Выпуск: №8(43) Исследования молодых ученых

Раздел: Экономические науки

Опубликовано: 25 октября 2022

Код уникальной десятичной классификации: УДК 631.12

Автор: Шибанков Вадим Олегович

бакалавр 1 курса, ФГБОУ ВО «РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева», г. Москва

Соавтор: Чеха Мария Евгеньевна

ученица 5 класса, ГБОУ «Школа № 1454 «Тимирязевская», г. Москва

Научный руководитель: Чеха Ольга Вячеславовна

старший преподаватель ФГБОУ ВО «РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева»

Аннотация. В статье рассмотрены вопросы скорейшего преобразования российской экономики в современную цифровую, в том числе и с учётом условий для повышения эффективности производства на основе применения инновационного потенциала конструкционных материалов и технологий, а также условия повышения эффективности работы деталей машин и механизмов, узлов, агрегатов, различных конструкций и конструктивных элементов. Систематизация полученной информации и предложенные рекомендации могут быть внедрены в цифровой экономике.

Ключевые слова: цифровая экономика, эффективность работы, условия, инновационно-конструкционные материалы и технологии.

В сфере агропромышленного сектора современной экономики вопросы ресурсосбережения и применения имеющегося потенциала производства на соответствующих предприятиях остаются постоянно на повестке. Вместе с этим и вопросы об условиях повышения эффективности работы деталей машин и механизмов, узлов, агрегатов, различных конструкций и конструктивных элементов также озадачивают аграрный сектор своей значимостью. В основе цифровой экономики находится как само производство, так и удобные, комфортные условия развития инновационного потенциала конструкционных материалов и технологий, а это и люди, которые выполняют свои каждодневные обязанности качественно и количественно. По нашему мнению, внедрение новых цифровых технологий только в экономике не приведет к улучшению экономической ситуации в стране.

Актуальность темы обусловлена необходимостью скорейшего преобразования российской экономики в современную цифровую, в том числе и с учётом условий для повышения эффективности производства на основе применения инновационного потенциала конструкционных материалов и технологий.

Научная новизна работы заключается в особом подходе к изучению, систематизации полученной информации и предложенных рекомендациях по использованию в дальнейших исследованиях, в которых данные материалы послужат теоретической базой для разработки новых и модернизации уже имеющихся подходов. Для написания работы были использованы и применены как теоретические методы исследования, так и результаты научной деятельности отечественных и зарубежных авторов.

Целью исследования является изучение условий для повышения эффективности производства на основе внедрения инновационных конструкционных материалов и технологий, которые применяются или могут быть применены в цифровой экономике.

Задачами исследования являются:

• изучение специфики преобразования российской экономики в современную цифровую;
• анализ инновационного потенциала конструкционных материалов и технологий;
• разработка условий повышения эффективности производства на основе применения инновационного потенциала конструкционных материалов и технологий;
• систематизация полученной информации и предложенных рекомендаций по использованию в цифровой экономике.

Совсем недавно цифровые технологии находили свое применение исключительно в специализированной сфере, например в военной промышленности. Но, по мере того как стремительно наступает новая эра активной разработки и внедрения цифрового продукта (технологий), все чаще звучит вопрос о том, на каком этапе развития находится отечественная цифровая экономика? По нашему мнению, от темпов цифровизации зависит развитие нашей страны как в целом, так и в каждом конкретном регионе, что отражается на конкурентоспособности в мировом масштабе и актуальном, в настоящее время, технологическом суверенитете.

В новом тысячелетии прорывом стало внедрение цифровой экономики, при которой снижается стоимость продукции за счет использования цифровых информационно-коммуникационных технологии [7, с. 35]. Как модель, современная российская цифровая экономика включает:

• РЫНКИ и ОТРАСЛИ (госуправление, умный город, цифровое здравоохранение, образование);
• ПЛАТФОРМЫ и ТЕХНОЛОГИИ (научные исследования и разработки);
• СРЕДА (законодательная сфера, кадры, инфраструктура, информационная безопасность).

Цифровизация избавляет от рутинной работы, что в свою очередь повышает качество жизни отечественного ученого-производителя и научного потребителя, а также стремительно толкает к развитию экономику. В качестве примера можно привести внедрение системы «Умный дом», разнообразных и много- и одно- функциональных роботов на предприятиях различной направленности и форм собственности, а также применение беспилотных автомобилей, но все же пока ограничено.

Современная цифровая экономика должна отвечать всем требованиям сегодняшнего, отечественного и мирового рынка [1, с. 592].  На наш взгляд, основная задача современной экономики состоит в том, чтобы она была оптимально подвергнута цифровизации, что позволит сделать любой процесс «гибким» и подстроить конкретное производство под рынок. Это касается и условий повышения эффективности производства на основе применения инновационного потенциала конструкционных материалов и технологий, которые применяются или могут быть применены в цифровой экономике.

Есть еще и такой аспект, что пока нет организованной законодательной платформы для полноценной реализации цифровизации [9], [5, с. 11], но над этим работают законодатели. Стремительными темпами в современной реальности происходит развитие цифровых технологий, что значительно отличает данный процесс от темпов промышленной революции прошлого века. Сейчас за счет мощности оборудования и компьютеров увеличивается резервный потенциал в производстве, повышается производительность труда [4, с. 12], но также актуальными остаются потребности в инновационных технологиях для увеличения ресурса различных машин, оборудования [13, с. 198], деталей машин и механизмов, узлов, агрегатов, различных конструкций и конструктивных элементов независимо от отрасли народного хозяйства.

Значительная роль отводится подготовке и переподготовке современных высококвалифицированных сотрудников вместе с кадровой политикой [6, с. 7-8], обладающих информационными цифровыми компетенциями [12, с. 17]. Если же говорить о перспективах роста, то они были только у тех регионов, которые имеют развитую и стабильную инфраструктуру и обладают природно-сырьевыми ресурсами [10, с. 24].

По нашему мнению, снижение затрат на создание конечного продукта, а также приобретение инновационного оборудования и запуск передовой технологии может значительно повысить эффективность любого производства. А для этого необходимо соблюдать так называемые минимальные условия повышения эффективности производства на основе применения инновационного потенциала конструкционных материалов и технологий, которые представлены на рис.1.

Рис.1. Минимальные условия повышения эффективности производства

На современном этапе развития всего промышленного потенциала регионов и агропромышленного комплекса следует обратить внимание на опыт создания и внедрения результатов НИОКР. НИОКР – научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, которыми занимаются компании различного уровня и сфер деятельности, когда хотят разработать и внедрить в производство инновационный продукт либо модернизировать текущий –  или технологию его производства. НИОКР включает в себя два вида работ:

• научно-исследовательские (НИ) – теоретические фундаментальные разработки и эксперименты;
• опытно-конструкторские и технологические работы (ОКР и ТР) – разработка конструкторской и технологической документации, изготовление и испытание опытного образца и т.д.

Решается вопрос о ресурсосбережении, а вместе с этим также изменяются социальные структуры общества в новой производственной форме [11, с. 521]. Под технологией нами подразумевается эффективность комплекса организационных мер, операций и приемов, направленных на изготовление, обслуживание, ремонт и эксплуатацию изделия с номинальным качеством и оптимальными затратами.

Освоение серийного производства, как и создание принципиально новых образцов техники в реальности, невозможно без применения инновационных конструкционных материалов с уникальными эксплуатационными свойствами и механическими [15, с. 372]. В свою очередь, широкое промышленное применение таких материалов невозможно без цифровизации и автоматизации производства. В России над цифровизацией промышленности работают такие проекты: «НЕОСИНТЕЗ» в строительстве; «Clover Smart Maintenance» для транспорта и заводского оборудования; «ДИСПЕТЧЕР» оптимизация работы завода.

Вместе с этим необходимо устанавливать требования к различным свойствам и характеристикам в соответствующих документах по стандартизации. Автоматизация в данной области невозможна без разработок и практическом применении новых материалов – это один из важнейших инструментов внедрения инновационных конструкционных материалов и связанных с ними процессов [3, с.184], [8, с.231].

Если рассматривать получение композиционных, неметаллических, керамических, интерметаллидных, наноструктурных, естественно композиционных материалов, а также материалов для порошковой металлургии, в том числе применяемых с использованием аддитивных технологий, то потенциал их применения в цифровой экономике впечатляет своими масштабами. Перечисленные материалы являются инновационными конструкционными, которые в готовом изделии (деталь машины, механизма, узла, агрегата, различных конструкций и конструктивных элементов) обладают как повышенными эксплуатационными свойствами, надёжностью и ресурсом, так и уникальными нано-характеристиками. Они применяются при выпуске таких продуктов как самовосстанавливающийся бетон, стеклянная черепица, смарт-стекло, гибкое дерево. В ассортименте инновационные продукты представлены так [3, с. 396]:

• углерод-углеродные конструкционные материалы с максимальной температурой эксплуатации до 1650 °C;
• легкие, высокопрочные слоистые композитные металл-интерметаллидные материалы, пригодные для работы при высоких температурах и критических по температурным градиентам;
• термостойкие композиционные покрытия, армированные наноразмерными силицидами, повышающие температуру и срок службы изделий, а также их надежность в 1,5 раза;
• композиты из углеродного волокна с металлической матрицей для производства термостойких конструкционных изделий с заданной наноструктурой.

В настоящее время специалисты в сфере цифровых технологий, которые работают на машиностроительных предприятиях и рассматривают возможность применения таких материалов как инновационно-конструкционных, испытывают затруднения в оценке их применения в реальной цифровой экономике. Что в свою очередь приводит к значительным потерям в опытном производстве экономических показателей и времени. Мы предлагаем активно применять методы как комплексной, так и опережающей стандартизации. Это на практике позволит обеспечить возможность внедрения и применения инновационно-конструкционных материалов [2, с. 5].

В частности, к перспективным инновационно-конструкционным материалам можно отнести сплавы с ультрамелкозернистыми, субмикрокристаллическими и нанокристаллическими структурами, получаемые методом интенсивной пластической деформации [2, с. 7], а также графен [8, с. 230]. Данное научное направление развивается в последние десятилетия, и накопленный теоретический и практический опыт [14, с. 98] сегодня позволяет ставить вопрос о необходимости стандартизации промышленных сплавов с такими структурами. Цифровые процессы, которые связаны с применением инновационных конструкционных материалов (например, способ получения заготовок) тоже могут быть стандартизированы. На наш взгляд, аспектами как комплексной, так и опережающей стандартизации могут являться общие технические требования, виды заготовок, методы исследования, испытаний и контроля и др. [15, с. 374].

С учетом применения метода опережающей стандартизации (МОСт), следует ориентироваться не только на уже полученные опытным путем практические результаты, но и принимать во внимание теоретически обоснованные научные разработки. Тогда будет возможность реализации цели – это их скорейшее внедрение, в том числе для поддержания технологического суверенитета нашей страны.

Современная цифровая экономика представляет из себя особый вид хозяйственной деятельности, основой которой является использование цифровых и информационных технологий. Главной особенностью производства в данной деятельности являются данные, представленные в цифровом виде. Помимо этого, цифровая экономика основана на возможности обработки больших объемов информации и использовании инновационных технологий анализа данных, позволяющих колоссально повысить эффективность производства процессов относительно традиционных форм хозяйственной деятельности.

Исходя из этого, вполне очевидным становится тот факт, что основой в становлении цифровой экономики является развитие науки, техники и технологий, а также условия (как простые, так и сложные), которые серьёзно повышают возможность реализации потенциала конструкционных материалов и технологий.

Выводы

На наш взгляд без применения инноваций, инновационных подходов, а также соотношение простых и сложных условий, которые серьёзно повышают скорость развития цифровой экономики, невозможно реализовать потенциал применяемости конструкционных материалов и технологий.

К простым условиям можно отнести:

• соблюдение минимальных условий повышения эффективности производства;
• создание единого информационно-цифрового ресурса по обмену инновациями НИОКР;
• перезапуск системы государственного управления и сквозная цифровизация реальной экономики с учетом индивидуальных региональных потребностей.

К сложным условиям можно отнести:

• поэтапное одновременное внедрение метода комплексной и опережающей стандартизации во всех секторах цифровой экономики;
• проведение модернизации традиционных отраслей и продолжение развития новых высокотехнологических секторов экономики;
• решение множества конкретных и специфичных внутренних проблем отечественных товаропроизводителей и потребителей, а именно повышение качества жизни всех российских граждан;
• достижение высокого уровня конкурентоспособности как внутри страны, так и на международном рынке товаров, услуг, производства и т.п.

Таким образом, по нашему мнению, именно соблюдение простых и сложных условий будет способствовать развитию условий повышения эффективности производства на основе применения инновационного потенциала конструкционных материалов и технологий инновационного потенциала конструкционных материалов и технологий в отечественном производстве, а именно в цифровой экономике. Вместе с этим необходимо, чтобы весь спектр мероприятий (по повышению эффективного применения инновационного потенциала конструкционных материалов и технологий в отечественном производстве) проводить комплексно, а что не менее важно в полном объёме.

Литература:

1. Assessing Design Decisions in Agriculture / O.G. Karataeva, O.P. Andreev, O.V. Chekha [et al.]. // The Challenge of Sustainability in Agricultural Systems. Heidelberg: Springer International Publishing, 2021. Page: 591-598.
2. Валиев Р.З. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение, структура и свойства: [монография]. / Р.З. Валиев, И.В. Александров, М.: Академкнига, 2007. 397 с.
3. Гуторович О.В. Промышленные революции и трансформация современной цивилизации. / О.В. Гуторович, А.В. Татаринцев // Тенденции развития науки и образования. 2020. № 66-4. С. 183-189.
4. Каратаева О.Г. Бизнес-планирование: Учебное пособие для СПО. / О.Г. Каратаева, О.В. Чеха. Саратов: Профобразование, 2020. 68 с.
5. Коломейченко А.С. Информационные технологии. / А.С. Коломейченко, Н.В. Польшакова, О.В. Чеха. 2-е издание, переработанное. Санкт-Петербург: Издательство «Лань», 2022. 212 с.
6. Лачуга Ю.Ф. О подготовке кадров для агроинженерной науки. / Ю.Ф. Лачуга, И.В. Горбачев, О.В. Чеха // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2009. № 3. С. 7-8.
7. Мировая технологическая повестка и глобальные тенденции развития промышленности в условиях цифровой экономики. / А.И. Боровков, Л.А. Щербина, В.М. Марусева, Ю.А. Рябов // Инновации. 2018. № 12(242). С. 34-42.
8. Павлов А.Е. Графеновые технологии будущего. / А.Е. Павлов, Л.А. Павлова, О.В. Чеха // Доклады ТСХА: Материалы Международной научной конференции, Москва, 06-08 декабря 2016 года. М.: Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева, 2017. С. 230-232.
9. Паспорт национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации» от 24 декабря 2018 г. № 16 (дата обращения: 24.08.2022).
10. Перспективы развития интеллектуального сельского хозяйства в современных экономических условиях (на материалах Чувашской Республики): Монография. / О.Г. Каратаева, Т.М. Ворожейкина, Ю.В. Чутчева [и др.]. Саратов: Вузовское образование, 2020. 56 с.
11. Разгоняева А.И. К вопросу о ресурсосбережении на предприятиях пищевой промышленности. / А.И. Разгоняева, О.В. Чеха // Пищевые инновации и биотехнологии : сборник тезисов IX Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Пищевые инновации и биотехнологии» в рамках III международного симпозиума «Инновации в пищевой биотехнологии», Кемерово, 17-19 мая 2021 года. Кемерово: Кемеровский государственный университет, 2021. С. 521-523.
12. Силайчев П.А. Развитие теории непрерывной подготовки: проблема технического образования. / П.А. Силайчев, О.В. Чеха // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». 2009. № 6(37). С. 16-18.
13. Technology of Hardening Plowshares by Electrocontact Welding Using Waste from Tool Production. / R. Latypov, A. Serov, N. Serov, O. Chekha // Smart Innovation, Systems and Technologies. 2022. Vol. 247. Page: 197-203.
14. Чеха О.В. Актуальные задачи механики: механика в XXI веке и развитие идей Н.И. Мерцалова. // Доклады ТСХА, Москва, 06-08 декабря 2018 года. М.: Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева, 2019. С. 97-102.
15. Чеха О.В. Исследование возможных реакций между компонентами борирующего состава и железом пищевой стали. // Естественные и технические науки. 2022. № 6(169). С. 371-376.

 The possibilities of using innovative construction materials and technologies in the digital economy

Shibankov V.O.,
bachelor of 1 course of the «Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy», Moscow

Coauthor:
Chekhа M.E.,
student, GBOU «School № 1454 «Timiryazevskaya», Moscow

Scientific supervisor:
Chekhа Olga Vyacheslavovna
Senior lecturer of the «Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy», Moscow e-mail: olgachekha@ yandex.ru

Annotation. The article discusses the issues of the speedy transformation of the Russian economy into a modern digital one, including taking into account the conditions for improving production efficiency based on the use of innovative potential of structural materials and technologies, as well as conditions for improving the efficiency of machine parts and mechanisms, assemblies, aggregates, various structures and structural elements. The systematization of the information received and the proposed recommendations can be implemented in the digital economy.

Keywords: digital economy, work efficiency, conditions, innovative construction materials and technologies.

Literature:

1. Assessing Design Decisions in Agriculture. / O.G. Karataeva, O.P. Andreev, O.V. Chekha [et al.] // The Challenge of Sustainability in Agricultural Systems. Heidelberg: Springer International Publishing, 2021. Page: 591-598.
2. Valiev R.Z. Bulk nanostructured metallic materials: preparation, structure and properties: [monograph]. / R.Z. Valiev, I.V. Alexandrov. Moscow: Akademkniga, 2007. 397 pages.
3. Gutorovich O.V. Industrial revolutions and transformation of modern civilization. / O.V. Gutorovich, A.V. Tatarintsev // Trends in the development of science and education. 2020. № 66-4. Page: 183-189.
4. Karataeva O.G. Business planning: A textbook for SPO. / O.G. Karataeva, O.V. Chekhа. Saratov: Vocational Education, 2020. 68 pages.
5. Kolomeichenko A.S. Information technologies. / A.S. Kolomeichenko, N.V. Polshakova, O.V. Chekhа. 2nd edition, revised. Saint Petersburg: Lan Publishing House, 2022. 212 pages.
6. Lachuga Yu.F. On personnel training for agroengineering science. / Yu.F. Lachuga, I.V. Gorbachev, O.V. Chekhа // Agricultural machines and technologies. 2009. № Page: 7-8.
7. The world technological agenda and global trends in the development of industry in the digital economy. / A.I. Borovkov, L.A. Shcherbina, V.M. Maruseva, Yu.A. Ryabov // Innovations. 2018. № 12(242). Page: 34-42.
8. Pavlov A.E. Graphene technologies of the future. / A.E. Pavlov, L.A. Pavlova, O.V. Chekhа // Reports of the TLC: Materials of the International Scientific Conference, Moscow, 06-08 December 2016. Moscow: Russian State Agrarian University – Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, 2017. Page: 230-232.
9. Passport of the national program «Digital Economy of the Russian Federation» dated December 24, 2018 № 16 (date of the address: 24.08.2022).
10. Prospects for the development of intellectual agriculture in modern economic conditions (based on the materials of the Chuvash Republic): Monograph. / O.G. Karataeva, T.M. Vorozheikina, Yu.V. Chutcheva [et al.]. Saratov: University Education, 2020. 56 pages.
11. Razgonyaeva A.I. On the issue of resource conservation at food industry enterprises. / A.I. Razgonyaeva, O.V. Chekhа // Food innovations and biotechnologies: collection of abstracts of the IX International Scientific Conference of students, postgraduates and young scientists «Food innovations and biotechnologies» within the framework of the III International Symposium «Innovations in food biotechnology», Kemerovo, May 17-19, 2021. Kemerovo: Kemerovo State University, 2021. Page: 521-523.
12. Silaichev P.A. Development of the theory of continuous training: the problem of technical education. / P.A. Silaichev, O.V. Chekhа // Bulletin of the Federal State Educational Institution of Higher Professional Education «V.P. Goryachkin Moscow State Agroengineering University». 2009. № 6(37). Page: 16-18.
13. Technology of Hardening Plowshares by Electrocontact Welding Using Waste from Tool Production. / R. Latypov, A. Serov, N. Serov, O. Chekha // Smart Innovation, Systems and Technologies. 2022. Vol. 247. Page: 197-203.
14. ChekhаV. Actual problems of mechanics: mechanics in the XXI century and the development of ideas by N.I. Mertsalov. // Reports of the TSKHA, Moscow, 06-08 December 2018. Moscow: Russian State Agrarian University – K.A. Timiryazev Agricultural Academy, 2019. Page: 97-102.
15. ChekhаV. Investigation of possible reactions between components of borating composition and iron of food grade steel. // Natural and technical sciences. 2022. № 6(169). Page: 371-376.