Производственные технологии

7. Мехатронные технологии

7.1. Мехатронные технологии

7.1.1. Определение.

Мехатронные технологии - совокупность механизмов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами . обеспечивающая производство и проектирование машин и систем с интеллектуальным управлением их функциональными движениями.

7.1.2. Назначение и материальная основа.

Мехатронные технологии предназначены для осуществления привода станков, роботов, измерительных машин, деревообрабатывающего оборудования, транспортных средств, холодильных установок, медицинской техники, газо-нефтеперерабатывающего оборудования, строительных, дорожных, горных машин, бытовой техники и др.

Материальную основу этих технологий составят разрабатываемые приводы модульного типа, сочетающие в едином узле элементы механики, гидравлики, электротехники и электроники.

7.1.3. Область применения.

Мехатронные технологии применяются при создании оборудования нового поколения для машиностроения, коммунальных нужд, транспорта, медицины, сельского хозяйства и строительства.

7.1.4. Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии.

- Повышение надежности работ электроприводов на ТЭЦ, газо- и нефтепроводах.

- Развитие производства продукции пищевой промышленности и расширение ассортимента товаров бытового назначения.

- Модернизация существующего ткацкого оборудования.

- Разработка и создание высокоэффективной техники для пищевой и перерабатывающей промышленности, а также для сельского хозяйства.

- Получение сыпучих смесей высокого качества в различных отраслях промышленности.

- Экономия электро- и теплоэнергетических ресурсов, расходуемых коммунальными, промышленными и сельскохозяйственными предприятиями.

- Обеспечение возможности плавной передачи энергии вращения различных двигателей.

- Создание дешевых транспортных средств с малым объемом двигателя, предназначенных для транспортировки грузов на короткие расстояния в сфере торговли, обслуживания и коммунального хозяйства.

- Повышение технико-технологического уровня и надежности очистных механизированных комплексов.

- Механизация ручных работ по уборке городских территорий.

8. Лазерные и электронно-ионно-плазменные технологии

8.1. Лазерные технологии

8.1.1. Определение.

Лазерные технологии - совокупность методов и средств воздействия лазером на различные искусственные и природные материалы, в том числе живые объекты.

8.1.2. Назначение и материальная основа.

Лазерные технологии предназначены для осуществления высокоэффективных автоматизированных методов обработки: высокоскоростной точной резки материалов, качественной сварки металлов, наплавки, термоупрочнения деталей машин, поверхностного легирования деталей, маркировки, гравировки, измерения геометрических параметров изделий, скоростей перемещения, параметров технологических процессов, автоматизированного проектирования, конструирования и изготовления трехмерных объектов методом послойного синтеза из фотополимеризующихся композитов, измерения концентрации газовых компонентов атмосферы, обработки посевного материала и продукции сельскохозяйственного производства, оказания лечебного воздействия на живые объекты и осуществления диагностики различных заболеваний.

Материальную основу этих технологий составит лазерная техника и создаваемое на ее основе автоматизированное оборудование.

8.1.3. Область применения.

Лазерные технологии применяются в машиностроении, космической технике, медицине, сельском хозяйстве, информатике и связи, экологическом мониторинге, системах распознавания и сенсорных системах, геодезии, строительстве, для создания спецтехники.

8.1.4. Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии.

- Разработка и создание производства современной лазерной аппаратуры медицинского назначения.

- Модернизация существующего производства ткацкого оборудования.

- Разработка и создание высокоэффективной сельскохозяйственной техники.

- Создание системы экологического мониторинга и оптимизации расхода топлива на объектах теплоэнергетики.

- Защита и сокращение потерь сельскохозяйственных культур от болезней.

- Обеспечение сохранности и качества скоропортящейся плодоовощной продукции.

9. Оценка, комплексное освоение месторождений и глубокая переработка

стратегически важного сырья

9.1. Технологии ускоренной оценки и комплексного освоения полезных ископаемых

9.1.1. Определение.

Технологии ускоренной оценки и комплексного освоения полезных ископаемых - совокупность методов воздействия на массив горных пород, аппаратурно-методических, технических комплексов и средств, предназначенных для использования в области прогнозирования и выбора оптимальных направлений геологоразведочных работ, поиска, разведки и оценки месторождений полезных ископаемых и техногенного сырья.

9.1.2. Назначение и материальная основа.

Технологии ускоренной оценки и комплексного освоения полезных ископаемых предназначены для обеспечения полного и комплексного использования полезных ископаемых, вмещающих пород и отходов производства, с целью сокращения потерь, снижения капитальных вложений при проведении геологоразведочных работ, улучшения технико-экономических и экологических показателей добычи минерального сырья.

Материальную основу этих технологий составит разрабатываемое высокоэффективное автоматизированное горно-буровое, геофизическое и аналитическое оборудование и геотехническое оборудование для реализации способов разработки месторождений на основе химических, физико-химических, биохимических и микробиологических методов воздействия на массив горных пород, а также современные информационно-измерительные системы.

9.1.3. Область применения.

Технологии ускоренной оценки и комплексного освоения полезных ископаемых применяются по всему циклу геологических исследований: прогноз-поиск-оценка-разведка с использованием данных геологических, геофизических и геохимических исследований на четырех уровнях наблюдений: космос-воздух-земля-горные выработки.

9.1.4. Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии.

- Расширение номенклатуры традиционной продукции и создание новых видов материалов и изделий на предприятиях черной металлургии Курской области.

- Разработка новых технологий и расширение номенклатуры алмазного инструмента.

- Разработка технологии комплексного извлечения цветных и редких металлов из железного концентрата золы подмосковных углей.

- Утилизация и переработка отходов горнодобывающих производств.

- Ликвидация и промышленное использование золоотвалов ТЭЦ Курской области.

- Ликвидация и промышленное использование отходов шлакопереработки ОАО "Михайловский ГОК".

- Восполнение дефицита хозяйственно-питьевой воды на территории Курской области при отработке месторождений железной руды в Курской области.

- Разработка технологии и создание производства пищевой соли.

9.2. Технологии глубокой переработки минерального и техногенного сырья

9.2.1. Определение.

Технологии глубокой переработки минерального и техногенного сырья - совокупность методов и технических средств воздействия на минеральное и техногенное сырье предназначенных для выделения из них пригодных для использования компонентов и получения товарной продукции.

9.2.2. Назначение и материальная основа.

Технологии глубокой переработки минерального и техногенного сырья предназначены для осуществления глубокой (по возможности безотходной) переработки полезных ископаемых, вовлеченных в сферу общественного производства и отходов производства с целью получения материалов для промышленности, топлива и другой товарной продукции.

Материальную основу этих технологий составит разрабатываемое высокоэффективное автоматизированное обогатительное оборудование, подъемно-транспортные машины, оборудование для производства стройматериалов, удобрений и их отдельных компонентов.

9.2.3. Область применения.

Технологии глубокой переработки минерального и техногенного сырья применяются по всему циклу работ, связанных с извлечением пригодных для промышленного использования компонентов из полезных ископаемых, отходов и производства на их основе материалов для промышленности, топлива, стройматериалов и другой товарной продукции, ликвидацией зон экологической опасности и улучшения состояния окружающей среды в регионах с большой плотностью техногенных минеральных образований, сокращением удельных энерго- и ресурсозатрат на выпуск минеральных продуктов и с использованием в народном хозяйстве месторождений с низким содержанием ценных компонентов.

9.2.4. Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии.

- Расширение номенклатуры традиционной продукции и создание новых видов материалов и изделий на предприятиях Курской области.

- Разработка технологии комплексного извлечения цветных и редких металлов из железного концентрата.

- Переработка твердых бытовых отходов.

- Утилизация и переработка отходов горнодобывающих производств.

- Ликвидация и промышленное использование золоотвалов ТЭЦ Курской области.

- Ликвидация и промышленное использование отходов шлакопереработки ОАО «Михайловский ГОК».

- Очистка сточных вод промышленных предприятий.

- Восполнение дефицита хозяйственно-питьевой воды на территории Курской области при отработке месторождений полезных ископаемых в Курской области.

10. Микросистемная техника

10.1. Микросистемная техника.

10.1.1. Определение

Микросистемная техника – научно-техническое направление, цель. которого является создание в ограниченном объеме твердого тела или на его поверхности микросистем , представляющих собой упорядоченные композиции областей с заданным составом, структурой и геометрией, совокупность которых обеспечивает реализацию процессов генерации, преобразоваия, передачи энергии и движения в интеграции с процессами восприятия, обработки, трансляции и хранения информации.

10.1.2. Назначение и материальная основа

Микросистемная техника предназначена для использования в качестве приводов, датчиков и т.п. в тех областях народного хозяйства, где требуется применение миниатюрной и сверхминиатюрной техники, при создании материалов с новыми свойствами, при разработке приборов для научных исследований.

Материальную основу микросистемной техники составляют сверхминиатюрные механизмы, приборы, машины, интегрирующие на микроуровне сенсорные, процессорные и актюаторные (исполнительные) подсистемы.

10.1.3. Область применения

Микросистемная техника применяется в приборах для обеспечения безопасности автомобиля; миниатюрных системах наведения для высокоточного оружия; портативных медико-биологических анализаторах для экспресс-диагностики заболеваний и особо опасных инфекций; сверхминиатюрных приводах движения и систем энергообеспечения для микроробототехники, а также при создании микро- и наноинструмента для атомно-молекулярной инженерии.

10.1.4. Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии.

- расширение номенклатуры традиционной продукции и создание новых видов материалов и изделий на предприятиях Курской области;

создание мобильных микророботов для проведения внутриполостных операций в медицине;

создание диагностических комплексов на базе сверхминиатюрных датчиков для медицины, приборостроения и строительства.

11. Информационная интеграция и системная поддержка жизненного цикла продукции (САLS-технологии, САD-, САМ-, САЕ-)

11.1. Информационная интеграция и системная поддержка жизненного цикла продукции (САLS-технологии, САD-, САМ-, САЕ-).

11.1.1. Определение.

CALS (Continuous Acquisition and Life Cycle Support) определяется ( в странах НАТО) как "….совместная стратегия промышленности и правительства (государства) направленная на "реинжиниринг" (изменение, преобразование) существующих бизнес-процессов - в единый высокоавтоматизированный и интегрированный процесс управления жизненным циклом систем военного назначения." В данном контексте жизненный цикл (ЖЦ) включает в себя разработку, производство, применение и утилизацию военной системы.

11.1.2. Назначение и материальная основа.

CALS-технологий предназначены, как инструмент организации и информационной поддержки всех участников создания, производства и пользования продуктом и являются средством повышения эффективности их деятельности за счет ускорения процессов исследования и разработки продукции, придания изделию новых свойств, сокращения издержек в процессах производства и эксплуатации продукции, повышения уровня сервиса в процессах ее эксплуатации и технического обслуживания.

11.1.3. Область применения.

CALS-технологий применяются для оптимизации процессов взаимодействия "заказчика и поставщика" в ходе разработки, проектирования и производства сложной наукоемкой продукции, срок жизни которой, с учетом различных модернизаций, составляет десятки лет. Для обеспечения эффективности, а также сокращения затрат средств и времени, процесс взаимодействия заказчика и поставщика должен быть действительно непрерывным. А также заключается в оптимизации процессов обслуживания, ремонта, снабжения запасными частями и модернизации. Поскольку затраты на поддержку сложного наукоемкого изделия в работоспособном состоянии часто равны или превышают затраты на его приобретение, принципиальное сокращение "стоимости владения" обеспечивается инвестициями в создание системы поддержки жизненного цикла.

В развитых странах CALS рассматривается как комплексная системная стратегия повышения эффективности процессов, связанных с промышленной продукцией, непосредственно влияющая на ее конкурентоспособность. Повышение конкурентоспособности достигается за счет сокращения затрат (цены изделия), сокращения сроков вывода новых образцов на рынок, повышением качества продукции за счет сквозной поддержки ее жизненного цикла. Применение стратегии CALS является условием выживания предприятий в условиях растущей конкуренции, в том числе на международных рынках, в ближайшие несколько лет.

11.1.4. Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии.

- повышения эффективности бизнеса, конкурентоспособности и привлекательности продукции.

- при разработке и производстве сложной наукоемкой продукции, создаваемой интегрированными промышленными структурами, включающими в себя НИИ, КБ, основных подрядчиков, субподрядчиков, поставщиков готовой продукции, потребителей, предприятия технического обслуживания, ремонта и утилизации продукции.

12. Прецизионные и нанометрические технологии обработки, сборки, контроля

12.1. Прецизионные технологии

12.1.1. Определение.

Прецизионные технологии - совокупность методов и средств воздействия на различные конструкционные материалы, основанные на применении энергий высокой плотности, сверхвысоких давлений и скоростей, сверхпластичности с получением готовых деталей, не требующих последующей обработки.

12.1.2. Назначение и материальная основа.

Прецизионные технологии предназначены для изготовления без получения отходов исходных конструкционных материалов различных деталей с точностными параметрами (0,01 мкм и выше), ранее недоступными в машиностроении, не требующих последующей обработки.

Материальную основу этих технологий составит разрабатываемое высокоэффективное автоматизированное технологическое оборудование и оснастка, основанные на применении энергий высокой плотности, сверхвысоких давлений и скоростей, сверхпластичности и послойного синтеза.

12.1.3. Область применения.

Прецизионные технологии применяются для создания изделий машиностроения, электронной и электротехнической промышленности.

12.1.4. Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии.

- Разработка и создание производства современной лазерной аппаратуры медицинского назначения.

- Разработка новых технологий и расширение номенклатуры алмазного инструмента.

- Модернизация существующего производства ткацкого оборудования.

12.2. Технологии гибких производственных систем

12.2.1. Определение.

Технологии гибких производственных систем - совокупность методов и средств выпуска товарной продукции в условиях системно интегрированных компьютеризированных и быстро переориентируемых производств при ограниченном числе работающих.

12.2.2. Назначение и материальная основа.

Технологии гибких производственных систем обеспечивают автоматизацию и компьютеризацию основных технологических переделов и интеллектуальной деятельности персонала, включающей аспекты экономической, организационно-управленческий и финансово-сбытовой, а также техническую подготовку производства и предназначены для многономенклатурного автоматизированного производства отдельных деталей и узлов, а также изделий (машин) в сборе в машиностроении, производстве товаров народного потребления и в других сферах производства.

Материальную основу этих технологий составят разрабатываемые гибкие автоматизированные участки, линии, цехи и заводы.

12.2.3. Область применения.

Технологии гибких производственных систем применяются в перестраиваемом массовом, серийном, мелкосерийном и единичном производстве изделий в машиностроении, авиационной, космической, швейной, химической (малотоннажная химия, шинная), обувной и др. отраслях экономики.

12.2.4. Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии.

- Разработка и создание производства современной лазерной аппаратуры медицинского назначения.

- Повышение объемов, качества и ассортимента продукции химической отрасли промышленности Курской области.

- Разработка новых технологий и расширение номенклатуры алмазного инструмента.

- Разработка и организация производства гарнитуры высоких шумов для работы в условиях высокого уровня шума.

- Развитие производства продукции пищевой промышленности и расширение ассортимента товаров бытового назначения.

- Модернизация существующего оборудования.

- Производство стекловолокнистых труб, фитингов, баллонов для сжатого газа.

- Разработка и создание высокоэффективной сельскохозяйственной техники.

- Создание дешевых транспортных средств с малым объемом двигателя, предназначенных для транспортировки грузов на короткие расстояния в сфере торговли, обслуживания и коммунального хозяйства.

- Создание региональной автоматизированной системы размещения заказов и технической подготовки производства.

13. Технологии глубокой переработки отечественного сырья и материалов в легкой промышленности

13.1. Технологии переработки сырьевых ресурсов в легкой промышленности.

13.1.1. Определение

Технологии переработки сырьевых ресурсов в легкой промышленности – совокупность методов и средств исследования использования различных видов отечественного сырья и материалов при помощи имитационного моделирования процессов и практических экспериментов.

13.1.2. Назначение и материальная основа

Технологии переработки сырьевых ресурсов в легкой промышленности предназначены для осуществления анализа сложных процессов, в том числе осуществления многовариантного эксперимента.

Материальную основу этих технологий составят компьютеры и устройства, компьютерные программы, отечественные сырьевые ресурсы и материалы, технологическое оборудование.

13.1.3. Область применения

Технологии переработки сырьевых ресурсов в легкой промышленности используются для удовлетворения потребностей человека в одежде, для получения бытовых и хозяйственных изделий (постельное белье, одеяла, полотенца, салфетки, скатерти, отделочные и ковровые материалы и др.); для производства товаров медицинского назначения (трикотажные протезы, кровеносные сосуды, перевязочный материал); для технических целей (канаты, тканые кордные материалы, автомобильные и авиационные шины, разнообразная тара и упаковка, фильтры и изоляции); для изделий специального назначения (костюмы космонавтов, водолазов, парашюты, рыболовные снасти и др.).

13.1.4. Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии.

- Рациональное использование отечественных сырьевых ресурсов для загрузки мощностей предприятий Курской области.

- Расширения ассортимента продукции и создание новых видов материалов и изделий на предприятиях области с использованием отечественных сырьевых ресурсов и материалов.

- Увеличение объема выпуска нетрадиционных изделий.

- Интеграция предприятий области.

- Пополнение бюджета области налоговыми отчислениями за счет выпуска и реализации продукции технического и специального назначения.

- Расширение связей предприятий области с другими регионами страны.

14. Нанотехнологии

14.1. Нанотехнологии и наноматериалы

14.1.1. Определение

Нанотехнологии относятся к междисциплинарным знаниям, и, подобно информатике, охватывают практически все области науки и техники, так как строятся на совокупности методов и способов синтеза, сборки, структуры- и формообразования, нанесения, удаления и модифицирования материалов, включая систему собственно знаний, навыков, умений, аппаратурное, материаловедческое, метрологическое обеспечение процессов и технологических операций, направленных на создание наноматериалов и систем с новыми наномасштабными свойствами, построение которых основано на парадигме: от объектов наноуровня к объектам макроуровня, которая прямо противоположна широко применяемой в настоящее время.

14.1.2. Назначение и материальная основа

К нанотехнологиям относятся:

а) Методы нанослоевого синтеза:

· атомно-молекулярная эпитаксия;

· молекулярная и химическая сборка;

· молекулярное наслаивание методом Ленгмюра-Блоджетт.

б) Методы синтеза наноструктурированных материалов (фуллереноподобных материалов, углеродных нанотрубок, многослойных нанокомпозитов):

вакуумно-плазменный синтез;

химический синтез.

в) Золь-гель технологии.

г) Методы сверхлокального нанесения, удаления и модифицирования вещества:

· корпускулярно-фотонные;

· электрохимические нанотехнологии;

· нанозондовый локальный синтез;

· нанозондовое локальное удаление вещества;

· модифицирование поверхности.

д) Самоорганизующиеся процессы и среды.

е) Синтез полимеров и биополимерных композиций:

· полианионная сборка;

· матричный синтез биоорганических веществ.

14.1.3. Область применения

Синтез наночастиц и нанокомпозитов.

Формирования нанослоевых и наноструктурированных композиций.

Наноразмерная обработка и наномодификация материалов.

Нанолитографические процессы на основе:

• дальнего ультрафиолета;
• оптической литографии с фазовым сдвигом;
• стереолитографии;
• электронно-, ионо-, рентгенолитографии,
• синхротронного излучения;
• наноштамповой оснастки;
• атомно-зондовой нанолитография

Наноэлектроника

Спиновая электроника

Синтез и модификация полимеров, сборка и самосборка биополимеров.

Полианионный катализ.

Матричный синтез.

Генетическое кодирование и синтез белковых материалов.

Клонирование.

14.1.4. Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии.

· Внедрение на ОАО «Михайловский ГОК» технологии лазерной агломерации ультрадисперсного, тонкого, типологически сложного золота, с извлечением до 95%.

· Внедрение в ЗАО «Аккумулятор», ЗАО «Элит» технологии изготовления высокоэффективных автономных гальванических источников длительного пользования, основанных на твердофазном растворении меди (или других переходных металлов) в наноструктурированном графите.

· Внедрение в ЗАО “Курскрезинотехника”, ООО «Трубопласт», ЗАО «Изоплит», Группа предприятий «ГОТЭК», НПО «Композит» в технологические процессы производства нанонаполнителей в виде углеродных нанотрубок, фуллеренов, многократно повышающих уровень эксплуатационных и функциональных характеристик изделий.

· Внедрение в производство на ОАО “Ай Си Эн Лексредства”, ФГУП «Курская биофабрика – фирма «БИОК» технологий изготовления нанокапсулированных лекарственных препаратов с высокоточной адресной доставкой. Наноструктурирование лекарственных средств позволяет использовать меньшие дозы лекарств при большей эффективности. Получение и применение люминесцирующих наномаркеров для ранней диагностики раковых клеток. Магнитные наночастицы применимы для очистки крови от токсикантов. Регистрация и идентификация канцерогенных тканей, патогенов и биологически вредных агентов; безопасность в сельском хозяйстве и при производстве пищевых продуктов.

· Внедрение в ОАО «Прибор», ФГУП «Курский завод «Маяк», ОАО «Кристалл», ОАО «Счетмаш» нанотехнологических методов создания элементов и устройств, нанодиагностики, нанолитографии, многократно повышающих уровень эксплуатационных и функциональных характеристик изделий. Организация производства магнитооптического модулятора электромагнитного излучения, работа которого основана на новом упруго-индуцированном механизме перемагничивания с рекордно высокой скоростью переключения – вплоть до долей пикосекунд, что позволяет повысить скорость обработки информации в телекоммуникационных системах. Внедрение новых способов создания высокостабильных кристаллических наноструктур и нанокластеров из диоксида циркония, других тугоплавких оксидов на поверхности монокристаллического кремния.

· Внедрение на ремонтно-восстановительных предприятиях при ремонте двигателей транспортных средств, узлов и агрегатов порошковых наноматериалов на основе серпентинитов, которое позволит без разборки оборудования и в процессе эксплуатации машин и механизмов осуществлять их ремонт и восстановление, повышать износостойкость в 2-3 раза, понижать энергопотребление на 10-15%.

· Организация производств активированного угля, насыщенного водно-диспергированными наночастицами серебра. При этом достигается бактерицидный и противовирусный эффекты, высокая степень водоочистки в промышленно-бытовых системах. На этой же основе с использование цеолитов местных месторождений могут создаваться мазевые препараты, повышающие скорость заживления ран.

· Применение вновь разрабатываемых наноматериалов радикально улучшает функциональные и эксплуатационные свойства традиционных материалов, что делает перспективным их широкое внедрение в строительных и машиностроительных отраслях.