Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Комбинаторно-морфологическая матрица параметров инновационных материалов

морфологический матрица инновация стройматериал

Сущность морфологического метода состоит в формировании так называемой морфологической матрицы или таблицы, однозначно характеризующей функции и внутреннюю структуру объекта экспертизы, с последующей специфической обработкой данных такой таблицы с помощью специальных процедур.

В материалах базы знаний, относящихся к составлению морфологических матриц, внимание пользователя особо обращается на то, что эти матрицы являются центральным звеном морфологического метода и поэтому требуют тщательного и внимательного формирования.

Сущность морфологического метода состоит в формировании так называемой морфологической матрицы или таблицы, однозначно характеризующей функции и внутреннюю структуру объекта экспертизы, с последующей специфической обработкой данных такой таблицы с помощью специальных процедур.

Метод комбинаторики

Основная новизна метода комбинаторики в широком использовании законов и методов, применяемых для поиска сочетаний. В этом методе дан новый подход к анализу объекта. Ключевыми моментами подхода являются введенные оси: а) понятие рабочего органа; б) понятие рабочей среды; в) учет агрегатного состояния объекта (его частей) и среды; г) признак геометрической формы рабочего органа; д) признаки структуры рабочего органа (взаимное расположение частей, подвижность частей); е) признаки взаимной связи частей рабочего органа на макро- и микроуровнях. Внешне морфологическую матрицу записывают не в виде горизонтальных рядов, раскрывающих варианты исполнения осей, а в виде вертикальных.

При комбинаторном синтезе используют перечень идей усовершенствуемого объекта. Цель применения метода комбинаторики та же, что и метода морфологического анализа, т.е. поиск широкой области исследования. Автор метода указывает, что решения, найденные в матрице, легче описать с помощью формул изобретений, так как в них есть основные составные части, необходимые в таком описании.

При построении комбинаторной матрицы в ней выделяют графы для составных частей рабочего органа. Рабочая среда также входит в рассмотрение как составной элемент рабочего органа. Затем описывают агрегатное состояние, характеристики материала рабочего органа, его геометрические формы, структуры, комбинации подвижных и неподвижных частей, взаимосвязи частей рабочего органа.

Комбинаторный метод не ставит вопрос о получении единственного решения, а стремится к получению множества изобретений.

Параметры инновационных материалов

Инновация, нововведение - это внедрённое новшество, обеспечивающее качественный рост эффективности процессов или продукции, востребованное рынком. Является конечным результатом интеллектуальной деятельности человека, его фантазии, творческого процесса, открытий, изобретений и рационализации. Примером инновации является выведение на рынок продукции (товаров и услуг) с новыми потребительскими свойствами или качественным повышением эффективности производственных систем.

Инновация - это такой процесс или результат процесса, в котором:

• используются частично или полностью охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности;

• обеспечивается выпуск патентоспособной продукции;

• обеспечивается выпуск товаров и услуг, по своему качеству соответствующих мировому уровню или превышающих его;

• достигается высокая экономическая эффективность в производстве или потреблении продукта.

Прежде чем стать полноценной инновацией, новшество должно пройти определенные этапы на пути своего жизненного цикла. Изначально новшество возникает в результате теоретических проработок, практических исследований и экспериментов. Новшеством может называться новый способ производства, рационализаторская идея, совершенно новый тип продукта с уникальными заданными свойствами и т.д. Для того чтобы превратить его в настоящую инновацию, необходимо внедрить новшество в производство.

В свою очередь, это требует дорогостоящих маркетинговых исследований, проведения НИОКР, создания производственно-технической базы. Все это влечет за собой колоссальные затраты ресурсов, как материально-технических, так и трудовых.

Сегодня доля России в общемировых инновационных достижениях едва достигает 4%. Учитывая отстающее положение России на международной арене развития и внедрения нанотехнологий, создание подобного института можно считать особенно актуальным. Естественно, что инновационная деятельность требует строжайшего контроля, защиты интеллектуальной собственности. Выполнение данных функций - весьма трудоемкая и затратная задача, которая также будет входить в сферу деятельности государственной Корпорации нанотехнологий.

К достижениям отечественной науки можно отнести такие материалы, как «негорючая» древесина. Технология изготовления данного материала отличается от обычной введением дополнительных операций приготовления раствора антипирена, который вводится в древесную массу, вместе с ней сушится, вследствие чего материал приобретает большую огнестойкость.

Результатом инновационной деятельности по управлению структурными параметрами материалов является пеноалюминий, изготавливаемый по специальной технологии. Поры составляют более 2/3 общего объема материала. Пеноматериал имеет высокую удельную жесткость, низкую тепло- и электропроводность, высокое звукопоглощение. Эти свойства, вместе с полной утилизацией и экологической чистотой, делают алюминиевый пеноматериал привлекательным для применения в строительстве и транспорте.

Естественно, что для достижения максимальной эффективнос - ти желательно, чтобы инновационная деятельность сочетала в себе такие черты, как экономическая целесообразность и экологическая безопасность, иначе даже самое интересное достижение или открытие может потерять свою актуальность, в свете, например, высокого «загрязняющего» эффекта или очень высокой стоимости применения в промышленности. Именно поэтому особенный интерес представляют инновационные технологии применения вторичного сырья для улучшения характеристик строительных материалов. Хорошим примером может послужить производство высокопрочного бетона с применением органоминеральных добавок. Современный зарубежный опыт производства высокопрочных бетонов показывает возможность широкого применения тонкодисперсных комплексных органоминеральных добавок (ОМД). Ранее учеными была доказана польза от использования в качестве наполнителей высокопрочных бетонов многотоннажных отходов литейной про - мышленности, переработанных на щебень отходов бетона, которые широко представлены практически во всех регионах РФ. Доказана также высокая эффективность использования органоминеральных модификаторов для получения высокопрочных бетонов.

Так, примером органоминеральных композиций могут служить разработанные полистиролцементные композиции различной плотности (150-300 кг/м³), перерабатываемые при нормальных температурновлажностных условиях. В полистиролцементной композиции пониженной плотности в качестве полимеров использованы вспученные гранулы полистирола и полистирольный полуфабрикат, а в качестве вяжущих - портландцемент, растворимое стекло, отходы ферросплавных заводов, а также поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Оптимизация содержания исходных компонентов и режимов отдельных технологических операций связана с поиском экстремума-максимума зависимости «состав-свойство». В основу процесса подбора состава заложен способ уменьшения плотности растворной части композита за счет снижения расхода вяжущего композита.

Исследования показали, что при уменьшении плотности композита ниже 200 кг/м³ только за счет снижения расхода цемента не удается сохранить пленочно-ячеистой структуры материала. В этом случае для макроструктуры композита характерно наличие много - численных дефектов в виде воздушных включений. Ввиду этого разработаны и реализованы различные физико-химические и технологические приемы, направленные на сохранение непрерывности структуры композита.

Основным ориентиром при оценке результатов использования этих приемов служили известные требования, предъявляемые к утеплителям зданий различного назначения: плотность, теплопроводность, водопоглощение, прочность при сжатии.

На основании выполненных исследований были разработаны практические рекомендации по рецептурам полимеркомпозитного утеплителя пониженной горючести различной плотности (100-350 кг/м³).

Состав полистиролцементной композиции плотностью 100-300 кг/м³ изучен, испытан и допущен к массовому использованию. Данный материал обладает следующими характеристиками:

- прочность при растяжении - 0,75-1,9 МПа, в зависимости от плотности;

- модуль упругости - 4-20 МПа (при сжатии), 2-17,5 МПа (при растяжении).

- влаго- и водопоглощение - 2,7 - 4,8%, в зависимости от плотности;

- коэффициент теплопроводности - 0,05~0,071 Вт/м°С, в зависимости от плотности (по заключению НИИ «Стройфизика», г. Москва);

- горючесть (по заключению Высшей пожарной академии, г. Москва).

Расчетная долговечность полистиролцементного утеплителя составляет около 50 лет. Как показывает опыт эксплуатации легких ограждающих конструкций с полистиролцементной композицией на разных объектах в России в течение 25-30 лет, утеплитель находится в хорошем состоянии.

В соответствии с предлагаемой технологией, приготовление полистиролцементной композиции включает процесс вспенивания бисера до гранул пенополистирола заданного размера и плотности 23~25 кг/м³. Это позволяет сократить транспортные расходы на перевозку сверхлегких, но объемных компонентов и гарантированно получать гранулы пенополистирола требуемого качества.

Выполненный комплекс исследований позволил разработать рациональные конструктивные решения не только кровельных панелей, панелей наружных стен для мало- и многоэтажного строительства, определить технологические режимы и операции по изготовлению блоков, но и технологию применения полистиролцементной композиции в построечных условиях. При этом обеспечивается хорошее качество и достаточно разнообразная отделка за счет использования различных наружных обшивок в виде полимерных материалов, стальных листов и декоративных штукатурок.

Имеющийся опыт применения полимеркомпозитного утепли - теля в строительстве свидетельствует о высокой эффективности и долговечности, как самого материала, так и легких ограждающих конструкций с его использованием.

Полистиролбетон обладает уникальными свойствами: повышенной вязкостью разрушения, водостойкостью, морозостойкостью и высокой трещиностойкостью, стоимость 1 м² стены - в 1,7 - 1,9 раза дешевле стен из пено- и газобетона. Разработанная заводская технология и оборудование по производству полистиролбетонных блоков, плит и перемычек превышает основные показатели зарубежных аналогов (фирма «Аустроплан»,

Австралия) по металлоемкости, энергоемкости и объему продукции на 1м² в 1,4-1,9 раза. Снижается также трудоемкость монтажа в 1,3-1,7 раза по сравнению с изделиями из пенобетона, изготавливаемыми на оборудовании фирм «Хебель» и «Итонг» (ФРГ).

Тем не менее, несмотря на определенные успехи, в числе экономических проблем формирования, развития и внедрения инноваций в сфере стройматериалов, следует отметить следующие:

- ресурсо- и капиталоемкость: высокие людские, технические и материальные затраты - особенность серьезных инновационных проектов подобного рода. Помимо слабой материально-технической базы, важное место в этой проблеме занимает серьезнейший дефицит квалифицированных кадров. Естественно, что данное обстоятельство создает ряд значительных препятствий на пути успешной реализации данных проектов;

- длительный характер исследований приводит к тому, что серьезные инновационные проекты зачастую носят долговременный характер, что, несомненно, значительно повышает их риски. В условиях нестабильного, динамично меняющегося социально-экономического и политического фона, самым непосредственным образом влияющего на жизнь общества, сложно прогнозировать все опасности и возможные обстоятельства, способные превратить потенциально успешный проект в убыточный;

- не всегда правильная оценка потенциальной социально-экономической эффективности от внедряемых веществ: сложность и зачастую отсутствие подходящей методики оценки эффективности инноваций, учитывающей все факторы, влияющие на конечный эффект, делают эту проблему одной из наиболее актуальных. В рамках данной задачи необходимо использовать принцип Парето-эффективности, когда капиталовложения в инновационные проекты должны быть оправданы социально-экономической отдачей от них. Однако правильный перевод «социального» положительного эффекта на экономический язык - задача чрезвычайно сложная, ведь для правильных вычислений все неизвестные должны быть приведены к общему знаменателю.

Таким образом, создание государственной управляющей компании в виде Корпорации нанотехнологий, главной целью которой является решение трех вышеуказанных задач - с управленческих позиций вполне оправдано. А учитывая подход и масштабность проекта, можно с полной уверенностью говорить о его серьезных перспективах и для инвестиционно-строительного комплекса России.

Размещено на Allbest.ru