Прогноз научно-технологического развития Воронежской области до 2030 года (стр. 6 )

Развитие традиционных технологий на машиностроительных предпри­ятиях региона будет осуществляться по следующим направлениям:

- в сфере проектирования новой техники - применение современных СЛБ-систем «сквозного» проектирования изделий, обеспечивающих переход к новому «цифровому» производству в машиностроении;

- в сфере раскроя заготовок из металлопроката (листа, профиля, прутка, трубы) - применение установок лазерной и плазменной резки с ЧПУ, раскройных фрезерных станков с ЧПУ, в том числе для пакетного фрезерования, применение автоматического листоправильного и листозачистного оборудова­ния, что позволит повысить КИМ и скорость производства, уменьшить объём слесарных операций и избавиться от ручных разметочных операций;

- в сфере литья – использование высокоточных методов (литьё под давлением, литьё в постоянные металлические формы - кокили, литьё в корковые оболочковые формы, центробежное литьё), рост автоматизации и механизации процессов литья;

- в сфере объёмной кузнечной обработки - применение прессов с ЧПУ, снижение удельного веса процессов свободной ковки и штамповки на молотах;

- в сфере формообразования и обработки деталей из металлопроката - применение координатно-револьверных прессов, листогибочных прессов и трубогибочных станков с ЧПУ, фрезерных обрабатывающих центров, токарно - давильных, раскатных станков с ЧПУ, постепенный отказ от использования штамповой оснастки;

- в сфере механообработки объёмных деталей - применение гибких производственных модулей и систем на основе использования точных многокоординатных обрабатывающих центров, применение быстрорежущего сборного инструмента;

- в сфере прочих методов обработки - применение технологий по­верхностного упрочнения материалов (термо-, виброупрочнение, нанесение по­крытий, ультразвуковые методы обработки);

- в сфере контроля деталей - применение многокоординатных коор­динатно-измерительных машин на основе лазерных или оптических техноло­гий, выполнение автоматического контроля на обрабатывающих центрах без снятия изделий со станка;

- в сфере покраски - рост уровня автоматизации за счёт применения современных автоматизированных окрасочных камер.

В качестве новых прорывных технологий машиностроения будут внедряться:

- технологии изготовления оснастки из полимерных композиционных материалов (ПКМ) для формообразования деталей, изготавливаемых методом вакуум-автоклавного формования;

- технологии стереолитографии и лазерного спекания металлических и полимерных порошков, используемые для быстрого (в один переход) изготов­ления готовых деталей сложной формы с требуемыми параметрами качества, а также прототипов, используемых в конструкторском проектировании новых изделий;

- технологии стереолитографии и лазерного спекания, используемые при изготовлении мастер-моделей для точного модельного литья.

Обобщенные данные о количественных показателях, характеризующих научно-технологическое развитие машиностроительного комплекса, представлены, прежде всего, ростом производительности труда, числом высокотехнологичных рабочих мест, уровнем инновационной активности машиностроительных организаций, удельным весом применяемых передовых технологий, удельным весом инновационной продукции (таблица 11).

4.1.2. Оборонно-промышленный комплекс

Научно-технологическое развитие оборонно-промышленного комплекса Воронежской области связано с разработкой:

- электроракетного двигателя для межорбитальных буксиров и межпланетных полетов;

- энергоустановок с использованием водородных технологий;

- ЖРД для перспективных ракетоносителей тяжелого и сверхтяжелого классов;

- ЖРД для многоразового космического комплекса, в том числе на компонентах топлива «кислород-метан»;

- технологии изготовления рабочего колеса газовой турбины турбонасосного агрегата, стойкого к возгоранию при работе в окислительном газе, в том числе с применением наноструктурированных многофункциональных покрытий;

- будущего поколения средств и систем радиосвязи - когнитивное («умное») радио. Его основным отличительным качеством будет способность к наблюдению за радиоэлектронной обстановкой, ее анализу и автоматическому управлению параметрами радиосвязи (рабочие частоты, виды сигналов, режимы передачи и т. д.) адаптивно к радиоэлектронной обстановке;

- электронной компонентной базы, в том числе с применением технологий 3D-корпусирования, ориентированной на применение в профессиональной радиоэлектронной аппаратуре (энергетическое оборудование, телекоммуникационное оборудование, медицинская электроника, промышленная электроника, системы безопасности, автомобильная электроника) и специальной радиоэлектронной аппаратуре (для современных систем вооружения, атомной промышленности, космической отрасли);

- конкурентоспособного электротехнического оборудования нового поколения для изделий и комплексов ВВТ и КА с повышенными в 5-10 раз функциональными и ресурсными возможностями при ранее недостижимых быстродействии, точности и динамических критериев на основе отечественной электромеханики, цифровых технологий механотроники (в т. ч. cледящих электроприводов и агрегатов на их основе; высокоресурсных шаговых микроприводов; серводвижителей прямого линейного перемещения; интегрированных БДПТ с длительным рабочим режимом в условиях глубокого вакуума, многофункциональных электроприводов с широкоформатным микропроцессорным управлением).

Обобщенные данные, характеризующие фактические и прогнозные характеристику научно-технологического развития ОПК (разработка новых продуктов, производительность труда, количество действующих патентов, удельный вес применяемых новых технологий) представлены в таблице 11.

4.1.3. Информационные технологии и связь

Научно-технологическое развитие экономики Воронежской области в сфере информационных технологий и связи будет осуществляться по следующим основным направлениям:

1). «Облачные вычисления».

Концепция облачных вычислений предлагает пользователям совершенно новые возможности: ограниченные в ресурсах ИТ-компании могут позволить себе пользоваться бизнес-приложениями и почтовыми серверами, обладая при этом только доступом к интернету. Cloud Computing позволит свести затраты на модернизацию и поддержку сложной ИТ-инфраструктуры к обычной оплате “подписки” на услугу.

2). «Большие данные».

В «большие данные» входят: сбор, хранение, обработка и анализ очень больших объемов данных из различных источников, для работы с которыми недостаточно возможностей традиционных систем баз данных.

Методы и техники анализа, применимые к большим объемам данных:

- методы класса Data Mining: обучение ассоциативным правилам (англ. association rule learning), классификация (методы категоризации новых данных на основе принципов, ранее применённых к уже имеющимся данным), кластерный анализ, регрессионный анализ;

- краудсорсинг – категоризация и обогащение данных силами широкого, неопределённого круга лиц, привлечённых на основании публичной оферты, без вступления в трудовые отношения;

- смешение и интеграция данных – набор техник, позволяющих интегрировать разнородные данные из разнообразных источников для возможности глубинного анализа.

В качестве примеров таких техник, составляющих этот класс методов приводятся:

- цифровая обработка сигналов и обработка естественного языка; машинное обучение, включая обучение с учителем и без учителя, а также использование моделей, построенных на базе статистического анализа или машинного обучения для получения комплексных прогнозов на основе базовых статистических данных;

- искусственные нейронные сети, cетевой анализ, оптимизация, в том числе, генетические алгоритмы;

- распознавание образов;

- прогнозная аналитика;

- имитационное моделирование.

пространственный анализ (англ. Spatial analysis) – класс методов, использующих топологическую, геометрическую и географическую информацию в данных;

статистический анализ;

визуализация аналитических данных – представление информации в виде рисунков, диаграмм, с использованием интерактивных возможностей и анимации как для получения результатов, так и для использования в качестве исходных данных для дальнейшего анализа.

3). «Интернет вещей».

Существующая и создаваемая телекоммуникационная инфраструктура будет применяться для развертывания вычислительных сетей физических объектов («вещей»), оснащённых встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой (включая объединение в сети средств измерения, средств идентификации, построение систем межмашинного взаимодействия). Организация таких сетей перестроит экономические и общественные процессы, исключив из части действий и операций необходимость участия человека.

4). «Цифровое производство».

Цифровое производство – это концепция технологической подготовки производства в единой виртуальной среде с помощью инструментов планирования, проверки и моделирования производственных процессов. Включает в себя: новые бизнес-процессы технологических служб предприятия (а в ряде случаев и технических служб); программное обеспечение, позволяющее реализовать новые бизнес-процессы.

5). «Электронная мобильность».

Ускоренному развитию подвергнутся программные технологии: организации и систематизации контента; доставки и отслеживания контента; искусственного интеллекта; параллельной и распределенной обработки данных; ведения регламентированных процессов в интернете; организации совместной работы (collaboration) и виртуальных сообществ (community); моделирования и прикладные приложения информационных технологий; семантические и ассоциативно-адаптивные; когнитивные; основывающиеся на новых физических методах; интерфейсов «человек-объект искусственного интеллекта», включая системы распознавания и реакции; сервисные информационные технологии, базирующиеся на высокопроизводительных системах с элементами искусственного интеллекта, действующие во всех сферах деятельности человека; роботов и нанороботов, био - и квантовые вычислительные системы.

6). «Кибербезопасность».

Кибербезопасность – это набор средств, стратегии, принципы обеспечения безопасности, гарантии безопасности, руководящие принципы, подходы к управлению рисками, действия, профессиональная подготовка, практический опыт, страхование и технологии, которые могут быть использованы для защиты киберсреды, ресурсов организации и пользователя. Ресурсы организации и пользователя включают подсоединенные компьютерные устройства, персонал, инфраструктуру, приложения, услуги, системы электросвязи и всю совокупность переданной и/или сохраненной информации в киберсреде. Кибербезопасность состоит в попытке достижения и сохранения свойств безопасности у ресурсов организации или пользователя, направленных против соответствующих угроз безопасности в киберсреде. Общие задачи обеспечения безопасности включают следующее: доступность; целостность, которая может включать аутентичность и неотказуемость; конфиденциальность.

7). «Конвергенция».

Внедрение стандарта универсальной платформы электронных коммуникаций для передачи мультимедийного 3D контента и приложений виртуальной реальности, объединяющей возможности спутниковых, эфирных и оптоволоконных информационно-коммуникационных технологий после приобретет новое качество, за счет конвергентных NBIC – конвергенции (NBIC=Nano+Bio+Info+Cognitive). Проникновение сетей когнитивного радио и беспроводного ШПД с СПД более 1 Гбит/с может быть почти полным в городах и вдоль главных транспортных магистралей в густонаселенных регионах, приблизившись в этом отношении к нынешним сетям GSM.

В обобщенном виде перспективы научно-технологического развития сектора информационных технологий и связи представлены в таблице 11 и включают следующие показатели: охват жилой территории высокоскоростными каналами связи; применение технологий «Больших данных»; технологий взаимодействия «Интернет вещей» в экономике региона и государственном секторе; количество IT технологий в государственном секторе.

4.1.4. Химия и нефтехимия

Научно-технологическое развитие химии и нефтехимии связывается с использованием:

- технологий современных каучуков с улучшенным комплексом характеристик для применения в шинной, РТИ и военной промышленности;

- технологии производства термоэластопластов и каучуков растворной полимеризации;

- технологии безводной дегазации в производство каучуков растворной полимеризации;

- технологий производства новых антираковых препаратов;

- технологии модернизация наноструктурных каталитических систем;

- технологии высокотемпературной очистки газов;

- технологии, обеспечивающей интенсификацию гидродинамических, тепло - и массообменных процессов;

- технологий производства органических соединений, высокомолекулярных соединений на основе биоресурсов, экологическая биотехнология и производство наполненных полимеров и резино-технических изделий.

Обобщающие данные о научно-технологическом развитии данного вида деятельности включают следующие показатели: доля экспортируемой продукции в общем объеме производства; удельный вес применяемых передовых технологий; удельный вес инновационной продукции; уровень инновационной активности; количество высокотехнологичных рабочих мест; производительности труда.

4.1.5. АПК и пищевая промышленность

Научно-технологическое развитие растениеводства связано с внедрением ресурсосберегающих технологий:

- Mini-till (минимальная обработка почвы).

Обеспечивает снижение энергетических и финансовых затрат путем уменьшения числа и приемов в одном рабочем процессе, используя комбинированную широкозахватную технику;

- No-till (нулевая технология).

Не предусматривает механической обработки почвы. Так называемый «прямой высев» проводят специальными стерневыми сеялками в необработанную почву, а для борьбы с сорняками, болезнями и вредителями используют пестициды. К эффектам ее применения следует отнести: уменьшение затрат труда в 2,5 раза и финансовых ресурсов в 2 раза благодаря отказу от многих операций по обработке почвы; обеспечение стабильности урожая, особенно в сухие годы и в зонах с недостаточным увлажнением, поскольку обеспечивается большее накопление и сохранение влаги и питательных веществ в почве; улучшение экологии; повышение плодородия почвы;

- Strip-till.

Система полосной обработки почвы с внесением сухих или жидких удобрений на 15-20 см и посева пропашных культур (соя, кукуруза, подсолнечник, сахарная свекла) в эти полосы. Эта технология позволяет вносить удобрения полосами непосредственно в место развития корневой системы. Междурядье не обрабатывается, она покрыта мульчей из растительных остатков;

- ГИС-технологии.

Геоинформационная система (ГИС) представляет собой систему компьютерного программного обеспечения, которая служит универсальным инструментом сбора, хранения, обработки, анализа и представления информации в различной форме (преимущественно в виде карт, таблиц и графиков).

Внедрение ГИС-технологий предусматривает использование технологий глобального позиционирования, дистанционного зондирования, картирования урожайности, переменного нормирования внесения химикатов и др. Использование ГИС требует больших вложений в покупку программного обеспечения, оборудования, цифровых карт, обучения кадров и реорганизацию всех этапов производства и управления. Такие технологии позволяют учитывать неоднородность участков каждого поля по рельефу, почвенному покрову, агрохимическому содержанию и подразумевают применение на каждом участке поля разных агротехнологий. Применяя их можно дифференцированно использовать различные средства производства (семена, удобрения, пестициды, орошение) в зависимости от складывающихся условий поля и отдельного участка. Это позволяет оптимизировать производственные издержки и снизить негативное воздействие на окружающую среду.

Научно-технологическое развитие животноводства связано с внедрением следующих технологий:

1). Прогрессивных и инновационных технологий производства говядины в молочном и мясном скотоводстве:

- агротехнологий, обеспечивающих производство бобовых культур и бобово-злаковых смесей в количестве 30-40% от общего производства вегетативных кормов;

- технологий, обеспечивающих производство и заготовку объемистых кормов с содержанием в 1 кг сухого вещества 0,85-1,0 ЭКЕ;

- технологии производства силоса из целых растений кукурузы в фазе восковой спелости зерна с использованием биологических консервантов;

- технологии нормированного (по ЭКЕ) и детализированного (по комплексу питательных веществ) кормления в зависимости от половозрастных и производственных групп скота и уровня их продуктивности;

- технологии выращивания, доращивания и откорма молодняка на промышленной основе с комплексной автоматизацией, компьютеризацией всех технологических операций.

2). Прогрессивных и инновационных технологий производства свинины:

- в кормопроизводстве – выращивание зернобобовых культур по интенсивным технологиям;

- в кормоприготовлении – производство полнорационных комбикормов, 3ЦМ, престартеров, стартеров, БМВД, премиксов и композиционных добавок;

- в кормоиспользовании – самокормление с полнорационными комбикормами со свободным доступом к кормушкам;

- в кормлении – использование детализированных норм кормления в соответствии с физиологическим состоянием и продуктивностью животных;

- в содержании – трехфазная технология с мелко-групповым содержанием на щелевых полах; ранний отъем поросят; автоматизация технологических процессов;

- в селекционно-племенной работе – совершенствование отечественных мясных пород, межпородная и межлинейная гибридизация; создание селекционных центров;

- в организации производства – внедрение миниферм для дичных подсобных хозяйств (5-10 свиноматок), модулей для К(Ф)Х (100-200 свиноматок) и комплексов для сельскохозяйственных организаций ( свиноматок); межхозяйственная кооперация в переработке и реализации свинины;

- в информационном обеспечении – компьютеризация основных производственных процессов.

3). Прогрессивных и инновационных технологий в птицеводстве:

- селекционно-племенные технологии и программы, направленные на совершенствование продуктивных качеств птицы; создание новых пород, линий и кроссов всех видов сельскохозяйственной птицы мясного направления; межпородная гибридизация;

- интенсивное промышленное выращивание на мясо молодняка птицы мясных кроссов;

- технология прерывистого освещения помещений при выращивании молодняка мясных пород;

- технологии регулирования энергетического обмена в организме молодняка птицы и повышение ее резистентности;

- безотходная технология переработки продукции и биоконверсия отходов производства; высокотемпературная сушка и обеззараживание помета.

Научно-технологическое развитие пищевой промышленности связано с внедрением:

- технологий получения экологически безопасных пищевых продуктов питания нового поколения массового и лечебно-профилактического назначения с учетом современных медико-биологических требований;

- технологий основных и вспомогательных пищевых компонентов;

- технологий пищевых продуктов с использованием добавок из нетрадиционного и дешевого сырья;

- технологий пищевых продуктов на основе использования вторичных и побочных продуктов;

- ресурсосберегающих технологий переработки сельскохозяйственного сырья на базе новых физических, биохимических и микробиологических методов обработки;

- технологий утилизации отходов пищевых и микробиологических производств в других отраслях промышленности с целью экономии и высвобождения пищевого сырья;

- технологий диетических, лечебно-профилактических продуктов и продуктов детского питания нового поколения;

- технологий производства ферментных препаратов, ароматизаторов и пищевых кислот на базе биоконверсии сельскохозяйственного сырья и использования методов мутагенеза и генной инженерии.

Обобщенные данные о состоянии и прогнозной динамике научно-технологического развития сельского хозяйства, пищевой и перерабатывающей промышленности, представлены в таблице 11и включают следующие показатели: доля прогрессивных технологий (в разрезе видев деятельности; удельный вес продукции, произведенной по ресурсосберегающим технологиям

4.1.6. Отрасли инфраструктуры народного хозяйства Воронежской области

Энергетика

Стратегическими целями развития электроэнергетики являются: обеспечение энергетической безопасности региона, удовлетворение потребностей экономики и населения в электрической энергии (мощности) по доступным конкурентоспособным ценам, обеспечивающим окупаемость инвестиций в электроэнергетику, обеспечение надежности и безопасности работы системы электроснабжения в нормальных и чрезвычайных ситуациях, инвестиционно-инновационное обновление отрасли, направленное на обеспечение высокой энергетической, экономической и экологической эффективности производства, транспорта, распределения и использования электроэнергии.