Цивилизация
Ученые Пермского Политеха представили разработку, которая может значительно повысить эффективность производства оптоволоконных кабелей — ключевого элемента современного интернета, связи и медицинской техники. Исследователи создали универсальный инженерный инструмент, позволяющий автоматически рассчитывать оптимальные параметры обработки кварцевых трубок любой толщины и диаметра. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
В производстве оптического волокна нет «мелочей»: разница в доли миллиметра, нарушение теплового режима или изменение скорости нагрева могут сделать заготовку непригодной. Оборудование на заводах обычно настроено под стандартные размеры трубок, а реальное сырье почти всегда отклоняется от эталона. Технологам приходилось корректировать параметры «на глаз», опираясь на опыт и интуицию — и это приводило к росту брака.
Чтобы решить проблему, исследователи ПНИПУ подробно смоделировали ключевые этапы производства — травление, полировку и жакетирование, когда нагретая кварцевая трубка надевается на стержень и образует заготовку для будущего волокна. В виртуальной среде ученые изменяли десятки параметров: размеры трубки, теплопроводность материалов, скорость и мощность горелки. Модели сопоставили с реальными заводскими данными, чтобы подтвердить их точность.
«Финальным шагом стало преобразование огромного массива данных в простой производственный инструмент. Мы создали технологические номограммы — по сути, понятные графики, по которым технолог может мгновенно определить нужные параметры работы оборудования, опираясь только на реальные размеры трубки», — объяснила доцент кафедры «Прикладная математика» ПНИПУ Дарья Владимирова.
На практике это означает, что работнику больше не нужно подбирать настройки вручную или рисковать дорогостоящей заготовкой. Достаточно измерить трубку и свериться с номограммой — система сразу выдаст оптимальную скорость движения горелки, мощность нагрева и другие параметры.
Скорость обработки нестандартных заготовок выросла вдвое, а доля брака сократилась на 75%. По словам заведующего кафедрой Владимира Первадчука, разработка не только снижает себестоимость и повышает качество продукции, но и устраняет дефицит научно обоснованных методик, который долгое время тормозил развитие отрасли.
Ученые отметили, что такой подход подходит не только для производства оптоволокна. Математические модели и визуальные инструкции можно адаптировать для управления плавкой стекла, регулировки параметров химических реакторов и других высокотехнологичных процессов, где на кону точность и стабильность.
Ранее российские ученые увеличили срок службы литий-ионных аккумуляторов.
