Деловая слава России


Новости



МЕЖОТРАСЛЕВОЙ АЛЬМАНАХ

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


АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА



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 » Промышленность » Оптико-информационная диагностика

Промышленность, Наука, Научные статьи: Оптико-информационная диагностика - 7-07-2014, 13:17

 

 

Владимир Генриевич МЕЛЕДИН

профессор, д.т.н., генеральный директор ОАО «Институт оптико-электронных информационных технологий»

 

ОПТИКО-ИНФОРМАЦИОННАЯ ДИАГНОСТИКА ДЛЯ ЭНЕРГЕТИКИ, ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ТРАНСПОРТА

 

Одним из важнейших производственных факторов современной экономики, наряду с ресурсами, стала диагностическая информация. Знание точных параметров технологических процессов позволяет работать в отрицательном поле допусков и выполнять обслуживание техники и транспорта по фактическом состоянию. Результат – существенная экономия энергии, средств и материалов, уменьшение количества отходов и улучшение эффективности, повышение безопасности, значительный экономический и социальный эффект в рамках отдельных предприятий и отраслей.

 

 

Оптико-информационная диагностика, позволяющая реализовать обозначенные преимущества, принципиально мультидисциплинарна и особо перспективна для науки, техники и инновационных промышленных технологий, а также для верификации расчетных кодов и компьютерных моделей в энергетике, промышленности и на транспорте. Современные оптико-информационные диагностические системы, не уступающие лучшим зарубежным аналогам, простые и безопасные в использовании, крайне необходимы для отечественного научного и инженерного образования мирового уровня и подготовки кадров инновационной экономики России.

 


Предложены принципы оптико-информационной диагностики, ставшие фундаментальной научной базой широкого класса созданных систем. Разработаны методы формирования, приема и программно-аппаратной обработки сложных оптико-электронных и акустооптических сигналов и изображений в условиях фотонного ограничения, способы их обработки, в том числе на основе вэйвлетов и мультифракталов, методы динамического мониторинга трехмерной геометрии объектов. Впервые созданы первые мощные полупроводниковые стабилизированные лазерные излучатели для доплеровской анемометрии и научного приборостроения (совместно с ЛФТИ им. А.Ф. Иоффе). Создана линейка современных диагностических систем для регистрации полей физических величин в газожидкостных многофазных потоках «ЛАД-0**»  на основе новых анаморфотных оптических схем и современных мощных полупроводниковых лазеров с ограниченной пространственной и временной когерентностью. Прототип этих систем опередил появление лучшего зарубежного аналога (DANTEC) на три года.

Оптико-информационная диагностика

РИС.1 Лазерные полупроводниковые доплеровские измерительные системы серии ЛАД-0** Созданы в 2003 году – на три года раньше появления лучшего мирового аналога. Победитель «Конкурса русских инноваций» 2008 года в номинации «Лучшая промышленная инновация России» медиахолдинга «Эксперт».

 

Системы внедрены на многих предприятиях и в научно-образовательных учреждениях, используются в рамках приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации. Они задействованы в энергетике для изучения кавитационных и нестационарных процессов и снижения эрозии в элементах гидроагрегатов, исследования обтекания и оптимизация формы лопаток паровых турбин (ОАО «Силовые машины – ЛМЗ»), оптимизации процессов в топочных камерах, горелках (ИТ СО РАН), на транспорте для натурных испытаний авиационных и ракетных двигателей (ФГУП «ВО «Внештехника», СГАУ), испытаний моделей летательных аппаратов и изделий ракетно-космической техники (КГТУ-КАИ, ИТПМ СО РАН и др.), оптимизации и диагностики топливных форсунок авиационных двигателей, процессов перемешивания в камерах сгорания перспективных авиационных двигателей (ОАО «Авиадвигатель»), оптимизации формы надводных и подводных судов (ФГУП «Крыловский государственный научный центр»), диагностики распространения лесных пожаров (ТПУ, ФГБУ ВНИИПО МЧС России) и т.д.

 


Создан ряд лазерных оптико-информационных диагностических систем для учета и технологического контроля проката на металлургических предприятиях, обеспечивших получение в реальном времени адекватной и ранее отсутствовавшей информации о скорости и геометрии проката, позволившие автоматизировать учет, улучшить стабильность, безопасность и экономичность технологий, обеспечить выход продукции повышенного качества. Новейшая система для металлургии «Лазерный радиационно-безопасный измерительный комплекс для мониторинга геометрических параметров горячего и холодного проката ЛАД-0Р 3» предназначена для бесконтактных, точных и безопасных для персонала измерений толщины движущегося горячего листового проката в режиме реального времени, осуществляемых в тяжелых условиях окружающей среды. Наукоемкая диагностика реализована на самой современной элементной базе фотоники и электроники. Измерение толщины проката производится на основе синхронной дифференциальной лазерной облачной триангуляции с многоуровневой спектральной и пространственной фильтрацией. Применены инновационные патентно чистые научные и технические решения, оригинальные алгоритмы собственной разработки, обеспечившие погрешность измерений на уровне 10-6 в лабораторных условиях и 10-5 в реальных условиях горячего цеха металлургического завода. По итогам Федерального конкурса 2013 года на лучшую отечественную разработку в области лазерной аппаратуры и лазерно-оптических технологий система удостоена звания «Лауреат конкурса Лазерной ассоциации 2013 года» (Москва, 2013), а также признана победителем конкурса «Старт-2012» Фонда Бортника по Новосибирской области.

 


Созданные оптико-информационные диагностические системы внедрены и успешно работают на крупнейших промышленных предприятиях черной металлургии России (НТМК (1993 – настоящее время), ЗСМК (1992–2001), НМЗ (1986 – настоящее время), Первоуральский новотрубный завод (2011 – настоящее время). Первая отечественная лазерная диагностическая система для мониторинга параметров горячего проката «Квазар-М» непрерывно эксплуатировалась 20 лет на Новосибирском металлургическом заводе, метрологически обеспечив выпуск более 160 миллионов 8-метровых стальных труб. Затраты на внедрение технологии оптико-информационной лазерной диагностики горячего проката на крупнейшем предприятии отрасли – Нижнетагильском металлургическом комбинате – окупились за несколько суток использования, а предложенные и реализованные оптико-информационные системы и технологии непрерывно и успешно работают в металлургическом производстве России почти 30 лет.  По отзывам российских металлургов, по ряду важнейших параметров (рабочее расстояние до проката – более 3000 мм, глубина зоны точных измерений – более 400 мм, общая надежность), как на момент внедрения, так и в настоящее время, созданные и внедренные оптико-информационные комплексы демонстрируют ряд существенных преимуществ перед лучшими мировыми аналогами (Джордж Келк – Канада, TSI –США и др.).


Оптико-информационная диагностика

Крупным достижением в сфере практического использования наукоемкой оптико-информационной диагностики на транспорте является впервые предложенный и реализованный в 2001 году способ мониторинга геометрии железнодорожных колесных пар проходящих поездов на основе синхронной лазерной регистрации мгновенных радиус-векторов до поверхности колесных пар и сверхбыстродействующей лазерной триангуляции. Автором и его коллективом впервые создан действующий прототип системы «Комплекс», обеспечивший бесконтактный, дистанционный, в темпе движущегося поезда и в условиях реальных перепадов погодных условий, температур, пыли, грязи и прочих помех надежный информационный мониторинг геометрии железнодорожных колес (ПТО «Агрыз» Горьковской железной дороги, 2001 г.).

 


На этой базе ООО «ЦТТ» при сопровождении КТИ НП СО РАН производятся и широко внедряются серийные всепогодные оптико-информационные лазерные системы «Комплекс» для автоматического бесконтактного контроля колесных пар грузовых вагонов при движении поезда со скоростью до 60 км/ч. Они успешно эксплуатируются на всех железных дорогах России и зарубежья в качестве штатного средства контроля геометрии колёсных пар, в России с 2002 года внедрена 71 такая система. Предотвращая аварии и обеспечивая безопасность перевозок, диагностические системы «Комплекс» контролируют геометрию колёсных пар 60 млн. вагонов в год, причем отцепляется для поверки и ремонта до 40 тыс. вагонов в год. Экономический эффект от внедрения систем в ОАО «РЖД» составил более 10 млрд. руб.

 


В области фундаментальной метрологии и обеспечения единства средств измерений успешно выполнена разработка и созданы оптико-информационные средства прецизионной лазерной диагностики первичного Государственного специального эталона единицы скорости воздушного потока России ГЭТ-150-2012 (ВНИИМ, г. Санкт-Петербург) на основе методов прецизионной полупроводниковой лазерной доплеровской анемометрии. Уровень выполненных работ подтвержден 11-месячными международными ключевыми сличениями национальных эталонов единицы скорости воздушного потока CIPM CCM-FF-K3, в которых принимали участие первичные эталоны США, Японии, России, Кореи, Сингапура и Тайваня. Результаты международных сличений доказали, что обновленный Государственный первичный эталон России вышел на лидирующие позиции в мире.

Оптико-информационная диагностикаРИС.4 Система пространственного лазерного сканирования потока в реальном времени «Трек-S 07»

 


Благодаря уникальному сочетанию мультидисциплинарного кадрового потенциала, достижений фундаментальной науки, доступности специализированных конструкторских бюро и экспериментального производства в новосибирском Академгородке проведены разработки, выпуск конструкторской документации и освоение малых серий целого ряда оптико-информационных диагностических систем для энергетики, промышленности и транспорта. Реализация и внедрение выполнялось на основе частно-государственного партнерства академических институтов и специализированной внедренческой организации ОАО «Институт оптико-электронных информационных технологий» (ОАО «ИОИТ»), возглавляемой автором. Лауреат главной национальной бизнес премии Торгово-промышленной палаты России 2012 года «Золотой Меркурий» в области инновационной деятельности, ОАО «ИОИТ» представляет новый элемент инновационной инфраструктуры России, успешно реализующий единую цепочку от фундаментальных исследований до внедренных технологий, имеющих перспективы на высокотехнологичных и наукоемких рынках. Организация создана в новосибирском Академгородке сотрудниками Института теплофизики Сибирского отделения РАН в 2007 году.

 

 

Деятельность ОАО «ИОИТ» нацелена на развитие новых перспективных областей, которые в будущем определят динамику и ключевые векторы глобальной технологической конкуренции. Организация ведет ориентирован ные НИОКР на стыке лазерных, нано-, био-,электронных и информационных технологий, доводя результаты работ до промышленных внедрений, решая проблему наукоемкого импортозамещения и обеспечивая существенный рост эффективности и безопасности многих инновационных промышленных и оборонных технологий. ОАО «ИОИТ» внесено в реестры Федерального справочника «Оборонно-промышленный комплекс России» (ФСОПК 6/94, ФСОПК 9/27) как предприятие, имеющее важное значение в развитии и укреплении оборонно-промышленного потенциала РФ.

 


Результаты работ неоднократно отмечались многими региональными, всероссийскими и международными почетными наградами. В их числе: победа в Конкурсе русских инноваций медиа-холдинга «Эксперт» в номинации «Лучшая промышленная инновация России – 2008»; 3 золотых медали Московских международных салонов инноваций и инвестиций; золотые медали и дипломы международных промышленных выставок «Сибполитех»; медаль “Innovations for investments to the future” Американо-Российского Делового Союза (ARBU) в рамках международной программы “Golden Galaxy” – за развитие инновационной деятельности, техническое перевооружение производства и активное участие в процессе внедрения инновационных технологий, а также множество других коллективных и индивидуальных наград.

 


Результаты широкого применения разработанных наукоемких оптико-информационных диагностических систем и технологий и отзывы пользователей подтверждают их высокий технический уровень, не уступающий, а по ряду параметров (точность, функциональность, требования к квалификации персонала, научно-техническое сопровождение) превосходящий лучшие мировые аналоги. Созданные импортозамещающие системы успешно внедрены и используются в различных отраслях экономики, соответствуя  мировому уровню исследований и разработок и глобальной конкурентоспособности Российской Федерации на направлениях, определенных национальными научно-технологическими приоритетами для энергетики, промышленности и транспорта.

 

 


Литература


1. Меледин В.Г. Информатика оптоэлектронных измерений: наука и инновационные промышленные технологии // Новосибирск: Изд-во ИТ СО РАН, 2008. – 75 с.
2. V. Meledin. Informatics of Optoelectronic Measurements: Science and Innovative Industrial Technologies // Journal of Engineering Thermophysics, 2009. – Vol.18. – No. 2. – P.99-128.
3. Меледин В.Г. Информатика оптоэлектронных измерений: наука и инновационные промышленные технологии // Деловая слава России. Межотраслевой альманах для организаторов производства. – 1/6(29), выпуск 2010/2011. – С. 74-76.
4. Меледин В.Г. 3D-диагностика – просто, точно, доступно / Наука из первых рук, 2010. – № 2. – С.23-24.
5. Меледин В.Г. Оптоэлектронные информационные системы в инновационных промышленных технологиях // Деловая слава России. Межотраслевой альманах для организаторов производства. – 4(32), выпуск 2011. – С.42-44.
6. V. Meledin Optoelectronic Measurements in Science and Innovative Industrial Technologies // Optoelectronic Devices and Properties. ISBN 978-953-307-204-3. – Chapter 18. – Suffolk, UK: INTECH, 2011. – P. 373-399.
7. Меледин В.Г. Оптико-лазерные измерительные технологии для металлургии // Деловая слава России. Межотраслевой альманах для организаторов производства. – № 4(37), выпуск 2012. – С.24-27.
8. Меледин В.Г. Лазерная доплеровская полупроводниковая анемометрия для науки и промышленности // Деловая слава России. Межотраслевой альманах для организаторов производства. – № 3(41), выпуск 2013. – С.23-26.

 

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:

«    Сентябрь 2017    »
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
30