Аннотация: В последние десятилетия наблюдаются существенные изменения в области инженерии, которые фиксированы ведущими инженерными школами, а также в требованиях промышленных отраслей к специалистам. Кроме того, сложность социального развития, резкий технологический прорыв в сферах общественных отношений трансформирует статус инженерии в основаниях техносферы. Отсюда актуализируется область исследований, связанных с состоянием технических и инженерных наук и, следовательно, нарастает потребность в анализе специфики современной инженерной деятельности. Инженерия сохраняет свой традиционный статус встраивания желаний человека в мир его обитания и вместе с тем все более претендует на приоритетные позиции в области социальных детерминант. В данном исследовании предпринята попытка определения социотехнической системности и универсальности современной инженерии через комплексный анализ нового социального феномена Homo Technology. Обращение к имеющемуся междисциплинарному опыту теоретических исследований области данной проблематики в значительной степени детерминирует выбор в качестве ведущего методологического основания анализа структурно-генетический подход. В решении сформулированных задач использованы традиционные методы научного исследования эмпирического и теоретического уровня в синтезе с методами философской рефлексии, в частности, с опорой на феноменологические школы.

Аннотация: Целью работы является разработка модели для печати лопаток турбин на 3D-принтере, что особенно актуально при изготовлении деталей сложной геометрической формы, испытывающих воздействие значительных статических, динамических, тепловых нагрузок и работающих в агрессивных средах. Большой разброс механических свойств, который может возникнуть в результате недостаточной подготовки к аддитивному изготовлению детали, указывает на необходимость моделирования с целью прогнозирования механических свойств лопатки газотурбинного двигателя. Таким образом, становится очевидно, что применение моделирования механических испытаний и свойств 3D-печатных объектов является необходимым условием изготовления качественных деталей. Основной задачей исследования является разработка модели лопатки газотурбинного двигателя, обладающей достаточной прочностью, устойчивостью к вибрационным нагрузкам, температурным колебаниям, которая при этом будет сохранять траекторию движения в потоке и обладать минимально возможной массой. Построена трехмерная компьютерная модель для печати лопаток газовых турбин на 3D-принтере. Разработано критериальное и алгоритмическое сопровождение процесса печати лопаток турбин на 3D-принтере. Получена модель распределения теплового поля детали при ее изготовлении с использованием программного комплекса Ansys. Моделирование температурного поля необходимо не только для оценки плотности детали и ее сплошности, но и реакции металла изделия на быстрый нагрев и охлаждение.

Аннотация: В результате анализа проблемы по исследованию различных подходов к управлению предприятием металлургической отрасли была поставлена цель определить наиболее эффективную систему управления для группы бюджетного планирования и управления оборотными активами ОАО «ММК-МЕТИЗ». Проанализирована система бюджетирования, применяемая на предприятии, выявлены основные недостатки. Определено, что управление, использующее бюджет предприятия как единственный критерий достижения стратегических целей, не обеспечивает оценку нематериальной составляющей успеха деятельности предприятия. Рассмотрена система ключевых показателей эффективности (KPI), которая отражает трансформацию стратегии предприятия в совокупность взаимоувязанных и сбалансированных показателей оценки эффективности. Разработка значимых ключевых показателей эффективности, которые отслеживают и четко визуализируют производительность, требует определенного планирования. Каждый показатель должен соответствовать конкретному бизнес-процессу и предоставлять своевременную и точную информацию для оценки прогресса в достижении целей. Разработана система ключевых показателей эффективности для группы бюджетного планирования и управления оборотными активами ОАО «ММК-МЕТИЗ». Определены основные бизнес-процессы группы бюджетного планирования и управления оборотными активами ОАО «ММК-МЕТИЗ» и ее производственные показатели. Внедрение системы KPI даст предприятию возможность определить стратегические, финансовые и операционные достижения компании, опираясь на четкие показатели эффективности бизнес-процессов, что будет способствовать оптимизации усилий всех подразделений.

Аннотация: Сложные экономические условия, в которых оказалась наша страна в настоящий период, характеризуются структурной трансформацией экономики, изменяющимися внутренними и внешними условиями развития, что, в свою очередь, предполагает продолжение курса к созданию технологического суверенитета товаров и услуг, стратегическое изменение финансово-экономической политики, стимулирование развития всех отраслей народного хозяйства. Чтобы осуществить данную структурную перестройку, требуется «запустить» целый ряд механизмов, способствующих ускорению процессов преобразования. Одним из таких механизмов, по мнению авторов, является четкое и эффективное функционирование системы менеджмента качества, способное обеспечить слаженность всех элементов производственной системы. Авторами настоящей статьи предложен подход по внедрению и эффективному функционированию системы менеджмента качества (СМК) в условиях новой экономической реальности. В исследовании использованы данные, полученные при проведении аудитов в организациях-поставщиках, осуществляющих свою деятельность в машиностроительной отрасли, а также в компании-производителе контрольно-измерительных приборов ЗАО «Электронные и механические измерительные системы» (г. Челябинск). Результаты настоящего исследования позволили решить следующие задачи: выявлены требования, предъявляемые к предприятиям и их продукции в новых экономических условиях; проанализированы причины низкой эффективности и результативности СМК, присущие большинству организаций; определены факторы, влияющие на результативное внедрение и эффективное функционирование СМК в условиях новой экономической среды. Ключевым результатом работы является предложенный авторский подход по внедрению СМК, способный обеспечить организациям достижение своих стратегических целей в условиях трансформации экономики. Отмечается важность учета личностного фактора руководителей и собственников бизнеса при управлении СМК, а также необходимость формирования тесной взаимосвязи СМК с производственным менеджментом.

Аннотация: Современное развитие техники предъявляет все большие требования к повышению жесткости и надежности функционирования материалов и конструкций. Традиционно это достигается созданием новых химических составов используемых материалов и методов их обработки. В настоящей работе на основе компьютерного конечно-элементного моделирования демонстрируется еще один эффективный метод повышения жесткости и надежности материалов и конструкций за счет подбора рациональной геометрии элементов структуры и условий их взаимодействия друг с другом. Такие структуры были впервые предложены математиками и получили название самозаклинивающихся. Самозаклинивающаяся структура – это набор выпуклых тел, такой, что любое бесконечно малое движение одного из них возможно лишь как часть совместного движения всех тел вместе (как единого твердого тела). Моделирование производилось в программном комплексе Abaqus с целью демонстрации концептуального подхода к использованию самозаклинивающихся структур в области разработки конструкционных материалов различного назначения. На основе результатов моделирования изучены различные паттерны распределения нагрузки в подобных системах, с помощью которых выдвинуты теории о их применении в будущих исследованиях. Было установлено, что в зависимости от различных сценариев нагружения подобные структуры могут рассеивать приложенные точечные нагрузки по всему объему конструкционного элемента. Также продемонстрирован потенциал оптимизации геометрии отдельных элементов самозаклинивающихся структур, позволяющий расширить их эксплуатационные свойства с сохранением ключевых особенностей. Научно обосновано будущее применение подобных структур для перераспределения нагрузок как в конструкционных материалах, так и в широком спектре инструментов.

Аннотация: В статье представлено исследование проблем, связанных с внедрением новых технологий, технологических инноваций и других новых продуктов в деятельность организационных систем, инфраструктуры организации и производственных систем. Данные, представленные службой статистики и глобальным инновационным индексом, позволяют выдвинуть гипотезу о влиянии уровня развития экономики в регионе на количество инноваций, которые могут появляться на выходе организационных систем. Подтверждением гипотезы являются результаты анализа вторичной информации, характеризующей общую экономическую обстановку относительно затрат на развитие технологических инноваций, и количество персонала, который осуществляет свои профессиональные трудовые функции в сфере инновационной деятельности. Проанализированы поведенческие факторы, оказывающие влияние на восприятие новых технологий, которые могут быть использованы в качестве новых платформ для создания деятельности внутри организационной системы, а также учтены риски, возможные при реализации неподготовленных изменений. Для оценки уровня готовности организационной системы разработан и представлен перечень показателей инновационного поведения для организационной системы в сравнении с этапами поведенческой теории А. Маслоу. Показатели инновационного поведения могут быть использованы в рамках мониторинга уровня зрелости организационной системы с целью допущения возможности о достаточности потенциала системы к восприятию нововведений с минимальными организационными издержками. На базе представленных показателей, характеризующих взаимосвязь показателей инновационного поведения и поведенческих факторов, разработан методический инструмент, основанный на классическом инструменте Всеобщего управления качеством (Total Quality Management, TQM), используемом для итерационного контроля новых и стабильных процессов – цикл Деминга-Шухарта.

Аннотация: В настоящее время установлен практически стабильный ход выявления профессиональных заболеваний работников горнодобывающей промышленности, как у работников на открытых горных работах, так и у трудящихся в подземных условиях. Выполнен анализ научно-методической литературы по вопросам профес-сионально-прикладной физической культуры. Критически рассмотрены подходы к реализации задач профессионально-прикладной физической подготовки в образовательном процессе высших учебных заведений , готовящих специалистов для работы в различных сферах деятельности. Проанализирован нормативный материал, характеризующий требования к работодателю в части обеспечения предотвращения получения работником профессиональных заболеваний, связанных с вредностями, присутствующими при реализации трудового процесса в горнодобывающей промышленности. Выявлено значение рационального зонирования рабочего пространства с целью обеспечения комфортных условий трудового процесса в части функционирования сенсорных систем работника. Выявлено, что профессиональные заболевания приводят к преждевременному прекращению трудовой деятельности наиболее квалифицированных работников горной отрасли. Обосновано, что важная роль в снижении рисков профессиональных заболеваний принадлежит степени сопротивляемости организма работника воздействию неблагоприятных условий в процессе труда. Выявлено различие в возрасте работников, получивших профессиональные болезни при реализации трудовой деятельности на поверхности и на подземных работах.

Аннотация: Россыпные месторождения золота преимущественно имеют сложную структуру с значительной изменчивостью содержания полезного компонента и крупности золотин в песках продуктивного пласта, в связи с чем их разработка с применением традиционных технологий переработки, ориентированных на преимущественно гравиобогатимое золото с крупностью более 0,5 мм, приводит к большим потерям металла. Известные технологии разработки глубокозалегающих россыпей не ориентированы на селективную выемку песков с различным уровнем содержания и крупностью золота, поэтому не обеспечивают возможности гибкого изменения технологических схем, режимов и параметров переработки разнокачественной минеральной массы. Необходимым условием применения селективной выемки песков и их раздельной переработки является выявление точных контуров богатых зон с золотом повышенной крупности для их опережающей выемки. Цель работы. Совершенствование технологии комбинированной разработки сложноструктурных россыпных месторождений золота путем оконтуривания зон богатых песков, подбора комплекса оборудования для обеспечения их качественной опережающей выемки, отработки зон рядовых и бедных песков с применением технологии скважинного выщелачивания. Результаты. В статье предлагается усовершенствованная технология разработки, заключающаяся в выявлении зон богатых песков с последующим уточнением их контуров, опережающей механической выемки богатых песков, содержащих существенное количество относительно крупного золота, посредством выемочного модуля, с доработкой оставшейся части богатых песков с применением скважинной гидродобычи, а рядовых и бедных участков – с использованием скважинного выщелачивания. Выемочный модуль устанавливается на штангу буровой установки и включает в себя режущие элементы, тяги, гидропривод, бадью. Извлеченные на поверхность богатые пески направляются на многостадийное обогащение. Оставшийся основной объем залежи отрабатывается с применением скважинного выщелачивания растворами с адаптивными концентрациями, обеспечивающими относительно высокое извлечение золота в продуктивный раствор.

Аннотация: В статье предлагается концепция селективной подготовки минерального сырья путем управления параметрами буровзрывных работ с учетом требований к качеству на стадиях добычи и переработки. Требования к качеству подготовки к выемке рассматриваются с трех основных позиций: с точки зрения геометрии приемных отверстий, требований к качеству минерального сырья и видам товарной продукции и обеспечения безопасности ведения взрывных работ. Определены параметры буровзрывных работ на основе цикличности преобразования продуктов дезинтеграции в процессах подготовки минерального сырья при добыче и переработке. В работе под дезинтеграцией понимается селективное разрушение (разупрочнение) массива (структурной отдельности) на отдельные частицы (фрагменты) или куски с сформированными контрастными структурными элементами раскрытия и разделения. Цель работы. Обоснование параметров буровзрывных работ для дезинтеграции минерального сырья с соблюдением принципа избирательного формирования контрастного структурного элемента раскрытия и разделения для каждого процесса подготовки открытой геотехнологии и обогатительного передела. Используемые методы. Использован комплексный подход, который позволил достичь поставленной цели. Комплексный подход в рамках исследования включает методы научного анализа опубликованных ранее отечественных и зарубежных исследований, анализ аналитических и эмпирических зависимостей на предмет сопоставления с результатами практических исследований. Результат. Предлагаемая концепция селективной подготовки позволяет повысить эффективность добычи и переработки минерального сырья за счет управления параметрами буровзрывных работ.

Аннотация: В современном мире существует необходимость рационализации способов добычи полезных ископаемых при постоянном увеличении эксплуатационных мощностей карьеров. На современных карьерах применяются различные виды горного оборудования для выемочно-погрузочных работ: канатные (тросовые) экскаваторы, гидравлические экскаваторы типа прямая и обратная лопата, фронтальные погрузчики и т.д. Стоит отметить, что одноковшовые экскаваторы на данный момент являются наиболее распространенной выемочно-погрузочной техникой. За счет своих конструктивных особенностей данное оборудование позволяет применять разные технологические схемы разработки месторождений открытым способом. Фронтальные погрузчики, в свою очередь, применяются в основном в качестве вспомогательного оборудования. Однако фронтальные погрузчики могут применяться на добычных работах в тех случаях, когда технологические схемы и конструктивные особенности позволяют достичь максимальной эффективности. В определенных горнотехнических условиях применение фронтальных погрузчиков может оказаться более целесообразным, чем использование других типов горного оборудования. Новизна. Описанием применения выемочно-погрузочных машин занимались многие учёные, однако некоторые данные являются устаревшими, тогда как текущее исследование относится к более современной горной технике. Результат. Анализ и обобщение данных показали возможность применения фронтальных погрузчиков как основного выемочно-погрузочного оборудования на карьере.

Аннотация: В настоящее время в промышленности применяются промышленные роботы в составе роботизированных комплексов для обработки крупногабаритных деталей, изготовляемых из композитных материалов и металлов. Например, приборные панели электровозов, корпусы пространственно-сложной формы и т.д. Существующие методы проектирования операции механической обработки вращающимися инструментами на базе роботизированных комплексов основаны на эмпирическом подборе режимов резания для каждого конкретного изделия и ограничены в универсальности применения. Отсутствие методик обоснованного назначения режимов резания и выбора режущего инструмента, учитывающих оценку колебательного процесса в технологической системе в процессе обработки на базе роботизированных комплексов негативно сказывается как на производительности обработки (занижение режимов обработки с целью обеспечения точности и качества), так и на время внедрения детали в производство. Используемые методы. В работе произведены исследования колебательных процессов в технологической системе и возможности их учета при разработке методики проектирования операции механической обработки вращающимися инструментами на базе роботизированного комплекса. Новизна. Произведено исследование колебаний роботизированного комплекса в процессе обработки крупногабаритных нежестких деталей вращающимся инструментом с целью определения жесткости технологической системы. Результат. Определена зависимость колебаний на шпинделе промышленного робота на микроперемещения заготовки, что позволило произвести расчет жесткости технологической системы роботизированного комплекса.

Аннотация: Челябинская область изобилует промышленными предприятиями, на которых используются различные тепломассообменные аппараты – реакторы, входящие в состав фьюминг-печей, конвертеров, печей для выплавки стали погружным факелом, барботажных колонн, аппаратов гетерогенного катализа и химического синтеза и др. В таких аппаратах протекают химические реакции под давлением при высоких температурах, сопровождающиеся фазовыми переходами. Продукты реакции в них составляют существенную долю вредных выхлопов в окружающую среду во время загрузки сыпучего материала во внутреннюю полость реактора. При загрузке запорное механическое устройство открыто. Химические реакции протекают под давлением выше атмосферного, что приводит к выхлопу агрессивных газов через загрузочное отверстие. Вместе с тем работа механических запорных устройств сопровождается частыми выходами из строя. В качестве альтернативы механическому запорному устройству предлагается установка пневматического запорного устройства эжекционного типа, не содержащего подвижных механических частей. Предотвращение выброса вредных газов осуществляется противоточной высокоскоростной струей воздуха, истекающей из сопла запорного устройства в загрузочную трубу, являющуюся смесительной камерой эжектора. Это существенно снижает загрязнение окружающей среды. Вместе с тем нагнетание в реактор через эжекторное устройство дополнительного количества воздуха интенсифицирует химические процессы в реакторе. В пневматическом запорном устройстве протекает сложный газодинамический процесс смешения активного и пассивного потоков газа или смеси. На сегодняшний день отсутствует теория расчета пневматических запорных аппаратов эжекционного типа.

Аннотация: Сегодня к изделиям массового производства предъявляются достаточно высокие требования к качеству. С целью оперативного управления технологическим процессом при изготовлении изделий необходимо своевременно получать объективную информацию. Однако сейчас это является определенной проблемой, которая возникает по причине того, что для этого следует принимать во внимание достаточно большое количество факторов, которые приводят к появлению причин потери качества изделия. По этой причине сегодня необходимы современные методы, способные решить указанную проблему. Цель работы. В рамках данного исследования авторы ставят целью проведение анализа особенностей применения иерархических нейронных сетей для оценки качества изделий. Используемые методы. В статье используются общенаучные методы и методы математического анализа, прежде всего подходы и методы системного анализа и общей теории систем, анализ и синтез, а также сравнения и обобщения. Использование представленных методов позволило провести критический анализ точек зрения на особенности применения иерархических нейросетевых методов в контроле качества. Новизна. Представлен авторский анализ применения иерархических нейросетевых методов с целью контроля качества изделий.