Фирменный Автосервис

 

 

Инновационные технологии в автомобильной промышленности

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В АВТОМОБИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
INNOVATIVE TECHNOLOGIES IN THE AUTOMOTIVE INDUSTRY
Матисов А.А., старший преподаватель филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме  ускорение цикла разработки нового продукта
Matisov AA, Senior Lecturer branch VPO "MGIU" in Viazma
Бармашова Л.В., доцент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме
Barmashova LV, associate branch VPO "MGIU" in Viazma

Аннотация
В данной статье анализируются инновационные достижения в области автомобилестроения. Исследуются новые материалы, применяемые в конструкции автомобилей. Рассматривается применение нанотехнологий в автомобильной промышленности.
Аnnotation
This article examines the innovative achievements in the automotive industry. We investigate new materials used in the construction of vehicles. The application of nanotechnology in the automotive industry.

Ключевые слова: инновационные технологии, нанотехнологии, автомобильная промышленность, система безопасности, наноматериалы, автомобиль.
Keywords: innovative technologies, nanotechnology, automotive industry, safety system, nanomaterials, car.

Усиливается процесс глобализации и интернационализации мировой экономики в результате чего проблемы международной конкуренции выходят на первый план. Инновационные вызовы в XXI веке ставят перед Россией глобальную задачу – обеспечить переход к инновационной экономике, которая будет основана на знаниях.
Новые технологии требуют внедрение экономически эффективных форм организации инновационного процесса при наивысшей степени интеграции науки, производства и сбыта. Их тесная интеграция способствует ускорению цикла разработки нового продукта, его прохождения от момента возникновения идеи до появления этого продукта на рынке. При этом немаловажную роль в ускорении данного цикла и подержания инновационной активности занимает работа по стимулированию инновационного процесса на предприятии. Если сравнить методы организации внутреннего стимулирования инновационной деятельности предприятий – лидеров рынка с менее успешными инновационными предприятиями, то можно утверждать о том, что у первых есть специфические методы по стимулированию инновационной деятельности.
Инновационные технологии представляют собой наборы методов и средств, которые поддерживают этапы реализации нововведения. Целью государственного регулирования инновационной деятельности является создание правовых, экономических, социальных, организационных условий, которые обеспечивают ускоренное создание производств новой конкурентоспособной продукции на основе применения современных, экологически чистых, безопасных ресурсосберегающих технологий.[4]
Все компании в мире, которые добились успехов на международном рынке, применяют свою собственную стратегию развития. Они добиваются конкурентных преимуществ посредством применения инноваций. Осваивают новые методы достижения конкурентоспособности. Инновации могут проявляться в новом дизайне, в новом процессе производства, в новом подходе к маркетингу.
Инновационный тип развития характеризуется не только преимущественно используемыми инновациями – факторами, но и производимыми инновационными товарами и услугами, а так же совокупностью условий, гарантирующих воспроизводство инновационной стратегической направленности развития предприятия на постоянной основе.[1]
Автомобильная промышленность концентрирует в себе самыеновейшие и продвинутые технологии. Вложение финансов в инновации автомобильной отрасли приносят высокие доходы. В автомобильной промышленности инновации распределены по направлениям:
развитие технологий материалов, применяемых в конструкции автомобиля;
повышение экологической безопасности двигателя и самого автомобиля;
повышение безопасности всех участников дорожного движения;
повышение комфорта пассажиров;
автоматизация процессов при движении автомобиля.
Инновации, которые используются в автомобильной промышленности, применяются в тяжелом машиностроении, самолетостроении и других смежных секторах экономики. Даже небольшие, не сильно бросающиеся в глаза улучшения могут дать значительный экономический эффект.
Чтобы ужесточить конкуренцию на международном рынке, автомобильные компании занимаются научными разработками, направленными на обеспечение применения инновационных технологий. В настоящее время в автомобилестроении используются новейшие технологии пассивной и активной безопасности автомобиля. Для повышения надежности в автомобиле устанавливают цифровые камеры, которые могли бы обнаруживать препятствия как спереди, так и сзади.[2]
Шведская компания Volvo разработала новые системы безопасности, которые должны сделать дороги более безопасными. Разработаны системы:
по предупреждению столкновений и экстренной автоматической остановки - Collision Warning with Auto Brake;
автоматическая система по предотвращению столкновения - Collision Avoidance by Auto Steering;
система связи между автомобилями - Vehicle to Vehicle Communication.
Система Collision Warning with Auto Brake помогает водителю "видеть" пешеходов. Она использует радарную технологию с широким углом поиска, что дает возможность обнаружить пешехода даже в условиях плохой видимости, как впереди, так и вокруг автомобиля. Автомобиль оснащен специальным сигналом, индикатором на лобовом стекле. В случае, если водитель не успел отреагировать, то сработает автоматическая система торможения автомобиля.
Система Collision Avoidance by Auto Steering может предотвратить выезд автомобиля на встречную полосу. Для предупреждения водителя применяет звуковой сигнал. В случае отсутствия реакции водителя, автомобиль сам вернется на свою полосу движения в безопасное положение.
Система Vehicle to Vehicle Communication позволяет уменьшить количество дорожно-транспортных происшествий, так как имеет связь с окружающими автомобилями. Водитель автомобиля получает информацию, например, о том, что водитель впередиидущего автомобиля за резким поворотом (по той же самой дороге), увидел какое-либо препятствие и нажал на тормоза. Это позволит водителю следующему за ним своевременно остановиться.
Проект Flake, который предложил Да Фэн, воплотил в себе инновационные технологии последнего времени, которые представляют собой ходящий спортивный автомобиль. Корпус автомобиля покрыт специальными пластинами, которые выполнены из углеволокна. При помощи углеродных нанотрубок пластины соединены с компактными соленоидами. Покрытие такого автомобиля похоже на рыбью чешую. Пластинки-чешуйки плотно прижаты к кузову, если автомобиль не едет. Во время быстрой езды пластины-чешуйки поднимаются от кузова и стабилизируют автомобиль во время выполнения различных маневров. Эти инновационные технологии улучшают воздушный поток, прижимают автомобиль сильнее к дороге. Есть еще одна особенность у этого автомобиля – это его колеса, которые являются инновационными. К диску, который прикреплён к оси подвижными сочленениями, примыкает 24 ступицы с резиновыми нашлёпками на конце. Во время езды автомобиля колёса похожи на букву D, которая заваливается влево на 90 градусов. Чем выше скорость, тем меньше клиренс, тем сильнее сцепление с дорогой.
Автомобиль может быть не только гоночным, но и внедорожником. Это объясняется тем, что во время медленной езды D-колёса превращаются в О-колёса, а дорожный просвет значительно увеличивается. Но на сегодняшний день у этого автомобиля есть один серьезный недостаток, который заключается в том, что в таких D–колёсах нужен очень прочный и надежный материал, а заменить резину проблемно.
Инженеры Формулы-1 высоко оценили этот необычный автомобиль, и отметили что у него прекрасная и рациональная аэродинамика. [2]
Автомобильная промышленность Германии, является одной основных отраслей производства, она заинтересована в применении нанотехнологий, изучает возможности внедрения новых материалов, особенно в связи с вопросами охраны экологии, безопасности движения и обеспечения комфорта пассажирам. Нанотехнологии в автомобилестроении связаны с решением большого количества проблем и технических задач, которые относятся к ходовой части автомобиля, весу конструкции и динамике движения автомобиля, кондиционированию и снижению выхлопа вредных веществ, уменьшению износа, возможностям вторичной переработки и т. п.
Большие перспективы имеет внедрение прозрачных многослойных наноматериалов. Металлические покрытия толщиной в несколько нанометров, наносимые на стекло, могут одновременно отражать инфракрасное излучение и придавать стеклу дополнительную термостойкость. Для затемненных внутренних стекол в автомобилях можно использовать электрохромные составы, которые могут автоматически настраиваются на соответствующую интенсивность света и способствуют уменьшению отражения. Противоударные и водоотталкивающие покрытия могут наноситься на множество деталей, включая «дворники» и т. п.
В начале ХХ века было обнаружено, что введение микрочастиц сажи в каучук приводит к улучшению качества автомобильных шин. Сейчас предпринимаются попытки увеличения поверхности частиц сажи и уменьшения их возможного слипания. Все это позволит снизить процессы рассеивания (диссипации) энергии в шинах и приведет к повышению их характеристик и снижению расхода горючего в среднем на 4%.
Намеченное Евросоюзом снижение норм выброса угарного газа и частиц может быть достигнуто путем значительного понижения потребления горючего. Например, в качестве автомобильного топлива может быть использован экологически почти безопасный метанол. Эффективное использование метанола требует измельчения жидкого горючего и его микродисперсной пульверизации по заданным поверхностям. Здесь перспективными могут оказаться матрицы из нанофор-сунок. Подобные «нанореактивные» двигатели можно производить, создавая микроскопические каналы в материалах типа кремния или его соединений.
Развитие энергетики, возможно, будет связано с массовой заменой твердых видов топлива и горючих веществ на водород, который необходимо будет аккумулировать в специально создаваемых устройствах – в наноматериалах.
Наноструктурные материалы позволяют изготавливать легкие и одновременно достаточно прочные конструкции для некоторых деталей массового производства. Например, конструкторы автомобилей много лет создают покрытия из стекла, которые были бы прочными, но которые можно было бы быстро разбить при необходимости. Инновационный заменитель стекла можно создать на основе поликарбоната, т. е. искусственного материала, из которого сегодня делают диски CD и DVD. Для этого к поликарбонату необходимо добавить различные отбеливающие пигменты (в виде наночастиц), которые, с одной стороны, остаются прозрачными, а с другой, — защищают стекло от разрушающего воздействия ультрафиолетового излучения. Повышенная прочность к механическим повреждениям в этом случае достигается путем использования нанолаков на основе полиоксанов.
Перспективы нанотехнологий в автомобильной промышленности во многом связывают с использованием наноструктурных (нанофазных) металлических материалов, которые обладают огромной прочностью и другими высокими механическими характеристиками. Сегодня разрабатываются лаки на основе наносителей, которые обладают высокой прочностью и способностью к «самозалечиванию» поверхности. Изучаются возможности армирования керамических материалов наночастицами. Изучаются сложные пигментные структуры, цвет которых может целенаправленно изменяться под воздействием прилагаемого электрического напряжения, что даст перспективы для оформления интерьера автомобилей.
Автопромышленность стала одной из первых отраслей, где быстро поняли выгоду нанотехнологий. В автомобиле сложно изобрести что-то принципиально новое; его основные элементы десятилетиями остаются все теми же — кузов, двигатель, подвеска, тормозная система, электрооборудование. Поэтому приходится лишь совершенствовать каждый компонент.
В будущем ограниченное пространство городских улиц и вертикальная архитектура потребуют от автомобильной промышленности создания новейших автомобилей, которые смогут выжить в таком городе Инновационные решения автопроизводители находят в биомимикрии.
Японские автомобильные компании добились исходных преимуществ за счет особого внимания к компактным моделям, имеющим меньшие размеры, потребляющие меньше энергии.
«Мусороуборочная» Toyota Biomobile MECHA имеет четыре нанолазерных колеса, которые легко приспосабливаются к любой трассе, и исполняет функцию мусорщика, собирая и используя рассеянные в воздухе частицы вредных газов. Автомобиль движется и попутно очищает атмосферу.
Колеса выполнены из нематериальных «нанолазеров». Они позволяют автомобилю ездить в любом направлении и с любым наклоном. Корпус может трансформироваться в соответствии с дорожными условиями, увеличиваясь или сжимаясь в размерах и не снижая аэродинамических свойств автомобиля.
Автомобильная промышленность проявляет большой интерес к нанотехнологиям, обеспечивающим возможности значительного уменьшения веса, улучшения эксплуатационных качеств, внешнего вида и пригодности к переработке для вторичного использования.
Исследуются новые направления использования нанокомпозитных материалов Среди основных направлений применения нанокомпозитов в автомобилестроении в последующие 10 лет прогнозируется появление систем хранения водорода, топливных элементов и батарей суперконденсаторов. Эти направления окажут существенное влияние на создание новых устройств выработки и хранения электроэнергии, применяемых в автомобильной промышленности. Такое свойство нанокомпозитов, как огнестойкость, обеспечит создание новой области применения — для оформления салона автомобиля, в то время как нанокомпозиты на основе биопластиков позволят пересмотреть отношение ко вторичному использованию и биоразложению материалов.
Сегодня, применяемый компанией Mercedes-Benz инновационный лак с добавлением наночастиц (содержит наноразмерные керамические частицы) по сравнению с обычной автомобильной краской имеет большую устойчивость к царапинам и улучшенный глянец.
Компания Volkswagen исследует использование нанотехнологий для предотвращения запотевания ветровых стекол, окон и зеркал, а также создания активированных автомобильных стекол, фильтрующих тепловое излучение и устраняющих «эффект духовки» при парковке автомобиля под интенсивным солнечными лучами. Она разрабатывает наноматериалы для моторного отсека, которые позволяют уменьшить трение в движущихся частях, снизить расход масла, продлить срок службы механизмов. На приборной панели и панели управления используются антибликовые покрытия; нанотехнологические материалы, которые предотвращают ослепление ночью водителя, автоматически затемняют зеркала заднего вида, ослабляя свет фар обгоняющих автомобилей. [5]
Благодаря прорыву в области производства микроскопов современные ученые могут манипулировать атомами. Идеальная техническая система – это система, масса, габариты и энергоемкость которой стремятся к нулю, а ее способность выполнять работу при этом не уменьшается. Предельный случай идеализации техники заключается в уменьшении её размеров при одновременном увеличении количества выполняемых ею функций. В идеале – не должно быть видно этого технического устройства, а функции, нужные человеку и обществу, должны выполняться. Закон увеличения степени идеальности гласит: развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности. На практике хорошей иллюстрацией этого закона может служить постоянное стремление производителей микроэлектроники и бытовой техники к миниатюризации, созданию устройств всё меньших размеров со все большими функциональными возможностями.
Нанотехнология станет основой новой промышленной революции, которая приведет к созданию устройств в 100 раз более прочных, чем сталь и не уступающих по сложности человеческим клеткам.
Уже создаются и будут создаваться устройства, функциональные возможности которых определяются необычными свойствами новейших материалов. Благодаря обработке на атомарном уровне, привычные материалы будут обладать улучшенными свойствами, постепенно становясь все легче, прочнее и меньше по объему. Согласно прогнозам большинства ученых, это произойдет уже через 10-15 лет. Возможности использования нанотехнологий неисчерпаемы - начиная от микроскопических компьютеров, убивающих раковые клетки, и заканчивая автомобильными двигателями, не загрязняющими окружающую среду. Однако большие перспективы чаще всего несут с собой и большие опасности. Ученые всего мира сегодня должны четко представлять себе, что подобные “неудачные” опыты или халатность в будущем могут обернуться трагедией, ставящей под угрозу существование всего человечества и планеты в целом.
Автомобильная промышленность проявляет большой интерес к нанотехнологиям, которые могут обеспечить новые возможности значительного уменьшения веса, улучшения эксплуатационных качеств, внешнего вида и пригодности к переработке для вторичного использования. Исследуются новые направления использования нанокомпозитных материалов.
Перевод отечественной экономики на инновационный путь развития невозможен без активного использования зарубежных технологий и опыта, независимо от того в чем это будет выражаться в прямых иностранных инвестициях, корпоративных сделках по слияниям и поглощениям высокотехнологичных компаний или международное сотрудничество в рамках совместных наукоемких предприятий и научно – исследовательских проектов. Чем выше эффективность инновационной деятельности предприятия, тем выше будет прибыль данного предприятия. Практика показывает, что независимо от вида и перемещения товаров (услуг) и факторов производства все формы экономических отношений часто бывают взаимосвязаны, дополняют друг друга и могут замещать друг друга. [3]
Инновации воспринимаются современными предприятиями как средства увеличения прибыли и завоевания более широкого сегмента рынка. С точки зрения государственных правительств инновации считаются панацеей для ускорения экономического роста через повышение конкурентоспособности в мире. Конечным результатом инновационной деятельности предприятия является получение прибыли за счет новизны.

Литература
1. Бармашова Л.В., Матисов А.А., Формирование инновационного развития предприятия как фактор обеспечения устойчивости работы предприятия, Сборник научных трудов, т. 12, Вязьма: РИЦ филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме, 2011.
2. Инновационные технологии в автомобилях http://avtonovostidnya.ru (электронный ресурс)
3.Ленчук Е.Б., Власкин Г.А., Инвестиционные аспекты инновационного роста. Мировой опыт и Российские перспективы, - М.: URSS, 2008.
4. Маренков Н.Л., Инноватика. – М.: ЛИБРОКОМ, 2009.
5. Механика http://mechanic02.jimdo.com (электронный ресурс)

Literature
1. Barmashova LV, Matisov AA, Formation of innovative enterprise development as a factor in the sustainability of the enterprise, Proceedings, v. 12, Vyaz'ma: RIC branch VPO "MGIU" in Viazma, 2011.
2. Innovative technologies in cars http://avtonovostidnya.ru (electronic resource)
3.Lenchuk EB, Vlaskin GA, Investment aspects of innovative growth. World experience and Russian perspectives - Moscow: URSS, 2008.
4. Marenkov NL Innovation. - Moscow: LIBROKOM 2009.
5. Mechanics http://mechanic02.jimdo.com (electronic resource)


Конкурс презентаций, посвященных Рожденственным праздникам ПУБЛИКАЦИИ Проблемы разработки и реализации инновационных проектов в современных условиях Научные конференции 6 Менеджмент в XXI веке: методология и практика Актуальность методологии прогнозирования в условиях мирового кризиса экономики Унификация и стандартизация конструкций и их экономическая эффективность Машиностроение и инжиниринг Основные параметры резьбы Доменное производство чугуна 

 

Образовательный сайт Бармашовой Л.В.

Рассылки Subscribe.Ru
Современное образование
Подписаться письмом