CC BY
1
УДК 331.45:378
Современные технологии в промышленности и металлургии во взаимосвязи с результатами канонической корреляции физического
состояния инженера Пугачев И.Ю. *
Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина,
г. Тамбов, Россия ORCID: 0000-0003-3849-2322, [email protected]*
Аннотация: В статье отмечается, что компьютерный инжиниринг охватывает комплекс мероприятий, которые используют инновационные методы и средства, современную электронную технику, программное обеспечение и новейшие разработки в области информационных технологий для решения оперативных задач различного уровня сложности. Выше обозначенными процессами и явлениями управляет инженер. Целью работы являлось уточнение современных технологий в промышленности и металлургии; осуществление канонической корреляции анализа физического состояния инженера. Материалы и методы: в процессе работы применялись методы логической обработки и сжатия информации; тестирование; синтетический эксперимент; биометрия; моделирование; прогнозирование. Задействовано 45 специалистов-инженеров производственно-инжинирингового предприятия АО «ЗАВКОМ» (Тамбовский завод «Комсомолец» имени Н. С. Артемова) возраста 36,03±1,25 лет. Результаты. Конкретизировано, что среди сложных инженерных конверсий в промышленности можно выделить следующие: аддитивные технологии; системы «цифровых двойников» с элементами ИИ; промышленные роботы; цифровое прототипирование; умные фабрики со связкой анализа Big Data. Среди прогрессивных технологий в металлургии представлены: метод электролиза; экзоген прямого восстановления; доменная печь; электросплав металла. Заключение. Сущность применяемого нами метода состояла в том, что геометрическая интерпретация канонической корреляции эквивалентна нахождению такой пары векторов в пространствах, соответствующих выбранным множествам, угол между которыми был бы наименьшим. Косинус данного угла и являлся максимальным коэффициентом канонической корреляции (R). Установлено, что плеяда R структурных компонентов физического состояния современных инженеров с их профессиональной подготовленностью выглядит следующим образом: физическое развитие - R=0,316; функциональное состояние организма - R=0,841; физическая подготовленность - R=0,702. Научная новизна: выявлено соотношение золотого сечения физического состояния инженеров (физическое развитие, функциональное состояние организма, физическая подготовленность) имеющего удельный вес 17,0% : 45,24% : 37,76%. Практическая значимость: определен акцент преимущественной направленности физической тренировки инженера с паритетом кластера функционального состояния организма.
Ключевые слова: инженер, физическое состояние, промышленность и металлургия, современные технологии, канонической корреляции анализ.
Для цитирования: Пугачев И.Ю.* Современные технологии в промышленности и металлургии во взаимосвязи с результатами канонической корреляции физического состояния инженера. Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. 2024; 19(4): .
Modern technologies in industry and metallurgy in conjunction with the results of an engineer's physical s state canonical correlation
Igor Yu. Pugachev*
Derzhavin Tambov State University, Tambov, Russia
ORCID: 0000-0003-3849-2322, [email protected]*
Abstract: The article notes that computer engineering covers a set of activities that use innovative methods and means, modern electronic equipment, software and the latest developments in the field of information technology to solve operational problems of various levels of complexity. The above processes and phenomena are controlled by an engineer. Purpose of the research was the clarification of modern technologies in industry and metallurgy; implementation of the engineer's physical state analysis canonical correlation. Materials and research methods: in the process of work methods of logical processing and compression of information were used; testing; synthetic experiment; biometrics; simulation; forecasting. 45 engineers-engineers of the production and engineering enterprise JSC "ZAVKOM" (Tambov plant "Komsomolets" named after N.S. Artemov) aged 36,03±1,25 years are involved. Results. It is specified that among the complex engineering conversions in industry the following can be distinguished: additive technologies; systems of "digital twins" with elements of AI; industrial robots; digital prototyping; smart factories with a bundle of Big Data analysis. Among the advanced technologies in metallurgy are: the method of electrolysis; direct reduction exogene; blast furnace; Metal Electroalloy. Conclusion. The essence of the method used by us was that the geometric interpretation of the canonical correlation is equivalent to finding such a pair of vectors in the spaces corresponding to the selected sets, the angle between which would be the smallest. The cosine of this angle was the maximum coefficient of canonical correlation (R). It is established that the galaxy of R structural components of the physical state of modern engineers with their professional training is as follows: physical development - R=0,316; functional state of the body - R=0,841; physical fitness - R=0,702. Scientific novelty: the ratio of engineers' physical state golden section (physical development, functional state of the body, physical fitness) with a specific weight of 17,0% : 45,24% : 37,76% is revealed. Practical significance: the emphasis of the predominant orientation of the engineer' physical training with the parity of the body's functional state cluster is determined.
Keywords: engineer, physical condition, industry and metallurgy, modern technologies, canonical correlation analysis.
For citation: Igor Yu. Pugachev*. Modern technologies in industry and metallurgy in conjunction with the results of an engineer's physical s state canonical correlation. Russian Journal of Physical Education and Sport. 2024; 19(4): .
Введение
Новая матрица социального сознания, как, например, «Фиджитал-спорт», объединяет в себе элементы виртуальной реальности, киберспорта и интернета вещей. Концепт олицетворяет симбиоз современных высоких технологий и спортивных соревнований. В свою очередь, высокие IT-технологии напрямую связаны с инженерией, поскольку компьютерный инжиниринг - это дисциплина, которая объединяет информатику и электронную инженерию. Компьютерный инжиниринг охватывает комплекс мероприятий, которые используют инновационные методы и средства, современную электронную технику, программное обеспечение и новейшие разработки в области информационных технологий для решения инженерных задач различного уровня сложности. Выше обозначенными процессами и явлениями управляет инженер.
Изучение свойств структуры физического состояния людских ресурсов предстает актуальным направлением исследований сегодня [1, 2].
Целью работы является уточнение современных технологий в промышленности и металлургии; осуществление канонической корреляции анализа физического состояния инженера.
Материалы и методы
Применялись методы логической обработки и сжатия информации; тестирование; синтетический эксперимент; биометрия; моделирование; прогнозирование. Задействовано 45 специалистов-инженеров производственно-инжинирингового предприятия АО «ЗАВКОМ» (Тамбовский завод «Комсомолец» имени Н.С. Артемова) возраста 36,03±1,25 лет, г. Тамбов, Россия.
Результаты и обсуждение
Применение компьютерных технологий в инжиниринге позволяет:
- справиться с вызовом значительного роста сложности при разработке высокоэффективных и безопасных технических систем;
- обеспечить высокую скорость создания новых продуктов в соответствии с запросами
рынка;
- сокращать время разработки и значительно экономить материальные затраты.
Использование компьютерного моделирования, современных средств коммуникации и
совместной работы позволяет повысить производительность инженерного труда.
Сегодня даже ряд современных типографий вуза, например, полиграфический участок РГПУ им. А. И. Герцена насыщен дистанционной аппаратурой производства изданий цифровой и аналоговой печати: инженеру-оператору лишь стоит вечером, находясь дома, ввести данные, - и к утру на объекте автоматически предстанут произведенные тиражные издания в твёрдом переплёте, с круглением корешка и шитьём при минимальной стоимости. Многолетний опыт проектирования, поставки, монтажа и ввода в эксплуатацию различного технологического оборудования современных заводов гарантирует профессиональный менеджмент от первой идеи до реализации проекта промышленного емкостного, теплообменного, колонного оборудования из коррозионностойких и углеродистых сталей, алюминия, биметалла, титана и его сплавов. Выпускаемое промышленное оборудование используется в нефтегазовой, химической, пищевой и других отраслях промышленности.
Среди сложных инженерных технологий в промышленности можно выделить следующие [3]:
- аддитивные технологии, например, селективное лазерное плавление (Selective Laser Melting); с их помощью изготавливают геометрически сложные изделия, детали машин и двигателей;
- системы на основе «цифровых двойников» производственных процессов; они включают элементы искусственного интеллекта (ИИ), интернета вещей, сенсорики и технологии беспроводной связи;
- промышленные роботы; помогают сокращать расходы на оплату труда, удерживать на стабильном уровне качество продукции, увеличивать технологическую гибкость производства;
- технологии машинного обучения; применяются, когда по мере накопления массивов данных о состоянии промышленного оборудования, людям становится не под силу прогнозировать его остаточный ресурс и критически важные неисправности;
- цифровое прототипирование; дизайнеры, производители и инженеры используют его для проектирования продуктов и визуализации всего процесса их производства;
- умные фабрики; полностью автоматизированные (роботизированные) производства, на которых управление всеми процессами в режиме реального времени и с учётом постоянно изменяющихся условий обеспечивает связка технологий интернета вещей, анализа Big Data и информационных систем управления производственными и бизнес-процессами.
Среди сложных технологий в металлургии можно выделить следующие [4]:
- метод электролиза; сложный процесс, при котором металлы извлекаются из их соединений путём плавления и растворения, с последующим осаждением на электроде;
- технология прямого восстановления; использует химические реакции для превращения руды в металлы; требует значительных физических усилий и мощного оборудования;
- доменная печь; считается одним из самых сложных типов печей в металлургии, так как включает сразу несколько фаз: жидкую, твёрдую и газ;
- электрическая обработка металла; современный метод, применяющийся для достижения высокой точности и качества в обработке самых твёрдых сплавов; включает электроискровую и электрохимическую обработку.
Вышеизложенное отражает лишь видимый аспект проявления, доступный широким людским ресурсам. В то же время аналоговым подобием управления сложными электронно-техническими системами на фоне определенного (активного или изометрически-пассивного) режима нормирования насыщена деятельность инженеров-операторов атомных субмарин, стратегических ракетных комплексов, стелс-технологичных реактивных истребителей и
мн. др. В наши дни прогресс проявило широкое распространение применения беспилотников (БПЛА), которые предполагается выделить в отдельный род войск Вооружённых сил России.
Существует несколько типов дронов в зависимости от их конструкции:
- мультироторные (мультикоптерные); представляют собой летающую платформу с 3, 4, 6, 8, 12 бесколлекторными двигателями с пропеллерами;
- с неподвижным крылом; для полёта и создания подъёмной силы используют «крыло», как его используют обычные самолёты;
- однороторные (беспилотный вертолёт); имеют один большой ведущий винт плюс небольшой по размеру винт на хвосте, чтобы контролировать курс;
- гибридные; летательный аппарат (ЛА) с поворотными (или фиксированными) винтами, которые при взлёте и посадке работают как подъёмные, а при горизонтальном полёте как тянущие.
Градация сложности дронов может включать и другие параметры, например, уровень автономности, дальность полёта, высоту полёта, размеры и вес. Также существует FPV-дрон (First-Person View - вид от первого лица). Он оснащён камерой, которая передаёт видео с помощью беспроводной связи на очки виртуальной реальности или видеоочки пилота. Благодаря этой технологии пилот может ощущать полное присутствие в воздушном пространстве и видеть всё, что видит дрон, будто он находится внутри ЛА.
Проблемная ситуация проявляется, с одной стороны, несмотря не огромную численность инженеров и специальностей; с другой стороны, - количество высококлассных сотрудников ограничено [5]. Если в дозировании физической нагрузки человека прозрачно обозначены критерии ее регулирования (количество раз; секунд; метров; баллы; частота пульса и др.), то в энергетическом потенциале усилий мотонейронов головного мозга и их полноценного измерения отсутствует научно завершённый контент. Попытка определить взаимосвязь второй сигнальной системы инженера с мозаикой «йоты» его телесно-морфологического физического состояния детерминировало нашу глобальную научную задачу в перспективе.
При исследовании физического состояния инженеров с учетом задействования внутренних систем и органов нами первоначально был выявлен гомогенный компонент, наиболее корреляционно связанный со всей структурой изучаемого множества параметров. Первоначально их было 250. Далее методом «сжатия информации» [6] был выбран 3-х минутный степ-тест по технологии Военного института физической культуры. Несколько более высокую информативность проявили и другие тесты, но их реализация в плане доступности для массового использования создаёт значительные финансовые трудности. Сущность применяемого нами метода состоит в том, что геометрическая интерпретация
канонической корреляции эквивалентна нахождению такой пары векторов в пространствах, соответствующих выбранным множествам (причем каждый вектор данной пары условно характеризует свое пространство, а значит и свое множество), угол между которыми был бы наименьшим. Косинус данного угла и является максимальным коэффициентом канонической корреляции (R). В результате исследования установлено, что плеяда канонической корреляции структурных компонентов физического состояния искомых инженеров с их профессиональной подготовленностью выглядит следующим образом: физическое развитие -R=0,316; функциональное состояние организма - R=0,841; физическая подготовленность -R=0,702. При этом структурные компоненты, характеризующие физическое состояние инженеров (физическое развитие, функциональное состояние организма, физическая подготовленность) имеют соотношение 17,0% : 45,24% : 37,76%.
Заключение
Среди сложных инженерных технологий в промышленности можно выделить следующие: аддитивные технологии; системы «цифровых двойников» с элементами ИИ; промышленные роботы; цифровое прототипирование; умные фабрики со связкой анализа Big Data. Среди прогрессивных технологий в металлургии представлены: метод электролиза; экзоген прямого восстановления; доменная печь; электросплав металла. Установлено, что плеяда канонической корреляции R структурных компонентов физического состояния современных инженеров с их профессиональной подготовленностью выглядит следующим образом: физическое развитие - R=0,316; функциональное состояние организма - R=0,841; физическая подготовленность - R=0,702. Это определяет акцент преимущественной направленности физической тренировки инженера с паритетом кластера функционального состояния организма.
Список литературы
1. Кузнецова З.М., Мутаева И.Ш., Халиков Г.З. Биоимпедансный анализ состава тела девушек и женщин первого зрелого возраста. Человек. Спорт. Медицина. 2024; 24(2): 86-92. DOI 10.14529/hsm240211.
2. Кузнецова З.М., Овчинников Ю.Д. Усталость - биомеханическая категория // Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. 2018; 13(1): 178-183. DOI 10.14526/01_2018_298.
3. Bala P.S.N.S., Fatima S., Fathima Yu. A Review on Organ Printing: Computer Aided Tissue Engineering. International Journal of Pharmaceutical Sciences Review and Research. 2022: 157161. DOI 10.47583/ijpsrr.2022.v75i02.025.
4. Металлургические процессы: сравнение различных видов обработки. URL: https://www.a1-met.com/blog/metallurgicheskie-protsessy/.
5. Кузнецова З.М., Кузнецова Е.А. X Международный Конгресс "Спорт, Человек, Здоровье". Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. 2021; 16(4): 5-7. DOI 10.14526/2070-4798-2021-16-4-5-7.
6. Пугачев И.Ю. Определение интегративной направленности физической подготовки в военно-инженерных вузах на основе принципа "сжатия информации". Интеграция образования. 2013; 2(71): 35-41.
References
1. Kuznetsova Z.M., Mutaeva I.Sh., Khalikov G.Z. Bioimpedance Analysis of Body Composition of the First Mature Age Girls and Women. Chelovek. Sport. Medicina = Human. Sport. Medicine. 2024; 24(2): 86-92. DOI 10.14529/hsm240211. [In Russ., In Engl.].
2. Zinaida M. Kuznetsova, Yuriy D. Ovchinnikov. Fatigue as a Biomechanical Category. Pedagogiko-psihologicheskie I mediko-biologicheskie problemy fizicheskoj kul'tury I sporta = The Russian Journal of Physical Education and Sport. 2018; 13(1): 178-183. DOI 10.14526/01_2018_298. [In Russ., In Engl.].
3.Bala P.S.N.S., Fatima S., Fathima Yu. A Review on Organ Printing: Computer Aided Tissue Engineering. International Journal of Pharmaceutical Sciences Review and Research. 2022: 157161. DOI 10.47583/ijpsrr.2022.v75i02.025.
4. Metallurgical processes: comparison of different types of processing. URL: https://www.a1-met.com/blog/metallurgicheskie-protsessy/.
5. Zinaida M. Kuznetsova, Elena A. Kuznetsova. X International Congress "Sport, Man, Health". Pedagogiko-psihologicheskie I mediko-biologicheskie problemy fizicheskoj kul'tury I sporta = Russian Journal of Physical Education and Sport. 2021; 16(4): 5-7. DOI 10.14526/2070-4798-2021-16-4-5-7. [In Russ., In Engl.].
6. Pugachev I.Yu. Determination of the Integrative Orientation of Physical Training in Military Engineering Universities on the Basis of the Principle of "Information Compression". Integracija obrazovanija. 2013; 2(71): 35-41. [In Russ.].
Статья поступила в редакцию: 24.10.2024
Пугачев Игорь Юрьевич - кандидат педагогических наук, доцент, Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина, 392000, Россия, г. Тамбов, ул. Интернациональная, дом 33, e-mail: [email protected]
