авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

Аверченков В.И., Аверченков А.В., Беспалов В.А., Шкаберин В.А., Казаков Ю.М., Симуни А.Е.,

Терехов М.В.

Под общ. Ред.

Аверченкова В.И., Аверченкова А.В.

Инновационные центры высоких технологий

в машиностроении

г. Брянск, 2009 г.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ, АННОТАЦИЯ

2

СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………………………………………………………...……………... 9 1. Организация инновационного центра наукоемких технологий..……………………......... 12 1.1 Принципы построения и использования высоких технологий в машиностроении ……. 12 1.2 Анализ опыта работы инновационных центров в России по интеграции образовательной и научной деятельности ……………………..…………………................... 1.2.1 Инновационный центр Чувашской Республики................................................................. 1.2.2 Челябинский региональный информационно-инновационный центр............................. 1.2.3 Инновационный Центр РХТУ им. Д.И. Менделеева......................................................... 1.2.4 Региональный центр развития инновационной деятельности Иркутского государственного технического Университета………………………………………………… 1.2.5 Инновационно-технологический центр БГТУ им.В.Г. Шухова………………………… 1.3 Инновационный центр высоких технологий в машиностроении Брянского государственного технического университета………………………………………………… 2. Оснащение центра технологическим оборудованием, программным обеспечением и подготовка для него научных кадров..……………………………………………………….… 2.1 Лаборатория современного технологического оборудования…………………………… 2.2 Лаборатория интегрированных программных комплексов и CALS-технологий……….. 2.3 Лаборатория компьютерного микроскопического анализа………………………………. 2.4 Лаборатория информационного поиска и анализа информации в сети Интернет………. 2.5 Лаборатория Института конструкторско-технологической информатики Российской академии наук……………………………………………………………………………………. 2.6 Подготовка научных кадров для центра……………………………………………………. 3. Разработка моделей функционирования центра при проведении фундаментальных исследований и подготовке кадров.……………………………………………………………. 3.1. Модель функционирования центра при проведении фундаментальных исследований и подготовке кадров……………………………………………………………………………….. 3.2. Новые механизмы взаимодействия науки, образования и промышленных предприятий в сфере применения высоких технологий в машиностроении……………………………….. 4 Разработка программного обеспечения для конструкторско-технологической подготовки производства в рамках создания интегрированной автоматизированной системы конструкторского и технологического проектирования…………………………………….





… 4.1 Подготовка управляющих программ для станков с ЧПУ в интегрированной САПР PRO/ENGINEER с применением схем виртуальной подготовки производства…………….. 4.2 Автоматизация разработки постпроцессоров для современного высокотехнологичного металлообрабатывающего оборудования в рамках университетских центров высоких технологий в машиностроении…………………………………………………………………. 5 Интегрированные автоматизированные системы конструирования, технологического проектирования и изготовления наукоемких изделий инновационных центров.………… 5.1 Структура разработанной и функционирующей в рамках центра автоматизированной системы ………………………………………………………………………………………… 5.2 Применение созданной автоматизированной системы для решения производственных задач проектирования, подготовки производства и изготовления наукоемких изделий…………. …………………………………………………………………………….. 5.3 Методика разработки библиотеки станочных приспособлений в рамках интегрированной автоматизированной системы………………………………………………. 5.3.1 Настройка структуры библиотеки станочных приспособлений………………………… 5.3.2 Установка виртуальных станочных приспособлений при моделировании механообработки…………………………………………………………………………………. 5.3.3 Создание установки креплений…………………………………………………………… 5.3.4 Диалог установки креплений……………………………………………………………… 5.3.5 Активация установки креплений………………………………………………………… 5.3.6 Модификация установки креплений……………………………………………………… 5.3.7 Удаление установки креплений…………………………………………………………… 5.3.8 Создание таблицы семейств и гибких компонентов…………………………………….. 5.3.9 Создание станочных приспособлений на примере кулачков для трехкулачкового патрона…………………………………………………………………………………………… 5.4 Методика разработки библиотеки твердотельного инструмента в рамках интегрированной автоматизированной системы………………………………………………. 5.4.1 Разработка библиотеки твердотельного инструмента………………………………….. 5.4.2 Установка структуры директории материалов…………………………………………. 5.4.3 Определение режимов резания инструмента……………………………………………. 5.4.4 Использование режимов резания инструмента………………………………………….. 5.4.5 Библиотека параметров инструмента………………..…………………………………… 5.4.6 Твердотельные модели инструментов в ProEngineer WildFire 4.0……………………… 5.4.7 Назначение материала и числа зубьев………………..…………………………………… 5.4.8 Использование модели инструмента………………..…………………………………… 5.4.9 Твердотельный инструмент для токарной обработки………………..………………….. 5.4.10 Использование настраиваемого инструмента при сверлении……..………………….. 5.4.11 Примеры токарного инструмента, включенного в библиотеку………………………. Заключение……………………………………………………..……..………………………….. Список использованных источников………………………….………………………………... ВВЕДЕНИЕ В настоящее время возникает острая проблема нехватки квалифицированных кадров, подготовленных для высокотехнологичных машиностроительных производств, обладающих знаниями в области CALS-технологий, CAD/CAM/CAE систем и одновременно умеющими применять эти знания в реальных производственных условиях. Решение этой приоритетной государственной задачи по подготовке высококвалифицированных кадров машиностроения РФ для развития промышленного потенциала регионов может быть найдено при создании специализированных центров, оснащенных новейшим технологическим оборудованием, инструментом и программным обеспечением. Наилучшим местом размещения подобных центров могут быть региональные государственные технические университеты, являющиеся держателями знаний в области современных технологий и непосредственно формирующие кадровый потенциал региона.





Целью создания таких научно-образовательных центров становится комплексная подготовка и переподготовка студентов и инженерных кадров предприятий в области комплексного применения CALS-технологий и высокотехнологичного оборудования в условиях современного производства. В этих условиях особая роль отводится разработке инновационных промышленных решений для предприятий региона с информационным и методическим обеспечением всего технологического цикла производства особо сложных и наукоемких изделий.

Создание подобных центров связано с рядом проблем. В первую очередь – это создание при центре научно-технологических лабораторий, оснащенных самым современным оборудованием. В условиях ограниченного финансирования университетов создание лаборатории возможно через специализированное финансирование по целевым государственным программам или через привлечение средств частных компаний, заинтересованных в продвижении своих решений и технологий в качестве партнеров.

Другая проблема заключается в подготовке высококвалифицированных специалистов и преподавателей, владеющих необходимыми современными знаниями и опытом использования высоких технологий в машиностроении. Эта проблема может быть решена через взаимодействие с соответствующими подразделениями родственных вузов и стажировки на инновационных производственных предприятиях.

Немаловажным вопросом является наличие профессионального программного обеспечения для образовательных и научно-производственных целей. Сейчас такие крупные зарубежные компании, как «PTS» (Pro/Engineer), «Delcam», «Unigraphics Solutions» и др. готовы на определенных условиях безвозмездно передавать свое ПО для использования в вузах, что дает рассматриваемым научно-образовательным центрам дополнительный инновационный потенциал.

При использовании центров в учебной подготовке, в отличие от традиционных теоретических форм обучения CAD/CAM/CAE и CALS-технологиям, особое внимание должно уделяться технологическим и производственным этапам, применению современных станков с ЧПУ для изготовления особо сложных изделий непосредственно в условиях учебных центров. Научно-образовательные центры можно использовать как для ознакомления и практической подготовки студентов в области использования CAD-CAM-CAE-систем и управления технологическими комплексами с ЧПУ, так и для переподготовки специалистов промышленных предприятий в области автоматизации конструкторско-технологического проектирования наукоемких изделий и сложной технологической оснастки (пресс-формы, штампы, сложные режущие и мерительные инструменты).

Подготовка производства сложных наукоемких изделий требует проведения прикладных исследований. В качестве научной базы центров могут быть использованы достижения ученых как университета, так и научных центров и лабораторий РАН. В качестве научных направлений можно выделить разработку научных основ построения CALS-технологий и внедрение их элементов на промышленных предприятиях, разработка инструментария для новых форм функционирования высокотехнологичных современных производств, в том числе виртуальных предприятий.

Создаваемые центры должны иметь не только научную и образовательную составляющие, но и инновационно-производственную. Необходимость разработки промышленных решений требует постоянной актуализации и совершенствования знаний преподавателей и студентов в производственных процессах. Именно поэтому возможно проектирование, технологическая подготовка и изготовление особо сложных изделий на собственном технологическом оборудовании по заказу предприятий региона. Кроме этого, в число производственных задач входят промышленное испытание новых технологий, инструментов, оснастки, проведение инжиниринга на промышленных предприятиях и разработка технических заданий на внедрение CAD-CAM систем и современного технологического оборудования с ЧПУ.

Одним из возможных путей решения этих проблем может стать создание инновационных учебно-производственных центров коллективного пользования в составе технических университетов, оснащенных современным производственным оборудованием, инструментом, программными комплексами, методическим обеспечением, квалифицированными сотрудниками. Совместная работа с центрами для промышленных предприятий региона предоставит возможность доступа к новейшим технологиям и оборудованию, позволит выбрать схемы модернизации производственных мощностей. Использование технологий центра коллективного пользования в образовательном процессе резко повысит качество выпускаемых университетом молодых специалистов.

В настоящее время в Брянском государственном техническом университете (БГТУ) в соответствии с описанной методикой при государственной поддержке по программам «Развитие научного потенциала высшей школы» и «Научные и научно-педагогические кадры инновационные России» создан Инновационный центр высоких технологий в машиностроении (ИЦ ВТМ) совместно с Институтом конструкторско-технологической информатики РАН и производственной компании ООО «Фирма «ИМИД» (г. Москва). Опыт организации и использования этого центра рассмотрен в предлагаемой монографии.

ОРГАНИЗАЦИЯ ИННОВАЦИОННОГО ЦЕНТРА НАУКОЕМКИХ ТЕХНОЛОГИЙ 1.1 Принципы построения и использования высоких технологий в машиностроении Высокие технологии (High Technology) - совокупность информации, знаний, опыта, материальных средств при разработке, создании и производстве новой продукции и процессов в любой отрасли экономики, имеющих характеристики высшего мирового уровня [1, 2].

До последнего времени этот термин в основном использовался в области информационных технологий. Однако с тотальным использованием достижений информационных технологий в разработке наукоемких изделий (CAD-CAM-CAE-системы), подготовкой управлений производством, созданий компьютеризированных обрабатывающих и сборочных комплексов, обеспечивающих контроль и управление качеством отдельных деталей, узлов и машин в целом, стало возможным использовать этот термин применительно к машиностроению [4, 5].

В значительной степени этому способствовало развитие методов обработки, использующих различные физические эффекты: лазерная, ультразвуковая, плазменная и другие виды электрофизической и электрохимической обработки.

Применение высоких технологий особенно актуально при создании уникальной космической, ракетной, авиационной, радиоэлектронной техники, при производстве ядерных реакторов и ускорителей, разработке и изготовлении современных транспортных машин, медицинского оборудования и др. В настоящее время до 70-90 % высоких технологий, которыми располагает отечественная промышленность, сосредоточены в оборонно-промышленных комплексах.

Новым толчком к переходу от традиционных к высоким технологиям в машиностроении стали достижения в области нанотехнологий и острейшая потребность в их дельнейшем развитии.

Анализируя состояние российского машиностроения в целом, которое в последние два десятилетия практически не развивалось, а в отдельных случаях было потеряно то, что было достигнуто на мировом уровне, приходится констатировать необходимость поиска новых нетрадиционных подходов и, в первую очередь, использование высоких технологий в машиностроении.

Однако, сегодня на пути внедрения высоких технологий в реальное производство для многих предприятий встают труднопреодолимые препятствия, связанные с отсутствием необходимых средств на приобретение технологического оборудования, оснастки и программного обеспечения, недостатком квалифицированных специалистов (конструкторов, технологов, программистов, операторов станков с ЧПУ) и, самое главное, с непониманием основ современной организации производства при использовании этого нового вида технологий.

Высокие технологии в машиностроении должны основываться на следующих принципах:

Автоматизация – обеспечивает непрерывный информационный цикл создания наукоемких изделий, включающий расчет и построение компьютерной модели детали, разработку технологии ее изготовления с выбором необходимого технологического оснащения, разработку управляющих программ для станков с ЧПУ и контрольно-управляющих машин, а также управление этими технологическими комплексами и системами.

Совмещенность – характеризует максимальную концентрацию процессов обработки при минимальном использовании технологического оборудования.

Идеальным решением является использование одного технологического комплекса, совмещающего различные виды обработки (например, токарно-фрезерные, фрезерно-сверлильно-расточные обрабатывающие центры и др.). Высокоточная лезвийная обработка позволяет обрабатывать детали из закаленных сталей, что принципиально меняет технологию их изготовления.

Системность - предусматривает построение процессов разработки наукоемких изделий, технологии их изготовления и управления всеми этапами производства как единой технической системой, обеспечивающей достижение конечных целей качеств изделий, их эксплуатационных свойств, сокращение времени на проектирование и производство, повышение производительности труда и снижение совокупных затрат.

Одновременность - создание условий и реализация выполнения этапов подготовки производства и изготовления изделий, что значительно сокращает сроки их выпуска.

Комплексность применительно к современным технологическим комплексам с ЧПУ позволяет перейти от рассмотрения технологических процессов изготовления деталей как набора операций к совокупности технологических циклов, определяемых возможностями режущих инструментов и оснастки. В этом случае могут быть использованы известные модульные принципы проектирования изделий и технологий.

Производительность - это одна из главных составляющих высоких технологий, которая обосновывает необходимость значительных затрат на внедрение этих технологий. Современное технологическое оборудование с ЧПУ позволяет вести высокоточную обработку со скоростью резания в 2-3 раза превышающими традиционные решения обработки для обычного технологического оборудования (универсального оборудования и станков с ЧПУ предшествующего поколения).

Теоретическим обоснованием высокоскоростной обработки (ВСО) является эффект снижения нагрузки на инструмент в некотором диапазоне скоростей резания.

Но наиболее важным фактором здесь является перераспределение тепла в зоне резания. При небольших сечениях среза в данном диапазоне скоростей основная масса тепла концентрируется в стружке, не успевая переходить в заготовку. Именно это позволяет производить обработку закаленных сталей, не опасаясь отпуска поверхностного слоя. Отсюда следует основной принцип ВСО: малое сечение среза, снимаемое с высокой скоростью резания, и соответственно высокие обороты шпинделя и высокая минутная подача.

Управляемость - этот принцип высоких технологий связан с быстрой переработкой конструкторских, технологических, производственных и организационных решений, поскольку они все представлены и используются в виде информационных (компьютерных) моделей. Это особенно важно для производств, где происходит частая сменяемость моделей типовых изделий по заказам потребителей.

Стабильность – принцип, определяющий надежность обеспечения характеристик качества изделия, зависящая от человеческого фактора - рабочих, которые выполняют конкретные операции, что особенно важно в условиях преобладающего серийного и мелкосерийного производства. При использовании высоких технологий, максимально обеспечиваемых поддержкой компьютерных систем, отрицательное влияние этого фактора существенно снижается.

Кооперация - эта способность выходить за рамки отдельных видов высоких технологий в настоящее время становится одним из определяющих принципов любого производства. При современном уровне развития логистических систем ни одно предприятие в машиностроении не в состоянии выдержать конкуренцию на рынке без максимального развития кооперации.

Учитывая значительные затраты на создание и развитие высоких технологий, необходимо изначально искать возможности кооперации при их использовании среди предприятий отдельных отраслей или в рамках региона. В этом отношении перспективным является кластерное развитие экономических связей в регионе. Под кластером понимается группа соседствующих взаимосвязанных предприятий, действующих в определенной сфере, характеризующихся общностью отдельных интересов и взаимодополняющих друг друга.

В рамках подобных кластеров особое место могут занимать инновационные учебно-производственные центры высоких технологий в машиностроении. Учитывая, что высокие технологии строятся сегодня на основе использования самых современных научных и технических достижений, их разработку, освоение и передачу в производство могут взять на себя университеты или НИИ. К сожалению, отраслевые НИИ, ранее участвующие в подобных работах, в настоящее время закрыты или переориентированы на другие виды деятельности.

Поэтому поиск путей создания инновационных центров высоких технологий на базе университетов, направленных на решение трех главных задач: подготовку кадров, научную поддержку процессов разработки и внедрения высоких технологий в машиностроении и обеспечивающих инновационно-производственную деятельность, является актуальным и востребованным современным производством.

1.2 Анализ опыта работы инновационных центров в России по интеграции образовательной и научной деятельности К настоящему времени в ряде регионов России созданы инновационные центры, анализ деятельности которых необходим для определения главных направлений и задач настоящего исследования.

Инновационный центр Чувашской Республики 1.2. (http://www.innov.tppchr.ru/index.php) Создан как структурное подразделение торгово-промышленной палаты РФ.

Занимается созданием инфраструктуры поддержки инновационной деятельности в регионе [43].

Направления деятельности:

В научно-технической сфере – формализация инновационных разработок, интеграция и координация деятельности вузов, научных групп, ученых-специалистов с целью передачи разработок и технологий в производственную сферу.

В производственной сфере - формирование техзаданий по решению производственных задач, формализация запросов в научную среду, интеграция и координация инновационной деятельности предприятий с целью поиска готовых технологий или разработчиков.

В сфере услуг – обеспечение субъектов инновационной деятельности всем спектром сопутствующих услуг на платной и бесплатной основе.

Основные функции центра:

Информационное обеспечение, маркетинг, реклама и PR инновационных проектов.

Поиск потенциальных инвесторов для реализации проектов. Поиск инновационных проектов по заявкам инвесторов. Сопровождение полученных заказов.

Экспертиза инновационных разработок и предложений. Подготовка документации (оформление заявки) для участия в конкурсах для получения грантов.

Проведение семинаров и круглых столов. Проведение презентаций и выставок.

Обучение специалистов.

Консалтинговые и юридические услуги, правовая защита (регистрация патентов, торговых знаков и т.д.).

Аналитическая и методическая деятельность: изучение и прогнозирование регионального рынка инновационных технологий.

1.2.2 Челябинский региональный информационно-инновационный центр (http://www.csti.ru) По постановлению Минпромнауки РФ на базе Челябинского центра научно технической информации создан региональный информационно-инновационный центр, основными задачами которого являются [63]:

развитие и совершенствование инновационной деятельности в Уральском регионе;

исследование региональных рынков наукоемких разработок, выявление предложений и спроса на инновационную продукцию;

выявление перспективных направлений инновационной деятельности в регионе;

содействие внедрению наукоемких технологий и создание инновационных предприятий.

Региональный информационно-инновационный центр выполняет следующие услуги:

инновационный мониторинг предприятий и организаций;

маркетинг рынка инноваций;

сбор, накопление и распространение информации о состоянии отечественного рынка наукоемких разработок и инновационных проектов по приоритетным для Челябинской области направлениям;

экспертиза технологий с целью формирования инновационно информационных проектов;

информационное сопровождение инновационных технологий и инновационно - информационных проектов на этапах внедрения и размещения на рынках сбыта;

содействие реализации инновационных проектов, внедрению на предприятиях и в организациях новых современных разработок и технологий, обеспечивающих выпуск приоритетной конкурентоспособной продукции;

обучение специалистов предприятий региона в области инновационной деятельности;

защита интеллектуальной собственности авторов и предприятий;

формирование базы данных "Инновационные технологии Челябинской области";

обучение и повышение квалификации.

Региональный информационно-инновационный центр:

разрабатывает и реализует программы и проекты внедрения новых технологий в производство;

содействует развитию деловых связей субъектов хозяйственной деятельности, расположенных в регионе, и их взаимодействию с российскими и зарубежными партнерами, обеспечивает их оперативной информацией научно-технического, экономического и делового характера;

организует проведение технологического и научно- технического мониторинга предприятий и хозяйств региона с целью целенаправленного формирования инновационных проектов их технологического развития;

анализирует и выявляет производства, организации и фирмы, заинтересованные во внедрении новых технологий;

организует работу с авторами патентов, новых технологий и «ноу-хау» с целью выявления наиболее эффективных технологий для первоочередного их практического внедрения;

организует проведение технической и патентной экспертизы внедряемых на предприятия отечественных и зарубежных технологий;

участвует в реализации инновационных проектов, оказывает поддержку изобретательской деятельности в регионе;

содействует привлечению инвесторов для внедрения инновационных проектов;

формирует базу данных (БД) инвестиционно привлекательных проектов и организует пропаганду новых технологий и передового опыта их внедрения;

участвует в выставочно-ярмарочной деятельности в целях продвижения конкурентоспособной продукции предприятий, организаций и хозяйств региона;

организует конференции, семинары, деловые встречи, в том числе с широким использованием сети Интернет;

ведет целевой поиск отечественных и зарубежных партнеров, инвесторов;

содействует организации на базе профильных предприятий региональных представительств ведущих российских и зарубежных фирм;

организует информационную и рекламную поддержку предприятий, внедряющих новые технологии, с использованием современных электронных средств (разработка и техническое сопровождение Web-страниц, размещение рекламы новых товаров на местных, российских и зарубежных электронных досках объявлений, маркетинговые работы и т.п.);

содействует внедрению новых технологий на основе заключения между автором и производителем лицензионных договоров или договоров о внедрении и др.

Инновационный Центр РХТУ им. Д.И. Менделеева 1.2. (http://lib.muctr.ru/ic/) Инновационный Центр Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева является основным структурным подразделением государственного образовательного учреждения «Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева», обеспечивающим создание и развитие системы эффективного использования инновационного потенциала Университета в интересах поддержки и совершенствования научной, педагогической и административной деятельности сот рудников Университета [45].

Основной целью организации Центра является решение комплексной задачи создания, развития и обеспечения стабильного функционирования системы эффективного использования инновационного потенциала Университета и его отдельных подразделений, повышение инвестиционной привлекательности Университета, направленной на его развитие.

Основные направления деятельности Центра:

В области формирования концепции инновационной деятельности Университета:

систематизация и анализ данных об инновационном потенциале Университета и его структурных подразделений, выявление «технологических коридоров», обеспеченных конкурентоспособными разработками Университета;

создание обновляемого банка данных, обеспечивающего как доведение новых наукоемких разработок Университета до предприятий и организаций реального сектора экономики, так и информацию о спросе потребителя и инвестора к интересным для рынка и потенциально коммерциализуемым научным разработкам;

разработка предложений по модернизации организационно-функциональной структуры Университета, обеспечивающей единство инновационной деятельности в сфере науки, образования и управления;

изучение приоритетов развития отраслей экономики, соответствующих профилю Университета, в том числе через сектор малого и среднего предпринимательства;

выявление факторов, сдерживающих развитие предпринимательства в сфере науки и научного обслуживания, наукоемкого бизнеса, факторов, препятствующих успешной передаче технологий из науки в производство;

выявление нужд и потребностей потенциальных потребителей наукоемкого бизнеса, их проблем и ожиданий;

определение наиболее важной для предпринимательства наукоемкого бизнеса номенклатуры услуг;

выявление дополнительных источников финансирования разработок Университета в сфере научной и образовательной деятельности;

разработка нормативной базы инновационной деятельности подразделений Университета;

подготовка предложений по совершенствованию инфраструктуры услуг, включающих формирование службы коллективного пользования уникальным научным и производственным оборудованием, средствами коммуникации и т.д.;

обеспечение взаимодействия исследовательских структур в области передачи технологий с потенциальными заказчиками;

создание единого информационного пространства Университета, объединяющего учебный, научный и инновационный блоки с поддержкой автоматизированного документооборота.

В области кадрового обеспечения инновационной деятельности:

разработка системы мотивации и стимулирования преподавателей и сотрудников к инновационной деятельности;

организация многоступенчатой подготовки и переподготовки кадров для инновационной деятельности;

организация обязательного повышения квалификации преподавателей и научных сотрудников университета (в первую очередь кадров до 50-ти лет) в области инновационной сферы, в том числе и инновационного менеджмента;

разработка единой системы учебно-методического обеспечения подготовки и переподготовки (второе образование) кадров для инновационной сферы, в том числе и с использованием дистанционного обучения;

развитие целевой подготовки кадров для предприятий приоритетных отраслей промышленности, в том числе и путем создания совместных отраслевых или региональных центров переподготовки кадров;

введение в курсы специальных дисциплин разделов по инновационной деятельности специалиста;

подготовка к введению в учебные планы новой дисциплины «инновационная деятельность в сфере производства и реализации химической продукции».

В области повышения коммерциализации научных исследований:

организация экспертизы технико-экономических обоснований крупных научных проектов с точки зрения их инновационной привлекательности;

подготовка предложений по финансовой поддержке перспективных инновационных разработок грантами Университета;

формирование системы мониторинга и оценки результативности научной, учебной, методической работы Университета, определение рейтинга Университета и кафедр;

содействие развитию межкафедральных связей в сфере инновационной деятельности;

анализ деятельности структурных подразделений, в которых Университет выступает учредителем или соучредителем, контроль эффективности участия.

В области управления качеством инновационной деятельности:

создание и внедрение многоуровневой системы управления качеством инновационной деятельности, сертифицированной по требованиям ISO;

разработка нормативного и методического обеспечения полного инновационного цикла;

разработка механизма закрепления прав на объекты интеллектуальной собственности в сфере науки и образования.

Региональный центр развития инновационной деятельности 1.2. Иркутского государственного технического Университета (http://ric.istu.edu/) Главными целями деятельности Центра является решение комплексной задачи создания и совершенствования инфраструктуры поддержки инновационной деятельности в Иркутской области (региональной инновационной системы) для развития инновационного предпринимательства, повышения эффективности сотрудничества разработчиков, производителей, потребителей наукоемких технологий и потенциальных инвесторов, содействия развитию международных партнерских отношений [59].

Основными направлениями деятельности Центра являются:

оказание помощи субъектам инновационной деятельности в разработке инновационных проектов, бизнес-планов, проведении маркетинговых исследований;

поддержка создания и развития региональной инновационной системы (технопарков, технополюсов, организаций малого инновационного биз неса и т.д.);

анализ и обобщение данных об инновационном потенциале Иркутской области, формирование единого информационного пространства субъектов инновационной деятельности (вузы, академические и отраслевые институты, промышленные предприятия, технопарки, ИТЦ и др.);

создание и поддержка регионального информационного банка данных спроса и предложений по инноватике;

содействие в реализации приоритетных направлений развития экономики и социальной сферы области;

выявление нужд и потребностей потенциальных потребителей наукоемкого бизнеса;

причин, сдерживающих развитие предпринимательства в сфере науки и препятствующих успешной передаче технологий из науки в производство;

содействие привлечению финансовых ресурсов отечественных и иностранных инвесторов для реализации инновационных программ и проектов;

участие в разработке прогнозов научно-технического и инновационного развития региона;

участие в организации и функционировании инновационных и венчурных фондов, координация деятельности по привлечению внебюджетных и бюджетных источников для их формирования;

содействие подготовке, переподготовке и повышению квалификации кадров в сфере научно-инновационного предпринимательства;

координация инновационной деятельности вузов и научных организаций Иркутской области;

комплексное исследование инновационного потенциала определенной отрасли экономики содействие предоставлению консалтинговых услуг субъектам инновационной деятельности в правовой, финансовой, производственно-технологической и иных сферах деятельности;

организация и проведение выставок, конференций, симпозиумов, семинаров и совещаний в сфере инновационной деятельности;

иные виды услуг, необходимые для осуществления инновационной деятельности 1.2.5 Инновационно-технологический центр БГТУ им.В.Г. Шухова (http://www.bstu.ru/ru/deps/itc/) Инновационно-технологический центр Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова (ИТЦ БГТУ) создан в 2004 году с целью повышения эффективности сотрудничества науки с производственными предприятиями [44].

Задачи, которые решает ИТЦ БГТУ им. В.Г. Шухова:

вовлечение в инновационную деятельность студентов, аспирантов, докторантов и научных работников;

поддержка малых инновационных предприятий, обеспечивающих доведение научной идеи до коммерческого освоения, выполняющих функцию «инкубатора идеи»;

предоставление ученым и малым инновационным предприятиям научно-консалтинговых услуг.

Услуги ИТЦ БГТУ им. В.Г. Шухова для сторонних организаций и населения Информационные услуги:

ведение базы данных научно-технических разработок и инновационных предложений вузов, предприятий Белгородской области и других регионов России по отраслям промышленности;

обеспечение нормативно-правовой документацией;

маркетинговые исследования в области промышленности строительных материалов и строительства;

изучение и прогнозирование внутреннего и внешнего рынков интеллектуальной собственности, сырья и продукции;

информирование об источниках финансирования и кредитования инновационных проектов;

организация и проведение конференций, круглых столов, семинаров и презентаций.

Оценка интеллектуальной собственности и бизнеса;

Консалтинговые услуги:

консультационные услуги по вопросам бухгалтерского учета, отчетности и налогообложения;

налоговое планирование, проведение экономического и финансового анализа;

разработка стратегии развития бизнеса в научно-технической сфере.

Юридические услуги:

подбор оптимальной организационно-правовой формы регистрации бизнеса с учетом налогообложения, льгот, целесообразности, перспективы;

консультирование по подготовке документов по вопросам регистрации организации;

юридические экспертизы, консультации;

юридическое сопровождение сделок.

В соответствии с проведенным анализом опыта работы вышеописанных инновационных центров по интеграции образовательной и научной деятельности необходимо сделать следующие выводы:

В большинстве регионов РФ ведется процесс по созданию 1.

инновационных центров, обладающих информацией и знаниями по современным технологиям и процессам. Доступ к знаниям предоставляется на различных условиях.

Большинство центров при широкой декларации поставленных задач 2.

имеют достаточно ограниченные материальные и кадровые ресурсы для их реализации.

В центрах не ведется систематическая деятельность по развитию научной 3.

и образовательной деятельности для создания единого информационно-образовательного пространства региона с широкими возможностями доступа специалистов предприятий, ученых, студентов и пр.

1.3 Инновационный центр высоких технологий в машиностроении Брянского государственного технического университета В Брянском государственном техническом университете при государственной поддержке по программе «Развитие научного потенциала высшей школы» совместно с Фирмой «ИМИД» (г. Москва) и Институтом конструкторско-технологической информатики Российской Академии наук (ИКТИ РАН) создан Инновационный центр высоких технологий в машиностроении (icvt.tu-bryansk.ru) [2, 4].

В состав центра вошли следующие научные подразделения:

1. Лаборатория современного технологического оборудования, оснащенная современными высокопроизводительными токарно-фрезерным обрабатывающим центром Takisawa EX-308 и вертикально-фрезерным обрабатывающим центром Quaser MV154EL (рисунок 1).

Рисунок 1 - Лаборатория современного технологического оборудования При обработке используется современная технологическая оснастка и высокопроизводительный инструмент (рисунок 2).

Рисунок 2 – Применяемый инструмент 2. Лаборатория интегрированных программных комплексов и CALS-технологий (рисунок 3), обеспечивающая использование в университете лицензий промышленной CAD/CAM/CAE системы PRO/Engineer, системы информационной поддержки разработки изделия Winchill 9.0 и другого современного ПО (T-FLEX CAD 10, T-FLEX Технология, КОМПАС-3D 8.0, Autodesk Inventor Series 8.0, ГеММа 3D, АПМ WinMachine).

Рисунок 3 - Лаборатория интегрированных программных комплексов и CALS-технологий 3. Лаборатория компьютерного микроскопического анализа. Включает компьютеризированный комплекс с микроскопом и программным обеспечением, позволяющий проводить точный поверхностный анализ различных объектов и их объемное построение (рисунок 4).

Рисунок 4 - Лаборатория компьютерного микроскопического анализа 4. Лаборатория информационного поиска и анализа информации в сети Интернет. Разработан и поддерживается информационно - поисковый портал по современным технологиям в области CAD/CAM/CAE/CALS.

5. Лаборатория Института конструкторско-технологической информатики Российской академии наук.

В качестве направлений деятельности ИЦ ВТМ были выделены следующие [5]:

1. Компьютерное моделирование сложных конструкций наукоемких изделий, разработка технологии их изготовления и управляющих программ для станков с ЧПУ с использованием CAD-CAM-CAE-систем.

2. Изготовление по заказам промышленных предприятий и проектных организаций наукоемких изделий на современных автоматизированных комплексах с ЧПУ.

3. Исследования технологий обработки материалов с использованием новых конструкций современного высокопроизводительного инструмента ведущих фирм мира.

4. Разработка новых технологий компьютерной микроскопии для измерения и объемного представления микрообъектов.

5. Формирование информационных ресурсов в области высоких технологий в машиностроении и создании на их основе специализированного портала, обеспечивающего удаленный доступ к технологической информации.

6. Разработка интеллектуальной поисковой системы для сбора и систематизации информации в области высоких технологий в машиностроении в распределенных ресурсах Интернет.

7. Подготовка современных кадров по ряду инженерных специальностей, ориентированных на комплексное использование CAD-CAM-CAE – технологий.

Открытие новой специализации по подготовке инженеров в области высоких технологий в машиностроении для промышленных предприятий региона (рисунок 5).

Рисунок 5 – Подготовка инженеров предприятий в ИЦ ВТМ 8. Переподготовка инженерных кадров для промышленных предприятий и преподавателей средних профессиональных учебных заведений в области использования высоких технологий в машиностроении.

9. Разработка специализированного программного обеспечения для нового технологического оборудования с ЧПУ – постпроцессоров и верификаторов.

10. Оказание инжиниринговых услуг промышленным предприятиям в виде разработки и внедрения комплексных решений по подбору современного оборудования с ЧПУ, проектированию технологий с использованием высокопроизводительного инструмента и целевой подготовки необходимых инженерных кадров и операторов для станков с ЧПУ.

11. Подготовка и издание научной и учебно-методической литературы для освоения и использования высоких технологий в машиностроении в условиях современного наукоемкого производства и при подготовке инженерных и научных кадров.

12. Подготовка на базе центра совместно с ИКТИ РАН (г. Москва) научных кадров по наиболее актуальным проблемам современного промышленного производства. Открытие целевой аспирантуры по новым научным направлениям.

ОСНАЩЕНИЕ ЦЕНТРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ, ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ И ПОДГОТОВКА ДЛЯ НЕГО НАУНЫХ КАДРОВ 2.1 Лаборатория современного технологического оборудования Лаборатория современного технологического оборудования с ЧПУ оснащена высокопроизводительными токарно-фрезерным обрабатывающим центром Takisawa EX-308 и вертикально-фрезерным обрабатывающим центром Quaser MV154EL, переданными в соответствии с договором о научно-техническом сотрудничестве с фирмой «ИМИД» [60].

Токарно-фрезерный центр Takisawa EX-308 оснащен мотор-шпинделем, задней бабкой с программируемым перемещением пиноли и 12 позиционной револьверной головкой, имеющей возможность установки до 12 единиц приводного инструмента.

Станок позволяет обрабатывать детали диаметром до 260 мм, длиной 530 мм, и пруток максимального диаметра до 52 мм (таблица 1, рисунок 6).

Таблица 1 – Характеристики токарно-фрезерного центра Takisawa EX- Характеристика Значение Максимальный диаметр детали 260 мм Максимальная длина обработки 530 мм Число приводных инструментов Мощность привода шпинделя 18 кВт Максимальная частота вращения 4000 об/мин Максимальный диаметр прутка 52 мм Точность позиционирования 0,005 мм Повторяемость 0,0025 мм Индексация поворота шпинделя 0,001 мм Рисунок 6 - Токарно-фрезерный центр Takisawa EX- в лаборатории ИЦ ВТМ Вертикально-фрезерный обрабатывающий центр Quaser MV154EL (рисунок 7) имеет высокоточный шпиндельный узел WB40R мощностью 22 кВт с частотой вращения до 12000 об/мин, инструментальный магазин на 30 позиций, ось Z с роликовыми направляющими качения, подвесной скребковый конвейер для отвода стружки. В станке применена уникальная технология прохождения СОЖ через шарико-винтовые пары для обеспечения повторяемости 10 мкм (таблица 2, рис. 7).

Таблица 2 – Характеристики вертикально-фрезерного обрабатывающего центра Quaser MV154EL Характеристика Значение Рабочие перемещения X 500 мм Рабочие перемещения Y 700 мм Рабочие перемещения Z 700 мм Мощность привода шпинделя 22 кВт Инструментальных мест Вес станка 6400 кг Рисунок 7 - Вертикально-фрезерный обрабатывающий центр Quaser MV154EL в лаборатории ИЦ ВТМ Эффективность производственных процессов при металлообработке во многом зависит от рационального и эффективного использования режущего инструмента, его универсальности и режущей способности. Применение современного технологического оборудования характеризуется большой концентрацией переходов на одной технологической операции, использованием прогрессивного режущего инструмента, интенсификацией режимов резания, минимизацией временных затрат на установку и замену инструмента, быстрыми вспомогательными перемещениями инструмента. Поэтому в ИЦ ВТМ при обработке используется современная технологическая оснастка и высокопроизводительный инструмент. В частности, применяется современный инструмент производства компаний Mitsubishi (рисунок 8), Sandvik (рисунок 9) и др.

Рисунок 8 - Высокопроизводительный монолитный твердосплавной инструмент и державка Mitsubishi в лаборатории ИЦ ВТМ Рисунок 9 - Высокопроизводительный инструмент Sandvik Coromant со сменными монолитными твердосплавными режущими частями в лаборатории ИЦ ВТМ 2.2 Лаборатория интегрированных программных комплексов и CALS-технологий Лаборатория интегрированных программных комплексов и CALS-технологий обеспечивает использование в университете 500 лицензий на CAD/CAM/CAE-систему PRO/Engineer, систему информационной поддержки разработки изделия Winchill 9.0 и другое современное ПО (T-FLEX CAD 10, T-FLEX Технология, КОМПАС-3D 8.0, Autodesk Inventor Series 8.0, ГеММа-3D, АПМ WinMachine) [14, 61].

Ядром автоматизированных систем ИЦ ВТМ является полнофункциональная CAD/CAM-система PRO/Engineer WildFire 4.0, переданная в соответствии с договором о научно-техническом сотрудничестве с ИКТИ РАН. Наличие лицензий позволяет полностью закрыть все потребности ИЦ ВТМ и в целом университета при решении учебных и научных задач по автоматизации конструкторской и технологической подготовки производства.

Pro/ENGINEER - это многомодульная ассоциативная система, позволяющая работать в едином информационном пространстве проектировщикам-механикам, проектировщикам-электрикам, расчетчикам, технологам и дизайнерам. При использовании в производстве станков с ЧПУ Pro/ENGINEER позволяет выполнять весь перечень работ от эскиза детали до передачи данных управляющей программе обрабатывающего станка.

Pro/ENGINEER - это система трехмерного (3D) твердотельного проектирования.

Следует отметить, что CAD-система Pro/ENGINEER, появившаяся в восьмидесятых годах, изначально создавалась как система 3D твердотельного проектирования.

Преимущества 3D проектирования очевидны, это наглядность в работе и удобство при создании сложных деталей и компоновок. Черчение в процессе создания чертежей отсутствует. Виды создаются как оформленные определенным образом представления 3D модели.

Вся информация в Pro/ENGINEER параметризирована. Это позволяет быстро модернизировать геометрию на любой стадии проектирования и легко осуществлять управление создаваемой конструкцией в процессе изменения исходных данных.

Использование параметров модели позволяет автоматизировать заполнение штампов чертежей и создание спецификаций.

Создаваемая в Pro/ENGINEER документация полностью ассоциативна с исходной моделью. Любые изменения в модели приводят к автоматическому изменению всех использующих данную модель сборок, чертежей, спецификаций, технологических оснасток, управляющих программ для станков и т. д.

Pro/ENGINEER прост в использовании. Весь процесс создания модели идеологически близок процессу реального изготовления деталей.

CAD-система Pro/ENGINEER и система Pro/Mechanica являются системами, позволяющими осуществлять согласованную разработку эскиза проекта, создание моделей, оформление чертежей, проведение прочностных и тепловых расчетов, анализов механизмов, создание литейных и пресс-форм, создание программ для станков с ЧПУ, создание спецификаций, проводку трубопроводов и электрических кабелей, создание принципиальных схем, фотореалистичных изображений и т.д.

Работа во всех разделах CAD-системы Pro/ENGINEER может проводиться параллельно, что позволяет снизить время, затрачиваемое на разработку и подготовку производства, в несколько раз.

2.3 Лаборатория компьютерного микроскопического анализа В Инновационном центре высоких технологий в машиностроении создана уникальная лаборатория сканирующей микроскопии с доступом к экспериментальной установке через Интернет [64,65,66].

Рисунок 10 - Лаборатория микроскопического анализа Данная лаборатория имеет несколько основных узлов. Ядром является инвертированный металлографический микроскоп LEICA DMIRM (рисунок 10).

Этот микроскоп с галогеновым осветителем падающего света 100Вт, револьвером на 5 объективов M32, отдельным боковым видеовыходом 100/100%, обеспечивает возможность применения любых методов оптической микроскопии и используется в микроэлектронике, нанотехнологиях, материаловедении, а также в медицине, биологии и других областях науки и техники (рисунок 11).

Рисунок 11 – Фрагменты микроструктур различных материалов В комплектацию микроскопа для светлого и темного поля, поляризационного контраста входят: тринокуляр Pol, объективы Pl Fluotar 5х/0.15, 10х/0.30, 20х/0. 50x/0.80, 100х/0.90, окуляры 10х/25. Микроскоп поддерживает следующие методы исследования изображений:

Светлое поле. Это наиболее часто используемый метод исследования, который использует разницу в отражении и обеспечивает натуральный цвет и форму.

Темное поле. Этот метод исследования характерен для наблюдения и фотографирования мелких дефектов, неровностей поверхности, разницы в уровнях или проб с низкой отражательной способностью, а также во всех случаях, когда возникают проблемы при исследовании в светлом поле.

Исследования методом простой поляризации. Используется, чтобы анализировать специфические оптические характеристики, такие как изотропия и анизотропия, этот метод исследования позволяет производить обзор с помощью поляризованного контраста в виде цветовой разности. Этот метод идеален для исследований состояния кристаллов и определения напряжения, такие как усталость металлов.

Для ввода в персональный компьютер цветных и полутоновых растровых изображений, формируемых в микроскопе или полученных из других источников, их анализа и сохранения используется программный комплекс ImageScope (рисунок 12).

Перечислим возможности данного программного комплекса: регистрация изображений с помощью различной аппаратуры, базовая обработка изображений, их сохранение и печать, улучшение качества изображений, калибровка размеров и ручное измерение по изображениям, статистическая обработка и экспорт результатов измерений, автоматическое и ручное измерение по изображениям;

вычисления для объектов интереса более 40 признаков, описывающих размер, площадь, форму и яркость объектов, накопление статистической обработки и экспорта результатов.

Рисунок 12 – Применение программного комплекса ImageScope Отдельным большим направлением в анализе изображений можно выделить системы, построения объемных моделей поверхности по изображениям фокусного ряда. В ИЦ ВТМ разработана система такого класса, она основана на обработке цифровых изображений, сделанных с использованием оптического микроскопа. Суть метода заключается в послойном сканировании исследуемой поверхности для получения снимков на различном расстоянии от объектива. Фактически для получения снимков можно использовать любую оптическую систему, что существенно расширяет область применения данного метода, от построения моделей микрогеометрии поверхности (фотографии, полученные с применением микроскопа) до использования в прототипировании объектов реального мира. Особенность применения оптических методов измерений состоит в том, что полученные фотографии содержат разносфокусированные участки. При этом чтким остатся только тот участок поверхности, который попадает в фокус объектива микроскопа.

Используя эту особенность, при анализе группы последовательных снимков образца и зная расстояния между фотографиями, выполненными на различных позициях объектива, можно создать и измерить объмную модель поверхности.

В результате анализа определяются наиболее чткие области и высота каждой конкретной области. Зная расстояния между изображениями и то какой фотографии принадлежит точка, можно построить морфометрическую карту глубины. Карта показывает, на какой высоте располагаются точки поверхности образца, принадлежащие конкретным изображениям.

Для того чтобы построить объмную модель рельефа поверхности, например для определения е шероховатости, необходимо аппроксимировать формируемую поверхность, объединив полученные точки в треугольники и рассчитав их нормаль.

Данный метод является универсальным и может применяться для любых оптических систем, имеющих глубину резкости. Рассмотренный метод дат возможность вычислять объемные геометрические параметры, анализ которых затруднителен стандартными способами оптической микроскопии и имеет широкую сферу применения, как в области промышленности, так и в области биологии и медицины. В частности он может применяться: для построения микрорельефа поверхности деталей (рисунок 13), определения высоты расположения элементов на микросхемах, контроля качества различных видов изделий, моделирования микровоздействий при износе детали, создания моделей микроорганизмов, а так же при разработке и использовании нанотехнологий.

- 12 мкм - 4 мкм - 10 мкм - 2 мкм - 8 мкм - 0 мкм - 6 мкм a b c Рисунок 13 - Этапы создания объмной модели поверхности:

a – набор исходных изображений;

b – морфометрическая карта глубины;

c – объмная модель 2.4 Лаборатория информационного поиска и анализа информации в сети Интернет В ИЦ ВТМ создана и работает Лаборатория информационного поиска и анализа информации в сети Интернет [7, 15, 16 17,19,20,22,23].

В настоящее время основным источников информации, наряду с традиционными (справочники, базы данных, нормативные документы и др.), становится Интернет. Информация в Интернет по большинству направлений характерна избыточностью, повторяемостью, высокой степенью зашумленности и низкой пертинентностью. Поиск необходимой и релевантной в изучаемой области информации зачастую требует существенных временных затрат. Динамическое изменение и увеличение объемов информации требует систематизации и структурирования.

В связи с этим возникает необходимость осуществления в Интернет быстрого поиска, мониторинга и анализа информационных ресурсов, призванная помочь осуществить накопление и обработку знаний специалистами при решении ими различного рода задач.

В настоящее время поставленные задачи решаются путем применения систем информационного поиска. Анализ работы алгоритмов наиболее распространенных поисковых систем показывает, что ни на одном из этапов их работы (процесса индексирования содержимого Интернет и анализа пользовательского запроса) не производится определения тематики страницы исходя из ее информационного наполнения. Также не производится кластеризация ее содержимого на тематические блоки и направления, либо кластеризация производится иерархически и с небольшой глубиной.

Для решения поставленных проблем требуется разрабатывать автоматизированные системы нового типа, позволяющих проводить проблемно-ориентированный поиск и анализ информации в Интернет и предоставлять пользователю документы релевантные не только к поисковому запросу, но и к выбранному тематическому направлению. Разработанная система содержит программные модули, представленные на рисунке 14.

Агент поисковых запросов (группа агентов сбора информации) предназначен для составления поисковых запросов на языке внешних поисковых систем. Входными данными являются тезаурус предметной области, поисковая схема и описание языка запросов поисковых систем.

В соответствии с рисунком представлен упрощенный алгоритм преобразования поискового выражения на универсальном языке в HTTP-запрос внешней поисковой системы. Запрос на универсальном логическом языке проходит декомпозицию на операции с построением иерархической модели запроса. Далее из иерархическом модели, в соответствии с описанием конструкций запросов поисковых систем строится запрос по правилам выбранной внешней поисковой системы. При этом, в соответствии с правилами, строится HTTP запрос и отправляется на Интернет сервер внешней поисковой системы.

Рисунок 14 – Структурная схема системы поиска и анализа информации в Интернет Такими образом, выходными данными агента поисковых запросов являются набор уникальных запросов к каждой из описанных внешних поисковых систем, составленных с учетом их уникальных особенностей.

Агент сбора информации от внешних поисковых систем (группа агентов сбора информации) отсылает запросы к внешним поисковым системам (google, rambler, aport и др.), получает страницы с результатами поиска, разбирает полученные страницы с целью выявления интернет адресов найденных документов и дополнительной метаинформации. Характер и объем получаемой метаинформации зависит от возможностей внешней поисковой системы. Большинство из них предоставляет информацию о размере документа и дату его последнего изменения (если это возможно установить).

Входными данными агента являются набор запросов к внешним поисковым системам, описание правил разбора страниц полученных от внешних поисковых систем, представляющее набор регулярных выражений рекурсивно применяемых к исходному тексту, уточняющих область текста, в которой описаны найденные документы. Регулярные выражения, применяемые на последнем этапе разбора должны выявлять метаинформацию о каждом найденном документе и ссылку на следующую страницу с результатами поиска.

Выходными данными агента является информация о найденных документах с сопровождающей их метаинформацией. В описании документа находится URL найденного документа и следующая информация: заголовок документа, цитата документа, в контексте которой были найдены искомые термины, размер, дата. Также в описании документа содержится информация о параметрах поиска, при которых был найден документ.

Агент прямого поиска документов (группа агентов сбора информации) предназначен для работы с доверенными источниками.

Входными данными являются набор адресов доверенных источников, параметры поиска связанных документов, т.е. глубина рекурсивного просмотра и критерии перехода по ссылкам. Выходные данные соответствуют данным агента сбора информации от внешней поисковой системы за исключением того, что в качестве поискового выражения указывается доверенный источник, а порядковый номер характеризует глубину рекурсивного вызова.

Агент загрузки документов в локальное хранилище данных (группа агентов сбора информации) предназначен для создания зеркальной копии найденного документа в локальном хранилище данных. Полная копия документа необходима для последующего индексирования текста и экономии трафика локальных пользователей.

Входными данными являются URL документов подлежащих копированию, параметры загрузки (количество совершаемых попыток, максимальное время ожидания ответа сервера, адрес по которому будет располагаться копия документа и др.), выражения по которым документы заносятся в черный список. Выходными данными являются полные копии найденных документов. По адресу назначения создается каталог, название которого совпадает с полным доменным именем документа. Внутри каталога создается полная копия структуры каталогов и файлов упоминаемых в адресе и самом документе. Для динамических документов (php, pl, asp) имена файлов содержат передаваемые при запросе параметры. Таким образом решается проблема многовариантного представления одного и того же динамического документа.

Агент работы с черным списком (группа агентов сбора информации) предназначен для осуществления взаимодействия с черным списком (ЧС) и агентами использующими информацию из ЧС. В его функции входит отсылка адресов документов подходящих под выражения ЧС, передача списка выражений ЧС, проверка документа на принадлежность ЧС, занесение документа в ЧС, занесение доменного имени в ЧС, операции отмены занесения в ЧС. С данным агентом взаимодействуют агенты загрузки документов в локальное хранилище данных и фильтрации не пертинентных документов.

Входными данными являются черный список и команды управления ЧС с необходимыми параметрами. Выходные данные для каждой команды различаются. В случае если команда является запросом на выборку, то результатом являются запрашиваемые данные, если команда является управляющей операцией, то выходными данными является подтверждение успешного выполнения операции или же код ошибки.

Агент фильтрации не пертинентных документов (группа агентов сбора информации) имеет различные режимы работы, в зависимости от которых он выполняет действия над различными сущностями. Основным назначением данного агента является просмотр информации, содержащейся в хранилище документов и отсев не пертинентных документов. Проверка содержимого хранилища выполняется в несколько стадий по мере поступления дополнительной информации о документе.

После того как документ найден, производится проверка на совпадения адреса документа с выражениями ЧС и отсев документов в соответствии с ними.

Оставшиеся адреса проверяются на доступность для загрузки. После того как создана локальная копия документа агент фильтрации производит упрощенный анализ содержимого документа и в соответствии с разработанным набором правил делает вывод о заведомой не пертинентности документов, помещая их в ЧС. Данная проверка осуществляется для различных форматов документов на различных стадиях их обработки. Для документов форматированных с помощью языков текстовой разметки, проверка может осуществляться сразу после загрузки документа. Для документов с более сложной структурой и форматом только после обработки их агентом перекодирования форматов документов. Завершающим этапом работы данного агента является просмотр индексов документов, по результатом которого также делается вывод о том, что те или иные документы с высокой вероятностью не пертинентны.

Входными данными являются результаты запросов к агенту управления ЧС, информация о документах из хранилища документов, набор правил для оценки пертинентности. Выходными данными являются управляющие команды отсылаемые агенту управления ЧС на добавления тех или иных документов в ЧС.

Агенты перекодирования форматов документов (группа агентов индексирования) представляют собой группу агентов, назначением которых является перекодирование конкретного исходного формата документа в специально разработанный формат на основе XML. Набор агентов этой группы может расширяться по мере широкого распространения новых форматов хранения документов в сети Интернет. Причем увеличение количества агентов перекодирования форматов не потребует какого-либо изменения других агентов.

Статистические исследования процесса работы системы показали, что основными форматами являются: HTML и его расширения, XML, документ Microsoft Word, PDF.

Входными данными являются информация о документе и содержимое документа. Выходными данными является XML документ, содержащий теги ограничивающие блоки с различными уровнями значимости. Основные типами блока являются: название документа, заголовки различных уровней, акцентированный текст, основной текст.

Агент первичного индексирования (группа агентов индексирования) разбирает XML интерпретацию, составленную агентами перекодирования форматов документов, на отдельные слова, собирает по ним информацию и сохраняет ее в первичном индексе документов.

Входными данными является XML интерпретации документов. Выходными данными является первичный индекс документов в базе данных.

Агенты конечного индекса (группа агентов индексирования) осуществляют анализ первичного индекса и определяют значимость отдельных элементов (слов) документа для документа в целом. Они также агрегирует информацию, содержащуюся в первичном индексе, для ускорения дальнейшего поиска. Так как методика оценки значимости слова в документе может быть различной и эффективность того или иного метода определяется в конечном счете по эффективности поиска и адекватности вычисления релевантности на основе выводов сделанных при построении конечного индекса, то возможны реализации ряда конкурирующих агентов данного типа с уникальными индексными базами.

Входными данными является первичный индекс, а выходными – конечный индекс документов.

Агент оценки качества документов и релевантности относительно заданной тематики (группа агентов индексирования) осуществляет оценку качества изложения информации в документе по косвенным статистическим показателям, таким как объем документа, частота и количество появления в тексте документа специфических терминов из предметной области, соотношение объема когнитивной и текстовой информации в документе, наличие источников информации. Также данный агент определяет релевантность документа относительно заданной предметной области исходя из анализа конечного индекса документов. На основании этих оценок каждому документу в хранилище назначается ранг, который в последствии может использоваться для определения приоритета между документами с совпадающим или близким значением релевантности относительно поискового запроса. Входными данными являются в информация хранилище документов, первичный индекс, тезаурус предметной области, конечный индекс, набор весов для каждого из параметров. Выходными данными является оценка ранга документа.

Агент внутреннего поиска производит поиск документов по запросу, переданному на универсальном языке. Для найденных документов определяется релевантность относительно запроса. Также данный агент поддерживает сортировки результатов и фильтрации в соответствии с переданными параметрами. Входными данными являются конечный индекс, поисковый запрос, параметры вывода результатов поиска. Выходными данными является список найденных документов.

Агент интерпретации поисковых запросов предназначен для интерпретации запроса пользователя на естественном языке во внутренний универсальный язык запросов. Входными данными является запрос пользователя на естественном языке, а выходными – поисковый запрос на универсальном внутреннем языке в формате агента поиска.

Агент классификации документов классифицирует документы содержащиеся в хранилище документов по пользовательским и экспертным онтологиям. Агент ассоциирует для каждого узла онтологии набор релевантных документов. Агент классификации периодически отслеживает изменение онтологий и пополнение хранилища документов и при изменении ассоциирует их между собой.

Входными данными являются онтологии экспертов — формализованная онтология предметной области, составленная экспертами, пользовательские онтологии, конечный индекс документов. Выходными данными являются связи между документами, находящимися в хранилище документов, и узлами онтологий, созданных в системе.

Агент координации является управляющим агентом проекта и координирует действия между другими агентами, имеющимися в системе, а также производит прямые действия по управлению над ними. В этом агенте реализованы функции запуска, приостановки, остановки модулей, а также возможность получения различной служебной информации, такой как состояние агентов, параметры запуска и др.

Входными параметрами являются управляющие, команды исходящие от агента пользовательского интерфейса. Выходным параметром является информация о успешности или не успешности (с кодом ошибки) совершения той или иной операции по управлению агентом. Также, в случае запроса на предоставление информации по текущему состоянию, динамике работы и журнала работы агент возвращает запрошенную информацию.

Агент аналитики собирает и агрегирует статистическую информацию о документах находящихся в хранилище данных. Входными данными являются конечный индекс документов, метаинформация о документах содержащихся в хранилище данных, аналитический запрос и его параметры. Выходными данными является запрашиваемая статистика. Агенты интерфейса эксперта, администратора и конечного пользователя являются связующим звеном между человеком и разрабатываемой системой и предоставляют развитый интерфейс для взаимодействия, настройки и использования.

Способ взаимодействия между агентами зависит от тех данных над которыми работает агент, а также от назначения агента. В случае если основными входными данными агента является пересылаемые команды управления, то такой агент обычно используется другими агентами напрямую и получает данные либо через протокол HTTP командой GET. В случае если необходимо передать значительное количество информации, то при выполнении этой процедуры используется язык XML. Ответ таких агентов обычно также осуществляется через протокол HTTP. Большинство агентов взаимодействует через общие данные в БД, из которой выбираются входные данные и сохраняются результаты работы агента. Информация о механизме взаимодействия между агентами получается ими при регистрации в агенте координации. Также через данный агент осуществляется управление агентами и передача параметров.

В исследованиях, проводимых в лаборатории, предложен новый подход к построению системы доступа к информационным ресурсам научного и образовательного назначения на примере приоритетных направлений развития науки и техники в области искусственного интеллекта и CALS-технологий с использованием мультиагентной стратегии.

Разработанная система универсальна в том смысле, что подходы, использованные в ней, не зависят от конкретной предметной области. Система может быть настроена на работу с информацией из широкого спектра различных предметных областей. В качестве информационной основы системы используется разработанная онтология основных понятий предметной области, представленной в виде семантической сети. Для создания и использования онтологии выделяются понятия каждой категории с определением организации связей между ними и списка терминов, которые могут применяться пользователем, при обращении к ней.

Лаборатория Института конструкторско-технологической 2. информатики Российской академии наук Совместно с институтом конструкторско-технологической информатики Российской академии наук в 2008 г. начато создание сети научных лабораторий в наиболее значимых региональных вузах (рисунок 15). Одной из первых была открыта научная лаборатория ИКТИ РАН в Брянском государственном техническом университете [2].

Лаборатория Брянский ГТУ И ИКТИ РАН К Кабардино Лаборатория Т Балкарский ГУ ИКТИ РАН И Лаборатория Ковровская ГТА ИКТИ РАН Р Лаборатория Пензенский ГУ ИКТИ РАН А Лаборатория ?

Н ИКТИ РАН Рисунок 15 – Сеть научных лабораторий ИКТИ РАН В сети региональных лабораторий ИКТИ РАН занимает ведущее место.

Основными задачами, решаемыми рассматриваемыми лабораториями ИКТИ РАН в регионах являются:

Передача фундаментальных знаний в области конструкторско 1.

технологической информатики в практическое производство через сеть лабораторий Разработка механизмов обмена фундаментальными знаниями, 2.

практическими наработками, образовательными программами в сети региональных лабораторий.

Выполнение роли головной организации при выполнении госбюджетных 3.

НИР сетью лабораторий.

Создание, эксплуатация, изучение и тиражирование сквозных системы 4.

проектирования и изготовления наукоемких изделий.

Проведение исследований виртуальной информационно 5. технологической производственной среды.

Разработка методологических, методических и прочих документов, 6.

описывающие высокие технологии в машиностроении.

Формирование компьютерных баз данных в областях листовой 7.

штамповки, создания пресс-форм, инструментального производства (включая режущие, мерительные и вспомогательные инструменты), подготовки программ для оборудования с CNC на основе опыта и результатов исследований, полученных в региональных лабораториях.

Организация на своей базе и совместно с 8.

профессорско-преподавательским коллективом подготовки студентов, аспирантов и преподавателей университетов по ряду научных направлений.

ИКТИ РАН выступает как единый координатор сети региональных инновационных центров и проводит работу по обобщению знаний в области машиностроения и конструкторско-технологической подготовки производства.

Поэтому передача этих знаний путем подготовки кадров высшей квалификации для инновационного центра является задачей несомненной важности. Знания, полученные в процессе обучения в аспирантуре ИКТИ РАН, будут привнесены в качестве дополнительного опыта в деятельность центра.

2.6 Подготовка научных кадров для центра Одним из важных вопросов деятельности ИЦ ВТМ является подготовка кадров высшей квалификации как для выполнения научных исследований по профилю центра, так и для подготовки специалистов по программам технического университета [1].

Для оптимизации процесса кадровой деятельности в ИЦ ВТМ была разработана следующая структурная схема (в соответствии с рисунком 16).

Во главе центра находится научный руководитель. Он определяет основные пути развития центра, направления научных исследований в рамках хоздоговорных НИР и подготовки аспирантов.

Директор центра осуществляет оперативное управление персоналом центра, решение общих вопросов, возникающих в деятельности центра, осуществляет поиск решений для выполнения задач, поставленных научным руководителем.

Научный руководитель ИЦ ВТМ Директор ИЦ ВТМ Заместитель директора по Наладчики и операторы Инженеры-программисты научной и учебной работе станков с ЧПУ Студенты специальности 230104 «Системы автоматизированного проектирования Аспиранты по специальности 05.13.12 «Системы автоматизации проектирования»

Преподаватели Научные сотрудники Рисунок 16- Структурная схема управления ИЦ ВТМ Заместитель директора по научной работе проводит научные исследования с аспирантами БГТУ и ИКТИ РАН как в рамках их научных работ, так по выполнению хоздоговорных и прикладных НИР.

Заместитель директора по учебной работе разрабатывает, апробирует и внедряет учебные программы и курсы, проводимые в рамках ИЦ ВТМ для студентов и сотрудников промышленных предприятий.

В подготовке научных кадров для центра следует выделить следующие аспекты:

1. В рамках центра регулярно проводятся научные семинары, на которых молодые ученые, аспиранты имеют возможность представить коллективу свои научные исследования, а сотрудники центра имеют возможность углубленно изучить смежные научные проблемы.

2. Сотрудники центра регулярно участвуют в научных и научно-практических конференциях и семинарах, где в широком кругу обсуждают ряд научных проблем.

3. Научные исследования ведутся под контролем научного руководителя центра. На совещаниях у научного руководителя регулярно обсуждаются пути и перспективы развития научных работ.

Теоретические научные разработки проходят экспериментальное 4.

подтверждение в лабораториях центра с применением современного технологического оборудования, современного инструмента, развитых CAD/CAM/CAE – систем и программных верификаторов.

5. Ряд научных сотрудников ИЦ ВТМ обучаются в аспирантуре РАН Института конструкторско-технологической информатики, что позволяет им иметь доступ к новейшим образовательным программам и методикам научных исследований, проводимых в академических институтах.

На базе помещений и оборудования центра регулярно организуются и проводятся научные семинары для представителей промышленных предприятий, преподавателей и сотрудников университета, студентов и аспирантов.

Для проведения подобных семинаров приглашаются представители крупнейших мировых инструментальных компаний, таких как Sandvik, Iscar, Mitsubishi и др. Примерная программа подобных семинаров (рис. 17, 18) может включать в себя:

Обзорная презентация истории компании. Сплавы для современных режущих инструментов. Конструкция режущей кромки инструмента.

Перспективные конструкции токарного инструмента. Отрезка и обработка канавок.

Стратегии обработки канавок.

Новые методы обработки. Твердое точение.

Современные конструкции фрезерного инструмента с пластинами из твердого сплава.

Инструмент для обработки отверстий, монолитный и с пластинами из твердого сплава.

Экономическая эффективность применения высокопроизводительного инструмента.

Высокоэффективная обработка алюминиевых сплавов.

Обработка жаропрочных сплавов.

Рисунок 17 - Научно-практический семинар «Новые технологии и режущий инструмент для высокопроизводительной обработки» проведенный совместно с ООО «Сандвик»

Рисунок 18 - Научно-практический семинар «Новые технологии и режущий инструмент для высокопроизводительной обработки» проведенный совместно с ООО «Сандвик»

3 РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЦЕНТРА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ПОДГОТОВКЕ КАДРОВ 3.1 Модель функционирования центра при проведении фундаментальных исследований и подготовке кадров В настоящее время даже в условиях растущей безработицы существует острая проблема нехватки кадров, подготовленных для высокотехнологичных машиностроительных производств, обладающих знаниями в области использования прогрессивных технологий, CAD/CAM/CAE систем и их практического использования в реальном производстве. Решение этой приоритетной государственной задачи по подготовке высококвалифицированных кадров машиностроения для развития промышленного потенциала регионов может быть найдено при создании специализированных центров высоких технологий в машиностроении, оснащенных новейшими технологическими комплексами, инструментом и программным обеспечением [31, 32].

Целью создания таких научно-образовательных центров становится комплексная подготовка студентов и переподготовка инженерных кадров предприятий на основе новой идеологии CALS-технологий для использования высокотехнологичного оборудования и режущего инструмента в условиях современного производства. При этом наиболее актуальным является разработка инновационных промышленных решений для предприятий региона с информационным и методическим обеспечением всего технологического цикла производства особо сложных и наукоемких изделий.

Однако создание подобных центров связано с рядом проблем. В первую очередь – это необходимость организации при центре научно-технологических лабораторий, оснащенных самым современным оборудованием. В условиях ограниченного финансирования университетов создание подобных лабораторий возможно только через финансирование по целевым государственным программам, на которые могут претендовать только крупнейшие университеты, или второй путь через привлечение частных компаний, заинтересованных в продвижении своих решений в качестве партнеров в регионе.

В данном случае был использован интерес бизнеса в продвижении высокотехнологичного современного оборудования с ЧПУ и CAD/CAM/CАE систем в регионе через научные и образовательные центры для решения конкретных проблем промышленного производства.

Предлагаемая общая схема организации ИЦ ВТМ БГТУ при участии ИКТИ РАН и ООО «Фирма «ИМИД» приведена на рисунке19.

Потребность Новые общества научные в наукоемких направления изделиях Инновационный центр ИКТИ РАН Фирма «ИМИД»

высоких технологий в машиностроени и БГТУ Разработка Подготовка наукоемких изделий кадров ПРОИЗВОДСТВО Рисунок 19 - Схема организационной деятельности ИЦ ВТМ БГТУ Новые механизмы взаимодействия науки, образования и 3. промышленных предприятий в сфере применения высоких технологий в машиностроении Анализируя состояние российского машиностроения в целом, которое в последние два десятилетия практически не развивалось (а в отдельных случаях было утрачено то, что достигнуто ранее на мировом уровне), приходится констатировать необходимость поиска новых нетрадиционных подходов, и в первую очередь необходимость разработки и использования высоких технологий в машиностроении.

Однако сегодня на пути внедрения высоких технологий в реальное производство для многих предприятий встают труднопреодолимые препятствия, связанные с отсутствием необходимых средств на приобретение технологического оборудования, оснастки и программного обеспечения, недостатком квалифицированных специалистов (конструкторов, технологов, программистов, операторов станков с ЧПУ) и, самое главное, с непониманием основ современной организации производства при использовании нового вида технологий.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.