще в 19-м веке. Именно наша, русская наука обосновывает не «революционные наскоки», а «технологические прорывы». Это надо знать и осознать, чтобы использовать во благо всех. А студентов до сих пор не учат даже истории русской науки, и инженеры продолжают проектировать «хозспособом», опираясь на опыт предыдущих поколений. Об этом наглядно говорится на портале Чадаева. Действительно, если ты «создал» беспилотник, будь добр, додумай все до конца и создай свою собственную технологию изготовления всех его элементов. Пока же мы умеем только копировать и покупать, не создавая новое.

Для творческого процесса инженера нам нужны еще и те ученые, которые не только ставят под сомнение набор принципов и постулатов «квантовой механики», модель которой нам настойчиво навязывают уже более ста лет, но и предлагают новую модель Природы, более понятную, более убедительную и более достоверную. И хочется надеяться, что нашим ученым наконец-то удалось обосновать и экспериментально объяснить физические процессы в окружающей среде и даже выявить ее количественные закономерности и параметры. Все это стоит прочесть и осознать. После этого можно обсуждать конкретные проектные задачи и учиться правильно проектировать технические объекты и грамотно их размещать во всех областях окружающего нас пространства.

➡️ Подписаться на канал

⚡️О чистой физике вместо грязной химии

Информацию о том, что в Санкт-Петербурге разработали «метод получения экологичного топлива из природного газа» с помощью лазера, повторяют ежегодно. Конечно же, заманчиво, перекачивая по трубам метан, на выходе в газовой горелке сжигать чистый водород. Но, видимо, идея так и останется в статусе пионерского «стартапа» и лабораторной методики.

Дело в том, что, даже несмотря на наличие в стране концепции развития водородной энергетики и первые стандарты по нормам безопасной эксплуатации энергоустановок, водородная энергетика останется рекламной картинкой до тех пор, пока не будут разработаны технические решения для получения дешевого водорода. В Природе такое решение нашли термиты, перерабатывая нашу макулатуру. Человек сделал первый шаг к дешевому водороду, включив легкий газ в общероссийский классификатор полезных ископаемых. Таким образом, водород становится не вторичным энергоресурсом, а добываемым. Значит, от ученых сегодня требуются доступные методы улавливания водорода в атмосфере, под водой, под землей и в космосе, а также надежные способы его очистки.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», в разработке студентов и аспирантов передовой инженерной школы Санкт-Петербургского государственного университета есть еще одна важная особенность: электромагнитное воздействие на химическое соединение. Именно по этой причине эксперименты с лазером требуется продолжать.

Главной задачей ученых (вместо умирающей гипотезы «углеродного следа») должно стать грамотное формирование требований технических заданий на разработку безопасных, безотходных и одностадийных технологий переработки сырья за счет электромагнитного излучения различных диапазонов. Уже подтверждено, что за счет целенаправленного электромагнитного воздействия терагерцовой частоты на химические соединения связи между элементами не разрываются, а удлиняются или укорачиваются, что придает веществам совсем иные свойства. Таким образом, вместо хорошо освоенной «химии» получения водородсодержащих компонентов, мы можем использовать совершенно чистые физические методы преобразования одного вещества в другое.

Это огромное поле для исследований, и оно еще никем не занято. Такие работы со времен И.В. Курчатова относятся к исследованиям очень высокого уровня. Чтобы подобрать нужную частоту воздействия на химические связи, требуются методики, модели, способы анализа и измерительные приборы. В новых, еще до конца не понятых процессах, важнейшее значение имеет не абсолютная величина энергии, а способ передачи энергии реагирующей системе. В принципе, в результате действия электромагнитного излучения различных диапазонов может оказаться так, что для придания метану свойств водорода вообще не потребуется процесс пиролиза.

А это как раз то, что нужно для реанимации стратегических водородных проектов, которые остаются законсервированными из-за слишком высокой цены водорода, получаемого методами пиролиза или электролиза.

Желаем успехов.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

❓Как инженеры решили утилизировать китайские аккумуляторы

У нас есть информация, что ученые АО «Гиредмет имени Н. П. Сажина» и АО «ВНИИХТ имени Б. Н. Ласкорина» разработали технологию по извлечению карбоната лития, сульфата кобальта и никеля из отработанных литий-ионных аккумуляторов. Сообщается, что технологические решения готовы к внедрению в промышленном масштабе «на заказ сторонних клиентов».

Таким образом, вместо полноценной технологии утилизации китайских литиевых аккумуляторов инженеры-химики создали методику извлечения ценных металлов из катодных и анодных материалов, доля которых в массе аккумулятора не превышает 20%. Получается, что остальные элементы аккумуляторов (а их более десятка) массой более 150 кг остаются у «стороннего клиента» невостребованными.

Очевидно, что отправлять на свалку более 50 кг стали, алюминия, меди и графита невыгодно, и каким-то образом эти материалы могут и должны быть использованы еще не раз. Непонятно, что делать с электролитом (этил, фосфор, фтор), полиэтиленом, полипропиленом, тетрафталатом и гликолем. Можно ли повторно использовать электронные компоненты (а это более одного килограмма микросхем), также не сообщается. В предложенной технологии отсутствуют операции разборки батарей до уровня модулей, дробления, измельчения, химической переработки и повторной сборки. Еще стоит учесть, что кроме литий-ионных батарей мы приобретаем и натрий-ионные аккумуляторы, а там совершенно иная рецептура катодного материала.

Будем считать, что это первый и явно не рациональный технологический процесс химиков «Росатома», так как при его эксплуатации ожидается множество негативных последствий.

Теперь об экономической пользе. Разработанный процесс извлечения лития, кобальта и никеля включает в себя 88 стадий очистки. Сколько этот процесс длится по времени, авторы не сообщают. Если часа три, то получается, что технология не нова и копирует используемую американской компанией ABTC. Кроме того, она требует какого-то «специального экстракционного оборудования». Поэтому в совокупности говорить о снижении себестоимости получения редких металлов по такой технологии или о меньшей цене аккумулятора на их основе явно не приходится. Значит, вместо экономики замкнутого цикла у нас опять получается линейная, когда легче бросить всю батарею в печь и купить новую у китайцев.

⚡️ По мнению экспертов нашего портала «Техносфера, подъем!», прежде, чем что-то разрабатывать, требуется освоить методологию проектирования русских ученых. В нашем случае при разработке методов рециклинга материалов литиевой батареи изобретатели, во-первых, не установили прямую связь с технологиями изготовления каждого ее составного элемента, а во-вторых, не соблюли принцип баланса, когда производительность технологии переработки батарей должна соответствовать производительности технологии их изготовления. Только такое взаимодействие позволяет получать бесконечную прибыль, не тратя впустую ресурсы.

Желаем ученым и технологам новых успехов в их совместной работе при решении этих сложнейших производственных вопросов.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

📚 Телеграмм-канал «Техносфера, подъем!» открывает двери в новые порталы о науке и технологиях для всех любопытных и любознательных исследователей. В комплексе получается достаточно обширная информация о новом, еще неизведанном, полезном и рациональном. Очень удобно, все в одной папке.

Переходите по ссылке и читайте все то, чего еще нет в учебниках.

➡️ Подписаться на канал

#КонцепцииПС21век

⚡️О «беспризорных» производственных системах

В нашей рубрике «Производственные системы 21-го века» представлен для обсуждения свежий материал доктора технических наук Александра Куликова о сформированных еще в 20-м веке схемах управления производственными системами. Возможно, что такой взгляд еще раз подтверждает выводы ученого Дмитрия Каталевского о причинах появления в современном экономическом бизнес-пространстве «беспризорных» производственных систем. Зная эти причины, можно вовремя очнуться и не допустить бесхозности в своем хозяйстве.

➡️ Подписаться на канал

⚡️ В Перми нет «заборов» между наукой, промышленностью и образованием

Ученые Перми активно взялись за улучшение старых технологий в отрасли двигателестроения. Только за прошедший месяц они сообщили о шести новациях в методах пайки металлов, наплавки деталей, литья заготовок для силовых установок и даже предложили состав для безотходной мойки оборудования. В основе многих разработок — четкие математические расчеты и моделирование процессов, что позволяет сначала выявить истинные причины брака, высоких затрат, издержек и опасностей, а уже после этого находить рациональные технические решения. Это уже методология, и она правильная.

💙Например, если раньше материаловеды считали тугоплавкие карбонитриды в жаропрочных сплавах вредными, то сегодня ученые утверждают, что добавка такого модификатора стабилизирует механические свойства деталей и повышает показатели их прочности на 10%, а ударную вязкость — аж на 30%. Главное, что на основе модели создан выверенный до секунд алгоритм перемешивания компонентов, их прессования и плавления при разных температурах.

💙Заслугой пермских ученых является и расчетная модель изготовления лопаток газотурбинных двигателей. Она дает возможность вообще исключить затратные ручные трудоемкие операции механической обработки каждой лопатки за счет регулирования только толщины штампа.

💙Уникальной получилась и динамическая модель процесса плазменной наплавки с использованием подогреваемой проволоки. Оказалось, зная теплофизические характеристики каждого слоя металлической композиции, можно заранее оценивать геометрию шва, термические циклы наплавки и регулировать технологические режимы. Универсальность результатов моделирования дает возможность разобраться с конструкцией самого плазмотрона для увеличения КПД технологического процесса.

💙Несомненно, полезными и рациональными являются также и разработанные пермскими студентами специальные моющие средства, которые позволяют полностью заменить покупаемые за рубежом легковоспламеняющиеся жидкости. Это единственный продукт, при разработке которого не использовались методы математического моделирования. Но самое интересное, что исходным сырьем для получения нового сорбента могут быть техническая вода предприятий, отработанное растительное масло и животные жиры, а области его применения распространяются не только на металлообработку, но на пожаротушение и сбор разливов нефтепродуктов. Это, конечно же, шедевр научной мысли. Вопрос состоит в том, чтобы пермские ученые не жадничали и сделали технологию этого уникального продукта доступной для всех.

Получается, исследователи из Перми ратуют не просто за «высокотехнологичное производство», а формируют его новую технологическую культуру.

Огромное вам спасибо.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

Уважаемые друзья, дорогие наши читатели!

Поздравляем всех с Днем России. Этот праздник создан для того, чтобы еще раз сказать о нашей великой стране, ее мощи, доброте и величии ее целей. Их всего у нас три: вырастить, облагородить и защитить.

Иные нам предлагают заменить эти благородные цели на более легкие: срубить, изуродовать и сделать нас равнодушными друг к другу.

Сегодня именно на этом поле целей жизни идет борьба. Главное в этой борьбе не поддаваться лукавому, не повернуть назад, не отступить.

В России нам простят все, кроме нашей слабости. Таково правило жизни в этом огромном жизненном пространстве, с юга ограниченным «осью Воейкова», с запада - «нулевой изотермой января», а с севера и востока – водными потоками.

Поэтому мы никогда не отступаем и не поворачиваем обратно, не дойдя до цели. Нам здесь жить, трудиться, радоваться и восхищаться.

➡️ Подписаться на канал

⚡️ Общепризнано, что в последней трети XX века промышленность СССР значительно уступала странам Запада (и прежде всего США) в разработке вычислительной техники. Это стало решающим фактором в общем отставании Советского Союза и социалистического лагеря в технологических инновациях и в конечном усилении неэффективности социалистической экономики.

Важным решением, по сути, заложившим такое отставание, стал принципиальный выбор в пользу копирования технологических решений концерна IBM при производстве отечественных вычислительных машин, сделанный на рубеже 1960-х и 70-х гг. Хотя решение воспроизводить серийные образцы зарубежных технологий кажется заведомо ошибочным (особенно с учетом, что в СССР имелись разнообразные оригинальные разработки вычислительной техники), следует понимать, что сделано оно было не произвольно. Сделавшие такой выбор руководствовались определенным расчетом и имели доводы в пользу перехода от собственных разработок к технологическим заимствованиям.

Более предметно увидеть, как советские управленцы приходили к подобному решению, можно, в частности, по хранящимся в Государственном архиве Российской Федерации материалам проверки выполнения постановлений правительства и ЦК КПСС о разработке и внедрении в производство полупроводниковых ЭВМ, начатой в 1965 г. Комитетом партийно-государственного контроля.

Подробнее читайте в журнале "Стимул"

➡️ Подписаться на канал

❓Смогут ли родококки очистить озеро Имандра?

Так как механические, физические и химические методы очистки технических вод от тяжелых металлов технологически сложны и финансово затратны, то ученые начинают предлагать биологические. Таких методов уже более десятка, но и там оказывается море проблем. Например, если использование растений, водорослей и грибов требует их последующей утилизации и изоляции от пищевой цепочки, то бактерии — очень избирательные, неустойчивые и могут быть патогенными для живых систем.

В этом году пермские биологи показали, что есть еще совершенно новый вариант очистки на основе комбинации микробов и древесных отходов. Оказывается, «смесь» доступных древесных опилок с микроорганизмами способна выделить из сточных вод промышленных объектов почти 100% кадмия, кобальта, меди, никеля, свинца и цинка. Но пока результаты очистки модельных составов сточных вод с промышленных предприятий Мурманска, Перми и Уфы носят лишь научный характер, а практических вариантов применения этой комбинации никто не предлагает.

Вызывает настороженность использование для «очистных работ» до конца не исследованного микроорганизма из семейства родококков, который может быть не только «бактериальным фильтром» нефтегазоносных районов, но и возбудителем инфекционных заболеваний. Риск интродукции такой бактерии из природной среды в техногенную до сих пор не определен.

Ученые-биологи подсчитали, что для выделения тяжелых металлов из 1,0 м3 сточной воды необходимо 14 суток и 50 г носителя этого микроба. Получается, что для очистки, например, сотни тысяч кубометров сточных вод, ежегодно на протяжении 50 лет поступающих с трех предприятий горно-металлургического комплекса в озеро Имандра на Кольском полуострове, потребуется строить еще одно для массового производства «иммобилизованных биокатализаторов» на основе древесных опилок. Неужели подобные «бактериально-опилочные» заводы придется возводить при каждом горно-обогатительном комбинате? Так не пойдет. Это не по-хозяйски.

В этой связи возникает вопрос к биологам: кто им ставит такие исследовательские задачи? Должен же быть ответственный заказчик этих работ, который формирует техническое задание, требования к технологическому процессу и т.д. В основе любого технического задания должны быть два условия: полезность продукта и рациональность технологии. Если ученые создали метод, не оказывающий негативных последствий на будущее поколение, то заказчик просто обязан привлечь инвестора для его реализации.

⚡️ По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», важнейшую задачу превращения производственных отходов старых промышленных объектов в ресурс их развития ученые должны решать не в одиночку и не за разовые «гранты», а в составе проектного технологического сообщества и в рамках долгосрочных инвестиционных программ развития.

Желаем удачи.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️О проекте «Прорыв» должны знать все

Практика показывает, что сколько бы мы ни тратили ресурсов на процесс «обеспечения промышленной безопасности» объекта, в его структуре все равно остаются проектные источники опасности, которые генерируют еще большие затраты. Так не по-хозяйски и бестолково в России до сих пор «работает» концепция «приемлемого риска», основанная на теореме монаха Байеса, на догадках и предположениях, ограничивая нас вероятностными (а не количественными) методами анализа.

В 2015 году российские ученые теоретически обосновали совершенно иную концепцию обеспечения безопасности, которая практически дает возможность проектировать безопасные технические комплексы и не обрекать на страдания одно поколение во имя других. Принципиальный акцент на технические средства избежания опасности (а не ее сохранение органами надзора) дает основание рассматривать теорию опасных систем В. И. Рачкова как фундамент современных концепций безопасности.

Сегодня эта рациональная теория безопасности является реальной движущей силой технологической платформы «Прорыв», где создается безопасная и безотходная энергосистема, обладающая к тому же свойствами компактности и мобильности.

Аналогов проекту «Прорыв» в мире нет. Как говорится, обогнали всех, никого не догоняя. Важно, что проект формирует иную культуру проектирования технологий, которая нацеливает инженера на исключение конкретных источников опасности в системе, а не на достижение некой ее идеальной безопасности. Например, в этом году инженеры, вместо многоступенчатого метода «жидкостной экстракции» внедрили установку одностадийной очистки отработанного топлива для его повторного использования.

Получается, проектируемые в рамках «Прорыва» производственные системы и энергетические машины не создают негативных последствий для будущих поколений, но повышают ответственность ученых и инженеров нашего времени. Именно такие рациональные производственные системы нам и нужны сегодня. Во-первых, используя природные принципы рециклинга, они в принципе не могут изменять естественный баланс природно-климатического ландшафта, а во-вторых, сокращают до минимума производственные затраты.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», отраслевой проект «Прорыв» имеет все основания приобрести статус межотраслевого, так как потребность в функциональной устойчивости, безопасности, автономности и ресурсной независимости существует не только в атомной энергетике, но и в металлургии, химии, электротехнике, приборостроении и даже в новых технологиях машиностроения.

Мы уверены, что так и будет.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

❓ Зачем нам литий, если есть натрий?

Информация о том, что студенты многих вузов страны активно участвуют в разработке конструкций аккумуляторных батарей, всегда радует. Ведь тем самым, по логике, студент учится творить новое, полезное и рациональное. Однако, вникая в содержание исследований, убеждаешься, что это не так. Оказывается, их тематика ограничивается только методологией копирования чьих-то идей и технических решений.

Например, если китайские ученые, создав литиевую ячейку с рекордной удельной емкостью в 711,3 ватт-часа на килограмм, понимают, что одного этого параметра недостаточно для производства, то студенты МЭИ, копируя ту же структуру ячейки и получив в два раза меньшее значение этого параметра, несут свой недоделанный продукт сразу на выставку вертолетов. Спрашивается, это кому-то нужно? Мы весь 20-й век также все что-то копировали и масштабировали. Может, пора учить студентов творить и созидать по своей, русской методологии проектирования продуктов с новыми свойствами и технологиями мирового уровня?

Почему-то при многомиллионной номенклатуре исходных материалов нам необходимо зацикливаться только на литий-ионных аккумуляторах, которые эксплуатируются с 90-х годов прошлого века, и создали их не мы и не наши студенты. Очевидно, что если в стране нет месторождений лития, то мы изначально ставим себя в сырьевую зависимость от других, не понимая сложности и динамику спекулятивного рынка «батарейных» металлов. Тем более инвесторы и геологи прогнозируют, что при сохранении темпа производства электрических и гибридных транспортных средств с использованием технологии литиевых батарей известные в настоящее время запасы лития в 12 странах будут исчерпаны всего за несколько лет. При этом не все эти запасы пригодны для производства аккумуляторов из-за примесей.

В альтернативу литию уже создано огромное количество инновационных разновидностей структур аккумуляторных ячеек, анодных и катодных материалов. Есть даже батареи на основе алюминия и тонких слоев графена. Огромная перспектива и у дешевых катодов на основе органических молекул. Студентам никто не мешает сосредоточиться в своих исследованиях и на натриевых электролитах: доступно, дешево и рационально. Тем более что в России металлический натрий в Саратове начинают производить в промышленных масштабах. Как ни странно, но система искусственного интеллекта выбрала именно этот элемент взамен литиевого из более 20,0 млн соединений — производных традиционных электролитов.

⚡️ Понятно, что разрабатывать и проектировать продукты и технологии под копирку является делом более легким, но, как показывает практика, неблагодарным и вредным. Сегодня нам нужна не серия бесполезных исследований для постепенных улучшений чужих стареющих конструкций, а собственные новаторские решения, которыми будут гордиться наши следующие поколения.

И у нас получится это сделать.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️ Бесполезные дроны пермских студентов

Сегодня из всего множества интересных задач тема дронов увлекает нас больше всего. Простота и доступность такого технического комплекса для выполнения задач «раба», «воина» или «друга» в том, что в нем всего три базовых элемента: материалы, двигатели и алгоритм управления функциями. Последний остается наиболее слабым звеном — он целиком подчинен человеку с его непредсказуемым поведением.

Если по материалам и движителям вопросов у проектанта пока нет, то решение проблемы управления по принципу «взлетел и все сделал сам» практически не спонсируется. В основном все уповают на обучение, опыт, чутье и удачу оператора, который должен вовремя включить или выключить ту или иную функцию. Но из-за удаленности машины от человека его мозг лишается огромного блока сенсорной информации. Он не слышит звук двигателя, не чувствует его вибрации, турбулентности встречного потока воды или воздуха, поэтому все информационные сигналы идут с задержкой по времени. Принимаемые человеком в таких условиях решения всегда будут казаться ему единственно верными, но в действительности будут неточными, а иногда даже бесполезными.

Это говорит о том, что в системе «дрон-оператор» есть постоянный источник затрат и опасностей, который требуется нейтрализовать. Никто, кроме психологов, этой проблемой толком не занимается, да и методологии ее решения до сих пор нет. Оператор в этой схеме управления не является ни «пилотом», ни «геймером», а помехой, так как непростое для него решение о включении или выключении реле на «сброс», «полив», «съемку» или другие функции дрона решается программированием алгоритма. Это дешевле, проще и надежнее.

Пермские студенты эту проблему, видимо, тоже понимают, но откладывают ее решение на потом, вкладывая свои усилия в «точечное земледелие». Там ошибки оператора не так страшны, как на поле боя, автомобильной трассе или в горящем лесу, где новые решения в области устойчивого адаптивного управления функциями беспилотной машины нужны в первую очередь. По своей сути, то, что студенты предложили повысить на «20% урожайность посевов» с помощью дрона, который летает на высоте шесть тысяч метров — это не новация, а простое баловство. Ведь в агросекторе уже года три успешно эксплуатируются несколько сотен дронов, опыт которых надо использовать не для копирования, а для постановки новых задач и разработки новых решений. Тем более что другая группа пермских студентов уже разработала способ повышения урожайности редиса и шпината без использования дронов, на основе оптолептических данных.

⚡️ Эксперты портала «Техносфера, подъем!» делают вывод, что в наших университетах до сих пор нет постоянно обновляемой библиотеки задач, которые должны решать студенты за период своего обучения. Именно отсутствие информации о том, что уже сделано в мире и что надо сделать конкретно для страны, является одной из причин разрыва связи науки, образования и производства.

Желаем студентам научиться правильно хозяйствовать в своей стране.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

❓ Чья вода чище?

Ученые Института химии растворов РАН сформировали образцы мембран из полипропилена для фильтрации воды и газов. Здесь ничего нового — это обычные фазоинверсионные методы, освоенные за рубежом в 80-х годах прошлого века.

Экспертов удивляет непонятное упорство отдельных ученых информировать о своих результатах не проектные российские сообщества, а европейских специалистов. Но если, например, китайские ученые в своих публикациях демонстрируют конкретные параметры мембран, то результаты «работы» ученых ИХР РАН в голландском журнале «Journal of Membrane Science» вообще невозможно найти. Нам даже не сообщают стандартные характеристики полученных пленок: тонкость фильтрования, т.е. минимальный размер частиц, полностью задерживаемых фильтром, и значения «коэффициента отсева» для газов и жидкостей.

Непонятно, как изготавливать такие мембраны, по какой технологии и кто у нас в стране будет их потребителем. Эксперты портала «Техносфера, подъем!» считают работу бесполезной, а технологию — нерациональной из-за ее отсутствия.

Прямая противоположность — результаты работы других групп ученых, которые полностью отвечают требованиям проектного технологического сообщества: продукт получается полезным, а технология его изготовления не генерирует негативных последствий для будущих поколений. Отметим работу двух таких групп.

💙В Сибирском университете для очистки сточных вод промышленных предприятий от нефтепродуктов и тяжелых металлов создана простая по конструкции, дешевая и эффективная сорбционно-фильтровальная установка. В основе ее работы — уникальный сорбент, получаемый из производственных отходов, поверхность которых после гидро- и термодинамических воздействий еще и активируется кавитацией. Это и есть новация: механика без химии. У получаемого продукта очень широкий спектр применения. Пока ученые смогли использовать свою научную идею для модернизации устаревшей по всем параметрам технологии очистки технических вод. Есть предположение, что такой сорбент будет активно «работать» и в производственном цикле флотации медно-никелевых руд.

По мнению экспертов, сорбент получается полезным и с регулируемыми свойствами, а его технология — чистой и безотходной.

💙В Институте физики им. Л.В. Киренского для поглощения из воды органических красителей предложили использовать не растворители, а магнитное поле и частицы дешевого и нетоксичного магнетита с пористой поверхностью, модифицированного серебром. Это тоже новация. Цикл «поглощение–очистка» получается замкнутым и непрерывным за счет возможности регенерации адсорбента и его повторного использования. В итоге мы имеем пригодную для любого промышленного объекта систему очистки воды магнитным полем. Это технология мирового уровня. И такой пока нет ни у кого.

Мы радуемся успехам ученых, которые умеют доводить свои идеи до промышленных технологий мирового уровня.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

❗️Еще одна рациональная технология

В пищевой промышленности всегда актуален вопрос о том, что важнее — объемы производства продукта или его безопасность для человека. Мы склоняемся ко второму варианту. Но незнание методологии проектирования технологий, к сожалению, приводит к тому, что инженер-проектировщик не может решить эти две задачи одновременно. Либо делаем полезный продукт, но мало, либо производим много, но продукт будет немножко вредным, а его производство — опасным.

По этой причине, например, все методы переработки масличных растений до сих пор остаются несовершенными. Оказывается, что из 3 кг семян подсолнуха по русской технологии их отжима в деревянную емкость можно получить пол-литра вкусного, полезного и постного масла. Французская химическая технология экстракции позволяет «выжать» целый литр масла, но с примесями щелочей и растворителей, типа гексана, бензина, бензола или растворов электролитов. Что делать с образующимися отходами (кроме сжигания), до сих пор никто не знает.

💚При этом варианты новых технологий существуют и известны специалистам. Еще в 2003 году ученые Байкальского института природопользования предложили более чистый растворитель семян — этиловый спирт. Оказывается, при высокой температуре этиловый спирт растворяет масло, а при комнатной — отслаивается от него. Продукт по данной технологии получается даже чище, чем при отжиме семян, а это означает возможность более длительного хранения масла. Очевидный плюс еще и в том, что получать этиловый спирт технически легче, чем бензины и кислоты. Осталось доработать стадию очистки спирта от неизбежных примесей, иначе продукт может быть в разы дороже. Хорошим вариантом решения проблемы неиспользуемых остатков является территориальное размещение производства масел вблизи спиртзаводов, что очень даже выгодно с точки зрения взаимного обмена производственными отходами.

💚Вместе с тем по каким-то неведанным причинам в этом году реализацию метода спиртовой экстракции специалисты компании «БиоИнТех» начали на Кузбассе, где подсолнечник для получения масла вообще не выращивают, но зато функционируют около десятка спиртовых комбинатов.

Будем считать, что это только начало большого процесса реализации нового безопасного и достаточно выгодного метода получения полезного продукта.

⚡️ Эксперты портала «Техносфера, подъем!» считают, что технология спиртовой экстракции семян и отходов переработки масличных растений не генерирует негативных последствий, а значит, рациональна, а ее продукт однозначно получается полезным.

Будем считать, что наш перечень рациональных российских технологий пополнился.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

❓О чем молчат материаловеды?

Поведение материалов при их переработке и изменение их свойств в процессе эксплуатации описывается законами химии, физики и механики. Вместе с тем заданные свойства (а их всего восемь) металлических деталей машин обеспечиваются в основном механическими методами воздействия на их форму и структуру материала. Это затратно по энергоресурсам и времени. Кто-то это осознает и старается в своих разработках уйти от лишних трат, а другие упорно продолжают усложнять технологические процессы.

Два этих разных по целям подхода подтверждают июньские сообщения ученых МИСИС о «новых» разработках.

💚Одна группа предложила использовать для упрочнения поверхностного слоя деталей из алюминий-никелевого сплава уникальную технологию электроискрового легирования, которую разработал профессор Б. Р. Лазаренко почти 80 лет назад.

Кстати, этот компактный и мобильный метод электрической обработки деталей любой формы освоен во всем мире в промышленных масштабах, а в России о нем мало кто знает. Получается, без лишних затрат, а только лишь за счет правильного алгоритма и выбора полярности подключения электродов к детали ее эксплуатационные характеристики существенно улучшаются. Более того, и механическую операцию сверления можно заменить этим электрическим методом воздействия на металл.

💚Другая группа материаловедов заявила о «методике обработки сплава из алюминия, марганца, циркония и меди». В ее основе традиционные операции разъединения частиц металла (измельчение, классификация, очистка) и их соединения (спекание, СВС-синтез) дополнены действиями по «размолу компонентов», их смешению в «специальной шаровой мельнице», нагреванию и сжатию.

Спрашивается, а зачем такие затраты? Неужели все эти сложности нужны только для того, чтобы «уменьшить пористость в шесть раз», а значения прочности и термостойкости этого жаростойкого сплава «удвоить»? Если такие требования исходят от Заказчика, то ему необходимо представить не одно очень затратное техническое решение, а множество, чтобы выбрать наиболее полезное и рациональное.

С позиции технолога и проектанта вся эта суета ученых МИСИС вокруг сплавов выглядит достаточно тривиально и даже смешно. Получается, кто-то и когда-то разработал состав сплава и освоил его промышленную технологию, а сегодня другие ученые пытаются не упростить и удешевить ее, а, наоборот, усложнить, сделать деталь еще дороже и получить еще больше отходов.

Об этом материаловеды молчат только потому, что не владеют методологией проектирования промышленных технологий.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️Кто в России проектирует промышленные технологии?

В России зарегистрировано около 150 тысяч организаций, занимающихся проектными работами. По мнению наших экспертов, это умирающие структуры. Причина их медленной деградации и потери потенциала в том, что проектная деятельность, приобретя в 90-х годах прошлого века статус одноразовой «услуги», лишилась главного: перестала играть роль постоянного связующего звена между наукой, образованием и отраслями материального производства.

Возникающие потребности промышленных предприятий в необходимой проектной документации в определенной мере удовлетворяются «случайными» победителями конкурсных процедур или силами собственных проектных отделов, способными использовать находящиеся в их распоряжении проектные архивы для копирования или масштабирования.

Пока не поздно, надо выявлять промахи, ошибки и указывать на свои прошлые бестолковые решения, чтобы опомниться, одуматься и решиться на формирование совершенно иного порядка и правил проектирования промышленных технологий и производственных систем 21-го века. Их сегодня нет, и это факт. Значит, надо создавать новую научную дисциплину — проектологию.

Наличие в отдельных университетах научной дисциплины «проектная деятельность» совсем не гарантирует, что молодой инженер владеет методологией проектирования производственных систем 21-го века, понимает цели и знает ограничения и нормы освоения окружающего пространства. В основном все знания по этой тематике ограничиваются понятиями «управление проектом», «риски», «экономическая эффективность» и «период окупаемости».

Нам нужна совершенно иная проектная научная школа, объектом изучения которой является производственная система 21-го века. Ее структура и функции должны не просто «удовлетворять» чьи-то потребности, а делать это рационально, безопасно и с пользой для всех. Ведь кроме «прибыли и выручки» есть такое более важное понятие, как «функциональная устойчивость системы», которая требует учитывать сначала природно-климатические факторы, социальные и религиозные особенности региона ее размещения, а уже потом — технико-экономические показатели.

О целях и задачах новой научной дисциплины рассуждает наш эксперт Александр Куликов. Читайте рубрику «Техносфера, подъем!» в журнале «Стимул».

Через журнал мы информируем читателей о наших инженерах, аспирантах, преподавателях и технологах, в активе которых есть технические и технологические решения мирового уровня. Первые пять имен ученых-технологов уже опубликованы. Это, конечно же, не конкурс и не соревнование, но однозначно имена лучших ученых-технологов мы будем громко называть и объявлять достойный приз за их умение проектировать рациональные технологии и создавать полезный продукт.

➡️ Подписаться на канал