№ 3 (2025)

Актуальность цели. Описано актуальное направление развития отечественного станкостроения – разработка и внедрение многокоординатных обрабатывающих центров. Приведены основные направления совершенствования многокоординатных обрабатывающих центров за счет информационно-измерительных и управляющих систем. Доказана необходимость применения имитационного компьютерного моделирования при проектировании каналов управления информационно-измерительных и управляющих систем многокоординатных обрабатывающих центров. Материалы и методы. Разработана имитационная модель следящего электропривода (канала управления положением) на базе двигателя постоянного тока, включающая в себя исполнительный механизм типа шарико-винтовая передача. Разработанная модель выполнена с применением библиотеки Simscape Mechanical. Результаты и выводы. Представлены результаты исследования, доказывающие работоспособность разработанных моделей и возможность их применения при проектировании каналов управления информационно-измерительных и управляющих систем многокоординатных обрабатывающих центров. Полученные результаты удовлетворяют требованиям, предъявляемым к металлорежущему оборудованию.

Актуальность и цели. Существующие в настоящее время сроки службы мобильных метрологических комплексов в большинстве случаев не имеют под собой серьезного технического обоснования и являются отражением давно установленных в законодательном порядке обобщенных норм амортизационных отчислений на полное восстановление оборудования. Поэтому они могут и должны рассматриваться как граничный срок, при достижении которого должна быть объективно оценена возможность дальнейшей эксплуатации мобильных метрологических комплексов. Материалы и методы. Представлена методика адаптации срока службы и параметров стратегии метрологического обслуживания мобильного метрологического комплекса к уровню его надежности. Результаты и выводы. Данная методика позволяет рассчитать такой срок службы, который обеспечивает требуемое значение коэффициента готовности мобильного метрологического комплекса.

Актуальность и цели. Прозрачные проводящие оксиды (ППО) являются ключевыми функциональными материалами для современных оптоэлектронных устройств, включая сенсорные экраны, солнечные элементы и светодиоды. Диоксид олова, легированный сурьмой (SnO₂:Sb), представляет особый интерес как альтернатива более дорогостоящему оксиду индия-олова (ITO) благодаря высокой термической и химической стабильности, а также доступности исходных компонентов. Однако механизмы встраивания атомов Sb в кристаллическую решетку SnO₂ и их влияние на электрические и оптические свойства изучены недостаточно. Цель данного исследования – теоретическое и экспериментальное изучение процессов замещения атомов олова атомами сурьмы в различных степенях окисления (Sb³⁺ и Sb⁵⁺) и определение оптимальных условий синтеза для получения ППО с улучшенными характеристиками. Материалы и методы. Тонкие пленки SnO₂:Sb были получены методом спрей-пиролиза из растворов прекурсоров SnCl₄·5H₂O и SbCl₃ в смеси этанола и деионизированной воды при температуре подложки 450 °C. Концентрация сурьмы варьировалась от 0 до 10 ат. %. Для улучшения кристалличности и активации примеси образцы подвергались термическому отжигу при 600 °C в течение 1 ч. Структурные, электрические и оптические свойства полученных пленок исследовались комплексом современных методов, включая измерение поверхностного сопротивления, подвижности и концентрации носителей заряда, коэффициентов пропускания, преломления и поглощения. Результаты. Установлено, что при оптимальной концентрации сурьмы (3–5 ат. %) и правильно подобранных условиях синтеза преимущественно происходит замещение Sn⁴⁺ на Sb⁵⁺, что приводит к донорному легированию и значительному улучшению электропроводности при сохранении высокой прозрачности в видимом диапазоне (80–90 %). Выявлено, что при концентрациях Sb выше 5 ат. % возможно образование компенсирующих дефектов и сегрегация фаз, приводящие к ухудшению электрических характеристик. Термический отжиг способствует улучшению кристалличности, снижению концентрации дефектов и активации примеси Sb, что проявляется в снижении удельного сопротивления с 10⁻²–10⁻³ Ом·см до 10⁻³–10⁻⁴ Ом·см. Выводы. Исследование позволило установить фундаментальные закономерности встраивания атомов сурьмы в кристаллическую решетку SnO₂ и оптимизировать параметры синтеза методом спрей-пиролиза для получения высококачественных ППО на основе SnO₂:Sb. Разработанный материал демонстрирует сочетание высокой прозрачности, хорошей электропроводности и термической стабильности, что указывает на его перспективность для применения в различных оптоэлектронных устройствах, включая солнечные элементы и сенсорные экраны. Использование доступных и экологически безопасных материалов способствует устойчивому развитию технологии и снижению зависимости производства от редких и дорогостоящих элементов.

Актуальность и цели. Современное производство развивается в соответствии с шестью направлениями Индустрии 4.0. Рассмотрены два из них – PLM (Product Lifecycle Management) и Smart Factory как концепции, которые неразрывно связаны с понятием «цифровой двойник». Актуальность данной технологии, как показано в работе, обусловлена важностью цифровой трансформации в отрасли логистики и ее влиянием на конкурентные преимущества перед другими предприятиями. Целью работы является прогнозирование параметров состояния мобильного робота на основе формирования информационных связей между цифровым двойником и физическим объектом. Материалы и методы. Исследования основываются на взаимодействии MES/APS систем (Manufacturing Execution System/Advanced Planning and Scheduling) в сочетании с IIoT (Industrial Internet of Things), мобильными роботами, а также методами динамического моделирования. Результаты. Разработаны имитационные модели приводов мобильного промышленного робота, предложены алгоритмы взаимодействия между цифровым двойником и физическим объектом. Выводы. Предложенный способ интеллектуального управления и мониторинга позволяет повысить надежность работы MES-системы на основе прогнозирования параметрических отказов мобильного робота.

Актуальность и цели. В рамках развития космической отрасли важным аспектом является уменьшение стоимости и сроков, а также повышение качества проведения измерений параметров электронной аппаратуры, в том числе изделий, сочетающих в себе как аналоговые, так и цифровые узлы, к которым относятся адаптивные каналы управления. Для воспроизведения свойств излучения космического пространства используются моделирующие и имитирующие установки, что сопряжено со сложностью инфраструктуры измерительных стендов, высокой стоимостью и длительностью проведения измерений, трудностями при неудовлетворительных результатах испытаний. Цель представленного исследования – разработка специализированного стенда для измерения параметров адаптивных каналов управления на основе цифровой модели исследуемого образца, воспроизводящего эффекты электронной компонентной базы, связанные с воздействием космического излучения программно-аппаратными методами для оценки устойчивости адаптивных систем управления в контролируемых условиях. Материалы и методы. В основу работы положена интеграция аппаратных и программных компонентов. Аппаратная часть включает систему внесения и отслеживания изменений в параметры действующих в исследуемом образце аналоговых и цифровых сигналов посредством высокоточных аналого-цифровых преобразователей и микро-контроллеров, обеспечивающих синхронный контроль параметров. В качестве источника температурных воздействий, близких к условиям космического пространства, используется термокамера. Программная часть реализована на ПЭВМ как модуль управления стендом, в состав которого включены: управляемый источник измеряемой физической величины; система внесения и отслеживания изменений в параметры действующих в исследуемом образце аналоговых и цифровых сигналов; дополнительное измерительное оборудование, имеющее возможность быть включенным в состав измерительного стенда по желанию испытателя. Результаты. Сформирована теоретическая основа стенда, а именно: назначение, технические возможности, структура аппаратно-программного комплекса и детальное описание его компонентов. Вывод. Разработанный стенд обеспечивает безопасное, гибкое и комплексное измерение параметров электронных изделий, используемых в настоящее время для повышения надежности, качества, уменьшения стоимости и длительности на проведение измерений. Его внедрение ускоряет разработку надежных систем для космических аппаратов.

Актуальность и цели. Актуальной задачей разработки аппаратов для непрямого массажа сердца, применяемых в процессе сердечно-легочной реанимации при внегоспитальной остановке сердца, является обеспечение эффективной вентиляции легких без повреждений грудной клетки независимо от персональных особенностей телосложения реанимируемого. Целью работы являлась разработка интеллектуальной информационно-измерительной системы аппарата, которая позволит адаптировать режим функционирования подсистемы формирования давления к персональным особенностям телосложения реанимируемого и организовать ее метрологический самоконтроль. Результаты. На основе анализа действующих нормативных документов, характеристик существующих аппаратов и результатов патентных исследований разработана структура интеллектуальной информационно-измерительной системы аппарата для непрямого массажа сердца. Выводы. Интеллектуализация информационно-измерительной системы аппарата для непрямого массажа путем введения структурной избыточности в виде группы идентичных каналов измерения давления на грудь реанимируемого на основе тензорезистивного датчика и функциональной избыточности в форме вычисления среднего арифметического 16 синхронных результатов измерения давления повышает эффективность и безопасность выполнения непрямого массажа сердца в процессе сердечно-легочной реанимации.