CC BY
65
Министерство образования и науки РФ
Правительство Пензенской области Академия информатизации образования Академия проблем качества РФ Российская академия космонавтики им. К.Э.Циолковского Российская инженерная академия Вычислительный центр РАН им. А.А.Дородницына Институт испытаний и сертификации ВВТ ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л.Минца» ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «РУБИН» ОАО «НИИФИ», ОАО «ПНИЭИ», ФГУП ФНПЦ «ПО СТАРТ», НИКИРЭТ, ЗАО «НИИФИиВТ» ОАО «ППО ЭЛЕКТРОПРИБОР», ОАО «РАДИОЗАВОД» Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС» ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА» Пензенский государственный университет
АадижУ{%шсж
ТРУДЫ
МЕЖДУНАРОДНОГО СИМПОЗИУМА
НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО
II то^
ПЕНЗА 2015
УДК 621.396.6:621.315.616.97:658:562 Т78
Труды Международного симпозиума «НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО»:
T78 в 2 т. - Пенза : ПГУ, 2015. - 2 том - 384 с.
ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8
В сборник трудов включены доклады юбилейного ХХ-го Международного симпозиума «Надежность и качество», проходившего с 25 по 31 мая 2015 г. в городе Пензе.
Рассмотрены актуальные проблемы теории и практики повышения надежности и качества; эффективности внедрения инновационных и информационных технологий в фундаментальных научных и прикладных исследованиях, образовательных и коммуникативных системах и средах, экономике и юриспруденции; методов и средств анализа и прогнозирования показателей надежности и качества приборов, устройств и систем, а также анализа непараметрических моделей и оценки остаточного ресурса изделий двойного назначения; ресурсосбережения; проектирования интеллектуальных экспертных и диагностических систем; систем управления и связи; интерактивных, телекоммуникационных сетей и сервисных систем; экологического мониторинга и контроля состояния окружающей среды и биологических объектов; исследования физико-технологических процессов в науке, технике и технологиях для повышения качества выпускаемых изделий радиопромышленности, приборостроения, аэрокосмического и топливно-энергетического комплексов, электроники и вычислительной техники и др.
Оргкомитет благодарит за поддержку в организации и проведении Международного симпозиума и издании настоящих трудов Министерство образования и науки РФ, Правительство Пензенской области, Академию проблем качества РФ, Российскую академию космонавтики им. К. Э. Циолковского, Российскую инженерную академию, Академию информатизации образования, Вычислительный центр РАН им. А. А. Дородницына, Институт испытаний и сертификации ВВТ, ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца», ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «НИИФИ», ФГУП «ПНИЭИ», ОАО «РУБИН», ОАО «РАДИОЗАВОД», ОАО «ППО ЭЛЕКТРИПРИБОР», ФГУП «ПО «СТАРТ», НИКИРЭТ - филиал ФГУП «ПО «СТАРТ», Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС», ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА»,Пензенский государственный университет.
Сборник статей зарегистрирован в Российском индексе научного цитирования (РИНЦ) с 2005 г.
Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я :
Юрков Н. К. - главный редактор Трусов В. А. - ответственный секретарь Баннов В. Я. - ученый секретарь Волчихин В. И., Абрамов О. В., Авакян А. А., Дивеев А.И., Иофин А. А., Каштанов В. А., Майстер В. А., Острейковский В.А., Петров Б. М., Писарев В. Н., Роберт И. В., Романенко Ю. А., Северцев Н. А., Садыков С. С., Садыхов Г. С., Увайсов С. У.
ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8
© Оргкомитет симпозиума, 2015 © ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», 2015
места. Но надо понимать: раз страна выбрасывается из сферы высокотехнологичной индустрии, то она вычеркивается из современной эпохи и самой истории.
На 2011 г. в Росси полностью уничтожены 42 станкостроительных предприятия, только в столице - московский станкостроительный завод «Красный пролетарий», заводы им. Серго Орджоникидзе и «Фрезер», Московский завод координатно-расточных станков, Институт ЭНИМС и завод «Станконстукция» [8 с.8]
В стране осталось 7 0 % былых мощностей страны, а объем их продукции всего 5 % от уровня, выпускаемого ранее. Станкостроение относится к числу базовых отраслей промышленности, это фондообразующая отрасль, в значительной степени уровень ее развития определяет конкурентоспособность отечественного машиностроения и промышленности в целом. К сожалению, это касается не только станкостроения. В технологической базе три составляющих: станкостроение, электроника и приборостроение, обеспечивающих развитие всей промышленности. Несмотря на обещания инвестиции в машиностроение как не было, так и нет. Подобная ситуация в авиа- и судостроении.
Сегодня уровень производительности труда в машиностроении отстает приблизительно в 5-10 раз от показателей США и стран. Отставание в уровне производительности ведет к слабой конкурентоспособности российской промышленности на мировой арене. Например, в 2010 году она составляла 2,2 % от общего объема мирового рынка в сфере легкового автомобилестроения, 5,2 % - в авиационной продукции (включая гражданский и военный сегменты самолетостроения, вертолето-строения, двигателестроения, агрегатостроения приборостроения) и 0,4 % - в сфере радиоэлектроники курс на новую индустриализацию как дальнейший путь развития экономики России был объявлен Правительством России еще в 2011 году. Сегодня все больше сторонников - экономистов и политологов - говорят о необходимости реструктурирования российской экономики. Насколько же реалистичен для России переход на индустриальную экономику?
Около 90 % современных инноваций базируется на достижениях микро- и нано-электроники. В советское время наша страна уступала по производству микропроцессорной техники лишь США и Японии, занимая третье место в мире. Теперь в
силу преобладания импорта изделий микроэлектроники, станков и машин. Поэтому первым приоритетом является отечественная микроэлектроника, без которой «нечего и думать о новой индустриализации народного хозяйства» [3, с.4].
Используя экспортно-сырьевую модель, стране удалось относительно обновить парк строительной, автотранспортной и иной техники, средства связи, электронные и другие виды коммуникаций, являющиеся конечной продукцией в производственной цепочке, однако Россия не была допущена иностранными поставщиками к технологическим тайнам передового промышленного производства. Наличие передового станкостроительного производства выступает гарантией технологической независимости и безопасности государств. За годы постсоветских реформ самый тяжелый удар пришелся в нашей стране именно на станкостроение. За период 1990 - 2010 гг. производство металлорежущих станков сократилось в 37 раз (с 7 4 тыс. до 2 тыс.), в том числе с ЧПУ - в 5 6 раз (с 16,7 до 0,3 тыс.), кузнечнопрессовых машин - в 21 раз (с 27,3 до 1,3 тыс.). По оценкам специалистов, зависимость от импорта станочного оборудования превышает 90 % [3, с.5]. В то время когда, в составе совокупной рабочей силы общества преобладают работники интеллектуального труда и высшей квалификации, а наука действует как непосредственная производительная сила.
Соответственно, только придание отечественным производительным силам неоиндустриального характера - наукоемкого и технотронного - гарантирует России выход на самые передовые рубежи научно-технического прогресса, производительности труда и качества жизни населения, т.е. становление в качестве передового неоиндустриального общества -политически суверенного, экономически эффективного, социально справедливого
Системный подход к управлению народнохозяйственными процессами, включая новую индустриализацию, должен состоять в том, чтобы государство на качественно новой основе усилило свою экономическую и социальную функции, связанные с необходимостью разработки социально-
экономических индикаторов (регуляторов) и механизмов, с учетом органичной связи роста потребностей и инвестиций, с обеспечением устойчивого баланса между финансовой, производственной и ресурсной сферами.
ЛИТЕРАТУРА
1. http://top.rbc.ru/viewpoint/2 9/04/2014/921310.shtml.
2. Новая индустриализация России. Теоретические и управленческие аспекты: Коллективная монография / под научн. ред. д.э.н. Н.Ф. Газизуллина. - СПб. : НПК «РОСТ», 2014. - 237 с.
3. А. Нешитой Неоиндустриализация как основа возрождения промышленного потенциала //Экономист № 10, с. 34. Ю. Воронин, П. Лабзунов О необходимости управления экономикой // Экономист. - 2014. - №4. -
С. 42
5. http://www.sverxnova.ru/
6. Воробьев Д.В. Одноканальное управление шаговым двигателем / Воробьев Д.В., Трусов В.А., Кочегаров И.И., Горячев Н.В. // Молодой ученый. 2015. № 3 (83). С. 110-113.
7. Трусов В.А. Проектирование одновибратора без перезапуска на программируемой логической интегральной схеме / Трусов В.А., Кочегаров И.И., Горячев Н.В. // Молодой ученый. 2015. № 4 (84). С. 276-278.
8. Эксперт №47 (829), 26 ноября 2012.
9. Жизнь и смерть// Аргументы недели №2 (294), с.8.
УДК 542.913
Садъжова1 Ж.И., Садъжова2 Л.Г.
гМИРЭА (Московский институт радиотехники, электроники и автоматики; Технический университет); Москва, Россия
2МГТУ (Московский государственный технический университет) им. Н.Э. Баумана; Москва, Россия СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
Одной из проблем современной энергетики, основанной на использовании ископаемых топлив, является их исчерпаемость. Быстрый рост негативных антропогенных воздействий на окружающую среду ведет к существенному ухудшению среды обитания человека. Поддержание этой среды в нормальном состоянии становится одной из приоритетных целей общества [1].
Преодоление экологических проблем основывается на использовании, в качестве источника энергии, неисчерпаемого (альтернативного) источника энергии (АИЭ). К альтернативным источникам энергии относят тепловое излучение солнца, течение воды рек и морей, биотопливо, водород и др. В зависимости от особенностей региона, в структуре использования АИЭ преобладает
тот или иной источник. В частности, в Исландии, Дании и нескольких штатах США тепло получают от геотермальных источников. В Норвегии повсеместно используются гидроэнергетические установки малой мощности. В равнинных районах, по берегам морей устанавливаются ветряные электростанции, в южных районах - солнечные батареи.
Современный мир отличается новым технологическим укладом, с особой ролью в экономике инноваций и нанотехнологий. Развитые страны активно разрабатывают соответствующие новые направления в науке. России также необходимо и развивать новые технологии, и модернизировать экономику, и уделять большее внимание инновациям. Одной из необходимых основ этого является экологическое образование, формирование адекватного понимания представителей самых разных социальных, профессиональных, статусных групп закономерностей, возможностей, факторов риска окружающей среды и ее ресурсов [2, 3].
Подобно смене, по мере развития науки, ее основных парадигм, - в системе социально-экономических отношений - прежде всего, технологически развитых стран - должна сформироваться новая парадигма экологически планируемого природопользования. При этом, объектом геоэкологических исследований, проводимых учеными самых разных специальностей, становится триада "Человек - Природа - Общество", причем непрерывное экологическое образование является одним из условий так называемого устойчивого развития [4, 5].
Важнейшей задачей экологического образования в сфере природопользования должна стать подготовка специалистов, максимально способных обеспечивать экологическое равновесие биосферы и устойчивое развитие геосистемы [4,5].
Экологическое образование как часть общей экологической культуры должно начинаться в современном обществе с семьи и дошкольных учреждений, а продолжаться всю жизнь - включая специальное образование, повышение квалификации, в том числе для управляющих и руководителей самых разных уровней. Только при таком походе в современном высокотехнологичном и энергоемком мире можно обеспечить экологически обоснованные решения самых насущных проблем [6].
Преобладавшие, в течение двух столетий, способы производства и добычи энергии, по большей части, исчерпали себя, и мир стоит на пороге очередной энергетически-экологической революции - то есть, добычи и потребления возобновляемых экологически чистых источников энергии. Переход на новые источники энергии должен изменить образ жизни, мышление их потенциальных потребителей, сделать сбережение энергии одной из этических норм.
Основным видом альтернативной энергии является солнечная, причем количество поступающей на землю солнечной энергии в миллион раз превышает современное энергопотребление человечества. Перспективы использования солнечной энергии поистине безграничны. В отдельных регионах земного шара количество солнечных дней в году достигает трехсот. Для того, чтобы сегодня человечество смогло удовлетворить свои потребности в энергоресурсах, требуется в год около 10 млрд. т. условного топлива. Если энергию, поставляемую на нашу планету солнцем за год, перевести в то же условное топливо, то эта цифра составит 100 трл. т. Это в десять тысяч раз больше, чем нам нужно. И если бы человек смог взять для своего внутреннего потребления хотя бы один процент, то это бы решило многие проблемы на века вперед.
Получить электрический ток с помощью фотоэффекта впервые удалось советским физикам в физтехе под руководством А.И. Иоффе в 1930-е годы. Правда, КПД тогдашних солнечных сернисто-таллиевых элементов был ниже одного процента, но к началу нового века он возрос до 20 % и стал основным источником электричества на российских и американских космических аппаратах.
Можно собрать энергию солнца с помощью зеркал-гелиостатов, направляющих лучи солнечного света на емкость теплоприемника. Закипающая вода, превращаясь в пар, вращает паровую турбину и дает электрический ток. В США сейчас действуют несколько гибридных солнечно-топливных электростанций. Днем они работают от солнца, а ночью, чтобы вода не остывала, и электричество не кончалось, - от газа. Строительство на Западе "солнечных домов", крыши которых покрыты солнечными батареями, стало очень престижно. При этом, в Германии государство еще и покупает у владельцев этих домов электричество по ценам, сильно превышающим рыночные (это помимо других льгот). Таким способом государство стимулирует строительство подобных домов. В США солнечная технология уже используется в 1,5 млн. домов.
Еще более давнюю историю имеет использование силы ветра для производства электроэнергии. Ветроэнергоустановка (ВЭУ) мощностью 1,25 МВт действовала в Вермонте в 1941-1945 гг. Для ВЭУ очень существенен выбор подходящего для их размещения места. Датчане считаются западноевропейскими лидерами этого направления энергетики. Возможность ветровой энергетики России оценивается в 2 60 млрд. КВт. час в год. Это треть того, что производят все электростанции. ВЭУ имеют неоспоримые достоинства: не требуется топлива, предотвращаются выбросы вредных веществ, не нужно воды и кислорода (которые в огромных количествах потребляются на тепловых электростанциях). С другой стороны, одним из недостатков ВЭУ является акустическое загрязнение окружающей среды, поэтому их строят в отдаленных местах. Преимущества работы ветровых электростанций - простая технология работы, возможность полной автоматизации. Эффективное применение ВЭУ возможно при среднегодовой скорости ветра 4 м/с на высоте 10 м. На шельфах морей, омывающих Европу, расположено более 50 ветровых электростанций, обеспечивающих около 20% электроэнергии стран ЕЭС. По прогнозам экспертов, стоимость электроэнергии, которую могут производить ВЭУ в будущем, будет самой дешевой.
Солнечно-вакуумные электростанции, запатентованные в России, преобразуют энергию солнца, поступающую на поверхность земли, и энергию ветра - в электрическую энергию круглосуточно, круглогодично, за счет использования аккумулятора солнечной энергии и высокоэффективного устройства преобразования энергии потока воздуха в электрическую энергию.
К серьезным недостаткам солнечной и ветровой энергии относится невысокая плотность энергетических потоков и их непостоянство во времени, что требует дополнительных затрат на разработку оборудования по сбору и аккумулированию энергии. Наиболее перспективным аккумулятором энергии считается водород, из которого затем, путем окисления в топливных элементах, можно, по мере надобности, получить электроэнергию, что особенно важно для транспорта. При этом побочным продуктом (''выхлопом'') является чистая вода.
Основная проблема водородной энергетики -хранение и транспортировка летучего и взрывоопасного водорода. Для решения этих проблем разрабатываются различные накопители водорода: углеродные наноструктуры, гидриды металлов, сплавов и нанокомпозиты [7].
Переход на автономные установки с топливными элементами связан с поставкой водорода. Его можно получить на месте, используя гидротермальное взаимодействие алюминия с водой в специальном реакторе. Алюминий производится из природного сырья, запасы которого огромны. Его хранение и транспортировка не требует специальной инфраструктуры. Этот способ получения водорода снижает экономические затраты и делает весь процесс экологически чистым и безотходным, что дает возможность создавать водородные установки в местах отсутствия электроэнергии. Большим преимуществом водородного топлива является то, что при сжигании водорода образуется только
вода и энергия, т.е. налицо круговорот водоро- даже апельсинового сока. Существенным недостат-
да: из воды получают водород и, сжигая его в ком биотоплива является, однако, происходящие в
топливном элементе, получают снова воду, а вы- процессе его производства истощение сельскохо-
делившаяся энергия используется по назначению. зяйственных земель и выброс метана, который
Кроме того, водород является одним из самых является опасным парниковым газом. Поэтому
энергоемких, и запасы его неисчерпаемы. Следо- нельзя делать основную ставку на биотопливо. В
вательно, водород можно назвать одним из самых качестве сырья для его получения целесообразно
чистых источников энергии [7]. Но основным ми- рассматривать только органические бытовые отхо-
нусом использования водорода в качестве энерго- ды, а также технологические отходы техногенно-
носителя является его активность, и, как след- опасного производства [8-12].
ствие, взрывоопасность. Исследователи утвержда- Подводя итоги всему сказанному выше, очевид-
ют, что в случае полной замены водородом всех но, что следует стремиться делать изучение про-
используемых ныне видов топлива, значительные анализированных в данной работе способов полу-
его количества, попадая в атмосферу (из-за чения энергии содержанием непрерывного экологи-
утечки), забирают у озона атом кислорода, обра- ческого образования специалистов, особенно ин-
зуя пары воды, что приводит к деградации озоно- женерных профессий, а также управляющих произ-
вого слоя. Образовавшиеся пары воды будут ув- водственными процессами и развитием соответст-
лажнять и охлаждать верхние слои стратосферы, вующей инфраструктуры. Развитие альтернативных
нарушая процесс образования озонового слоя. источников энергии является в настоящее время
Среди ВИЭ в настоящее время наибольшее раз- одним из ключевых вопросов для России, которая
витие получило использование биотоплива. Оно стоит перед острейшей необходимостью выбора
проста в производстве, но не очень энергоемко. долгосрочной стратегии социально-экономического
Биотопливо изготавливают, в основном, из рапса, и инновационно-технологического развития [13-
кукурузы, проса, сахарного тростника, опилок и 14].
ЛИТЕРАТУРА
1. Садыхова Ж.И., Садыхова Л.Г. Высшее образование, экология и энергетика будущего / Ж.И. Са-дыхова, Л.Г. Садыхова // Надежность и качество - 2014: Тр. междунар. симп.: в 2 т. / под ред. Н.К. Юркова. Пенза: изд. ПГУ, 2014. - Т.1. С. 338 - 340.
2. Садыхова, Л.Г. Философия образования: проблема профессионализма и долгосрочных перспектив / Л.Г. Садыхова // Надежность и качество - 2007: Тр. междунар. симп.: в 2 т. / под ред. Н.К. Юркова. Пенза: Изд-во ПГУ, 2007. - Т. 1. С. 96-98.
3. Садыхова, Л.Г. Модели и перспективы университетского образования: историко-философские и лингво-культурологические аспекты / Л.Г. Садыхова // Надежность и качество - 2005: Тр. междунар. симп.: в 2 т./ под ред. Н.К. Юркова. Пенза: Изд-во ПГУ, 2005. - Т. 1. С. 92-93.
4. Садыхова, Ж.И. Экологическое образование для всех / Ж.И. Садыхова // Надежность и качество-2010: Тр. междунар. симп.: в 2 т./ под ред. Н.К. Юркова. Пенза: Изд-во ПГУ, 2010. - Т. 2. С. 308309.
5. Шибанов С.В. Обзор современных методов интеграции данных в информационных системах / Шибанов С.В., Яровая М.В., Шашков Б.Д., Кочегаров И.И., Трусов В.А., Гришко А.К. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. I. С. 292-295.
6. Садыхова, Ж.И. Экологическое образование для устойчивого развития // Надежность и качество - 2005: Тр. междунар. симп.: в 2 т./ под ред. Н.К. Юркова. Пенза: Изд-во ПГУ, 2008. - Т. 1. С. 176-177.
7. Садыхова, Ж.И. Экологизация экономики - путь к устойчивому развитию/ Ж.И. Садыхова// Надежность и качество-2 0 0 9: Тр. междунар. симп.: в 2 т./ под ред. Н.К. Юркова. Пенза: Изд-во ПГУ, 2009. - Т. 2. С. 300-301.
8. Шейндлин А.Е. Проблемы новой энергетики. М.: Наука, 2006 г.
9. Садыхова, Ж.И., Кузнецов, В.И. Показатель «средний остаточный срок утилизации технических объектов» и его свойства // Динамика неоднородных систем. Труды ИСА РАН. 2005. Вып. 9. - М.: C. 197-203.
10. Гришко А.К. Методология управления качеством сложных систем / Гришко А.К., Юрков Н.К., Кочегаров И.И. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 377-379.
11. Sadykhov G.S. Technical condition control calculation for hazardous industrial facilities // Journal of Machinery Manufacture and Reliability, July 2014, Vol. 43, Issue 4. P. 327-332.
12. Sadykhov G.S. Average number of failure-free operations up to critical failure of technologically dangerous facility: Calculation, limit and non-parametric estimates // Journal of Machinery Manufacture und Reliability, January 2013, Vol. 42, Issue 1. P. 81-88.
13. Расчет показателей контроля технического состояния техногенно-опасного объекта // Проблемы машиностроения и надежности машин, 2014, № 4, С.120-126.
14. Садыхов Г.С. Среднее количество безотказных срабатываний до критического отказа техноген-но-опасного объекта; расчет, предельные и непараметрические оценки// Проблемы машиностроения и надежности машин. 2013. №1. C. 99-107.
УДК 542.913
Садъжова1 Л.Г. , Садъжова2 Ж.И.
1МГТУ (Московский государственный технический университет) им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
2МИРЭА (Московский институт радиотехники, электроники и автоматики; Технический университет); Москва, Россия
СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БИОСФЕРНОЙ ЭТИКИ
Одной из очевидных закономерностей современ- - побочных продуктов различных производств. Во-
ной науки является тенденция к синтезу самых вторых, экология в настоящее время, как и дру-
разных ее отраслей; кроме того, в настоящее гие отрасли науки, строится на системном подхо-
время становятся очевидными параллели между де к изучаемым явлениям - то есть, изучает и
такими разными сферами знания как философия, концептуализирует многочисленные и многоуровне-
история и теория культуры, с одной стороны, и вые взаимосвязи между самыми разными феноменами
экология, с другой стороны. В самом деле, во- и их следствиями, включая человеческий фактор
первых, современная экология - это не только как нарастающее влияние в биосферных процессах.
теоретическая дисциплина, но и научная база для В-третьих, экология неизбежно начинает входить
решения самых насущных и безотлагательных про- в сознание самых разных людей, изначально не
блем качества жизни, от качества питьевой воды имевших о ней никакого представления: как от-
и атмосферы до снижения выброса вредных веществ крытие многочисленных рисков и угроз качеству
