#производство

Сельскохозяйственным животным часто ставят вакцины, дают антибиотики и стимуляторы роста — все для того, чтобы они производили больше продуктов. У такой методики есть обратная сторона: скот начинает страдать дисбактериозом и снижением иммунитета. Решить проблему могут биологически активные добавки — например, Medusomyces Gisevi или чайный гриб. Ученые Пермского Политеха выявили наиболее оптимальные условия для его выращивания в промышленных условиях.

Любое производство представляет собой множество технологических процессов, требующих постоянного контроля и своевременной реакции. Для этого разрабатывают систему управления. Со временем под воздействием внешних и внутренних факторов изменяются характеристики процесса, что может привести к ухудшению качества продукции, выпускаемой на производстве. С такой проблемой позволяет справиться адаптивная система управления, которая оперативно подстраивается под изменения. Ее эффективность во многом зависит от точности математических моделей технологических процессов. Ученые Пермского Политеха разработали метод оперативной идентификации, основанный на использовании нейросетей. Он позволит точнее и безопаснее отслеживать изменения на производстве.

Титановые сплавы широко используют в аэрокосмической, медицинской и автомобильной промышленности из-за высокой прочности, малого веса и устойчивости к коррозии. Однако нехватка экспериментальных данных создает трудности с прогнозированием их характеристик, что замедляет и ухудшает производство. Ученые Пермского Политеха разработали программу для нейросетей, которая с высокой точностью предсказывает показатель шероховатости поверхности сплава. От него зависит износ детали при трении с другими механизмами или поверхностью, а также противостояние коррозии.

Калифорнийская оборонная технологическая компания Anduril Industries объявила о планах построить новый «гипермасштабный» объект, на котором можно будет производить огромное количество различной военной продукции, включая беспилотные боевые самолеты и автономные подводные аппараты.

Отечественная промышленность сталкивается с дефицитом фторсодержащего сырья, которое активно применяется для производства алюминия, специальных стекол, керамики, оптических и лазерных материалов, а также в стоматологии для насыщения эмали минеральными соединениями. Большую часть рынка сегодня составляет дорогостоящая импортная продукция фтористых солей, поэтому предприятия химической и металлургической промышленности заинтересованы в более доступном источнике их добычи. Ученые Пермского Политеха разработали отечественную технологию непрерывного получения фторида алюминия и фторида кальция из отходов производства фосфорных удобрений. Вывод разработки на российский рынок обеспечивает эффективное рентабельное импортозамещение фторсодержащих материалов.

Ученые из НИИ НПО «ЛУЧ» и профильного предприятия атомной отрасли АО «Гиредмет», которые входят в научный дивизион госкорпорации «Росатом», а также специалисты РХТУ и ННГУ создали полностью отечественную технологию очистки фосфора и синтеза его соединений. Метод восполнит дефицит высокочистых элементов, которые используют в производстве материалов для аэрокосмической и компьютерной промышленности.

Волоконная оптика — одна из перспективных и быстроразвивающихся наукоемких отраслей промышленности. Кварцевые волокна, передающие световые сигналы на большие расстояния, активно применяются в сферах коммуникации, навигации, медицины и приборостроения. Но их изготовление — очень сложный и дорогостоящий процесс. Особенно это касается нового типа оптоволокна, сердцевина которого окружена множеством воздушных отверстий. Такие дырчатые микроструктуры расширяют и улучшают функциональные возможности оптических технологий. Их основу составляют капилляры, полученные путем вытягивания из кварцевых заготовок. При этом для получения качественного продукта важно сохранить все геометрические пропорции и формы волокна, чтобы не допустить дефектов. Ученые Пермского Политеха разработали модель, которая обеспечивает постоянный контроль параметров и на 10 процентов снижает нарушения в процессе вытяжки капилляров. Подход повышает качество и стабильность изготовления оптоволокна.

Для повышения уровня знаний и навыков у специалистов разных отраслей создаются и применяются компьютерные тренажерные комплексы (КТК). Они имитируют реальные производственные процессы, и позволяют человеку практиковать и совершенствовать свои умения в безопасной и контролируемой среде. Ученые ПНИПУ совместно с коллегами из РОСБИОТЕХ разработали прототип компьютерного тренажера, который основан на математической модели технологического процесса и методике оценки выполнения упражнений для операторов пищевых производств. Тренажер поможет отечественным предприятиям ускорить профессиональную подготовку и повышение квалификации специалистов, от которых зависит безопасность технологических процессов и качественное импортозамещение продуктов на российском рынке.

На 10 тысяч рабочих мест в России приходится лишь 10 роботизированных систем. Это в 100 раз ниже, чем в других странах. При этом роботизация способна повысить производительность и минимизировать простои оборудования. Сейчас работу по транспортировке деталей и оснасток проводят операторы станков. Студенты ПНИПУ разработали автоматизированную тележку «Чебуратор» для выполнения промышленных логистических задач. Изобретение позволит снять с персонала необходимость самостоятельно перемещать детали, узлы и инструмент, благодаря чему будут оптимизированы процессы перемещения грузов, а время простоя станков — значительно снижено.

При производстве деталей для машин, самолетов и вертолетов на каждом этапе обработки — от фрезерования и шлифования до нанесения защитных или упрочняющих покрытий — используют специальные моющие средства. Они нужны для отмывки масел и смазывающе-охлаждающих жидкостей на стальных изделиях. Для этого используют легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ), которые при возникновении небольшой искры могут стать источниками пожара и приводить к летальным исходам. В 2022 году в России произошло 2716 пожаров на производственных объектах, ущерб составил 541,95 миллионов рублей, при этом погибло 199 человек. Ученые Пермского Политеха разработали заменитель ЛВЖ для промывки деталей на водной основе. Он снизит риски и повысит безопасность на производстве, станет альтернативой импортным моющим составам.

Два фешен-гиганта, одни из самых известных в мире массмаркета, — шведская компания H&M и испанская Zara — оказались косвенно причастны к разрушению окружающей среды Бразилии. К такому выводу пришли авторы крупного расследования, изучившие различные данные, в том числе полученные под прикрытием.

В НИУ ВШЭ разработали программный комплекс «АСОНИКА-К», который помогает сделать отечественные электронные детали надежнее. В октябре он уже заработал на одном из промышленных предприятий, выпускающих электронные компоненты.

Инфраструктурный центр «Технет» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого провел исследование в области киберфизических систем, аддитивного производства, а также ключевых рисков и барьеров развития данных технологических направлений. Результаты анализа публикационной активности показали, что концепция киберфизических систем приобретает все большую популярность в мировом научном сообществе в качестве актуальной исследовательской тематики.

Двадцатые годы XXI века — это начало расцвета ИИ. Нейросети рисуют картины, создают лекарства и помогают укрощать термоядерную энергию. Но 2022 год показал, что даже в постиндустриальную эпоху промышленность остается основой нашей цивилизации и нашего образа жизни. Может ли искусственный интеллект помочь производству благ и чего уже добились российские промышленники, используя машинное обучение, — в статье из цикла Naked Science об ИИ.

Российские исследователи из Высшей школы экономики и Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова РАН предложили новый способ повысить избирательность реакции получения производных гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), входящих в состав успокоительных. Ученые использовали фторидную добавку, которая увеличила долю полезной формы продукта реакции более чем в два раза, а общий выход реакции — в 2,5 раза. Такой подход может повысить эффективность производства компонентов лекарств и сделать его дешевле.

При добыче и переработке нефти выделяется попутный нефтяной газ, который в больших объемах просто сжигается. Такой способ утилизации газа негативно сказывается на экологической обстановке, наносит вред здоровью населения, а также экономике страны, ведь это потенциальный энергетический ресурс, который не используется. Ученые Пермского Политеха разработали и апробировали модель управления электрическими режимами электротехнического комплекса нефтегазодобывающего предприятия, где попутный нефтяной газ становится источником энергии для его работы.

Подготовка нефти до товарного качества — процесс, который состоит из множества стадий. Важно обеспечивать оптимальные технологические параметры, чтобы повысить эффективность использования оборудования. Результат, к которому стремятся предприятия, — увеличение прибыли. Исследователи из Пермского Политеха усовершенствовали автоматизированное управление технологическим процессом подготовки «черного золота», чтобы снизить затраты на производство и улучшить качество готового продукта. Для этого они использовали алгоритм оптимизации на основе нейросетей и аналитических моделей.

Восстановление азота и фосфора из отходов промышленности и сельского хозяйства получило внимание из-за необходимости реализации концепции устойчивого развития общества, основанной на экономике замкнутого цикла. Эти элементы являются биогенными, жизненно необходимыми для роста растений. Запасы фосфора ограничены, а процесс получения азота энергозатратен. Потенциальными источниками вторичного сырья становятся водные отходы многих производств, в том числе водные отходы индустрии удобрений, фармацевтической продукции, производства полупроводников, сельского хозяйства. Рецикл азота и фосфора позволяет не только уменьшить расходование невозобновляемых минеральных ресурсов, но и ослабить насыщение природных водоемов биогенными элементами, переизбыток которых приводит к заболачиванию водоемов и уменьшению количества питьевой воды. Для решения этой проблемы ученые Пермского Политеха разработали новый подход, который повысил эффективность извлечения аммония, одной из форм азота, и фосфата, одной из форм фосфора, из водных отходов производства до 98-99 процентов.

Несмотря на широкое использование титановых сплавов в производстве важных деталей и узлов ракетной техники, которые в рабочих условиях испытывают значительные силовые нагрузки при повышенных температурах, их механическая обработка по-прежнему остается серьезной промышленной проблемой. Сегодня при обработке крупногабаритных деталей на предприятии используются металлорежущее оборудование, не имеющее системы охлаждения, что в некоторых случаях может быть опасным, так как образованная пыль в процессе стружкообразования может привести к интенсивному горению. Ученые Пермского Политеха с коллегами из Ижевска определили оптимальные режимы резания титана, что обеспечит качество деталей, а также позволит избежать возгораний на предприятии.

Международный коллектив ученых провел всестороннее исследование современного состояния экономии ресурсов за счет оптимизации и обработки сред для устойчивого производства. Исследователи доказали, что экологичность производства, энергоэффективность и оптимизация использования ресурсов имеют долгосрочный положительный эффект в долгосрочной временной перспективе.