Сквозная цифровая технология «Новые производственные технологии»

Реферат
Содержание скрыть

Сегодня стремительное развитие технологического положения государств, а также их переход на цифровую экономику становится определяющим фактором лидерства на международном рынке товаров и услуг. Это касается не только информационных и передовых квантовых технологий, но и классических отраслей экономики.

Мной была выбрана тема для рассуждений, связанная со сквозной цифровой технологией «Новые производственные технологии», так как я давно интересуюсь данной областью, а также считаю, что она наиболее перспективна и играет более важную роль в становлении экономики государства. Актуальность работы, на мой взгляд лежит на поверхности: исходя из тех документов, которые я приведу ниже, можно сделать вывод, что в общем и целом данная тема актуальна в современном положении Российской федерации на мировом рынке, а также конкретно выбранная мной область является основополагающей для остальных областей развития и внедрения цифровых технологий.

ряд задач:

  • Изучение СЦТ НПТ и субтехнологий, входящих в нее;
  • Анализ дорожной карты развития СЦТ НПТ;
  • Выявление результатов тех задач и целей, которые поставлены в ДК СЦТ НПТ.

До этого было использовано много ключевых терминов, без которых описание данной темы просто невозможно, поэтому сейчас я попытаюсь описать данные термины.

Во-первых, описание данной темы не может строиться без понятия «цифровая экономика», так как именно переход к цифровой экономике является целью развития экономики государства. Цифровая экономика (ЦТ) – это система экономических, социальных и культурных отношений, основанных на использовании цифровых технологий. Иногда её называют интернет-экономикой, новой экономикой или веб-экономикой.

Сквозные цифровые технологии (СЦТ)

Сквозная цифровая технология «Новые производственные технологии»

Из Указа Президента Российской Федерации от 7 мая 2018 года № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» [1], а именно из пункта 1, подпунктов е-и, следует, что развитию экономики страны Правительством Российской Федерации уделяется большое внимание, в том числе активному внедрению цифровых технологий. В рамках реализации данного указа, Правительством РФ была сформирована национальная программа «Цифровая экономика Российской Федерации» [2], утвержденная протоколом заседания президиума Совета при Президенте Российской Федерации по стратегическому развитию и национальным проектам от 4 июня 2019 г. №7. Все упомянутые меры и указы выше свидетельствуют только о том, что выход на лидирующие позиции мирового рынка в экономической сфере является одной из самых приоритетных задач Российской Федерации на период до 2021 года.

10 стр., 4709 слов

Развитие технологий

... решать подобных задач. Поэтому часть теоретической технологии, устанавливающая взаимосвязь политики и экономики с развитием технологии и техники, выделяют в самостоятельный раздел - социальную технологию. Задачи этой науки включают не только ...

На основе данной программы 10 декабря 2019 года Министерством цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации был выпущен проект «Цифровые технологии» [3], ключевой целью которого является обеспечение, во-первых, технологической независимости государства, во-вторых, возможности коммерциализации отечественных исследований и разработок, а также ускорение технологического развития российских компаний и обеспечение конкурентоспособности разрабатываемых ими продуктов и решений на глобальном рынке.

В данный проект входят несколько сквозных цифровых технологий: большие данные; новые производственные технологии; промышленный интернет; искусственный интеллект; технологии беспроводной связи; компоненты робототехники и сенсорика; квантовые технологии; системы распределенного реестра; технологии виртуальной и дополненной реальностей. Далее речь пойдет исключительно о новых производственных технологиях.

В первую очередь надо поговорить об общих положениях и о том, что вообще такое сквозная цифровая технология «Новые производственные технологии» (далее СЦТ НПТ), ведь без этого речь по теме просто невозможна. Сквозная цифровая технология « Новые производственные технологии» (СЦТ НПТ) – это сложный комплекс мультидисциплинарных знаний, передовых наукоемких технологий и системы интеллектуальных ноу-хау, сформированных на основе результатов фундаментальных и прикладных научных исследований. То есть СЦТ НПТ это некоторая база новых знаний и технологий, которая сформировалась на основе фундаментальных наук и исследований.

Новые производственные технологии в частности, это – совокупность новых, с высоким потенциалом, демонстрирующих стремительное развитие, но имеющих пока по сравнению с традиционными технологиями относительно небольшое распространение, новых подходов, материалов, методов и процессов, которые используются для проектирования и производства конкурентоспособных и востребованных на мировом рынке продуктов или изделий (машин, станков, приборов, установок и т. д.).

В данном определении ключевыми словами являются «но имеющих пока по сравнению с традиционными технологиями относительно небольшое распространение». Что же это значит? Это значит, что в данный момент данные технологии применяются в очень малом объеме или же вообще не используются по сравнению со старыми.

СЦТ НПТ включает в себя следующий перечень субтехнологий:

  1. Цифровое проектирование, математическое моделирование и управление жизненным циклом изделия или продукции (Smart Design);
  2. Технологии «умного» производства (Smart Manufacturing);
  3. Манипуляторы и технологии манипулирования.

Разработка и внедрение субтехнологий является необходимым условием для присутствия отечественных компаний на глобальных высокотехнологичных рынках, для которых характерны в конкурентной борьбе повышение уровня наукоемкости и высокие требования к потребительским характеристикам. Далее я расскажу о каждой субтехнологии в отдельности.

12 стр., 5798 слов

Информационные технологии в государственном и муниципальном управлении

... использовании информационных технологий в государственном управлении. Структурно курсовая работа состоит из введения, заключения, списка литературы и двух взаимосвязанных глав. 1. Теоретические основы использования информационных технологий в государственном и муниципальном управлении 1.1 Государственное управление в условиях использования информационных технологий В настоящее время в деятельности ...

Цифровое проектирование, математическое моделирование и управление жизненным циклом изделия или продукции (Smart Design)

Данная субтехнология включает в себя технологии, которые обеспечивают реализацию концепции передового цифрового «умного» проектирования; драйвером этого процесса выступает технология разработки цифрового двойника (Digital Twin) на основе создания и применения многоуровневой матрицы целевых показателей и ресурсных ограничений, на основе математических моделей разных классов, уровней сложности и адекватности, на основе проведения виртуальных испытаний, применения виртуальных стендов и виртуальных полигонов.

Основными востребованными элементами решения технологической карты данной субтехнологии являются:

  • технологии разработки и сопровождения цифровых двойников (Digital Twin, DT);
  • компьютерное проектирование (Computer-Aided Design, CAD);
  • математическое моделирование, компьютерный и суперкомпьютерный инжиниринг (Computer-Aided Engineering, CAE и High Performance Technical Computing, HPTC) / имитационное моделирование;
  • сервис, обеспечивающий доступ к облачным вычислительным мощностям, функционирующий по модели «on demand» и т.д.

Технологии «умного» производства (Smart Manufacturing)

Данная технология включают технологии, обеспечивающие реализацию концепции «умного» производства: технологическая подготовка и реализация производственного процесса с минимальным участием человека на основе данных PLM-системы, операционное управление технологическими процессами, производством, предприятием; технологическая подготовка и реализация производственного процесса для кастомизированной продукции широкой номенклатуры на основе гибких, реконфигурируемых и модульных машин, оборудования и робототехники.

Элементы технологической карты субтехнологии/востребованные решения:

  • «умные» производственные линии (Smart Manufacturing);
  • системы числового программного управления (ЧПУ) оборудованием;
  • программное обеспечение для обучения и управления промышленными роботами;
  • мобильные цифровые устройства, оснащенные модулями беспроводной связи для получения и передачи данных и т.д.

Манипуляторы и технологии манипулирования

Включает методы математического моделирования робототехнических систем как пространственных механических систем, методы прямого динамического моделирования нелинейных пространственных механических систем с контактными взаимодействиями; разработку программного обеспечения для управления роботами-манипуляторами; программно-аппаратные средства взаимодействия с окружающей средой и объектами.

Основными востребованными элементами решения технологической карты данной субтехнологии являются:

  • методы математического моделирования робототехнических систем как пространственных механических систем с голономными и неголономными связями и, как более передовое решение – методы прямого динамического моделирования нелинейных пространственных механических систем с контактными взаимодействиями;
  • программное обеспечение для управления роботами-манипуляторами;
  • программно-аппаратные средства взаимодействия с окружающей средой и объектами.

Дорожная карта развития СЦТ НПТ и анализ требуемых ресурсов , Дорожная карта развития СЦТ НПТ, Дорожная карта развития

Аналитическое обоснование, выполненное для дорожной карты, оценка и отбор проектов, выделение приоритетных субтехнологий могут быть использованы как основа для разработки требований к конкурсам на получение государственной поддержки в сфере новых производственных технологий. Я буду рассматривать все данные и результаты для каждой из трех субтехнологий в отдельности так, как это сделано в ДК СЦТ НПТ. Начнем с целевых показателей развития.

Целевые показатели развития СЦТ НПТ

Приведу в таблице (табл. 1) данные, взятые из ДК СЦТ НПТ [4].

Далее будут использоваться две экономические характеристики для разных технологий, которые входят в субтехнологию: Э-1 – количество высокотехнологичных предприятий из приоритетных отраслей промышленности, использующих технологию; Э-2 – количество реализованных проектов на высокотехнологичных предприятиях, в которых была применена технология.

Субтехнология Экономическая характеристика 2019 г. 2021 г.
Цифровое проектирование, математическое моделирование и управление жизненным циклом изделия или продукции (Smart Design) Э-1 0-3 5-15
Э-2 0-3 10-30
Технологии «умного» производства (Smart Manufacturing) Э-1 0 5-20
Э-2 2-5,8
Манипуляторы и технологии манипулирования Э-1 4-8 20-25
Э-2 20

Табл. 1. Целевые показатели развития СЦТ НПТ

Анализируя данную таблицу, можно сделать вывод, что к 2021 году планируется повысить количество высокотехнологичных предприятий из приоритетных отраслей промышленности, использующих различные технологии, входящие в план развития субтехнологии, в среднем в 5 раз. Что касается количества реализованных проектов по применению на высокотехнологичных предприятиях новых технологий, то этот показатель на 2019 год является удручающим: для двух из трех субтехнологий таких проектов вообще не существовало, а на 2021 год планируется повысить, а в большинстве случаев ввести новые, количество проектов на 5-20.

Ключевые рыночные тенденции развития СЦТ НПТ

По данным ДК СЦТ НПТ [4] крупнейшими рынками технологий управления жизненным циклом продукции (PLM) являются США, Япония и Германия, но в виду того что в странах Восточной Азии все большую популярность приобретают компании по развитию новейших технологий PLM, именно Азиатско-Тихоокеанский регион станет самым быстрорастущим рынком. Также там отмечено, что аэрокосмическая и оборонная промышленность перестала доминировать на мировом рынке с 2015 года.

Это обуславливается тем, что гонка вооружений, как и гонка в покорении ближнего космоса, перестала быть актуальной, в связи с недостаточным развитием технологий для дальнейшего развития в этих областях. Именно поэтому актуально сейчас внедрять новейшие технологии в организации производства и цифровой экономике.

Очень похожая ситуация обстоит и с индустриальным интернетом-вещей. В Азиатско-Тихоокеанском регионе большинство расходов на IoT будет приходиться на промышленность. Также рынок данного региона к 2024 году значительно возрастет.

В области технологий манипулирования основными индустриями роста применения станут металлургия и электроника, а также автомобилестроение. Так как все больше стран, в том числе азиатские страны, которые были основоположником использования машинного труда, переходят на автоматизацию и технологическое совершенствование производства, то спрос на промышленных роботов растет. Из-за чего будут также развиваться и другие отрасли промышленности, так как внедрение на производство технологий манипулирования в разы повышает эффективность труда.

Требуемые ресурсы на реализацию планов ДК СЦТ НПТ

В ДК СЦТ НПТ представлена таблица по требуемым ресурсам в привязке к инструментам поддержки [4].

Проанализируем данную таблицу.

Грантовая поддержка малых предприятий Поддержка программ деятельности ЛИЦ Поддержка отраслевых решений Поддержка разработки и внедрения промышленных решений Поддержка региональных проектов Поддержка компаний-лидеров Поддержка путем субсидирования процентной ставки по кредиту Итого ДК СЦТ НПТ
1. Цифровое проектирование, математическое моделирование и управление жизненным циклом изделия или продукции (Smart Design) 1 080 600 8 133 9 583 4 533 12 000 3 300 39 230
2. Технологии «умного» производства (Smart Manufacturing) 1 940 200 220 4 520 2 720 4 800 4 510 18 910
3. Манипуляторы и технологии манипулирования 540 400 2 000 7 000 1 563 2 000 8 250 21 753
Итого по субтехнологиям ДК СЦТ НПТ 3 560 1 200 10 353 21 103 8 816 18 000 16 060 79 893

Табл. 2. Сводная таблица требуемых расходов по трем субтехнологиям СЦТ НПТ.

В таблице 2 приведены суммы в млн руб., которые требуются для реализации планов ДК СЦТ НПТ. По графику 1 видно, что субтехнология Smart Design лидирует по финансированию с отрывом от остальных почти в два раза. Это говорит, во-первых, о том, что данная технология более приоритетна для развития и вложения капитала со стороны компаний-лидеров, во-вторых, что данная технология требует большего развития, нежели остальные.

Рассмотрим также иные источники финансирования проектов по ДК СЦТ НПТ. По отраслевым проектам и иным мероприятиям должно быть выделено 51200 млн руб. как в рамках бюджетных средств, так и в рамках внебюджетного финансирования. В рамках ведомственного проекта «Цифровая промышленность» вклад должен составить 14250 млн руб. Итого по ДК СЦТ НПТ на реализацию проектов и достижение поставленных целей и задач должно быть выделено 145 343 млн руб.

Проанализируем и сравним финансирование по ДК СЦТ для каждой сквозной технологии в привязке к инструментам поддержки [5-10]. Полученные данные я свел в график 2. Анализирую полученный график можно сказать, что на СЦТ НПТ выделено больше ресурсов, чем на другие сквозные технологии. Это также говорит о том, что данная область промышленности более перспективна и приоритетна для государства.

Заключение

Подведем некий итог рассуждений. Во-первых, в ходе работы было проведено знакомство с таким понятием, как сквозные технологии. Была подробно изучена СЦТ «Новые производственные технологии» со всеми ее субтехнологиями и вариантами решения технологических карт для каждой из них. Во-вторых, было определено, что по целевым показателям Россия к 2021 году должна увеличить темпы развития в области Новых производственных технологий, а также увеличить объем внедрения субтехнологий данной отрасли в среднем в 5 раз.

В-третьих, была обозначена тенденция развития рынка промышленности в странах Азиатско-Тихоокеанского региона. На данный период времени данная тенденция подтверждается, ведь сейчас огромное количество новых азиатских компаний выходят на международный рынок и предлагают свои товары. В-четвертых, после глубокого анализа требуемых ресурсов на развитие сквозной цифровой технологии Новые производственные технологии была подтверждена теория о том, что более приоритетной областью для капиталовложения на данный период времени является именно данная СЦТ, так как она является основополагающей для остальных отраслей промышленности и является самой быстроразвивающейся на данный момент.

Список использованных источников

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/novi-tehnologii/

[1] Указ Президента Российской Федерации от 7 мая 2018 года № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года»;

  • [2] Паспорт национального проекта Национальная программа «Цифровая экономика Российской Федерации»;
  • [3] Паспорт федерального проекта «Цифровые технологии»;
  • [4] Дорожная карта развития «сквозной» цифровой технологии «Новые производственные технологии»;
  • [5] Дорожная карта развития «сквозной» цифровой технологии «Системы распределенного реестра»;
  • [6] Дорожная карта развития «сквозной» цифровой технологии «Компоненты робототехники и сенсорика»;
  • [7] Дорожная карта развития «сквозной» цифровой технологии «Нейротехнологии и искусственный интеллект»;
  • [8] Дорожная карта развития «сквозной» цифровой технологии «Беспроводная связь»;
  • [9] Дорожная карта развития «сквозной» цифровой технологии «Квантовые технологии»;
  • [10] Дорожная карта развития «сквозной» цифровой технологии «Технологии виртуальной и дополненной реальностей».