Аналитический обзор
| Вид материала | Реферат |
- Аналитический обзор нормативных правовых актов, регламент, 713.14kb.
- «Аналитический обзор харьковской недвижимости и рынка недвижимости Украины», 614.94kb.
- Аналитический обзор материалов V всероссийской конференции оториноларингологов, 154.56kb.
- Информационно- аналитический обзор о социально-экономическом положении Польши в Iполугодии, 83.45kb.
- Евгений Примаков представил аналитический обзор основных тенденций развития России,, 46.17kb.
- Русский обозреватель” информационно исследовательский центр информационно-аналитический, 4335.53kb.
- Библиотеки Челябинского региона – юношеству Аналитический обзор по материалам отчетов, 678.96kb.
- Еженедельный аналитический обзор ифи, 175.97kb.
- Аналитический обзор финансового состояния сельскохозяйственных предприятий Республики, 586.52kb.
- Аналитический обзор состояния и тенденций развития сегментов телекоммуникационного, 63.59kb.
СРЕДСТВА ЧПУ ОТ ЭВМ, ОСНАЩЕННЫЕ ИСКУССТВЕННЫМ ИНТЕЛЛЕКТОМ (AI-CNC)
СРЕДСТВА ЧПУ ОТ ЭВМ,
ОСНАЩЕННЫЕ ИСКУССТВЕННЫМ ИНТЕЛЛЕКТОМ (AI-CNC)
Краткое описание
При обработке деталей машин необходимо выполнить определенную последовательность действий. Так при обработке резанием определяются форма и размеры заготовки круглого сечения и последовательность ее обработки (технологический процесс). Для каждого технологического процесса определяется, сколько единиц оборудования должно быть установлено на производственном участке, а также тип необходимого оборудования. Определяются инструмент и оснастка, используемые в каждом технологическом процессе. После окончания механической обработки выполняются измерения деталей, и если они не отвечают заданной точности, то выполняется повторная обработка. Для того, чтобы получить требуемую чистоту обработки поверхности выполняется обработка шлифованием. После завершения шлифования, снова производятся измерения размеров и проверяется, соответствуют ли полученные размеры детали заданным. Если размеры не соответствуют заданным, выполняется повторная обработка.
Системы ЧПУ с искусственным интеллектом AI-CNC являются средствами, перед которыми поставлена задача автоматизации этой достаточно сложной последовательности действий. После ввода информации о форме детали и требуемой точности обработки, AI-CNC на основе перечня обрабатывающих станков, установленных на производственном участке, и спецификаций инструментов и оснастки, заранее предоставленных в AI-CNC, автоматически формирует процесс обработки. После завершения цикла механической обработки автоматически измеряются размеры детали и выполняется окончательная обработка. Средства AI-CNC гарантируют обработку с заданной точностью.
Состояние исследований и разработок
Если при сравнении состояния исследований и разработок на сегодняшний день по странам принять уровень исследований и уровень разработок в Японии за 100 %, то в США он составляет 40 %, в Европе - 60 %.
Условия практической реализации
Обсуждая ключевые технологии, необходимые для реализации средств ЧПУ с искусственным интеллектом, следует отметить следующие проблемы. Необходимо повышать скорость обработки данных в микропроцессорах и устройствах памяти. Кроме того, необходимо создавать методы разработки программного обеспечения, не требующего обслуживания, повысив одновременно надежность программного обеспечения. Для автоматического накопления «ноу-хау» обработки необходимо создавать экспертные системы самообучающегося типа. Кроме того, необходимо обеспечивать формирование трехмерных моделей деталей, что позволит выполнять измерения в процессе обработки, а также создать средства автоматического распознавания формы заготовки, и автоматической разработки технологических процессов.
Ожидаемые результаты
Полагают, что объем рынка средств ЧПУ от ЭВМ с искусственным интеллектом 2010 году достигнет 60 млрд. иен. (около 600 млн.долл.). В настоящее время в промышленности по данной проблематике работает 10 научно-исследовательских учреждений, а в 2010 году их будет 15.
Положительное воздействие, которое окажет на экономику создание средств ЧПУ с искусственным интеллектом, выражается в активизации промышленности, выпускающей формовочные машины, многоцелевые станки, токарно-фрезерные обрабатывающие центры, оборудование для электроимпульсной обработки. Негативное воздействие будет оказано на промышленность, выпускающую универсальные фрезерные и токарные станки. Кроме того, поскольку ЧПУ включает в себя функции САПР, средства ЧПУ с искусственным интеллектом станут конкурентами САПР в части удешевления проектирования машин и механизмов.
Достигнутый уровень;
Готовность к коммерциализации Объемы рынка
| Наблюдаемый прирост: | низкий | средний | высокий |
| - финансового и кадрового обеспечения НИОКР | | + | |
| - числа патентов и диссертаций | | + | |
| - объемов субсидий и дотаций | | + | |
| Уровень значимости для успеха коммерциализации: | | | |
| - правительственного регулирования | | | |
| - государственного участия | | | |
| - развития инфраструктуры | | | + |
| - факторов окружающей среды | | | |
| - общественного сознания | | | + |
| - масштабов рынка | | + | |
| • цены | | + | |
| - влияния рыночных механизмов | + | | |
| - дефицита средств на НИОКР | | + | |
| - нехватки исследователей | + | | |
МНОГОЦЕЛЕВОЙ ОБРАБАТЫВАЮЩИЙ ЦЕНТР
МНОГОЦЕЛЕВОЙ ОБРАБАТЫВАЮЩИЙ ЦЕНТР
Краткое описание
Большинство машин и механизмов обычно представляет собой блок, собранный из более простых деталей. Средства ЧПУ с искусственным интеллектом, описанные в предыдущем разделе, представляют собой средства для обработки именно таких простых деталей.
Многоцелевой обрабатывающий центр не ограничивается автоматизацией обработки отдельных деталей. Он представляет собой средство автоматического изготовления всего объема деталей, включая их сборку в блок. Одним словом, в центр вводится только окончательная форма готового изделия, после чего он выполняет следующую последовательность действий:
- Автоматически определяет, как создать такое готовое изделие, если известны параметры составляющих его деталей. Для этого производится расчленение изделия на составляющие его детали. Для каждой детали определяются процессы обработки, контроля и сборки.
- Определяется последовательность операций сборки всего изделия.
- На основании принятых на прежних этапах решений выполняется формирование заготовки и ее обработка с помощью средств ЧПУ с искусственным интеллектом.
- Выполняется сборка обработанных деталей путем склейки и сварки.
Станок, автоматически выполняющий описанную выше последовательность действий от обработки заготовки до сборки готового изделия, называется многоцелевым обрабатывающим центром.
Состояние исследований и разработок
Полагают, что практическая реализация многоцелевых центров машинной обработки будет осуществлена до 2020 года.
Если при сравнении состояния исследований и разработок на сегодняшний день по странам уровень исследований и разработок в Японии принять за 100%, то в США и в Европе он составляет 80%.
Условия практической реализации
В основе ключевых технологий, являющихся необходимыми условиями реализации многоцелевого обрабатывающего центра, лежат:
- техника определения формы деталей по форме готового изделия;
- формы заготовки по форме готовой детали;
- техника формирования процесса обработки с определением необходимых станочных модулей, набора инструментов и оснастки;
- техника автоматизации настройки обрабатывающих модулей;
- техника объединения в единый комплекс токарных станков, обрабатывающих центров, шлифовальных станков.
Кроме того, должны быть решены отдельные проблемы в области систем ЧПУ, сборочных роботов трехмерного технического зрения, планирования задач.
Ожидаемые результаты
Полагают, что масштаб рынка данных изделий к 2010 году достигнет 15 млрд. иен (около 150 млн. долл.).
Число научно-исследовательских учреждений в промышленности, которые работают над указанными выше проблемами, к 2010 году достигнет 15.
Положительное воздействие, которое окажет на экономику создание многоцелевых обрабатывающих центров, скажется при разработке нового сложного оборудования лазерной обработки и нового сложного оборудования электроимпульсной обработки. Кроме того, активизируется существующая промышленность, выпускающая многоцелевые станки машинной обработки, центры токарно-фрезерной обработки и шлифовальные центры.
Негативное воздействие будет оказано на промышленность, выпускающую станки с ЧПУ прежнего типа. Кроме того, многоцелевые обрабатывающие центры вероятно станут конкурентами промышленных роботов прежнего типа (с обучением по первому циклу).
Достигнутый уровень;
Готовность к коммерциализации Объемы рынка
| Наблюдаемый прирост: | низкий | средний | высокий |
| - финансового и кадрового обеспечения НИОКР | | + | |
| - числа патентов и диссертаций | + | | |
| - объемов субсидий и дотаций | | + | |
| Уровень значимости для успеха коммерциализации: | | | |
| - правительственного регулирования | | | |
| - государственного участия | | | |
| - развития инфраструктуры | | + | |
| • факторов окружающей среды | | | |
| - общественного сознания | | + | |
| - масштабов рынка | + | | |
| - цены | | | + |
| - влияния рыночных механизмов | + | | |
| - дефицита средств на НИОКР | + | | |
| - нехватки исследователей | + | | |
СУПЕРПРЕЦИЗИОННЫЕ СТАНКИ
СУПЕРПРЕЦИЗИОННЫЕ СТАНКИ
Краткое описание
Точность обработки, обеспечиваемая прецизионными металлорежущими станками, находится в пределах 10-0,1 микрон. В связи с этим поставлена задача разработать сверхточные металлорежущие станки, обеспечивающие точность обработки в несколько раз выше. Такая точность обработки лежит в пределах 0,1 - 0,01 микрон.
Однако, поскольку требования по миниатюризации машин и механизмов, по существу не ограничены, полагают, что к 2010 году возникнет необходимость обработки с точностью на уровне атома. Словом, потребуется точность обработки в несколько ангстрем или 1-0,1 нанометра (1 нанометр является тысячной долей микрона). Станки, реализующие такую точность, называются суперпрецизионными. Они автоматически выполняют анализ причин всевозможных ошибок и погрешностей, возникающих в ходе обработки, и производят необходимую коррекцию, обеспечивая точность формы обрабатываемого изделия порядка 1 нанометра.
При обработке с такой точностью возможны случаи, когда коррекция не имеет смысла, так как ее ошибки суммируются с ошибками измерений. В таких случаях точность обработки определяется точностными характеристиками самого станка. Обработку и измерения необходимо выполнять в помещении, со строго контролируемой температурой и атмосферным давлением.
Объектами исследований и разработок, проводимых в рамках «Больших проектов» Управления промышленных технологий Министерства внешней торговли и промышленности, являются эксимерный лазер с большой выходной мощностью, ионный луч высокой точности, устройства механической обработки со сверхвысокой точностью, устройство для сверхточной обработки кулачков. Проводятся также исследования перспективных методов сверхточной механической обработки.
Состояние исследований и разработок
Полагают, что временем реализации сверхточных металлорежущих станков будет 2020 год.
Если при сравнении состояния исследований и разработок на сегодняшний день по странам уровень Японии принять за 100%, то в США и в Европе он составляет 120%. Таким образом имеется некоторое отставание Японии от США и Европы.
Условия практической реализации
В числе ключевых технологий, необходимых для реализации суперпрецизионных металлорежущих станков, следует отметить технику автоматического анализа состава погрешностей, технику автоматического установления условий обработки, технику сверхточного позиционирования для выполнения требуемой автоматической корректировки, технику сверхточных измерений, технику определения причин погрешности.
Полагают, что факторы, лежащие в общественной сфере, не окажут препятствия для реализации суперпрецизионных металлорежущих станков. Однако, с экономической точки зрения, на успех реализации будут влиять трудности гарантирования рынка, недостаточное финансирование исследований и разработок и проблемы их кадрового обеспечения.
Ожидаемые результаты
Полагают, что объем рынка сверхточных металлорежущих станков в 2010 году составит 10 млрд. иен (около 100 млн. долл.); в 2020 году, который является годом перехода к практической реализации станков, рынок достигнет 15 млрд. иен. Число занятых данной тематикой научно-исследовательских учреждений в промышленности в настоящее время равно 5, в 2020 году оно достигнет 15.
Что касается положительного воздействия, которое создание суперсверхточных металлорежущих станков окажет на экономику, то оно проявится при производстве аппаратуры, которая из-за требований высокой точности в настоящее время является дорогой (например, измерительная аппаратура, бытовая аппаратура высокого качества, а также сверхточные детали, используемые в приборах, в частности, лазерных). Благодаря созданию суперсверхточных металлорежущих станков, стоимость существующих изделий снизится, низкой будет и стоимость будущей сверхточной аппаратуры. Негативных последствий реализации суперсверхточных металлорежущих станков не предвидится.
Достигнутый уровень;
Готовность к коммерциализации Объемы рынка
| Наблюдаемый прирост: | низкий | средний | высокий |
| | | | |
| - финансового и кадрового обеспечения НИОКР | | + | |
| - числа патентов и диссертации | + | | |
| - объемов субсидий и дотаций | + | | |
| Уровень значимости для vcnexa коммерциализации: | | | |
| - правительственного регулирования | | | |
| - государственного участия | | | |
| - развития инфраструктуры | | | |
| - факторов окружающей среды | | | |
| - общественного сознания | | | |
| - масштабов рынка | | + | |
| - цены | + | | |
| - влияния рыночных механизмов | + | | |
| - дефицита средств на НИОКР | | + | |
| - нехватки исследователей | | + | |