Рассматриваются вопросы информационной интеграции конструкторской и технологической подготовки производства. Предложена методика построения 3D-моделей деталей, основанная на использовании унифицированных и типовых конструктивно-технологических элементов с учетом их структурных уровней. Применение методики облегчает возможность трансформации моделей при решении технологических задач, в том числе для построения моделей операционных заготовок, расчета технологических размеров, разработки управляющих программ для оборудования с числовым программным управлением. Предлагаемая методика наиболее эффективна при внедрении в производство многооперационных цифровых технологических процессов.

Представлен обзор современных интеллектуальных подходов к автоматизации, используемых на различных этапах технологической подготовки производства полимерных изделий методом литья под давлением. На основе обзора литературы предложена схема технологической подготовки с использованием рассматриваемых методов, которая позволит повысить ее эффективность.

Для планирования, проектирования, разработки и обслуживания киберфизических систем, которые составляют основу современных цифровых промышленных инфраструктур, необходимы хорошо обученные инженеры. Разработка таких систем является сложной задачей, однако, по словам представителей отрасли, выпускники недостаточно подготовлены к профессиональной работе, в частности, не хватает практических навыков. Для последующего трудоустройства и успешной карьеры студенты должны иметь возможность получить опыт по созданию таких систем во время учебы и отработать как технические, так и практические навыки в реальных условиях. В статье представлен ретроспективный обзор результатов на примере двух курсов по проектированию промышленных киберфизических систем в рамках магистерской программы Университета ИТМО, Санкт-Петербург, Россия, проведенных в зимних семестрах 2016/17 и 2017/18 гг. С этой целью в 2022 г. были опрошены выпускники, прошедшие эти курсы, им предлагалось оценить пользу курсов для своей работы. По словам выпускников, участие в этих курсах имело большое значение как для их профессионального, так и личного развития; также они отметили, что особенно ценят приобретенные на курсах навыки программирования и совместной работы.

Предложена методика построения индустриальных агентов с применением технологических адаптеров для интеграции физических объектов к производственной киберфизической системе. Рассмотрены возможности применения и реализации подключения объекта на примере муфельной электропечи. Произведен анализ текущего состояния исследуемого объекта и рассмотрен вариант состава комплектации технологического адаптера. Показан процесс построения индустриального агента — модульной ячейки „Melting Cell“, предоставляющей возможность проведения операций термообработки, плавления и спекания по запросу в качестве сервисного приложения экспериментальной Smart Factory.

Обсуждаются проблематика и тенденции развития процесса проектирования. Представлен обзор современных требований к проектируемым производственным системам. Рассмотрены этапы развития моделей организации современных производственных систем и обозначена необходимость разработки новых архитектурных моделей таких систем с использованием технологий производственных киберфизических систем. Предложена архитектурная модель сервис-ориентированной производственной системы на основе референсной модели RAMI. Представлен пример реализации предложенной архитектурной модели на базе опытно-экспериментальной фабрики по выпуску магнитных композиционных материалов.

Предложена новая методика операционного контроля режущего инструмента с применением бесконтактных датчиков его наладки и рассмотрены основные трудности контроля инструмента в производстве. Разработанная методика позволяет повысить уровень автоматизации технологической подготовки производства за счет применения рекомендованной разработанной базы данных технических параметров инструмента и усовершенствования алгоритма обработки результатов измерений, полученных бесконтактными датчиками наладки инструмента. Контроль по новой методике повышает эффективность производства участков, на которых размещены станки с ЧПУ, и обеспечивает заданное качество изготовления деталей. Преимущества методики — экономичность решения за счет применения только штатных датчиков станков с ЧПУ, а также исключение ручной обработки результатов измерений. Актуальность работы обусловлена распространенностью применения ротационного фрезерного инструмента в технологии современного приборостроительного и машиностроительного производства.

Рассматриваются технологические особенности изготовления пьезоэлектрические датчиков вибрации, наиболее часто используемых для измерения механических колебаний. Приведена конструкция пьезоэлектрического датчика вибрации и определены его ключевые характеристики, рассмотрены требования к шероховатости поверхности и допуску плоскостности и параллельности. Проведен анализ исследований, посвященных технологическим вопросам изготовления пьезоэлектрических датчиков вибрации. Показана необходимость разработки методики по определению рациональных технологических режимов доводочной операции.

Рассматривается возможность применения магнитоиндукционного метода с дифференциальным включением двух катушек индуктивности для регистрации параметров движения ударника при динамическом индентировании. На основе анализа литературы по неразрушающему контролю механических характеристик материалов обосновано применение метода динамического индентирования как перспективного направления в данной области. Разработан прототип первичного преобразователя датчика динамического индентирования, отличительной особенностью которого является применение в нем двух дифференциально включенных катушек индуктивности. Для обоснования работоспособности первичного преобразователя разработана компьютерная 3D-модель регистрации движения ударника при пролете в программе конечно-элементного анализа Comsol Myltiphysics, с помощью которого проанализировано влияние изменения геометрических параметров дифференциально включенных катушек индуктивности на изменение ЭДС от времени. Приведены результаты экспериментальной отработки прототипа датчика динамического индентирования. Предложенная схема реализации магнитоиндукционного метода позволяет существенно снизить зависимость получаемого сигнала ЭДС от взаиморасположения магнита и катушек индуктивности, что, в свою очередь, позволяет повысить точность регистрации параметров движения индентора.