Деловая слава России


Новости


МЕЖОТРАСЛЕВОЙ АЛЬМАНАХ

Свежий номер альманаха, Архив номеров, Подписка на альманах, Реклама в альманахе, Контакты



РАЗВИТИЕ НАУКИ В РОССИИ



Опрос

Нужно ли стремиться вернуть в Россию учёных, уехавших жить и работать за границу?
Да, не стоит упускать умных и талантливых людей
Скорее да, но вряд ли наше государство сможет обеспечить им заграничный уровень жизни
Скорее нет, лучше обеспечить хорошие условия тем, что ещё не уехали
Нет, лучше вложить средства в воспитание и развитие молодых учёных
Другое








Деловая слава России » Наука » Моделирование производственных систем

Наука: Моделирование производственных систем - 17-10-2013, 13:21

Анатолий СПЕРАНСКИЙ, вице-президент Российской инженерной академииАнатолий СПЕРАНСКИЙ

вице-президент Российской инженерной академии, директор Института наукоемких инженерных технологий Российской инженерной академии, ведущий эксперт Федерального экспертного совета Государственной Думы Российской Федерации

  


ИНЖЕНЕРНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛЬНОЙ ГОМЕОСТАТИЧЕСКОЙ СТРАТЕГИИ

 

Мировая практика создания опережающих авиационных и ракетных систем вооружения во второй половине ХХ века подтвердила высокую эффективность и экономичность их наземной отработки методами полунатурного стендового моделирования. При этом существенно сокращается во времени и по объему чрезвычайно дорогой и сложный этап летных натурных испытаний.

 

Идея полунатурного стендового моделирования успешно реализована в индустриально лидирующих странах, обладающих мощными вычислительными системами, в качестве нового технологического уклада. Признанным организатором и руководителем советской школы разработки и испытаний сложных кибернетических систем является академик Российской академии наук, научный руководитель Государственного научно-исследовательского института авиационных систем профессор Евгений Александрович Федосов.

 

Моделирование производственных системСуть полунатурного моделирования состоит в компьютерной, адекватной реальным полетам, многопараметрической динамической реконструкции полного множества связанных параметров, описывающих поставленную задачу. С одной стороны, формируются моделируемые параметры движения летательного аппарата и цели, управляющие механическими стендами, имитирующими их движение. С другой стороны, формируются моделируемые параметры информационной обстановки, управляющие имитаторами штатных и критических режимов испытываемых систем вооружения. Таким образом, программно-аппаратный комплекс воспроизводит (имитирует) условия внешних физических воздействий на испытуемый натурный объект новой техники, установленный на динамический стенд — имитатор движения. В этом и состоит завоевавшая мир идея экономных и безопасных испытаний и исследования сложных антропогенных систем, прежде всего новых видов вооружений и опасных технологических процессов. 

 

В связи с непрерывно расширяющимися возможностями компьютерных технологий, методы математического и физического моделирования получили чрезвычайно широкое распространение в науке и технике, однако несмотря на это, общество испытывает постоянный рост техногенных опасностей и экотехнологических катастроф (Чернобыльская атомная электростанция, подводная лодка «Курск», комический комплекс «Шаттл», Саяно-Шушенская гидроэлектростанция, нефтяная платформа ВР в Мексиканском заливе, склады боеприпасов Министерства обороны, АЭС Фукусима, ракетный комплекс «Протон-2» и огромное постоянно растущее множество транспортных, энергетических и технологических катастроф по всему миру).

 

Из множества причин, порождающих снижение и технологической безопасности, и качества вооружений, одной из основных является отсутствие инструментальных средств достоверной оценки текущих эксплуатационных состояний потенциально опасных объектов, способных предупреждать и предотвращать аварии и техногенные катастрофы. Проблема признана всеобщей для земной цивилизации и привлекает внимание государств, корпораций, инженеров и ученых всего мира. Эффективным решением этой глобальной проблемы общества может стать применение метода моделирования в качестве универсальной технологии непрерывного наблюдения текущих состояний всех опасных процессов и объектов.

Моделирование производственных систем

В РИА в начале ХХI века под руководством члена РАН, президента РИА профессора Бориса Владимировича Гусева разработаны и успешно применяются инструментальные средства волнового мониторинга состояний (ВМС) объектов механических систем и сплошных сред: силовых агрегатов и механизмов авиационно-космического, морского и наземного транспорта, атомных, тепловых и гидростанций; конструкций и сооружений шельфового, промышленного, энергетического, транспортного, военного и гражданского строительства; гидроакустических, аэродинамических, локационных, акустических и геодинамических процессов; испытательных, исследовательских, измерительных, диагностических систем в области материаловедения, техногенной безопасности, технологического надзора и технического регулирования.

 

В рамках технологии ВМС разработаны, запатентованы и внедряются: 

 

а) векторные 3D-сенсоры и 6D-сенсоры — приемники механических колебаний;

 

б) векторно-фазовый метод пространственно-временной 4D-/7D-траекторной эллиптической реконструкции измерений параметров волновых полей;

 

в) программно-аппаратный метод многомерной спектральной реконструкции гомеостатических (напряженнодеформированных);

 

г) программно-аппаратный метод многопараметрической визуализации наблюдаемых пространственновременных волновых деформационных процессов;

 

д) аппаратно-программный метод кибернетической оценки текущего ресурса конструкционной прочности объектов механических систем;

 

е) экспертные интеллектуальные системы техногенеза (прогноза гомеостаза) для предупреждения и предотвращения нештатных ситуаций, аварий и катастроф;

 

ж) экспертные системы оценки рисков принятия решений в части безопасной эксплуатации и страхования критически важных объектов и опасных грузов.

Моделирование производственных систем

Представленные выше семь наукоемких технологических решений системно образуют интеллектуальную волновую информационную технологию (ВИТ). По компетентному мнению ведущих российских ученых (академиков РАН В.Е. Фортова, О.Н. Фаворского, К.С. Демирчана, М.Ч. Залимханова и других), исследовательские приложения ВИТ-технологии в основных индустриальных отраслях являются опережающим технологическим приоритетом России, не имеющим мировых аналогов.

 

Объединение прорывных технологических возможностей инновационных методов встроенного моделирования (I) и достоверного волнового мониторинга текущих состояний (II) позволяет реализовать новый технологический подход (уклад) в области подтверждения, поддержания и прогноза соответствия эксплуатационных параметров и свойств объектов новой техники заданным тактико-техническим характеристикам (ТТХ), включая требования надежности и безопасности.

Моделирование производственных систем

Новый технологический подход реализует интеллектуальную идею встроенного микромоделирования гомеостатических состояний (2МГС), которая позволяет с помощью новейших сетецентрических нейрокомпьютерных технологий интегрировать в состав ответственных агрегатов и узлов легкие и компактные микропроцессорные «вживляемые» чипы, функционально ориентированные на достоверный мониторинг и объективный анализ гомеостаза. 2МГС-технология, помимо функции непрерывного контроля соответствия, перспективна в качестве мобильного технического средства приемки Заказчика на всех этапах жизненного цикла разработки и эксплуатации.

 

В качестве прикладного пилотного проекта продвижения 2МГС-технологии разрабатывается система прогностики и диагностики состояния ответственных механических агрегатов перспективного скоростного вертолета (СПДВ) на базе автоматизированной системы волнового мониторинга состояний (АСВМ). На первом этапе система СПДВ должна обеспечить экспертизу гомеостатических состояний газотурбинного двигателя, механического раздаточного редуктора и механических контейнерных подвесов фюзеляжа вертолета.

 

В порядке реализации технологии выполнен эскизно-технический проект, разработаны технические задания на АСВМ, СПДВ, автоматизированное рабочее место (АРМ) наземной отработки АСВМ, имитационное оборудование, включая поверочный и отладочно-сдаточный стенды, эталонные датчики и приспособления, АРМ летных испытаний АСВМ.

Моделирование производственных систем

 

Особенностью проекта является пионерская попытка реализовать прорывную технологию волнового мониторинга состояний в формате креативно интегрированного в объект микромоделирующего блока непрерывной оценки соответствия состояний.Проект является междисциплинарным, межотраслевым и межвидовым, реализуется на опережающих технологиях и отечественной элементной базе, мировых аналогов не имеет.Освоенная технология стендового полунатурного моделирования сложных кибернетических систем, существенно снижая сроки и стоимость натурных испытаний, увеличивает стоимость разработки образцов новой техники на 60–80% и увеличивает цикл разработки на 3–5 лет.

 

Технология модельного проектирования (в том числе метод 2МГС) реализует ту же задачу в процессе всех этапов жизненного цикла создания и эксплуатации образцов новой техники, увеличивая стоимость разработки на 40–50%, то есть на 20–30% ниже. При этом все виды испытаний, включая сертификацию, являются собственно функциональной задачей разработки, а не временно сопутствующей разработке задачей. 

 

Технология модельного проектирования в статусе отраслевых регламентов позволяет Заказчику управлять опережающими технологическими решениями в процессе разработки образцов новой техники. 

 

Технология модельного проектирования позволяет соединить процессы валидации, верификации и сертификации образцов новой техники в единый технологический процесс. 

 

Технология модельного проектирования является интеллектуальным способом непрерывного подтверждения соответствия образцов новой техники заданным тактико-техническим характеристикам на всех этапах жизненного цикла. 

 

Технология модельного проектирования может выполнять функцию инструментальной поддержки традиций приемки Заказчиком образцов новой техники. 

 

Технология модельного проектирования реализует осознанную российским обществом потребность в переходе от модернизации зарубежных индустриальных решений к формированию новых технологических укладов. Не бесконечно догонять, а возродить и возглавить технологическое лидерство!

 

  

 

Другие новости по теме:


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.


АКТУАЛЬНО


Календарь событий:

«    Февраль 2020    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
 

Архив новостей:

Январь 2020 (4)
Ноябрь 2019 (4)
Сентябрь 2019 (4)
Август 2019 (1)
Июль 2019 (1)
Май 2019 (4)