Опережающие исследования и виртуальная приборная база
1. Опережающие исследования
Этот термин "опережающие исследования" является достоянием русской катакомбной науки, и, по существу, основным инструментарием ее продвижения. Зародился он в 90-х годах XX века как росток нового мира в среде гибнущей советской науки и техники. В ту пору вовсю гремели разработки на остатках научно-технического задела Советского Союза, получившие название "бумажных тигров". Все разработчики выживали как могли...
В 1996 году, мне, тогда инженеру-конструктору III категории, пришлось уйти из Рыбинского Конструкторского Бюро Моторостроения. Я было организовал разработку и производство сверхсовременного модуль-двигателя МД14-70, как победитель какого-то там конкурса. Но победил я тогдашнего генерального конструктора, и он мне этого не простил. Он не мог просто так запретить мне создавать новый двигатель поскольку на моей стороне был такой мощный инженерный энтузиазм, что производственные планы выполнялись даже раньше срока. Он собрал расширенную оперативку и заявил: "В КБ должен быть один генеральный конструктор. Выбирайте: либо я - либо он". Мне пришлось уйти... Изготовленные детали МД14-70 были уничтожены.
У меня не было доступа к научно-техническим заделам Советского Союза и свой инструментарий пришлось создавать с нуля. Конкурировать приходилось с "бумажными тиграми" и с организациями со славными именами. Соответственно, приходилось заявлять характеристики своих изделий еще более крутыми, чем у "бумажных тигров". А достичь их возможно было только за счет внесения в конструкции значительной доли новизны. Но новизна - это технические риски, а высокая степень новизны - это очень высокие технические риски, тянущиеся за ними финансовые риски и конкретные угрозы для жизни.
Все чем я тогда обладал - это теоретические наработки по Априорике, сделанные в 80-х годах XX века. Вот применение их для разработки изделий с высокой степенью новизны и заложили основы такого явления, как опережающие исследования. Априорика основана на представлении о Мироздании, о природе, об окружающей среде, как о живой и разумной сущности. И получение этого нового знания являлось, по сути, фундаментальными исследованиями, а применение этого нового знания при создании машин - прикладными исследованиями.
Таким образом, в силу жизненных обстоятельств сложился новый инструментарий, объединяющий фундаментальные и прикладные исследования для создания изделий с высокой степенью новизны. Он и получил название опережающие исследования. Чтобы опережать существующий уровень развития техники нужно вносить в изделие значительную долю новизны и в конструкцию и в процессы, т.е. того чего ни кто никогда не делал. В частности, использование разума окружающей среды для управления машиной, которая в ней функционирует - это всегда фундаментальное исследование. А изменение конструкции под это новое свойство - это всегда прикладное исследование. С учетом этого мы можем дать формулировку нового термина.
Опережающие исследования - это синтез фундаментальных и прикладных исследований для создания машин или изделий с высокой степенью новизны с целью получения в них выдающихся потребительских свойств.
Впервые опережающие исследования стали практиковаться в Научно-исследовательской лаборатории двигателестроения г. Рыбинск. Но отсутствие приборно-инструментального оснащения и производственной базы не позволило достичь прорывных результатов. Мы не могли качественно изготовить то, что проектировали. И не могли получить качественную информацию при испытаниях.
Первые значительные успехи были достигнуты в рамках концерна "Тракторные заводы". Приборно-инструментальное оснащение было предоставлено Курганмашзаводом, а в качестве производственной базы использовались все площадки концерна. Выходу новой продукции в серию помешало банкротство концерна, и многие программы опережающих исследований завершились уже после распада производственных цепочек. Курганмашзавод забрал принадлежащее ему приборно-инструментальное оснащение у рыбинского подразделения 7-го марта 2019 года, практически сразу после старта создания Экомобиля. Что тем не менее ни как не повлияло на реализацию этой программы опережающих исследований. И наш опыт решения проблемы приборного оснащения возможно будет полезен для других начинающих коллективов.
2. Виртуальная приборная база
Современное лабораторное оборудование представлено широкой номенклатурой измерительных приборов, датчиков и инструментов. Для выполнения различных проектных задач требуются различные наборы оборудования, что повышает стоимость конечного продукта. Тем не менее базовый набор средств измерения и разработки просто необходим.
В рыбинском подразделении принята на вооружение методика использования виртуальных технологий для замены физического лабораторного оборудования. Разработка этой методики потребовалась для проведения испытаний в полевых условиях, а также на выездах. Она удобна тем, что позволяет в том числе проводить испытания и осуществлять диагностику дистанционно по интернету. В частности при создании трактора на компримированном газе АГРОМАШ 85ТК МЕТАН часть работ осуществлялась дистанционно в треугольнике Рыбинск-Владимир-Саранск.
Для создания виртуальной приборной базы в разрабатываемых контроллерах программное обеспечение пишется с учетом исследовательских функций, что позволяет в последующем использовать их как измерительные и диагностические приборы. Конечно контроллер не является сертифицированным измерительным прибором, но позволяет адекватно определить параметры работы объекта. И что важно, получаемая таким образом информация является более релевантной для данного изделия или машины.
Для вывода диагностической информации используется специальное программное обеспечение на ноутбуке. Таким образом связка контроллер плюс персональный компьютер является измерительным, диагностирующим и управляющим лабораторным комплексом. Пример вывода части информации на экран показана на рисунке 1.
Рисунок 1 - Пример вывода на экран ноутбука результатов испытаний в графической форме
Таким образом, в своих разработках мы полностью перешли на виртуальную приборную базу, что позволило нам полноценно разрабатывать Экомобиль без традиционного приборного оснащения. Этот шаг тем более был нам необходим, что позволяет полноценно изучать техническое зрение Экомобиля. Т.е. увидеть окружающую среду тем набором органов чувств, которые у него есть.
Традиционное приборно-инструментальное оснащение нам, по большому счету, больше не требуется, если не считать специфических задач аппаратного тестирования. Вместе с тем, когда оборудование Курганмашзавода было загружено в автомобиль для отправки в Курган (см. рис. 2), мы испытали чувство острой ностальгии. Для нас, в профессиональном плане, закончилась целая эпоха... и началась новая. Какой она получится... поживем - увидим.
Рисунок 2 - Оборудование и приборы загружены в автомобиль для отправки в Курган