CC BY
12large amount of vitamin supplements, but their cost is quite high. Feed enrichment with vitamins is possible through the use of germinated grain. It is known that in the process of germination the grain passes into a new qualitative state. The process of germination is accompanied by changes in the chemical composition, the ratio of nutrients, moisture. Chemical compounds are moving from complex to more simple and easily digestible forms. A technology and a set of equipment have been developed for the germination of grain, its subsequent preparation, addition to feed and distribution of the resulting feed mixture to animals. When germinating grain, it is necessary to obtain the same layer on the entire area of the belt. To do this, the material must be evenly distributed along the length and width of the conveyor belt. As a result, we will get the same access to the grains of water and light, this will contribute to the same length of sprouts. The application of the proposed technology and equipment complex will allow to produce vitamin feed additives using germinated grain, add them to mixed feed, and also store the resulting feed mixture for a long time. With the help of the proposed mathematical expressions, the constructive parameters of the conveyor for germinating grain, its operating parameters and the physical properties of the feed material were linked.
Key words: germinated grain, conveyor belt, production line, optimal parameters.
1.Baharev, G.F. Analiz netradicionnyh tekhnologii pererabotki zerna na korm zhivotnym [Tekst] / G.F. Baharev, L.I. Drolova, L.N. Emel'yanova // Mashinno-tekhnologicheskoe, energeticheskoe i servisnoe obespechenie sel'hoztovaroproizvoditelej Sibiri: Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferencii 9-11 iyunya. - Novosibirsk, 2008. — S. 415-420.
2.Baharev, G.F. Issledovanie processa sutochnogo prorashchivaniya zerna na korm zhivotnym [Tekst] / G.F. Baharev, L.I. Drolova, L.N. Emel'yanova //Dostizhenie nauki i tekhniki. - 2007. №1. - S. 30-31.
3.Pohodnya, G.S. Svinovodstvo i tekhnologiya proizvodstva svininy: Sbornik nauchnyh trudov nauchnoi shkoly professora G.S. Pohodni (Special'nyi vypusk №2: Ispol'zovanie prorashchennogo zerna v racionah svinei) [Tekst]/G.S. Pohodnya. - Belgorod. - 2009. - 68 s.
4.Pat. 2558219 Rossiiskaya Federaciya S1 A01K5/00 (2006.01) Tekhnologicheskaya liniya dlya prorashchivaniya i vvedeniya v kombikorm proroshchennogo zerna [Tekst] / Saenko Y.V., Bulavin S.A., Makarenko A.N., Ivchenko A.N., Ydin A.I., Fedorchuk E.G.; zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VPO Belgorodskaya GSKHA imeni V.Y. Gorina. - № 2014103764/13; zayavl. 02.04.2014; opubl. 27.07.2015, Byul. № 21. - 11 s.
5.RU 2444881A01G/02, A01G 31/04 Konveier dlya prorashchivaniya zerna S.A. Bulavin, Y. V. Saenko, A.V. Golovin-2010141227/13 Zayavleno ot 07.10.2010. Opubl. ot 20.03.2011, byul. №8.
6.Pat. RU 2656668 Rossiiskaya Federaciya C1/02 (2006/01) Konveiernaya ustanovka dlya prorashchivaniya gidroponnoi zeleni Vendin S.V., Saenko Y.V., Makarenko A.N., Getmanov A.A., Saenko S.V.; zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VO Belgorodskii GAU imeni V.Y. Gorina - № 2017135127; zayavl. 04.10.2017, opubl. 06.06.2018 Byul. № 16 - 9 s.
7.Prorashchivanie semyan yachmenya na vitaminnyi korm svinomatkam i porosyatam-otemysham. Vestnik Harkovskogo nacional'nogo tekhnicheskogo universiteta sel'skogo hozyajstva imeni Petra Vasilenko. Vypusk №108 «Sovremennye problemy sovershenstvovaniya tekhnicheskih sistem i tekhnologij v zhivotnovodstve». Har'kov 2011 s.321-326.
8.Shchekut'eva, N. A. Sokrashchenie zatrat i povyshenie effektivnosti prorashchivaniya zerna na kormovye celi[Tekst]/N.A. Shchekut'eva, N.I. Kapustin // Ybil. sb. nauch. statei k 60-letiyu fakul'teta agronomii i lesnogo hozyajstva. Voprosy sovershenstvovaniya polevogo kormoproizvodstva i tekhnologii vozdelyvaniya lesnyh kultur. - Vologda-Molochnoe, 2003. - S. 30-33.
удк 631.333.631.8;
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И НЕОБХОДИМЫЕ УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ ДЛЯ МОДУЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
ИЗМАЙЛОВ Андрей Юрьевич, д-р техн. наук, академик РАН, директорУ1т@^1т.т СОРОКИН Константин Николаевич, канд. техн. наук, заместитель директора, 762399@таИ. ги ФГБНУ ФНАЦ ВИМ
СОРОКИН НиколайТимофеевич, д-р экон. наук, гл. научн. сотрудник,[email protected] ЖУРАВЛЕВА Ольга Ивановна, ст. научн. сотрудник, [email protected]
Институт технического обеспечения сельского хозяйства (ИТОСХ) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ РУЧЬЕВ Игорь Юрьевич, зав. испытательной лабораторией ООО "Боградский ГОК", Республика Хакассия, yandex.ru
Цель исследования - определить место отрасли машиностроения в условиях очередного технологического уклада с целью реализации правительственных решений по формированию условий
Literatura
© Измайлов А. Ю.. Сорокин К. Н., Журавлева О. И., Ручьев И. Ю., 2019 г
для развития индустриального общества в России. В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи: исследовать теоретические основы технологического уклада, в котором развивается современная рыночная экономика России; проанализировать уровень развития промышленности и соответствие его очередному технологическому укладу; отметить роль очередной технической революции и ее положительное влияние на формирование основ для развития индустриального общества; определить возможности модульного проектирования промышленных технологических комплексов по переработке органического сырья на основе цифровых технологий; определить особенности формирования банка востребованных модулей на ЭВМ под проектируемый технологический комплекс. Актуальность проведения данных исследований основана на необходимости организации в России промышленного производства оборудования для технологических линий и комплексов, что возможно в условиях ужесточения санкций при использовании материалов и комплектующих, полученных в основном от Российского машиностроения. Рассматривая технологический уклад как определенный уровень развития производства, необходимо отметить, что в процессе его формирования на современном этапе развития Российской экономики должны реализоваться инновационные технологии, обеспечивающие техническое перевооружение промышленности и ее ядра - машиностроения. Высокий уровень производства характеризуется технологическими возможностями модульного построения оборудования в составе технологических линий и комплексов для производства определенного вида продукции на основе цифровых технологий. По мнению авторов, в процессе теоретических исследований в период продолжающихся запретительных санкций иностранных партнеров, в условиях развития рыночной экономики, необходимо выявить зависимость инновационного развития отечественного машиностроения от практического состояния Российской экономики. При этом необходимо определить достаточность созданных условий для развития машиностроения в период очередного технологического уклада и соответствие целевых Правительственных программ развитию рыночной экономики.
Ключевые слова: теоретические основы технологического уклада, техническая революция, технологические возможности модульного построения оборудования, формирования банка востребованных модулей
Введение
В настоящее время в России и, в частности, сельскохозяйственном секторе экономики в соответствии с Федеральным Законом №280-ФЗ от 3 августа 2018 г.[1] активно рассматриваются организационные меры, принимаемые Правительством России и регионами по развитию органического сельскохозяйственного производства. Несмотря на полное удовлетворение заявленных потребностей аграриев страны в минеральных удобрениях - 3,2 млн. т, внесение последних осуществлялось всего на половине посевных площадей (53,3%). При этом хуже всего обеспечены ими регионы с суровым климатом. По оценкам ряда аналитиков, реальная потребность агропромышленного комплекса (АПК) в минеральных удобрениях находится на уровне 10 млн т, что, как минимум, втрое больше заявленной. Проблемой является и отсутствие необходимого количества органических удобрений, потребность в которых за счет животноводства и АПК не обеспечивается.
Насыщенность почв органическими удобрениями составляет около 6%. Из-за несбалансированности потребностей и обеспечения аграриев страны удобрениями эффективность сельскохозяйственного производства находится ниже среднемирового уровня [2].
Современное аграрное производство и наука, обеспечивающая его функционирование, находятся в достаточно непростом положении. С одной стороны, это приход в сельское хозяйство современной зарубежной и отечественной техники, агрохимикатов, семян, гибридов, с другой - на фоне передовых технологий наблюдается сниже-
ние плодородия почв, деградация сельскохозяйственных угодий как первоосновы стабильной окупаемости внедряемых технических нововведений в сфере АПК.
Имея высокий уровень цифровизации экономик, страны ЕС и США проводят активную политику поддержки развития органического сельскохозяйственного производства [3].
В соответствии с Государственным заданием по научным исследованиям на 2019-2021 гг.Институт технического обеспечения сельского хозяйства (ИТОСХ) проводит исследования по теме "Разработка инновационных технологий производства и рационального применения органоминеральных удобрений с использованием цифровых технологий в условиях перехода к высокопродуктивной системе органического сельскохозяйственного производства".
Актуальность решения данной проблемы заключается в использовании для новых технологий отечественного модульного оборудования, которое пока не производится Российским машиностроением. Важно определить, каковы перспективы развития данной отрасли в современных условиях очередного технологического уклада.
Современное научно-техническое развитие общества в соответствии с теорией Н.Д. Кондратьева по волнообразному развитию научно-технической революции с периодом в 50 лет имеет свои особенности [4]. Н.Д. Кондратьев сделал вывод, что главной причиной цикличности является необходимость обновления основных производственных фондов, где он отводил ключевую роль в развитии цивилизации научно-техническим
инновациям.
Сегодня мы переживаем пятую волну (19852035 гг.).
Перед отечественной наукой стоят задачи активизировать внедрение в производство инновационных технологий, что позволит технически перевооружить машиностроение и промышленность на соответствие уровню текущего технологического уклада.
Материалы и методы исследования
Исследованы теоретические основы определения «технологический уклад» и «техническая революция» на современном этапе.
Материалами для исследования являлись Правительственные решения и программы развития экономики России, способствующие широким возможностям по производству наукоемкой продукции в машиностроении.
Методами исследования были экспериментальные проверки формирования модульного комплекса технологических линий по переработке органического сырья из выбранных модульных узлов и агрегатов в соответствии с алгоритмом разработанной программы на ЭВМ по их подбору и приобретению на предприятиях машиностроения, в целях сокращения проектирования новых технологических линий по выпуску органических удобрений.
Результаты исследования
В процессе исследования теоретических основ технологического уклада, в котором развивается современная рыночная экономика России, были частично использованы материалы научной статьи А.О.Доманиной [5], где рассматриваются различные подходы к определению понятия «технологический уклад».
Экономистами С. Ю. Глазьевым и Д.С. Львовым в их совместных работах [6,7] технологический уклад представлен как «целостный комплекс технологически сопряженных производств, представляющий собой макроэкономический воспроизводственный контур, охватывающий все стадии переработки ресурсов и соответствующий тип непроизводственного потребления».
С.Ю. Глазьев выделяет ядро уклада, ключевой фактор производства - энергообеспечение, способ и организация получения научного знания, а также базовые экономические институты [8].
С.Ю. Глазьев обосновывает взаимосвязь технологических укладов с цикличностью развития экономики, так как жизненный цикл технологического уклада основывается на теории длинных волн Кондратьева: за период существования одного уклада происходят две повышательные и две понижательные волны, которым соответствуют периоды распространения базовых и имитационных инноваций [4].
Ю.В. Яковец дает следующее определение понятия технологического уклада: совокупность научно-технических направлений, взаимосвязанных ресурсной и технологической базой, выраженных в ядре уклада; генотип некоторого этапа в развитии технологического базиса общества [9].
Сравнивая подходы Д. С. Львова, С. Ю. Глазье-
ва и Ю.В. Яковца, необходимо отметить, что чет-ва и Ю.В. Яковца, необходимо отметить, что четкое определение понятия технологического уклада позволило выявить его составляющие, а также провести периодизацию укладов на основе знаний о техническом развитии общества. Совершенно по-иному определяют понятие «технологический уклад» В.И. Белоусов и А.В. Белоусов, понимая под технологическим укладом некий комплекс применяемых базисных и иных инноваций, которые обеспечивают качественный и количественный скачок в процессе развития производственных сил общества [10]. В данном случае авторы рассматривают только один вид инноваций - базисный.
В.В. Климова в своей статье [11] рассматривает технологический уклад в виде «совокупности некоторых технологий, которые характерны для соответствующего уровня развития производства с единым техническим уровнем производительных сил и общего научного потенциала».
В своем исследовании различных подходов ученых к определению содержательной части в понятии «технологический уклад» А.О. Доманина [5] отмечает, что в связи с научным и техническим прогрессом основы последующего технологического уклада зарождаются, как правило, еще в период господства и расцвета предыдущего или даже пред-предыдущего уклада. Но до тех пор, пока предыдущий уклад не исчерпает всех возможностей своего развития, ростки последующего уклада пребывают в тени и широкого развития не получают.
Как авторы данной научной статьи, мы предлагаем следующее определение: технологический уклад - это определенный уровень развития промышленности и ее ядра - машиностроения, реализующий в период очередного технологического уклада инновационные технологии, предложенные на основе стратегических программ развития экономики общества, поддержанных Правительством России.
Преодолению стоящих у России на пути инновационного развития препятствий, в том числе плавного - перехода развивающейся экономики из одного технологического уклада к другому, может служить опыт Германии по разработке программы «Индустрия 4.0» - немецкой стратегической инициативы по занятию ведущей роли в сфере индустриальных информационных технологий, которые в настоящее время обновляют промышленный сектор.
Правительством РФ также принята программа «Цифровая экономика Российской Федерации» [12], которая ориентирована на 2017-2030 гг., где цифровая экономика представляет собой хозяйственную деятельность, и ключевым фактором производства являются данные, представленные в цифровом виде. В России аналогом немецкой программы «Индустрия 4.0» является формируемый Правительством России технологический трек «Технет» национальной технологической инициативы, который призван обслуживать ожидаемую в 2025-2035 гг. промышленную революцию. Реализация проекта «Технет» по расчетам Минпромторга России позволит поднять произво-
дительность труда в экономике страны к 2024 г. на 30%, а долю машин и оборудования в российском экспорте увеличить с 8 до 13%.
По мнению авторов, промежуточный результат исследования, нацеленный на определение роли и места промышленности и машиностроения в пятом технологическом укладе и технической революции, требует координации со стороны Правительства России в рамках развития экономики, нацеленной на кооперацию в межгосударственных отношениях.
Постановление Правительства РФ. N 328 от 15 апреля 2014 г. «Об утверждении государственной программы Российской Федерации "Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности» (с изменениями и дополнениями)» [13] учитывает многообразие решения задач по всем отраслям промышленности с целью перевода их на цифровые технологии с научным обеспечением технологических проблем.
Исправить ситуацию можно, если Правительство России поддержит развитие механизма, регулирующего процесс создания частных промышленных предприятий на территории России в соответствии с постановлением № 708 от 16 июля 2015 г «О специальных инвестиционных контрактах для отдельных отраслей промышленности» [14].
Регулирование данного вопроса позволило бы целевым образом решить на основе специальных инвестиционных контрактов проблемы:
- реализации вариантов программ импорто-замещения;
- обеспечения финансовой поддержки по выпуску продукции, основанной на использовании новых технологий (в данном случае технологического оборудования для переработки органического сырья для АПК России);
- технического перевооружения предприятий машиностроения.
Однако необходимо отметить, что проводимое обновление основных средств в промышленности не координируется с ожидаемыми результатами, на которые должна выйти промышленность России в конце текущего технологического уклада и технической революции, потому что ожидаемые результаты не прогнозируются и не объявлены.
По мнению академика РАН Е. Н. Каблова [15], надо выйти на новый уровень развития, используя в совокупности собственные достижения и опыт передовых держав мира.
В данном исследовании использованы отдельные материалы [16] компании J'son & Partners Consulting, которые позволили сделать некоторые выводы и определить, что должно способствовать решению ключевых проблем российского машиностроения, какие меры необходимо предпринять:
1) снизить затраты на производство единицы продукции и повысить ее конкурентоспособность;
2) использовать возможности модульного проектирования промышленных технологических комплексов по переработке органического сырья на основе цифровых технологий;
3) определить особенности формирования банка востребованных модулей на ЭВМ под проектируемый технологический комплекс;
4) заключать договора с "заказчиком" на оборудование и услуги по его обслуживанию на период эксплуатации.
Актуальность использования данных исследований основана на необходимости организации производства в России промышленного оборудования для технологических линий и комплексов для переработки органического сырья, что возможно в условиях очередного ужесточения санкций только при использование материалов и комплектующих, полученных от отечественного машиностроения.
Необходимо активизировать действия Мин-промторга России по повышению цифровизации машиностроения и его конкурентоспособности с продукцией от ведущих производителей, что позволит обеспечить Российскую промышленность оборудованием для производительного труда в ее ведущих отраслях.
По данным Росстата уровень стагнации в обрабатывающей промышленности по итогам 1-го квартала 2019 года оценивается в -0,04%. Темпы прироста количества обрабатываемой продукции снизились на 0,6% [17]. Импорт машиностроительной продукции в первом полугодие 2019 г. снизился на 9,8% [18].
На данный период Российская экономика и промышленность находятся у критической черты полной зависимости для последующего своего развития от поставки по импорту инновационных технологий и промышленного оборудования, которую надо преодолеть в ближайшие годы.
Предлагаемые авторами меры:
- разработать Стратегию развития экономики России, стимулирующую за счет ее сырьевого сектора развитие промышленности и машиностроения;
- разработать программы технического перевооружения предприятий промышленности с учетом региональных особенностей по эффективному распределению производительных сил и межотраслевых потребностей;
- в рамках Стратегии развития экономики России предусмотреть конверсию оборонной промышленности с планированием оборонным предприятиям на постоянной основе выпуска продукции гражданского назначения;
- в целях научного обеспечения широкого применения цифровых технологий при разработке инновационных технологий и оборудования Министерству науки и высшего образования ежегодно в рамках Государственного задания на научные исследования предусматривать целевое выделение финансовых средств;
- необходимо Минэкономразвития России провести ревизию созданных технологических платформ с целью повышения эффективности их работы, организационно решить вопросы их сетевого взаимодействия при решении проблем по
выпуску научно-технической продукции.
Требует совершенствования и государственный механизм решения задач реиндустриализа-ции страны, который должен быть надведомствен-ным и носить межотраслевой характер.
Назрела необходимость в разработке Программы опережающего развития машиностроения в экономике России, учитывающей стратегические приоритеты отечественного производственного сектора, цифровизации отраслей промышленности.
Особенности формирования банка востребованных модулей для формирования технологических линий и комплексов
Используя принцип реконфигурации компоновки технологических линий модульной конструкции, созданных учеными института в период с 2013 по 2018 гг., а также анализ предлагаемых производителями подобных линий, которые подходят для меняющихся требований производства, можно сформулировать основные принципы концепции создания таких технологических линий и начать их производство на договорной основе с выходом на формирование "Модульного технологического комплекса с "магазином" технологических модулей», обеспечивающего решение задач по производству конечного продукта с заданными заказчиком характеристиками.
Принципы модульного построения технологических линий и комплексов:
- модульный принцип построения технологических линий должен строиться на базовых модулях, в которых реализуются технологические операции, гарантирующие востребованное качество конечного продукта;
- технологическая линия (технологический комплекс) может использоваться для переработки различного органического сырья (торф, сапропель, бурый уголь и биогумус) с необходимыми изменениями технологических операций; ее компоновка технологическими модулями уточняется для переработки конкретного вида сырья с целью получения заказанной продукции;
- возможно использование как основных, так и вспомогательных технологических модулей для переработки сырья с целью получения конечного продукта - гуминовых и комплексных удобрений с заданными характеристиками;
- использование в управлении технологическими модулями программных средств и цифровых технологий.
Изучение рынка показало, что покупателей оборудования для переработки органического сырья интересуют его технологические возможности по обеспечению следующих показателей:
- объем выпускаемой продукции на технологической линии в одну смену:
- количество работающих операторов по об-
служиванию;
- уровень автоматизации;
- патентная защищенность конструкторских и технологических инноваций в модульных узлах, работающих в составе технологической линии;
- качество полученных удобрений;
- возможность переработки различных видов органического сырья:
- получение сухих и жидких удобрений;
- получение комплексных гуминовых удобрений при смешивании их с микроэлементами, недостающими в почве конкретного сельскохозяйственного поля;
- возможность использовать программные средства по управлению технологическими операциями.
При этом основой - базой модульного технологического комплекса являются: реактор - диз-мембратор - бициркуляционный диффузионный измельчитель - фильтровальная станция и накопительная емкость с системой дозирования.
Технологические линии формируются на основе модульного технологического комплекса для переработки органического сырья, с использованием для этих целей "магазина технологических модулей", присоединяя с учетом разновидности сырья необходимый модуль в технологическую цепочку перед реактором. Использование "магазина" технологических модулей позволяет формировать гибкие технологические линии и организовывать производство органических удобрений в необходимых объемах и в короткие сроки, что актуально для сельского хозяйства.
В соответствии с научной гипотезой модульный технологический комплекс для переработки органического сырья должен иметь базовую конфигурацию и определенное число технологических модулей для формирования технологических потоков по переработке различных видов органического сырья. На рисунке 1 представлена схема модульного комплекса технологических линий по переработке органического сырья. Модульный принцип формирования технологических линий позволяет выполнять определенные технологические операции на специально подобранных или изготовленных модулях, исполняющих целевую функцию в технологии производства конкретного продукта, а также предусматривает:
- требование заказчика к технологической линии;
- наличие программных средств по базе технологических модулей и управлению технологическими операциями;
- разработку алгоритма по формированию технологических линий на основе модулей в составе технологического комплекса (рис. 2);
- разработку программы ЭВМ по производству комплексных удобрений на основе органического сырья.
и
I
Е
"я к
Накопительная емкость
ч\о/щют технологических ощтш
Рис. 1 - Схема модульного комплекса технологических линий по переработке органического сырья
Рис. 2 - Схема алгоритма по формированию технологических линий на основе модулей
Теоретические исследования по изложенному материалу предполагают экспериментальную проверку эксплуатации технологических линий и комплекса в промышленных условиях с использованием основных инновационных технологических модулей.
В соответствии с научной гипотезой необходимо экспериментально проверить работоспособность модульных технологических линий, интегрированных в единой системе модульного технологического комплекса, обеспечивающих ре-
шение задач по производству конечного продукта с заданными заказчиком характеристиками. Таким образом:
1) модульный принцип формирования технологических линий для решения задач создания мобильных, гибких производств по переработке органического сырья в органические удобрения для сельского хозяйства и личных подсобных хозяйств - актуальная научная задача в государственном масштабе;
2) модульный принцип - это инновационный
подход, ускоряющий процессы обновления технологического оборудования при использовании современных научных достижений в различных отраслях промышленности для проектирования сложных технических систем по выпуску определенной продукции;
3) модульное проектирование сокращает сроки разработки нового оборудования, когда есть возможность его приобретения на рынке у специализированной организации;
4) модульный принцип построения технологических линий из специализированных модулей сегодня должен использоваться на отечественных предприятиях, что ускорит формирование технологических линий для выпуска новой продукции, востребованной рынком.
Методика использования алгоритма по выбору востребованных модулей при конструировании технологических комплексов по переработке органического сырья
Научная новизна данной работы заключается в создании информационно-программного обеспечения для специалистов по конструированию технологических комплексов для переработки органического сырья на основе многовариантных решений по формированию оптимального комплекса из имеющего на рынке оборудования.
Практическая значимость заключается в обеспечении специалистов программным инструментарием по эффективному формированию комплекса технологическим оборудованием из "магазина модулей", имеющегося на рынке производимой машиностроительной продукции в свободной продаже, а также в разработке методических рекомендаций на основе использования алгоритма по формированию технологических линий переработки органического сырья на основе модулей. Данная методика проходит экспериментальную проверку, результаты будут предложены журналу для публикации.
Положительный пример использования модульного оборудования в составе работающей технологической линии имеется на ООО «Боград-ский ГОК» в Республике Хакасия. С целью получения для бурения нефтяных и газовых скважин углещелочного реагента (далее УЩР) и гуматнока-лиевого реагента (далее ГКР), являющихся отходами угледобычи Боровско-Соболевского месторождения (АО «Чулым-Уголь») и направляемых с вскрышными породами в отвалы, был проведен ряд исследований. Технический результат достигался тем, что в качестве оборудования для тонкого измельчения, а также реактора-смесителя для выщелачивания использовался дополнительно приобретенный модуль - вибрационная мельница типа МВ-20. Данный тип агрегатов представляет собой высокоэнергонапряженную и эффективную систему для тонкого помола и механохимической активации угольного вещества. К тому же, в вибромельницах возможно осуществлять помол угля без предварительной сушки, так как влажность материала слабо влияет на тонину помола, и можно даже вести процесс в водной суспензии (мокрый помол). Измельчение в мельнице может идти в непрерывном режиме, чем достигается необходимая
-О
производительность для крупнотоннажного производства.
Для более полного понимания выбора такого способа производства УЩР необходимо кратко остановиться на процессах, протекающих в вы-сокоэнергонапряженных системах. В условиях вибропомола создается принципиальная возможность изменения реакционной способности угольного вещества посредством механохимического воздействия. С физической точки зрения при ме-ханоактивации угля происходит его диспергирование, приводящее к увеличению его удельной поверхности и раскрытию недоступных пор. С химической точки зрения основной эффект этого процесса можно описать как деформацию угольного вещества, приводящую к изменению межатомных и межмолекулярных связей, сопровождающуюся их ослаблением и в предельном случае механическим разрывом химических связей и образованием большого количества свободных радикалов. Таким образом, можно предположить, что механоактивационная обработка способствует повышению реакционной способности в процессе взаимодействия гуминовых кислот со щелочью, увеличивает скорость реакций и полноту их протекания. Тем самым создаются условия для получения продукта с лучшими техническими и эксплуатационными характеристиками.
Методика проведения исследовательской работы по получению УЩР и ГКР осуществлялась по следующей технологической схеме:
1) бурый окисленный уголь дробился на щеко-вой дробилке до фракции 0-2мм. При этом влажность угля снизилась с 49,7 до 49,0% вследствие разогрева массы при механическом воздействии;
2) измельченный продукт с установленным в результате серии экспериментов оптимальным соотношением уголь:щелочь, равным 5:1 (в пересчете на сухое вещество), и при жидкостном модуле Т:Ж=1:0 (сухой помол, вода присутствует только во влаге угля) загружался в вибрационную мельницу МВ-20. Время помола со щелочью, в результате которого протекает интенсивная химическая реакция при наложении механоактивационного фактора, составила 10 минут. Такой метод позволяет создавать активные состояния в твердом теле и осуществлять реакцию непосредственно между реагентами, минуя стадию их растворения. Так как реакция является экзотермической, плюс выделяемое тепло при соударении шаров, температура в мельнице достигала необходимых 60-700 С;
3) полученный продукт представлял собой спрессованные из тонкоизмельченного (фракция менее 20 мкм) гумата натрия или калия гранулы размером 0-3 мм с небольшим количеством пылевидной фракции;
4) осуществлялась сушка продукта до влажности 25-30% и отсев пыли на сите 0,5 мм. Товарный продукт является угольнощелочным (ГУЩР) или гуматнокалиевым (ГГКР) гранулированным реагентом, который далее идет на затаривание.
Полученные по данной технологии УЩР и ГКР имеют в сравнении с лучшими образцами наиболее крупных производителей следующие физико-химические показатели.
ш-
Таблица - Физико-химические показатели новой технологии
Наименование и обозначение показателя, состояние топлива ГУЩР (опытный образец) ГГКР (опытный образец) УЩР - улучшенный -БРЕГ- 2К.
Действующее вещество Натриевая соль гуминовой кислоты Калиевая соль гуминовой кислоты Натриевая соль гуминовой кислоты
Массовая доля общей влаги, М", % 25-30 (обеспечивается степенью высушивания) 25-30(обеспечивается степенью высушивания 35,0
Зольность, А11, % 27,6 25,0 27,8
Содержание гумата натрия (калия) на сухое вещество, % 65,8 61,0 60,0
Растворимость в воде, Б11, % 91,2 88,9 85,0
Кислотность, рН 10,1 9,7 9-11
Содержание гуминовых кислот, (НА)1а 74,7 67,2 65,5
Гранулометрический состав основной фракции, мм 0,5-3 (обеспечивается рассевом) 0,5-3 (обеспечивается рассевом) менее 3 мм
Положительные результаты испытаний образцов, полученных с помощью включения нового модуля в состав технологической линии, позволили обосновать выбор технологии, качественно влияющей на свойства буровых растворов (определение технической эффективности на основное вещество 0,5%,1% ГГКР и 0,5%,1% ГУЩР по снижению показателя фильтрации, 0,5% 1,0% ГГКР и 0,5%,1,0% ГУЩР по снижению статического напряжения сдвига в 8%-х глинистых буровых растворах - цифры сравнительного тестирования в равных условиях гуматного калийного реагента БРЕГ-2К ТУ 2458-008-206727128-2000, производство Башкирия, с нашими образцами) и организацию собственного рентабельного производства УЩР и ГКР.
Выводы
Согласно теории Н.Д. Кондратьева, переход от одного технологического цикла к другому сопровождается системным кризисом. На фоне того, как экономика нашего государства проходила через предшествующие кризисы, можно предположить, что и грядущий кризис производительных сил пятого уклада может стать для России большой помехой на пути перехода к шестому. Риск несвоевременного преодоления кризиса имеет немаловажное значение, так как под угрозой стоит стратегическая задача сокращения отставания России в промышленном развитии от ведущих стран мира.
По мнению авторов, современное определение понятия «технологический уклад» - это определенный уровень развития промышленности и ее ядра - машиностроения, реализующего в период очередного технологического уклада инновационные технологии, предложенные на основе
Стратегических программ развития экономики общества, поддержанных Правительством РФ. Внедрение цифровизации для российского машиностроения является реальной возможностью создать техническую и технологическую платформу для успешного внедрения и промышленного производства востребованного отечественного оборудования. Данное решение позволит выявить зависимость инновационного развития машиностроения от развития экономики России.
Предлагается для решения данной проблемы Правительству Российской Федерации разработать Программу опережающего развития машиностроения в экономике России.
Список литературы
1. Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации : Федеральный закон № 280-ФЗ от 3 августа 2018 г.: принят Государственной. Думой 25 июля 2018 года.
2. Черкасов, В. А. Зарубежный опыт развития сельского хозяйства как одного из способов обеспечения продовольственной безопасности / В. А. Черкасов // Вестник ТГУ. - 2010. - № 6. - С. 14 -18.
3. Манжина, С. А. Анализ обеспечения АПК России удобрениями / С. А. Манжина // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. -2017. - № 3 (27). - С. 199-221.
4. Кондратьев, Н. Д. Большие циклы конъюнктуры и теория предвидения. Избранные труды / Н.Д. Кондратьев // Сборник научных трудов. - М. : Экономика, 2002. - С. 274-289.
5. Доманина, А. О. О подходах к трактовке понятия «Технологический уклад. Института экономики и управления (г. Санкт-Петербург). [Электронный ресурс]. - Режим доступа URL: 1отатпаао@дтаП.
сот.
6. Львов, Д. С. Теоретические и прикладные аспекты управления НТП / Д. С. Львов, С. Ю. Глазьев // Экономика и математические методы. -1986. - № 5. - С. 793-804.
7. Дементьев, В. Е. Ловушка технологических заимствований и условия ее преодоления в двух-секторной модели экономики / В. Е. Дементьев // Экономика и математические методы. - 2006. - № 4. - С. 17-32.
8. Нанотехнологии как ключевой фактор нового технологического уклада в экономике / под ред. С. Ю. Глазьева, В. В. Харитонова. - М. : «Тровант»,
2009. - 304 с.
9. Яковец, Ю. В. Экономика России: перемены и перспективы / Ю.В. Яковец. - М., 1996. - 280 с.
10. Белоусов В.И., Белоусов А.В. Технологические уклады и преодоление экономических кризисов. [Электронный ресурс] Режим доступа: http:// www.perspektivy.info/print.php?ID=47065 (дата обращения 25.05.2019).
11. Климова, В. В. Технологические уклады — материальная основа экономического развития общества / В.В. Климова // Вестник СамГУПС. -
2010. - № 2(20). - С. 30-32.
12. Программа «Цифровая экономика России» от 24.07.2017 № 1632- Р [Электронный ресурс].-Режим доступа URL: http://static.government.ru/ media/files/9gFM4FHj4PsB79I5v7yLVuPgu4bvR 7М0.
13. Постановлением Правительства РФ от 15
-О
апреля 2014 г. N 328 "Об утверждении государственной программы Российской Федерации "Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности" (с изменениями и дополнениями в редакции постановления Правительства Российской Федерации от 29 марта 2019 г. N 382-13). [Электронный ресурс].- Режим доступа URL:
https://base.garant.ru/70643464/c97cd9b59d97e e89f8842c374b081d6f/.
14. О специальных инвестиционных контрактах для отдельных категорий промышленности [Электронный ресурс] : постановление Правительства РФ от 16 июля 2015 г. № 70 .- Режим доступа URL: https://base.garant.ru/77670283/.
15. Каблов, Е. Н. Шестой технологический уклад // Наука и жизнь. - 2010. - № 4.- С. 24-28.
16. Материалы компании J'son & Partners Consulting. Перспективы развития Индустрии 4.0, цифровизации промышленности и промышленного интернета в России и в мире. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.it-world.ru/it-news/it/137531.html (дата обращения: 01.07.2019).
17. [Электронный ресурс]. - Режим доступа URL:https://долгрф/news/economy/otritsatelnaya stagnatsiya itogi raboty obrabaty vayushchey_ promyshlennosti v i_kvartale 2019_goda/(дата обращения: 01.07.2019)
18. [Электронный ресурс].- Режим доступа URL: https://nangs.org/news/economics/import-v-rf-iz-dalynego-zarubezhyya-v-i-polugodii-snizilsya-na-29/ (дата обращения: 08.07.2019).
THEORETICAL FOUNDATIONS AND REQUIRED CONDITIONS FOR ENGINEERING INDUSTRY DEVELOPMENT FOR DESIGNING MODULAR TECHNOLOGICAL COMPLEXES
Izmaylov Andrey Yu., Fellow of Russian Academy of Sciences, Doctor of Technical Sciences, director, [email protected];
Sorokin Konstantin N., Candidate of Technical Sciences, vice-director, [email protected]
Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Scientific Agroengineering Center VIM"
Sorokin Nikolay T., Doctor of Economical Sciences, Chief Researcher, Sorokin.13@ yandex.ru;
Zhuravleva Olga I., Senior Researcher, [email protected]
Institute for Engineering Support of Agriculture (ITOSKh) - branch of FSAC VIM
Ruchiyov Igor Yu., Head of the testing laboratory LLC "Bogradsky GOK", the Republic of Khakassia,
i-ruch@ yandex.ru
The aim of the research is to define the place of mechanical engineering industry in the conditions of the Fifth wave of innovation and implementation of the government resolutions on creating conditions for the development of the industrial society in Russia. The declared aim involves solving the following tasks: to study theoretical foundations for a technological paradigm of the development of modern Russian market economy; to analyze the level of industrial development and its adequacy for the current technological paradigm; to highlight the role of the next technological revolution and its positive impact on forming the basis for the development of industrial society; to consider opportunities for designing modular industrial technological complexes for processing organic raw materials on the basis of digital technologies; to determine specificities of forming a bank of required modules on a computer for the technological complex being in design. The relevance of the study is based on the necessity of manufacturing industrial equipment for processing lines and technological complexes in Russia, that is possible only in case of using materials and complementary parts mostly of Russian machinery producers due to the toughened sanctions. Considering a technological paradigm as a collection of technologies, specific for a particular level of industrial development, it must be noted, that at the current stage of the economic development of Russia the process of forming a new technological paradigm includes the transition from individual firms to the integrated network of large and small companies, connected to an electronic information network based on the Internet and working in close cooperation on technologies, product quality inspection, innovation planning. A high level of production is characterized by manufacturing capability of equipment of modular design included in processing lines and technological complexes on the basis of digital technologies for manufacturing a specific type of products. The authors believe, that in the period of continuous prohibitive sanctions from foreign partners under conditions of market economy development it is essential to identify the dependency between innovative development of domestic mechanical engineering
industry and actual status of economy development in the course of theoretical studies. At the same time, it is necessary to assess the adequacy of the created conditions for the development of mechanical engineering industry in the next wave of innovation and compliance with government-run programs on the development of market economy.
Key words: theoretical foundation for a wave of innovation, technological revolution, manufacturing capability of equipment of modular design, forming the bank of required modules.
1. Federal'nyy zakon «Ob organicheskoy produktsii i o vnesenii izmeneniy v otdel'nye zakonodatel'nye akty Rossiyskoy Federatsii» № 280-FZ ot 3 avgusta 2018 g.: prinyat Gosudarstvennoy. Dumoy 25 iyulya 2018 goda.
2. Cherkasov V.A. Zarubezhnyy opytrazvitiya sel'skogo khozyaystva kak odnogo iz sposobov obespecheniya prodovol'stvennoy bezopasnosti/V.A. Cherkasov. //Vestnik TGU. - Tambov: TGU, 2010. - № 6. - S. 14 -18.
3. Manzhina S.A. Analiz obespecheniya APK Rossii udobreniyami / S.A. Manzhina // Nauchnyy zhurnal Rossiyskogo NII problem melioratsii. - 2017. - № 3 (27). - S. 199-221.
4. Kondrat'ev N.D. Bol'shie tsikly kon"yunktury i teoriya predvideniya. Izbrannye trudy / N.D. Kondrat'ev // Sbornik nauchnykh trudov. - M: Ekonomika, 2002. - S. 274-289.
5. Domanina A.O. O podkhodakh k traktovke ponyatiya «<Tekhnologicheskiy uklad. Instituta ekonomiki i upravleniya (g. Sankt-Peterburg). [Elektronnyy resurs].- Rezhim dostupa URL: [email protected].
6. L'vovD.S., Glaz'ev S.Yu. Teoreticheskie iprikladnye aspekty upravleniya NTP/D.S. L'vov, S.Yu. Glaz'ev // Ekonomika i matematicheskie metody. - 1986. - № 5. - S. 793-804.
7. Dement'ev V.E. Lovushka tekhnologicheskikh zaimstvovaniy i usloviya ee preodoleniya v dvukhsektornoy modeli ekonomiki/ V.E. Dement'ev//Ekonomika i matematicheskie metody. - 2006. - № 4. - S. 17-32.
8. Glaz'ev S.Yu., Kharitonov V.V. Nanotekhnologii kak klyuchevoy faktor novogo tekhnologicheskogo uklada vekonomike/Podred. S.Yu. Glaz'eva, V.V. Kharitonova. - M.: «Trovant», 2009. - 304 s.
9. Yakovets Yu.V. Ekonomika Rossii: peremeny i perspektivy/ Yu.V. Yakovets. - M., 1996. - 280 s.
10. Belousov V.I., Belousov A.V. Tekhnologicheskie uklady i preodolenie ekonomicheskikh krizisov. [Elektronnyy resurs] Rezhim dostupa: http://www.perspektivy.info/print.php?ID=47065 (data obrashcheniya 25.05.2019).
11. Klimova V.V. Tekhnologicheskie uklady — material'naya osnova ekonomicheskogo razvitiya obshchestva/V. V. Klimova.- Vestnik SamGUPS. - 2010. - № 2(20). - C. 30-32.
12. Programma «Tsifrovaya ekonomika Rossii» ot 24.07.2017 № 1632- R [Elektronnyy resurs].- Rezhim dostupa URL: http://static.government.ru/media/files/9gFM4FHj4PsB79I5v7yLVuPgu4bvR7M0.
13. Postanovlenie Pravitel'stva RF ot 15 aprelya 2014 g. N 328 "Ob utverzhdenii gosudarstvennoy programmy Rossiyskoy Federatsii "Razvitie promyshlennosti i povyshenie ee konkurentosposobnosti" (s izmeneniyami i dopolneniyami v redaktsii postanovleniya Pravitel'stva Rossiyskoy Federatsii ot 29 marta 2019 g. N 382-13). [Elektronnyy resurs].- Rezhim dostupa URL:
https://base.garant.ru/70643464/c97cd9b59d97ee89f8842c374b081d6f/.
14. Postanovlenie Pravitel'stva RF ot 16 iyulya 2015 g. № 708 «O spetsial'nykh investitsionnykh kontraktakh dlya otdel'nykh kategoriy promyshlennosti». [Elektronnyy resurs]. - Rezhim dostupa URL: https://base.garant. ru/77670283/.
15. Kablov E. N. Shestoy tekhnologicheskiy uklad//Nauka i zhizn'. - 2010. - № 4.- S. 24-28.
16. Materialy kompanii J'son & Partners Consulting. Perspektivy razvitiya Industrii 4.0, tsifrovizatsii promyshlennosti i promyshlennogo interneta v Rossii i v mire. [Elektronnyy resurs] Rezhim dostupa: https:// www.it-world.ru/it-news/it/137531.html (data obrashcheniya: 01.07.2019).
17. [Elektronnyy resurs]. - Rezhim dostupa URL: https://dolg.rf/news/economy/otritsatelnaya stagnatsiya itogi raboty obrabaty vayushchey_promyshlennosti v i_kvartale 2019_goda/(data obrashcheniya: 01.07.2019)
18. [Elektronnyy resurs]. - Rezhim dostupa URL:https://nangs.org/news/economics/import-v-rf-iz-dalynego-zarubezhyya-v-i-polugodii-snizilsya-na-29/(data obrashcheniya: 08.07.2019
Literatura
