автореферат диссертации по , 05.00.00, диссертация на тему:Развитие системы интеграции технологий в металлургии

4179

На правах рукописи

УДК 316.4.063.3:669

ТЮТЮКОВ Сергей Александрович

Съ+йм ~ Фь /л

РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ ИНТЕГРАЦИИ ТЕХНОЛОГИЙ В МЕТАЛЛУРГИИ

Специальность: 05.25.07 - Исследования в области проектов и программ

Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук

Научный консультант - действительный член РАЕН, доктор технических наук, профессор Гольдштейн Сергей Людвигович

Екатеринбург 2008

Работа выполнена в НП «Уральский межакадемический союз», Уральском НИИ чёрных металлов, Уральской государственной лесотехнической академии, Российском государственном профессионально-педагогическом университете, Уральском государственном техническом университете - УПИ

Официальные оппоненты: - чл.-корр. РАЕН, проф. докт. техн. наук

Смирнов Геннадий Борисович,

-действ, член АИН РФ им. А.И. Прохорова, проф. докт. техн. наук Спирин Николай Александрович,

- действ, член АИН РФ им. А.И. Про хорова, докт. техн. наук Лесников Владимир Петрович

Защита состоится 13 ноября 2008 г. в 15-00 на заседании Диссертационного Совета Д 098.07 PCO ММС 096 по адресу: 620077, Екатеринбург, ул. Володарского, 4, НИИЦВЕТМЕТ/УМС.

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в УМС и в библиотеке УГТУ-УПИ.

Диссертация в виде научного доклада разослана 13 октября 2008 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета проф., канд. физ.-мат. наук

В.И. Рогович

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ АИ11 РФ - Академия инженерных наук Российской Федерации ВМ ванадиевые материалы ВШ - ванадиевый шлак

ГКНТ - государственный комитет по науке и технике ДКОТ - дисциплинарно-корпоративная организация технологий ДКОТМ - дисциплинарно-кориоративная организация технологий в металлургии ДППТ - дуговая печь постоянного тока ДТА - дифференциально-термический анализ ДТГ - дифференциально-термическая гравиметрия ML1I - металл ичованная шихта МИ Г - междисциплинарная поддержка технологий М1ГГМ - междисциплинарная поддержка технолог ий в металлургии МЧМ ■ министерство чёрной металлургии НВЦ- научно-внедренческий центр

НИОКР - научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа

НИОМЕ-'Г - научно-исследовательский отдел металлургии

ОК отработанный катализатор

OI I - отходы производств

РАЕН - Российская академия естественных наук

РМП - ремонтно-механическое подразделение

РГГ111У - Российский государственный профессионально-педагогический

университет СиИн - системная иитсфация СиИнМет - системная интеграция в металлургии СИТ-М ~ система интеграции технолог ий в металлургии ТГ - термогравимстрия ТЛЗ - технологическое задание

ТПФУД - теория поэтапного формирования умственных действий ТРИЗ - теория решения изобретательских задач ТС - технологическая схема ТГ - техническое творчество ТЭО - технико-экономическое обоснование ТЭР - топливно-энергетические ресурсы УГЛТА - Уральская государственная лесотехническая академия УралНИИЧМ - Уральский научно-исследовательский институт чёрных металлов

У ИМИ - управление профильно-поддерживающей интеграцией УППИТМ - управление профильно-поддерживающей интеграцией технологий в металлургии ЦБК - целлюлозно-бумажный комбинат ЭСП11 - электросталеплавильный цех

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Проблема интеграции технологий в металлургии решена далеко не полностью. Так, в реализуемых отраслью НИОКР недостаточно высока доля исследований в области комплексных проектов и программ; относительно низка управляемость интеграцией в процессе экологизации творческой деятельности; не выявлен и не задействован в полной мере инте-гративный, в том числе педагогический, потенциал экологизированных средств изобретологии; в недостаточной степени используются возможности интеграции при изыскании вторичных ресурсов и вовлечении их в цикл производства; не уделяется требуемого внимания проблемам интеграции технологий прямого восстановления и прямого легирования при получении сплавов. В результате существующие технологии переработки, например, ванадийсодержащих материалов, характеризуются излишней многостадийностью, то есть недостаточной интарированностью. В целом при совершенствовании функционирующего в настоящее время металлургического комплекса ощущается потребность в методологии системной интеграции, адаптированной к нуждам отрасли.

Функционирование существующих технологий и моделирование новых в металлургии осуществляется в следующих основных направлениях: во-первых, - в корпоративном узкопрофильном технико-технологическом; во-вторых - в междисциплинарном; в-третьих в управленческом. Однако уровень взаимодействия между этими направлениями недостаточен.

В связи со сказанным представляется актуальным проведение системных исследований обозначенной проблемы на базе разработок B.Li. Грум-Гржимаило, C.B. Колпакова, C.J1. Гольдштейна, В.И. Ильина, H.H. Моисеева, Н.К. Чапаева и др. Тематика была включена в координационные программы, выполнявшиеся по линии Г'КН'Г (Постановление № 148 от 18.04.1979 г.) и МЧМ СССР (Протокол совещания № 113 от 23.03.1982 I . у зам. министра А.Ф. Борисова), а также в планы выполнения госбюджетной тематики РГППУ (темы 2001-2005 г.г., № 03-112-01 «Экологизация содержания подготовки педагогов профессиональной школы в области сварочных технологий на основе интеграции знаний», № 03-109-01 «Разработка оптимизированных моделей сварочных технологий»; тема 2.14 «Методологические основы экологизации содержания подготовки педагогов профессионального обучения по дисциплинам специализации в области сварочного производства» - с 2006 года).

Объект исследования - система интеграции технологий в металлургии (СИТ-М).

Предмет исследования - развитие системы интеграции технологий в металлургии.

Цели и задачи исследования

Глобальная цель развитая система интеграции технологий в металлургии.

Локальная цель 1 - получение новых знаний в виде пакета моделей о системе интеграции технологий для металлургического комплекса. Локальная цель 2 - разработка и апробация перспективных подходов, а также технико-технологических, организационно-управленческих и эколого-недагогических решений и рекомендаций для совершенствования системы интеграции технологий в металлургии.

Задачи:

- анализ аспектов функционирования и развития систем интеграции технологий в металлургии с выходом на пакет прототипов;

- развитие пакета моделей системы интефации технологий в металлургии и сб стратегических подсистем;

- развитие пакета моделей для тактических составляющих СИТ-М, а именно, для блоков и узлов соответствующих подсистем;

- развитие пакета моделей и способов технологического уровня СИТ-М на примере получения ванадийсодержащей металлопродукции;

- оценка результативности предлагаемых решений.

Методы исследования:

- общенаучные (логический, исторический, генетический, индуктивный, дедуктивный, аналогий, системного подхода, системной интеграции);

- конкретно-научные и эмпирические (сравнительного анализа научных источников информации и продуктов учебной и профессионально-педагогической деятельности, наблюдения, опросные - анкетирования, тестирования, ТГ, ДТГ, ДТА, математической статистики, проектирования, промышленного эксперимента, мониторинга эксплуатации, технико-экономических оценок, затрат ТЭР, эколого-микроцивилизационного подхода).

Научная новнзня: сформирован базовый пакет прототипов, отличающийся шести-ранговой структурой;

- развита в сравнении с прототипом структура СИТ-М за счет ввода подсистемы системной интефации (СиИн), а также изменения структуры тр£х подсистем (ДКОТМ, МПТМ, У1ШИТМ) путем введения в них новых блоков (соответственно, профильной интефации, поддерживающей интефации, парирования помех) и новых связей;

- развиты шесть блоков, а именно - черной металлургии, литейно-сварочных ремонтных производств, педагогики, энсрго-ресурсосбереже-ния, ресурсов и инноваций, за счет ввода новых узлов (получения легированной ванадием металлопродукции из сплавов на основе железа, получения металлопродукции с добавками ванадия в литейно-сварочных рс-

монтных производствах, педагогико-технико-творческой поддержки при разработке технологий, разработки и усовершенствования методик расчета энерго-ресурсоёмкости металлопродукции, повышения степени комплексности металлургических технологий за счет усовершенствования алгоритмов вовлечения вторичных ресурсов в производство металлопродукции и технической творческой деятельности);

— развиты шесть узлов за счет ввода новых элементов: металлургических технологий получения ванадийсодержащих сталей и сплавов, педагогической технологии поддержки разработки промышленных технологий, расчета топливно-энергетических затрат на получение ванадийсо-держащей металлопродукции, синтезирования составов шихты из отходов производств с оксидами легирующих элементов и расширения сфер применения методологии технического творчества с позиций эколого-микроцивилизационного подхода;

- развиты девять моделей: пять - получения ванадийсодержащих сталей и сплавов, а также модели педагогической технологии поддержки разработки промышленных технологий, расчета топливно-энергетических затрат на получение ванадийсодержащей металлопродукции, синтезирования составов шихты из отходов производств с оксидами легирующих элементов, расширения сфер применения методологии технического творчества;

- развиты шесть способов: пять - связанных с выплавкой ванадийсодержащих сплавов за счет использования природнолегированного ме-таллизованного сырья, полупродуктов, отходов производств и один - с проведением лабораторно-практических занятий при подготовке специалистов технической направленности.

Положения, выносимые на защиту:

— в НИОКР, реализуемых в отрасли, недостаточно высока доля исследований в области комплексных проектов и программ. В диссертации сформирован базовый пакет прототипов по теме диссертации и усовершенствована структура системы интеграции технологий в металлургии;

- в металлургическом комплексе наметилась негативная тенденция понижения интереса к проблемам интеграции технологий прямого восстановления и прямою легирования при получении легированных сплавов. В диссертации модернизирована структура шести блоков соответствующих подсистем, шести узлов соответствующих блоков и девяти моделей соответствующих углов;

— в отрасли наблюдаются относительно низкие показатели интаративности н управляемости процесса экологизации творческой деятельное™. И диссертации разработаны методологические основы ин1еграции та счёт экологизации творческой про-сктировочно-технологической деятельности участников итерационных процессов, усовершенствованы четыре модели (иедаго! ичсской [схнологин поддержки разработки промышленных технологий, расчета топливно-энергетических затрат на получение ванадийсодержащей металлопродукции, синтезирования составов шихты из отходов производств с оксидами легирующих элементов и расширения сфер применения методологии технического творчества);

- интегративный характер экологизированных средств изобретологии ранее не был известен (и не только металлургам). Нго выявление, обеспечившее эколого-михроцивилизационный подход н профессиональной подготовке студентов вуза, учйт закономерности неизбежного использования достижений экологизированной педагогической изобретологии в профессиональном образовании, позиционирование бионического метода как дидактического и ег о использование при проектировании содержания образования по дисциплинам металлургического профиля, позволило предложить инструмент построения системы специальных технико-технологических знаний будущих и состоявшихся инженеров и инженеров-педагогов в соответствии с концепцией устойчивого социоприродною развития общества;

- в мстахгургичсском комплексе недостаточно используются позможпости интеграции при изыскании вторичных ресурсов и вовлечении их в цикл производства. В диссертации мрс.шожсны новые решения по расширению рссурсоп ванадия путем синтеза составов шихты, содержащей оксиды легирующих элементов, и способам ей перерабо!кн:

- существующие технологии переработки ванадийсодержащих материалов характеризуются излишней многостадийное!ьк>. то есть недостаточной интегрированпо-стью. Для преодоления указанного недостатка разработаны и усовершенствованы технологические модели и способы получения сплавов с ванадием, защищенные охранными документами (авторскими свидетельствами, патентами).

Практическая значимость

Предложенные подходы и решения использованы при разработке новых и модернизации существующих технологий в металлургическом комплексе РФ: на металлургических комбинатах в Череповце, Челябинске, Новотроицке, на металлургических заводах в Златоусте, Бскабаде, Красноуральске; в литейных отделениях ремонтно-механических цехов ЦБК в Сясьстрое и Соликамске; в Ленгипромезе (Санкт-Петербург); в НТФ «Институт прикладной металлургии (Екатеринбург), в НВЦ «Катализ» (Екатеринбург», в ООО «Комбисталь» (Екатеринбург); в РГ'ППУ (Екатеринбург) и др. Факты использования подтверждены соответствующими расчетами, ТЭО, ТЛЗ, отчетами по НИР, актами внедрения.

Отдельные разработки награждены медалями ВДНХ СССР (серебряной в 1980 г., бронзовой в 1984 г.).

Апробация работы

Основные методологические положения и результаты диссертационного исследования были представлены на международных, всесоюзных, всероссийских, региональных, областных научно-технических и научно-практических конференциях:

— «Химия, технология и применение ванадиевых соединений» (всесоюзная, У11Ц ЛИ СССР, Свердловск, 1979 г.. Нижний Тагил, 1982 г.);

— «Современные проблемы электрометаллургии стали» (международная, ЮУрГУ, Челябинск. 1980, 1984,1987, 2007 гг.);

«Пути повышения качества продукции литейного производства» (региональная. ИПЛ АН УССР. Киев, 1981 г.);

«Пути рационального использования легирующих элементов и улучшение качества металла при элсктроплавке стали» (региональная. Минчермет УССР, Днепропетровск. 1983 г.);

— «Основные направления повышения качества металлопродукции с использованием методов бескоксовой металлургии» (всесоюзная, ГОСПЛАН СССР, Челябинск, 1985 г.);

— «Вклад ученых и специалистов в ускорение научно технического прогресса химико-лесного комплекса» (региональная, УГЛТА, Свердловск, 1989, 1991, 1993, 1995 гг.);

—■ «Научные основы создания энергосберегающей техники и технологии» (всесоюзная, МЭИ, Москва, 1990 г.);

— «Литейное производство и экология» (международная, БГПА; ООН, Минск, 1993 г.);

— «Совершенствование литейных процессов» (всероссийская,. УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 1997 г.);

— «Повышение качества отливок» (региональная, РГППУ, Екатеринбург,. 1996 г.);

—«Инновационные технологии в педагогике и на производстве» (региональная, РГППУ, Екатеринбург, 1997,1998,1999,2000,2001,2002,2003 гг.);

— «Повышение академического уровня учебных заведений на основе новых образовательных технологий» (всероссийская, РГППУ, Екатеринбург, 1997 г.);

— «Сварка Урала - в XXI век» (региональная, УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 1999 г.. Нижний Тагил, 2001 г., Курган, 2002 г., Киров, 2003 г.);

— «Воспитание духовности: ценности и традиции» (всероссийская, УрГПУ, Екатеринбург, 1999 г.);

— «Экологические проблемы промышленных регионов» (международная, Г'НЦ ОАО «Уральский институт металлов, УрО РАН, Екатеринбург, 1999, 2000, 2002, 2003, 2006 гг.);

— «Инновации в профессиональном и профессионально-педагогическом образовании» (всероссийская, РГППУ, Екатеринбург, 1999, 2000, 2003, 2006 гг.);

— «Информационные технологии и электроника» (всероссийская, УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 1999 г.);

«Гуманизация образования в 21 веке» (региональная, ШГИИ, Шадринск, 2001, 2003 гг.);

— «Теория и практика профориентационной работы в современных условиях» (региональная, ЧГПУ, Челябинск, 2001 г.);

— «300 лег уральской металлургии» (международная, ОАО «НТМК», Нижний Тагил, 2001 г.);

— «Шестой съезд литейщиков России» (всероссийская, УГТУ-УПИ, 2003 г.);

— «Проблемы и достижения автотранспортного комплекса» (всероссийская, УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 2003,2006, 2007 гг.);

— «Акмеология профессионального образования» (региональная, РГППУ. Екатерин-бург,2005 г.);

«Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование» (международная, СПбГПУ, Санкт-Петербург, 2006 г.);

— «Педагогические системы развития творчества» (международная, РГ ППУ, УрГПУ. Екатеринбург, 2003,2004,2006 гг.);

— «Методолого-теоретические концепции интегративной педагогической теории в условиях модернизации профессионального образования» (всероссийская, СПбИПТО РАО, Санкт-Петербург, 2006 г.) и других.

Результаты работы обсуждались на научно-технических советах УралНИИЧМ (1980-1988 гг.) и НИОМЕТ Уралмашзавода (1983), Ученых Советах УГЛТА (1994 г.) и РГППУ (1997 г.), заседаниях кафедр металлур-

гии стали У1ТУ-УПИ (1983, 1994 тт.), сварочного производства (19982004 гг.) и акмеологии (2002 г.) РГППУ. Публикации

Содержание диссертации опубликовано в 72 печатных работах, в том числе в трех монографиях, 54 научных статьях, 11 авторских свидетельствах и патентах. По проблематике исследования выпущено более 20 отчетов о законченных НИР. Кроме того, опубликовано свыше 55 тезисов докладов, разработана, сертифицирована и апробирована авторская про-[рамма по методологии экологизации технического творчества, а также выпущено учебное пособие по этой дисциплине.

Личный вклад автора. Автору принадлежат постановка и разработка вопросов стратегии, тактики и техники настоящего исследования. В частности, проанализированы тенденции развития металлургического комплекса, выявлены направления исследований в области проектов и программ, синтезированы новые подходы и знания для развития систем интеграции технологий в металлургии, инициированы и организованы НИОКР по выявленным проблемам, в процессе выполнения которых осуществлялось как научное руководство, так и участие в постановке задач, высказывании гипотез, проведении экспериментов, получении, анализе, оформлении и апробации результатов изысканий.

Структура диссертационного исследования, приведенная на рис.1, включает 5 программ и 18 проектов.

Спецификация к рис. I - иодпроекты:

1.1.1 технологии в металлургии,

1.1.2 интарация технолотй в металлургии,

1.1.3 - система интеграции технологий в металлургии,

1.1.4 - развитие систем интеграции технологий в металлургии, 1.1.5- сиоемный анализ развития металлургического комплекса,

1.2.1 - работа с аналогами,

1.2.2 - работа с прототипами,

1.3.1 - формирование пакета прототипов.

1.3.2 - критика прототипов по рангам,

1.4.1 гипотезы о развитии структур,

1.4.2 - гипотезы о развитии алгоритмов.

2.2.1 - структурная модель СИТ-М,

2.2.2 - структурные модели подсистем,

3.2.1 - структурная модель совершенствуемых блоков,

3.2.2 структурные модели предложенных (вновь вводимых) блоков,

4.2.1 - сфуктурное моделирование,

4.2.2 - моделирование металлургической технологии получения ванадийсодержащих сплавов.

4.3.1 моделирование морфологической матрицы компонентов процесса проектирования учебных занятий,

4.3.2 моделирование способа проведения лабораторной работы.

социальный заказ

состояние области знания

Программа I. Проблематика развития СИТ-М (системы интеграции технологий в металлургии]_

Проект 1.1. Литературно-аналитический обзор

Подпроекты___

Проект 1.2. Базовое прототипирование по направлениям

о&юоя---

Подпроекты

I шдпрое!

1ХГЩ

22]

Проект 1.3. Критика базового пакета-лрототипов

Подпроекп

ХП1Ш

Проект 1.4. Гипотезы о предполагаемых решениях

Подпроекты

ш®

Программа 2. Развитие пакета моделей СИТ-1 А и её подсистем

Проект 2.1. Моделирование прототипов ТУ] ли >оект2Л. Струк->ные модели пре гаемых решений Поди|юекты д- Проект 2.3. Алгоритмические модели предпш-аемых решений Проект 2.4. Кортежная модель развития СИТ-М

Программа 3. Развитие пакета моделей для блоков и узлов подсистем СИТ-М

Проект 3.1. Инновационный потенциал результатов исследований на уровне блоков и узлов 11роект 3.2. Структурное моделирование Подпроекты &.2.1.Ш .2.2.1 Проект 3.3. Алгоритмические модели функционирования блоков и узлов

Программа 4. Развитие технологических моделей и способов получения металлопродукции как низовых элементов СИТ-М

Проект 4.1. Инновационный потенциал результатов исследований на уровне технологических моделей и способов Проект 4.2. Моделирование технологических процессов Проект 4.3. Моделирование учебных процессов

Подпроекты И.2.иИ.2.2.| Подпроекты (4 З.Г Л4-3.24

Программа 5. Результативность предлагаемы решений и рекомендаций

Проект 5.1. Схема верификации результатов исследований Проект 5.2. Оценка результативности исследований Проект 5.3. Оценка эффективности предложенных решений Проект 5.4. Рекомендации по использованию результатов исследований

выполненный социальный заказ I новые знания I новые решения

Рис. 1. Структура диссертационного исследования 10

ПРОГРАММА 1. ПРОБЛЕМАТИКА РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ

ИНТЕГРАЦИИ ТЕХНОЛОГИЙ В МЕТАЛЛУРГИИ

Программа 1 представлена 4 проектами с 11 подпроектами.

Проект 1.1. Литературно-аналитический обзор.

Литературно-аналитический обзор осуществлен по направлениям: технологии в металлургии, интеграция технологий в металлургии, система интеграции технолошй в металлургии, развитие систем интеграции технологий в металлургии, системный анализ развития металлургического комплекса, (подпроекты 1.1.1 - 1.1.5). Изучены все доступные источники информации (монографии, справочники, патентная документация, публикации в научных журналах и в сети Интернет, отчеты о НИР, консультации специалистов и др.) за период с 1973 по 2008 гг. В результате анализа оценены полнота, достоверность, релевантность и пертинентность этой информации.

Проект 1.2. Базовое прототипирование по направлениям обзора.

Исходя из данных литературно-аналитического обзора выявлены аналоги (подпроект 1.2.1), ранжированные экспертно по системе критериев до прототипов (подпроект 1.2.2). Составляющие пакета прототипов по структурному признаку приведены в табл. 1. Выявлены, но не приведены в диссертации (в соответствии с требованиями к её объёму) также прототипы по алгоритмам функционирования.

Таблица 1

Состав базового пакета прототипов

№ ¡Наш j Наименование проточина н/н ! прото- | 1 типа | Источник информации

1 ¡2 ¡3 4 "'[1-5]...........

1 ] 0 i Система интеграции технологий в металлур-j гии (СИТ-М)

2 ] 1 Подсистема 1 дисциплинарно-корпоративной | организации технологий в металлургии 1 (ДКОТМ) 3 ; ; Подсистема 2 междисциплинарной поддерж-1 : ки технологий в металлургии (МГГГМ) 4 1 ! Подсистема 3 управления профильно- j поддерживающей интеграцией технологий в | металлургии (УГТПИТМ) [6-8] [9.Ю1 [11-14]

1) Официальный сайт МИСиС в Интернете li(|ßl.'&*K.mbfe.ni

2) Храбром И.Л. Корпоративное управление: Вопросы интеграции. М., 2000

3) Гурков И.Ь Стратеги» и структура корпорации: Учебное пособие. М., 2006

4) Интеллектуальные системы поддержки принятия решений в нештатных ситуациях с исмолмо-ванжм информации о состоянии природной среди /В.А. Геловани, A.A. Башлыков, В В. Брнт-ковндр М.. 200!

5) Гольдштейн CJ1 Системна* интеграция бизнеса, интеллекта, компьютера. Книга I: Учебное пособие Екатеринбург. 2006

6) История техники /A.A. Зворыкин. Н.И. Осьмоад, В.И. Чернышев и др. М„ 1462

7) Поликарпов B.C. История науки и техники: Учебное пособие. Ростов на Дону, 1998

8) История металлургии /Пол ред. C.B. Шухардина. М.. 1959

9) Massachusets Technoloqical http://www.sciret.ru/kataloge 2005.pdf; hup //web. mil. edu.

10) Энергосбережение: Методические указания /Сост. Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков, В.Ю. Балднн. Екатеринбург, 2003

11) Гвишнани Д.М. Организация н управление. М., 1998

12) Основы экономики и управления производством: Учебное пособие для специалистов /Под ред. И.И. Сигова. М„ 1972

13) Юркова Т.И. Интеграция и диверсификация в металлургии fhtip:/'vuri,ovs.narod.ai/Ec otr/ch63.htm)

14) Мсламед И., Дягилев А., Тюрикова М. Перспективы развития металлургического комплекса Дальнего Востока с учетом глобальных тенденций в ATP //Национальная металлургия. 2007. №З.С. 71-80

_Продолжение таблицы 1

10

3

[15-18] [19. 20]

[21,22]

(23. 24]

Блок 1.1 ДКО'Г в черной металлургии Блок 1.3 ДКОТ в литейно-сварочных ремонтных производствах

Блок 2.3 педагогической поддержки технологий в металлургии

Блок 2.6 энерго-ресурсосберегающей поддержки технологий в металлургии ] Блок 3.3 УППИ материальных и энергетиче- | [25) ских ресурсов в металлургии и в литейно-сварочных ремонтных производствах ! Блок 3.4 УППИ инновационных технологий в | [26—281 металлургии_____|_

"1 -1

15) Запарий D.D. Черная металлургия Урала XVIII-XX вв. Екатеринбург. 2001

16) Коршикова O.A. Металлургия Германии //Национальная мегаллургия. 2007 №3 С 54-62

17) Коршикова O.A. Металлургия США /Там же. №6. С. 28-36

18) Коршикооа O.A. Металлургия И галин 'Там же, .NM. С 58-66

19) Рубцов H.H. История литейного производства о СССР 4.1. M.. 1462

20) Сварка в СССР/Отв. Ред. В.А. Винокуров. T.I. М.. 1981

21) Учебные планы подготовки будущих инженеров: металлургов. лжейшиков. сварщиков (направление 651300 Металлургия, специальности 15010-1, 150108. I SO 105 и лр.)

22) Концепция перехода на двухуровневую подготовку по направлению «Металлургия»'Рук. автор, колл. В.П. Соловьев. М., 2007

23) MIT Сои Caloque: Laboratory for Energy and the Environment (LH.l.) http://wcb.mit.edu/cataloguc/overv chap 6 - Ifce.s

24) Панотехнологии в ближайшем десятилетии. Прогноз направления исследований Пол pe.i M K. Роко, P.C. Уильямса, П. Аливисатоса. М.. 2002

25) Машиностроение. Энциклопедия. T.1II-I /Под общ. ред. A B. Мухина. М . 2005

26) Интегрированное проектирование металлургических комплексов /С.А. Власов. С Л Малы п. B.C. Томашевская и др. М., 1983

27) Официальный сайт Гиредмет в Интернете (hOpr wwu.giredmet ru)

28) Понизовкина Е.Ю.Самый главный юбилей: направления развития инновационных центров в металлургии //Наука Урала. 2007. №19. С.4

11родолжение таблицы I

1 2 3 4

11 3 Узел 1.1.1 получения легированной ванадием металлопродукции из сплавов на основе железа [291

1 2 3 4

12 3 Узел 1.3.1 получения металлопродукции с добавками ванадия в литейно-сварочных ре- [30-32]

13 14 монтных производствах Узел 2.3.1 педагогико-технико-творческой поддержки при разработке технологий Узел 2.6.1 разработки и усовершенствования методик расчета энерго-ресурсоймкости ме- [33,34] [35]

15 таллопродукции Узел 3.3.1 повышения степени комплексности металлургических технологий за счет усовершенствования алгоритмов вовлечения вторичных ресурсов в производство металло- [36,37]

16 продукции Узел 3.4.1 технической творческой деятельности [38,39]

ГЧ) Анлеев Н А. и др. Основы проектирования металлургических заводов: Справочное пособие, М., 2002

301 Алешин В Н и др. Сварка. Резка. Контроль: Справочник, М., 2004 3!) Шуляк В С. Проектирование литейных цехов: Учебное пособие. М., 2004 .12) Литейные бронзы'Под рея К.II. Лебедева. Л.. 1973 33) Лихолетов В.В. Автореферат дисс.... д-ра пел. наук, 200234) Новоселов С А Автореферат дисс.... д-ра пед. наук. 1997

35) Управление ресурсами Оценка зколого-зкономического ушсрба/В.Г. Лисиснко, О.Г'. Дружинина. Ь Ь. Зобнин и лр Ккатеринбург, 2002

36) Володин И.М. Автореферат дисс ... д-ра техн. наук, 2007

37) Стаханов Н.Н., Украинцев В.К. Теоретические основы логистики. Ростов н'Д, 2001

38) Половинки» А.И Основы инженерного творчества. М., 1988

39) Лабковский Ь.А. Изобретательство в бизнесе. СПб, 2004

Продолжение таблицы 1

1 - 3 4

17 18 4 " Модель 1.1.1.1 металлургической технологии получения ванадийсодержащей стали Модель 1.1.1.2 металлургической технологии получения ванаднйсодсржащей стали [40,41] [42]

,9 Модель 1.1.1.3 мечаллургической технологии получения ванадийсодержащей стали [43]

20 Модель 1.1.1.4 металлургической технологии получения ванадийсодержащей стали [44]

21 Модель 1.3.1.1 металлургической технологии получения ванадийсодержащих сплавов [45]

21 Модель 2.3.1.1 педагогической технологии поддержки разработки промышленных технологий Модель 2.6.1.1 расчета топливно-энергетических [46]

23 затрат на получение ванадийсодержащей металлопродукции [47]

Модель 3.3.1.1 синтезирования составов шихты [48]

24 | из отходов производств с оксидами легирующих элементов

Модель 3.4.1.1 расширения сфер применения ме- И"?]

тодологии технического творчества

-10) Титаномагнетиты и металлургия Урала /Ф.М. Елохин, В.И. Довгопол, A.A. Медведев, А.К. Рябов. Свердловск, 1982

<11) Пастухов А.И, Автореферат лисс. ...д-ра техн. наук, 1974

42) Трахимович В.И., Шалимов А.Г. Использование железа прямого восстановления при выплавке стали. М., 1982

43) Дерябин Ю.А. Автореферат днсс. ...д-ра техн. паук, 2003

44) Энерго-'жологичсский анализ, профаммное обеспечение и снижение эколого-жономнческого ущерба/ Пол ред. В.Г. Лисиенко. Екатеринбург, 2005

45) Технология ванадийсодержащих ферросплавов /В.П. Зийко, В.И. Жучков, Л.И. Леонтьев и др. М., 2004

46) Новоселов С.А. Развитие технического творчества в учреждении профессиональною образования, Системный подход. Екатеринбург, 1997

47) Технический прогресс и топливопотребленио в черной металлургии 'Н.И. Перлов, А.Г1. Егори-чев, А.П. Петраковский и др. М.. 1975

48) Филиппенко» A.A., Дерябни (O.A., Смирнов Л.Л.. Эффективные технологии легирования стали ванадием. Екатеринбург, 2001

49) Ильин 13.H. Термодинамика и социология. М., 2005

Окончание таблицы 1

"Г " 2 3 4 "

26 5 Способ 1.1.1.1.1 (изобретение «Способ вы- 150]

плавки с использованием ванадиевого шла-

ка»)

27 Способ 1.1.1.2.1 (способ выплавки стали) [51]

28 Способ 1.1.1.3.1 (изобретение «Способ про- [52]

изводства низкоуглеродистой стали из метал-

лизованной шихты, содержащей ванадий или

титан»)

29 Способ 1.1.1.4.1 (изобретение «Выплавка ва- [53]

надийсодержащих сталей в электропечах»)

30 Способ 1.3.1.1.1 (способ переработки отрабо- [541

танного ванадиевого катализатора сернокис-

лотного производства)

31 Способ 2.3.1.1.1 (методика проведения ком- [55]

пыотеричировшшых лабораторно-

практических занятий)

50) A.c. 285822 (СССР) / Ф.С. Раковский и др. - Опубл. в Бюлл. июбр, 1968

51) Влияние мсталлизованных окатышей на свойства литых углеродистых сталей и параметры работы дуговых печей/Д.Н. Худокормов, C.II. Леках, IO.II. Белый и др."Литейное производство. 1981. №7. С.6-7

52) Пат. 2844703 ФРГ /В. Фридхельм и др. Опубл. в журнале «Изобретения в СССР и та рубежом». 1980

53) A.c. 1117322 (СССР) / Г.Б. Ширер и др. - Опубл. в Бюлл. изобр., 1984

54) Ажикина Ю.В., Серегин A.H., Рудин B.H. Металлургическая технология переработки отработанных ванадиевых катализаторов сернокислотного производства //Химия, технология и применение ванадиевых соединений: Тез. Докл. 7-го Всерос. совет. Чусовой, 1999

55) Милютин B.C., Шалимов М П., Шанчуров С.М. Источники литания для сварки. М, 2007

Проект 13. Критика базового пакета прототипов. Проведён анализ содержания всех прототипов (подпроект 1.3.1) до выявления (подпроект 1.3.2) их недостатков (табл. 2).

Критика прототипов

Ранг про- Прототип Недостатки прототипа:

тотипа Функционально-структурные Режимно-параметрические

1 2 3 4

0-систсма сит-м Функциональная неполнота Нет адаптации к металлургической отрасли

1-подсисте мы: дкотм, мптм, УППИТМ Функциональная неполнота Слабая теснота связей между подсистемами, наличие помех при их взаимодействии

2-блоки 1.1 1.3 2.3 2.6 3.3 3.4 Функциональная избыточность в отношении стадийности сталеплавильного производства при получении металлопродукции Функциональная неполнота Пет интегрирующего звена Функциональная неполнота 11ет интегрирующе- синхронизируюшего звена Необходимо звено компенсации сопутствующих помех Слабая обоснованность стратегии развития блока Несбалансированность запроса на развитие блока

3-узлы 1.1.1 1.3.1 Недостаточно развиты элементы научною обоснования условий повышения комплексности использования материалов при получении металлопродукции Недостаточно развиты элементы научного обоснования условий адаптации составов шихтовых материалов и перерабатывающих их аг-рег атов и устройств к ре- | монтным технологиям ,

2.3.1 Слабое влияние при разра- | ботке технологий ТРИЗ- | педагогики и экологической ; педагогики |

1 2 3 4

2.6.1 Неустойчива обратная связь методик расчета энерго-ресурсоёмкости металлопродукции с её выходом годного (управляемой величиной)

3.3.1 Нет усилительного звена в системе использования вторичных ресурсов

3.4.1 I leí системат изации в регулировании ТТ в металлургической отрасли

4-модели 1.1.1.1 1.1.1.2 Избыточность структуры Избыточность структуры Недостаточна величина сквозного извлечения ванадия от руды до стали (до 30%) То же

1.1.1.3 Избыточность структуры То же, до 35%

1.1.1.4 1.3.1.1 Функциональная неполнота Дуговая сталеплавильная печь не адаптирована для переработки природноле-гированных материалов

2.3.1.1 Нет адаптации к металлургии

2.6.1.1 Нет учега специфики передела природнолегиро-панных материалов

3.3.1.1 Эффективность управления металлургическими технологиями и их степень комплексности недостаточно высоки

1 2 3 4

4 3.4.1.1 Нет задающего элемента

для расширения сфер

применения методологии

экологизированного тех-

нического творчества

5-способы 1.1.1.1.1 Недостаточно оптималь-

ны: схема ввода ванадие-

вого шлака (ВШ) для пе-

реработки, температурный

интервал ввода BILI

1.1.1.2.1 Не достигается экономия

феррованадия

1.1.1.3.1 Недостаточно оптималь-

ны: схема ввода и условия

проплавления метаплизо-

ванной шихты (МШ), па-

раметры вторичного вос-

становления оксидной фа-

зы МШ

1.1.1.4.1 Завышенный расход вос-

становителя в смеси с MlII

1.3.1.1.1 Недостаточно оптималь-

ны: соотношение между

отработанным катализато-

ром (OK) и расплавлен-

ными металлами, темпе-

ратурный интервал пере-

работки ОК

2.3.1.1.1 Функциональная непол-

нота (нет блоков учета

вредностей и расхода

энергоресурсов)

Проект 1.4. Гипотезы о предполагаемых решениях.

В составе проекта выполнены подпроекты 1.4.1 и 1.4.2, в которых представлены гипотезы о предполагаемых решениях по структурам и алгоритмам их функционирования.

Гипотеза 1 - дополнить структуру СИТ-М подсистемой СиИн и дополнительным интерфейсом.

Гипотеза 2 - ввести в структуру подсистемы ДКОТМ блок профильной интеграции и соответствующий интерфейс.

Гипотеза 3 - ввести в структуру подсистемы МПТМ блок поддерживающей интеграции с интерфейсом.

Гипотеза 4 - ввести в структуру подсистемы УГ1ПИТМ блок парирования помех с интерфейсом.

Гипотеза 5 - оптимизировать структуру блоков 1.1, 1.3, 2.3, 2.6, З.З., 3.4 соответствующих подсистем путем исключения избыточных или ввода недостающих звеньев согласно выявленных (см. табл. 2) недостатков прототипов.

Гипотеза 6 - исключить или минимизировать долю ванадийсодср-жащей металлопродукции, получаемой по многостадийной схеме с доменным и конвертерным переделами, и за счет этого оптимизировать структуру узла 1.1.1.

Гипотеза 7 - минимизировать долю ванадийсодержащей металлопродукции, получаемой из первичных ресурсов, и за счет этого оптимизировать структуру узла 1.3.1.

Гипотеза 8 - развивать методологические аспекты и разрабатывать технологии, способствующие интеграции знаний и формированию экологической культуры субъектов технической творческой деятельности в металлургии, за счет чего оптимизировать структуру и функционирование узлов 2.3.1, 2.6.1,3.3.1, 3.4.1.

Гипотеза 9 - усовершенствовать структуру технологических моделей 1.1.1.1 -1.1.1.4, 1.3.1.1 путем исключения избыточных или ввода недостающих звеньев согласно выявленных (см. табл. 2) недостатков прототипов.

Гипотеза 10 - разработать адаптированные к современным концепциям устойчивого развития металлургии и общества модели 2.3.1.1, 2.6.1.1,3.3.1.1,3.4.1.1.

Гипотеза 11 - модернизировать алгоритмы получения и применения знаний, умений и способов для ресурсосберегающей переработки при-роднолегированных материалов.

Резюме по программе 1: получен базовый пакет прототипов, достаточный для постановки НИОКР по развитию СИТ-М.

ПРОГРАММА 2. РАЗВИТИЕ ПАКЕТА МОДЕЛЕЙ СИСТЕМЫ ИНТЕГРАЦИИ ТЕХНОЛОГИЙ В МЕТАЛЛУРГИИ

Программа включает 4 проекта с двумя подпроектами.

Задача - формализовать объект исследования путем концептуального, структурного, алгоритмического и кортежного моделирования.

Проект 2.1. Моделирование структуры прототипов.

В ходе диссертационного исследования получен пакет структурных моделей СИТ-М и подсистем ДКОТМ, МПТМ, УППИТМ. Результаты моделирования прототипов продекларированы ранее в табл. 1.

Проект 2.2. Структурные модели предлагаемых решений. Подпроект 2.2.1. Структурная модель СИТ-М. В соответствии с гипотезой 1 прототипная структура СИТ-М дополнена подсистемой СиИн и новым интерфейсом с развитием трёх имеющихся подсистем (рис.2)._______

сит-м 1

Вход:

- социальные заказы: на металлургическую продукцию;

на подготовку кадров; на систему интеграции;

- материальное и информационное сырье; энергия

прототип нулевого ранга

#

Выход: — выполненные социальные заказы, в том числе металлургическая продукция; ►— новая информация

Рис. 2. Структура системы интеграции технологий в металлургии (СИТ-М) по компилятивному прототипу нулевого ранга [1—5] и предлагаемому решению: фон, уг олки (Подсистемы: 1 дисциплинарно-корпоративной организации металлургических технологий, 2 — междисциплинарной поддержки металлургических технологий, 3 — управления профильно-поддерживающей интеграцией, 4 — системной интеграции; интерфейсы: 5 — существующие; 6 — дополнительный новый)

В соответствии с базово-уровневым определением системной интеграции (СиИн), данным в работе [5, с. 374] (см. перечень ссылок к табл.1), «...СиИн - системно-преобразующий инфо-энерго-магериальный процесс с функциями систематизации, объединения и использования действий с понятиями, знаниями и их сущностями при разрешении сложных проблемных ситуаций научно-практических структур в рыночной экономике путём организации жизненного цикла диалогово-логистической системы на основе структуры субъектов деятельности, инструментально-коммуникационной среды и ресурсооборота, направленными на уточнение задач, их позиционирование в триаде «Бизнес-интеллект-компыотер» и решение по переводу научно-практической структуры в новое качество - статус субъекта е-бизиеса с целью его выживания при неблагоприятных условиях и устойчивого развития при благоприятных...».

По нашему мнению, требуется адаптация базово-уровневого определения применительно к СиИн в металлургии (СиИнМет). Представляется, что оно должно включать в себя процесс создания и поддержания равновесного экологичного взаимопроникновения элементов корпоративной, междисциплинарной и управленческой подсистем функционирующей структуры металлургического комплекса в ходе выполнения им социального заказа общества по получению металлопродукции посредством генериро-

вания новых применимых на практике знаний об оптимизации взаимодействия технологий производства и технологий его сопровождения (научного обеспечения). Выполнение основных функций СиИн - систематизации, объединения и использования понятий, знаний, действий - должны способствовать улучшению показателей работы объекта управления.

В результате предложена модификационная концептуальная модель СиИн в металлургии. СиИнМет - это современный интеллектуально-информационный и коммуникационно-технологический процесс с функциями: а) систематизации понятий, знаний и действий по объектам-источникам проблемных ситуаций в металлург ической отрасли, ресурсам (в том числе вторичным) для разрешения проблемных ситуаций, модели деятельности по разрешению проблемных ситуаций, системно-интеллектуальной поддержке деятельности, эффективности деятельности, б) объединения понятий, знаний и действий с учётом сложности ситуаций, в) использования понятий, знаний и действий для фиксации реального и желаемого состояний ситуации и реализации управления, при разрешении сложных проблемных ситуаций предприятия в современной экономике путём эколого-микроцивилизационного описания отрасли и организации диалогов лиц, принимающих решения, с объектами и подсказчиками (естественного или искусственного интеллекта) на основе структуры субъектов деятельности (власти, инвесторов, потребителей технологий, в том числе информационных, и систем, их производителей, посредников, конкурентов) и специальной инструментально-технологической среды в составе ДКОТМ, МПТМ, УППИТМ, сложившихся связей и интерфейсов, новых связей и системно-интеграционного интерфейса, направленных на уточнение задач за счёт снижения неопределённостей и нечёткостей, их позиционирование в сознании лица, принимающего решения, и указание направления решения в связи с непрерывным переводом отрасли в статус субъекта е-бизнеса с целью её устойчивого развития в триаде «природа-общество-человек».

Подпроект 2.2.2. Структурные модели подсистем.

В сравнении с пакетом прототипов (табл. 1) развиты структуры подсистем ДКОТМ, МПТМ, УППИТМ путем введения новых блоков: профильной интеграции, поддерживающей интеграции, парирования помех, и новых связей. Введение упомянутых блоков обусловлено конкретизацией функций, выполняемых каждой подсистемой СиИн.

В соответствии с гипотезой 2 в структуру подсистемы ДКОТМ введены блок профильной интеграции и новый интерфейс, а также изменены два блока (рис. 3).

Вход:

- социальные заказы: на металлургическую продукцию;

на систему интеграции;- материальное и инфор-мациошюс сырье;

- энергия

Выход; - выполненные социалыгые заказы, в том числе металлургическая продукция;

— новая информация

Рис. 3. Структура подсистемы 1 дисциплинарно-корпоративной организации технологий в металлургии (ДКОТМ) по компилятивному прототипу 1 первого раша [6—8] и предлагаемому решению: фон, уголки

(Блоки: 1.1 — черной металлургии, 1.2 - цветной металлургии, 1.3 лигейно-сварочных ремонтных производств, 1.4 — профильной интеграции; интерфейсы: 1.5 — существующие; 1.6 — новый)

В соответствии с гипотезой 3 в структуру подсистемы М11ТМ введены блок поддерживающей интеграции и новый интерфейс, а также развиты 2 блока (рис.4).

Вход: - социальный заказ на междисциплинарную поддержку технологий в металлургии; междисциплинарный заказ на совместимость металлургических технологий; информация

Выход:

— выполненные заказы;

— новая информация

Рис. 4. Структура подсистемы 2 междисциплинарной поддержки технологий в металлургии (МПТМ) по компилятивному прототипу 2 первого ранга [9,10] и предлагаемому решению: фон, уголки

(Блоки: 2.1 - безопасности жизнедеятельности, 2.2 — экологии, 2.3 — педагогики, 2.4 - экономики, 2.5 — информатики, 2.6 —- энерго-рссурсосбережения, 2.7 — поддерживающей интеграции; интерфейсы: 2.8 — существующие; 2.9 — новый)

В соответствии с гипотезой 4 в структуру подсистемы УППИТМ введены блок парирования помех и новый интерфейс, а также развиты 2 блока (рис.5).

Характеристика изменений, внесённых нами в блоки 1.1, 1.3, 2.3, 2.6, 3.3, 3.4, приведена ниже в табл. 3 и на рис. 6. На рис. 7-9 отражена структура новых блоков 1.4, 2.7,3.6. Вид алгоритмических моделей (на примере блока 1.4) приведён на рис. 10.

Вход:

- социальные заказы на: повышение степени адаптивности и интеграгивности управления проектами технологий в металлургии;

развитие концепций, методов, + форм управления интеграцией металлургических технолотй;

- информационное сырье

Выход:

— выполненные заказы;

— новая информация

Рис. 5. Структура подсистемы 3 управления профильно-поддерживающей интеграцией технологий в мегаллургии (УППИТМ) по компилятивному прототипу 3 первого ранга [11—14] и предлагаемому решению: фон, уголки

(Блоки: 3.1 — стратегий, принципов, 3.2 — критериев оценки, 3.3 — ресурсов, 3.4 — инноваций, 3.5 — управления, 3.6 — интегративного парирования помех; интерфейсы: 3.7 — существующие; 3.8 — новый)

Проект 2.3. Алгоритмические модели предлагаемых решений. Для всех структур созданы алгоритмические модели в виде блок-схем поГОСТ 19.701.

Проект 2.4. Кортежная модель развития СИТ-М.

Применение формализма кортежных представлений способствовало развитию СИТ-М следующим образом:

РСИТ-М=<П1,112;Я>, (I)

где Р СИТ-М - развитие СИТ-М, П1 - процесс развития, П2 - продукт развития, Я-матрица связи;

П1=<РПр, РС,РА,РМ;Я1 >, (2)

где РПр - работа с про тотипами, РС - разви тие структур, РА - развитие алгоритмов, РМ - развитие профильных моделей, Я1 - матрица связи;

П2=< НП2, ПП2; Я2 >, (3)

где НП2 - научный продукт, ПП2 - прикладной продукт, Я2 - матрица связи;

РПр=< ЛАО, АН, ПН, КГ; ЯЗ >, (4)

где ЛАО - литературно-аналитическое обозрение информации, АН - работа с аналогами, ПП - составление пакета прототипов, КГ - критика прототипов и генерирование гипотез о ей парировании, ЯЗ - матрица связи;

РС-< ДСС, ВНЭ, ВМС; Я4 >, (5)

где ДСС - декомпозиция структуры системы, ВНЭ - введение новых элементов, ВНС - введение новых связей, Я4 - матрица связи;

РА-< ДСА, ВНЭ, ВНС; Я5 >, (6)

где ДСА - декомпозиция структуры алгоритма, ВНЭ - введение новых элементов, ВНС - введение новых связей, Я4 - матрица связи;

РМ»< СНС, СНТС; Я6 >, (7)

где СНС - синтез новых составов, СНТС - синтез новых технологических схем, Иб -матрица связи;

НП2=< УСЗ, НЗ, ВНС; Л7 >, (8)

где УСЗ - упорядоченное старое (известное) знание, в частности, в виде пакета прототипов, ИЗ - новые знания, в частности, в виде концепций и моделей, Ю - матрица связи;

ГШ2=< ПР, ДИС; >, (9)

где ПР - предлагаемые решения (технологические, педагогические, экологические), ДИС- документы испытаний и внедрений (с оценкой эффектов), Я8 - матрица связи.

Резюме по программе 2: получен пакет структурных, алгоритмических, кортежных и концептуальных моделей для СИТ-М и её подсистем, достаточный для более детального моделирования входящих в их состав блоков и узлов.

ПРОГРАММА 3. РАЗВИТИЕ ПАКЕТА МОДЕЛЕЙ ДЛЯ БЛОКОВ И УЗЛОВ ПОДСИСТЕМ СИТ-М

Программа включает в себя 3 проекта и 2 подпроекта.

Проект 3.1. Инновационный потенциал результатов исследований на уровне блоков и узлов.

Следующим этапом диссертационного исследования было моделирование на уровне блоков и узлов СИТ-М. Прежде всего выявлена сущность новизны предложенных структурно-алгоритмических решений (табл. 3).

Таблица 3

Инновацио! 1 пая способность предложенных решений на уровне блоков

табл. 1 Объекг притязаний и нумерация его сгруюуры по табл. 1 Ссылка на прототип из табл. 1 Сущность новизны (ее доказательство приводится в соответствующей ссылке из списка публикаций автора в конце текста настоящей диссертации):

общей частной

1 2 3 4 5

5 Блок 1.1 и алгоритм применения критерия минимизации стадийности [15-18] Предложен эколо-го- микро-циви-лизаци-онный подход'1 Предложены элементы обоснования изменения стратегии развития технологий производства ванадийсодсржащих сталей, отличающегося тем,что оно проводится по критерию минимизации стадийности при получении продукции [1,58]

*' См. подпроехт 3.2.2, рис. 8 и 9

Продолжение таблицы 3

1 2 3 4 5

6 Блок 1.3 и алгоритм корректировки запроса на развитие [19,20] То же Развиты методологическое обоснование и методическое обеспечение проектов модернизации технологий ремонта, отличающихся созданием предпосылок для сбалансированной корректировки запроса на развитие блока [2,4,28, 31-33,57]

7 Блок 2.3 и алгоритм применения принципов педагогического сопровождения [21,22] Тоже Развиты научные принципы педагошческого поддерживающего сопровождения всех стадий разработки технологий [3,52], отличающиеся алгоритмом их интегративно-поддер-живающего использования

Блок 2.6 и алгоритм применения критерия энергоёмкости [23,24] Тоже Заложены научные основы оценки уровня технологии в том числе по критерию энергоемкости продукции, отличающиеся алгоритмом применения критерия [ 1,52,55,57]

9 Блок 3.3 и алгоритм применения критерия перераспределения ресурсов [25] Тоже Созданы научные предпосылки для синхронизации при управлении потоками первичных и вторичных ресурсов по критерию их перераспределения в пользу вторичных, отличающиеся ашоритмом использования критерия [2,56,571

10 Блок 3.4 и алгоритм применения критерия экологичности [26-28| Развиты аспекты научного обоснования возможности компенсации сопутствующих помех при рег7Лировании процесса создания новаций, отличающегося тем, что в качестве регулятора-компенсатора используется в рамках предложенного эколого-микроцивилизационного подхода критерий экологичности решения [36,56,57]

Таблица 4 Инновационная способность предложенных решений на уровне узлов

№из табл.1 Объект притязаний и нумерация его структуры по табл.1 Ссылка 1и прототип из табл. 1 Сущность новизны (ее доказательство приводится в соответствующей ссылке ич списка публикаций автора в конце текста настоящей диссертации)

1 2 3 4

11 Узел 1.1.1 и алгоритм применения правил бионики [29] Развиты аспекты научного обоснования условий пиромс-таллургического повышения степени комплексности использования приролнолегированных материалов, отличающегося наличием управляющего элемента (системы правил бионики и генетики), который способствует нахождению экстремума управляемой величины [1,3,61,6.1]

1 2 3 4

12 Узел 1.3.1 и алгоритм процедуры адаптации [30-32] Развиты аспекты научного обоснования условий адаптации компонентов ремонтных технологий (включающих элементы синтеза составов шихт с ОП и рациональных ТС), отличающегося наличием элемента сравнения состава шихт и набора технологического оборудования с идеальным конечным результатом, который учитывает перспективы вовлечения в оборот ОП [30,35,42,66,68]

13 Узел 2.3.1 и алгоритм повышения экологической культуры персонала в металлургии [33,34] Развита корректирующая обратная связь, способствующая повышению степени комплексности подготовки персонала за счёт интеграции экологической педагогики и ТРИЗ-педагогики и отличающаяся формированием готовности субъектов производственно-учебных процессов к применению средств педагогической экологизированной изобретологии при проект ировании технологий [71]

14 Узел 2.6.1 и алгоритм расчёта энерго-ресур-соёмкости продукции [35] Развита корректирующая обратная связь, связывающая величину выхода годной металлопродукции с её энерго-ресурсоёмкостью. В частности, предусмотрено наличие «датчика» соответствия выхода годной (в том числе по химическому составу) продукции тсхнико-чкономичсским показателям преобразователей (например, плавильных электропечей) в 'ГС получения металлопродукции. Это отражается на методике (алгоритме) расчёта энерго-ресурсоёмкости металлопродукции, способствуя повышению степени интегриропанности методики |3,53]

15 Узел 3.3.1 и алгоритм расширения перечня перерабатываемых отходов ЩЭ7] Предложено при моделировании ресурсных потоков оперировать терминолог ией теории автоматического управления, потоковые схемы получения металлопродукции представлять в виде функциональных схем, включающих элемент усилитель-преобразователь, выполняющий функцию усиления -преобразования свойств ОП и приведения их (свойств) уровня к требуемому для успешной переработки ОП. Это отражается на алгоритме функционирования схемы и способствует вовлечению ОП производство металлопродукции, то есть повышению степени универсальности и интегрированное™ технологии [2,3, 37,47, 67-691

16 Узел 3.4.1 и алгоритм расширения объектов изобретательства [38,39] Предложено разрабатывать систему экологичного изобретательства, отличающуюся тем, что она охватывает не только технические, но и технико-педагогико-экономические объекты [3,56]

Проект 3.2. Структурное моделирование элементов подсистем СИТ-М.

Подпроект 3.2.1. Структурная модель совершенствуемых блоков. Струюурная модель-шаблон для совершенствуемых блоков типа 1.1, 1.3,2.3,2.6,3.3,3.4 приведена на рис. 6. Сущность усовершенствований отражена выше в табл. 3 и 4.

Рис. 6. Структура блоков 1.1,1.3, 2.3, 2.6, 3.3, 3.4 подсистем 1—3 (см. пояснения к рис. 2—5) по прототипам второго ранга [15—28] и предлагаемым решениям (фон)

Подпроект 3.2.2. Структурные модели предложенных (вновь вводимых) блоков.

Эти модели приведены на рис. 7-9.

Рис. 7. Структура блока 1.4 профильной интеграции подсистемы 1 (ДКОТМ) (Узлы: 1.4.1 - потока материальных ресурсов; 1.4.2 - потока энергетических ресурсов; 1.4.3 - финансово-инвестиционно-имущестненного потока; 1.4.4 - корпоративно-образовательного потока; 1.4.5 - потока информации).

Рис. 8. Структура блока 2.7 поддерживающей интеграции подсистемы 2 (МПТМ) (Узлы: 2.7.1 - экологической педагогики; 2.7.2 - ТРИЗ-педагогики; 2.7.3 - педагогического мониторинга; 2.7.4 - педагогической интеграции; 2.7.5 - экологизированной изебретел0рии-(наука-« иекусство ТТ и внедрения его результатов в образовательный процесс и другие сферы жизнедеятельности общества, микроцивилизаций; соответственно, изобретология должна быть педагогизирована и экологизирована - см. также сноску к табл. 8 диссертации).

Рис. 9. Структура блока 3.6 парирования помех подсистемы 3 УППИТМ (Узлы: 3.6.1 - экологического менеджмента; 3.6.2 - экологического мониторинга; 3.6.3 - принципов устойчивого развития; 3.6.4 - экологического права; 3.6.5 - интеграции и диверсификации; 3.6.6 - эколого-микроцииилиэационного подхода (по нашему мнению [3,56], он заключается в выявлении и исследовании связей, существующих между изучаемым объектом, например, какой-либо технико-педагогико-зкономической системой, и миром природы; осуществим подход при системном применении теорий творческой деятельности, в частности, экологизированных средств педагогической изобретало!™ для инженерно-педагогического проектирования, для развития экологической культуры - см. также сноску к табл. 8).

Проект 3.3. Алгоритмические модели функционирования блоков и

узлов.

Предложен пакет алгоритмических моделей функционирования блоков и узлов, представленный в виде блок-схем. Алгоритм, приведенный на рис. 10, отражает работу блока 1.4 по предложенному варианту. Подобный изображенному на рис. 10 вид имеют алгоритмы функционирования узлов и других блоков СИТ-М.

При разрешении проблемных ситуаций средней и высокой сложности (блок 16 решения задачи с элементами интеграции на рис. 10) значима интеграция всех аспектов: профильного, управленческого, компьютерного, эволюционного, системного, диалогового, информационного. Соответственно, в процессе детализации работы упомянутого блока 16 нами учтены следующие моменты: а) сложившиеся к настоящему времени подходы в недостаточной мере затрагивают психолого-педагогическис аспекты развития экологических сознания, ответственности и культуры у участников технологических процессов, без чего трудно добиться успеха в вопросах экологизации технической творческой интегративной деятельности рамках блока профильной интеграции подсистемы ДКОТМ; б) совершенствование ТРИЗ в части разработки комплексного показателя утилизационной способности подразделений предприятия, ТС и её элементов способствует повышению степени интегративности принимаемых решений.

На'вгоцитрештиягоцэтзюгидаию"]

5

' 8 у-

Пачало цикла решения по времени^]

9-

" Информация о запросах на металлопродукцию от предприятий, экономическая стратегия развития предприятий отрасли, изменения в отраслевых образовательных нормативных документах

ачало цикла решения по ресурсам

10

11

11

42

Функционирование узла 1.4.1

Функционирование узла 1.4.2

Функционирование узла 1.4.3

И.

13

14

Функционирование узла 1.4.4

ГГ

Функционирование узла 1.4.5

X

15

16_

11а уровне профили 1ых специалистов

18

Решение

задачи с

элементами

интеграции

1

.17

19 20

~/7 £ Конец цикла по времени

Конец цикла но ресурсам"] X,

23 24

V

.22

£ Конец цикла по цслеполаганию

По критериям качества процесса и результата

25

Подведение итогов

26

у/ [^Решение задачи, отчеты, опыт

Ц)

Рис. 10. Алгоритм функционирования блока 1.4

Резюме по программе 3: разработан пакет структурно-алгоритмических моделей для блоков и узлов подсистем СИТ-М, в результате чего обеспечена база для моделирования низовых элементов.

ПРОГРАММА 4. РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И СПОСОБОВ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОПРОДУКЦИИ КАК НИЗОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИТ-М

Программа включает в себя 3 проекта и 4 подпроекза.

Проект 4.1. Инновационный потенциал результатов исследований на уровне технологических моделей и способов.

Следующим этапом были исследования на уровне низовых звеньев СИТ-М, то есть технологических моделей и способов. В развитие данных табл. 3 сформулирована сущность новаций на этом низовом уровне (табл.5).

Таблица 5

Инновационная способность предложенных решений для пизоных элементов СИТ-М

№из табл. 1 Объект притязаний и нумерация его сгрук1уры по •габл. 1 Ссылка на прото-1ИП из табл. 1 Сущность новизны (ее доказательство приводится в соответствующей ссылке из списка публикаций автора в конце настоящей диссертации в виде доклада)

1 17 2 3 4

Модель 1.1.1.1 полуформали-зовапная структурная [411 Разработана ТС получения стали с ванадием в ДППТ на основе природнолегированной МШ, отличающаяся малостадийностью (исключающая доменный и конвертерный переделы) [1,5]

18 Модель 1.1.1.2 полуформализованная поведенческая [42] Разработан режим выплавки с использованием МШ, отличающийся тем, что можно под одним шлаком получить природнолегиронанную ванадием сталь с низким содержанием вредных примесей без применения феррованадия[61]

19 Модель 1.1.1.3 полуформализованная структурная [43] Разработан химический состав МШ, отличающийся наличием оксидов щелочных металлов, позволяющий повысить скорость и завершенность вторичног о восстановления в процессе проплавления МШ и формирования высокореакционных шлаков [62]

20 Модель 1.1.1.4 полуформализованная структурная [44] Усовершенствовано звено переработки чугуна в ванадиевую сталь, отличающееся адаптацией конструкции и технологии дуговой электроплавки (в частности, шлакового режима) к использованию природ-нолегированных ВМ [56,63].

21 Модель 1.3.1.1 полуформализованная структурная [45] Разработана замкнутая ТС утилизации ОК сернокислотного производства, отличающаяся наличием перспектив утилизации большинства формирующихся ОП. В процессе разработки применялась педагогическая технология согласно модели 2.3.1.1, в частности адаптированный и дополненньгй принцип наглядности, позволяющий представлять ТС в виде квазиэлектрических схем [2,40,49, 68, 69]. Адаптирована к потребностям разработки металлургических технологий и апробирована методика оценки сульфидной ёмкости оксидных расплавов, формирующихся на основе ВМ [24, 50,51].

1 2 3 4

22 Модель 2.3.1.1 полуформализованная развивающая [46] Разработано и апробировано научно-методическое обеспечение, усовершенствованное и адаптированное для подготовки будущих инженеров-педагогов (педагогов профессионального обучения) металлургического комплекса к технической творческой деятельности в рамках изучения авторского курса «Методология экологизации технического творчества» и дисциплин « Техническое творчество и патентоведение». «История науки и техники» |2, 70, 731.

23 Модель 2.6.1.1 гюлуформали-зонанния развивающая [47] Предложена методика расчета, отличающаяся учетом компенсации повышенных затрат ТОР на переработку материалов сложного состава, содержащих ценные легирующие компонен ты, последующей экономией ГЭР в процессе легирования сплавов [ 1, 161.

24 Модель 3.3.1.1 полуформализованная управляющая ¡481 Предложено разрабатывать диаграммы свойств и стоимостей шихт, отличающиеся тем, что шихта содержит добавки ОГ1 и полупродуктов, и учитывающие их влияние на ресурсоемкость и качество металлопродукции [25, 39, 42, 71].

25 Модель 3.4.1.1 полуформали-зованиая управляющая [49] Усовершенствован курс теории инженерного творчества, отличающийся наличием раздела «Основы со-циотермодинамики» в целях повышения степени достоверности целеполагания и обеспечения возможности применения закономерностей изобрстоло-гни для принятия природосообразных решений не только в технических, но и в технико-педагогико-экономических системах (в том числе и в управленческих системах) |40, 54, 56].

26 Способ 1.1.1.1.1 полуформализованный поведенческий [50] Установлен и экспериментально обоснован способ, отличающийся возможностью разрушения тугоплавких ванадиевых шпинслидов в определенном температурном интервале не только в среде газообразного кислорода и известняка (первичные ресурсы), но и в жидкой оксидной фазе с температурой 1773-1973 К (вторичные ресурсы, например отработанные сталеплавильные шлаки) [59, 67].

27 Способ 1.1.1.2.1 полуформализованный поведенческий [51] Установлено и экспериментально обосновано, что коэффициент активности ванадия в шлаке слабо зависит от основности ишака, если ванадий в нем не связан в шпинелиды. Этот факт позволил предложить способ, отличающийся высокой степенью восстановления ванадия в металл даже из шлака с основностью 0,2-1,2, и вовлечь в оборот комплексные материалы сложного химического состава [60].______

1 2 3 4

28 Способ 1.1.1.3.1 полуформализованный поведенческий [52] Определены и экспериментально обоснованы величины степени превращения оксидной фазы природ-нолегированной МШ сложного химического состава в процессе ее углетермического восстановления [8, 9, 13, 15]. Это позволило предложить способ, отличающийся тем, что при выплавке совмещаются процессы раскисления углеродом стали и ее прямого легирования ванадием [69].

29 Способ 1.1.1.4.1 полуформализованный поведенческий [53] Установлен и экспериментально обоснован интервал основностей печного шлака 1,5-2,3, при которых скорость восстановления железа из оксидов максимальна (0,30-0,39%/мин). Это позволило предложить способ регулирования шлакового режима, отличающийся тем, что поддерживается требуемая кратность и повышенная до 3% основность шлака и обеспечивается низкое содержание серы (до 0,006%) в стали [641.

30 Способ 1.3.1.1.1 полуформализованный поведенческий [54] Установлено и экспериментально обосновано снижение нижней границы температурного интервала десульфурации ОК на 250-300 градусов при использовании восстановительной газовой среды в процессе термообработки и сохранение пористой структуры ОК для его последующей регенерации [47,68]. Предложен способ, отличающийся тем, что установлен и экспериментально обоснован рациональный интервал соотношений между ОК и жидким металлом 1 :(0,3-30) при температуре переработки ОК 1323-1573 К [69].

31 Способ 2.3.1.1.1 полуформализованный поведенческий [46, 55] Экологизация *' компонентов лабораторно-практи-ческих занятий технической направленности в процессе составления из них (из компонентов разнотипных работ) морфологической матрицы. Использование этого метода для целей преобразования технико-педагогических объектов осуществлено впервые, при этом возникают новые связи [2,38,41, 56]. В прототипах приведены примеры создания технических устройств типа часов и т. п., проектирование лабораторных работ не предусматривало составление морфологических матриц.

Под экологнзаиней автором понимается процесс последовательного разноуровневого нравственно-экологического воздействия педагогических систем на степень гармоничности встраивания социума, микроцивилизации в мир природы. Воздействие осуществляется нелокальном, региональном и глобальном уровнях (от образовательного учреждения до техносферы). В более узком смысле экологизация - процесс ценностно-ориентационного влияния экологии как комплексной, интегративной науки но различные сферы жизнедеятельности, в частности, например, на содержание дисциплин специализации, отраслевой подготовки [3,55].

Проект 4.2. Моделирование технологических процессов. Подпроект 4.2.1. Структурное моделирование. Проведена дальнейшая структуризация блоков и узлов, представленных выше в программе 3.

Вход:

заказ на ванадие-

вую металлопродукцию

Первый прототип четве .1.1.1.2 1.1.1.1.3

этого ранга

1.1.1.1.4

.1.1.1.5

1.1.1.1.1

Выход: выполненный заказ

Рис. 11. Структура модели 1.1.1.1 технологии получения ванадийсодержащей стали Пояснения: 1.1.1.1.1- способ выплавки с использованием ванадиевого шлака (ВШ) [59, 67]; 1.1.1.1.2- пакет известных способов получения ванадийсодержащего чугуна в доменных печах; 1.1.1.1.3- пакет известных способов получения ванадийсодержащего полупродукта н конвертере: 1.1.1.1.4- пакет известных способов переработки BILI; 1.1.1.1.5- пакет известных способов получения феррованадия.

Второй прототип четвертого ранга

Вход: заказ на ванадиевую металлопродукцию

1.1.1.2.2

X

1.1.1.2.1

3=

1.1.1.2.3

Выход: выполненный заказ

Рис. 12. Структура модели 1.1.1.2 технологии получения ванадийсодержащей стали Пояснения: 1.1.1.2.1 - способ выплавки стали [60]; 1.1.1.2.2 - пакет известных способов получения мсталлизованных окатышей в шахтных печах; 1.1.1.2.3 - пакет известных способов получения феррованадия (подобно способам 1.1.1.1.5 на рис. 11).

Вход: заказ на ванадие- Третий прототип четвертого ранга Выход: выполнен-

1.1.1.3.2 1.1.1.3.3

вую металлопродукцию i I ный заказ

1.1.1.3.4 1.1.1.3.5 1.1.1.3.1

Рис. 13. Структура модели 1.1.1.3 технологии получения ванадийсодержащей стали Пояснения: 1.1.1.3.1- способ производства ванадийсодержащего сплава из металлизо-ванной шихты [65]; 1.1.1.3.2- пакет известных способов получения метаплизованной шихты; 1.1.1.3.3- пакет известных способов получения феррованадия; 1.1.1.3.4- пакет известных способов переработки ВШ; 1.1.1.3.5- пакет известных способов получения ванадиевого полупродукта и стали в конвертере.

Сущносзъ усовершенствований, внесённых в модели 1.1.1.1 -1.1.1.3, отражена выше в табл. 4.

Подпроект 4.2.2. Моделирование металлургической технологии получения ванадийсодержащих сплавов.

Переход от частичных усовершенствований, вносимых в существующие технологии, к решениям, отвечающим требованиям малоотход-ности производств, отражает модель технологии получения металлопродукции, отличающаяся более высокой степенью интеграции метаплурги-

1'ис. 14. Модель металлургической технологии получения ванадийсодержащих сплавов Обозначения: С1 - качканарские железорудные окатыши; С2 - электроэнергия; СЗ -природный газ; С4 - металлолом; С5 - ферросплавы и раскислители; С6 -шлакообразующие, ВШ, ванадийсодержащие ОК и ОП; М1 - шахтная печь для металлизации; М2 - печь для термообработки ВШ и ОП; МЗ - ДППТ в ЭСПЦ; М4 -литейные и сварочные процессы в РМП; ПФ1 - ванадийсодержащие металли-зованные окатыши; ПФ2 - отливки, детали, сварные изделия с ванадием для ремонтных нужд; ОП1 - типовые ОП печей металлизации; ОП2 - газообразные соединения серы; ОПЗ - типовые отходы ЭСПЦ; ОП4 - типовые отходы РМП; Пр -ванадийсодержащая металлопродукция.

О более высокой степени интеграции свидетельствует, в частности, наличие связей М2-МЗ, М2-М4, С6-М2. Кроме того, ОП2 могут быть вовлечены в процессы катализа при получении серной кислоты. Уголками отмечены преобразователи сырья М2, МЗ, М4, конструкция которых по сравнению с прототипами подвергается модернизации. Так, М2 должен обеспечивать твёрдофазные и жидкофазные процессы подготовки ОП и

полупродуктов к использованию, М4 - возможность применения преобразованных ОП и полупродуктов в литейно-сварочных процессах, а МЗ - то же, в металлургических процессах.

Проект 4.3. Моделирование учебных процессов. Подпроект 4.3.1. Моделирование морфологической матрицы компонентов процесса проектирования учебных занятий.

Поиск резервов совершенствования проектирования учебных занятий предложено осуществлять за счёт введения этапа морфологического анализа их компонентов (табл.6).

Таблица б

Морфологическая матрица компонентов процесса проектирования экологизированных лаборагорпо-практических занятий как метода обучения (фрагмент)

Компоненты проектирования

Постановка цели

Выбор обтг екга исследования

Выбор изучаемых параметров

Содержание компонентов проектирования но варищггам выполнения занятий

Изучение устройства

Устройство

Электроэнергетические U, I, cos ф, Р. КПД расход электроэнергии; надежность; диагностика неисправностей

Изучение

свойства магге-риала

Материал

Технологический процесс

Проч-пост-ггьге— о„ Ог> 5, у/; влаж-вдаж-ноегь; температуры плавления и испарения; надежность

3

Изучение технологического процесса

Изучение диаграммы состояния «железо— углерод»

Диаграмма состоят гая

Скорость; завершенность (выход годного продукта); усвояемость элементов; количество стадий переработки; количество выбросов; си нергетич-ность; энтропия; надежность

Температуры ликвидус и солидус в зависимости от концентрации углерода; состав и количество фаз в зависимости от концентрации углерода

Изучегше алгоритма анализа

Алгоритм

Правиль-виль-ность; возможность реализации; надежность; эффективность; время быстродействия

Изучение приемов интенсификации приобретения знаний, умеггий и навыков

Методика проведения лаборагарньгх работ

Успеваемость (процент качества усвоения, процент успешности обучения); количество использованных методов и средств ГГ и теории поэтапного формирования умственных действий (ТПФУД); экологичноегь; время обучения; возможность реализации; надежность; эффективность

Выбор способа измерений

В том числе гго критерию экологичное™

Измерения

В том числе по критерию экологичности

Оформление, выводы, ответы на контрольные и экологически значимые вопросы

Экологичное оформление присутствует, экологически значимые выводы и ответы разработаны

Подпроект 4.3.2. Моделирование технологии проведения лабораторных работ.

Процесс усовершенствования технологии выполнения лабораторной работы иллюстрирует рис. 15.

Рис. 15. Схема усовершенствования проведения лабораторной работы, полученная в результате моделирования ей структуры Обозначения: С - энерго-и материальные ресурсы; МЛР - модернизированная лабораторная работа; М - лабораторная работа (человеко-машинный объект); М' - дополнительные составляющие лабораторной работы; И— интегративная поддержка лабораторной работы (включая операции составления морфологической матрицы, привлечения ТРИЗ, экологической педагогики, ТПФУД, автоматики, информатики, безопасности жизнедеятельности, термодинамики); 01 - технологические отходы (возможна их частичная утилизация); 02 - неразвитые ЗУНК; Пр - развитые ЗУНК; Пф - полуфабрикаты (вариаэты поиска решений при выполнении работы, не зафиксированные на носителях информации).

О более высокой степени интеграции усовершенствованной работы (МЛР) свидетельствует тот факт, что, в её структуре задействовано более 17 информационных потоков (в типовой работе - 11). Предложенный критерий информационной интегративности (отношение реально задействованных информационных потоков к их максимально возможному числу) в МЛР не менее чем в 1,5 - 2,0 раза превышает таковой для типовой работы. Интегратором служит элемент И (рис. 15). Неразвитые знания, умения, навыки, компетенции (02) являются «браком» учебных занятий. Его снижению способствует элемент М' (обращение к подсистеме - лабораторной работе, связанной с материалом предыдущих курсов).

Резюме по программе 4: предложены новые модели и способы в составе СИТ-М.

Резюме по программам 2-4: в процессе выполнения программ 2-4 разработан пакет концептуальных, кортежных, структурно-алгоритмических моделей для всех элементов СИТ-М, в результате чего обеспечена база для адаптации методологии и инструментария системной

интеграции к нуждам металлургии; предложены решения с повышенным иптегративным потенциалом (доказывает их результативность).

ПРОГРАММА 5. РЕЗУЛЬТАТИВНОСТЬ ПРЕДЛАГАЕМЫХ РЕШЕНИЙ И РЕКОМЕНДАЦИЙ

Программа включает в себя 4 проекта. Проект 5.1. Схема верификации результатов исследований. Для оценки достоверности данных, полученных при помощи разработанной нами СИТ-М, они были проанализированы в сопоставлении с существующей и прототипной системами интеграции технологий. Была составлена схема (рис. 16), предполагаемые итоги функционирования которой отражены в табл. 7.

Рис. 16. Схема верификации предложенных решений

Пояснения (см. также табл.7): I — всевозможное исходное сырьё; Д — делитель исходного сырья; П1,П2,ПЗ — потоки сырья по сравниваемым вариантам; РССИ-М — реально существующая система интеграции в металлургии; (СИТ-М)п — система интеграции технологий в металлургии (по прототипу); (СИТ-М)пр — то же, по предлагаемому решению; Р1,Р2,РЗ — результативности РССИ-М, (СИТ-М)п, (СИТ-М)пр по конечному продукту; К — компаратор; ЯР — лучший результат (продукт).

Таблица 7

Спецификация к схеме верификации (см. рис. 16)_

№ п/п Обозначение Характеристика потоков и результативностей (см. также пояснения к рис. 16)

1 2 3

1 1 Исходные ресурсы: материальные, энергетические, человеческие (кадровые), информационные и т.п.

2 111 Составляющие потока П1: материальная: качканарские железорудные окатыши (КЖО). Алюсы. шлакооб-разующие, огнеупоры, жидкий чугун (ЖЧ), металлолом, феррованадий, легирующие и раскислители, газообразный кислород (ГК); энергетическая: кокс, электроэнергия, энергия химических реакций: кадровая: персонал, подготовленный в сложившейся до реформы системе общего и профессионального образования РФ преимущественно в Свердловской области; организационно-имущественная: структурные элементы коопооатнвной оши-низации; Финансово-инвестиционная: частное финансирование; экологически-жизнедеятельностная: вредности, формирующиеся в перечисленных выше составляющих потока П1; инйюомациониая: информация о перечисленных выше составляющих П1.

1 2 3

3 П2 Составляющие потока Г12: материальная: качканарские железорудные окатыши (возможны другие ванадиевые руды), флюсы, шлакообразующие, огнеупоры, жидкий чугун, металлолом, феррованадий, качканарские металлнзованиые окатыши (КМО), легирующие и раскислители, газообразный кислород; энергетическая: электроэнергия, кокс, энергия химических реакций: кадровая: примерно та же. что и в потоке П1. то есть персонал, пош отопленный в сложившейся до реформы системе общего и профессионального образования РФ преимущественно в Свердловской области; организационно-имущественная: примерно та же. что н для потока П1. то есть структурные элементы корпоративной организации; финансово-инвестиционная: частно-государственное (Ьинансирование: экологически-жиэнелеятельностная: примерно та же. что и для потока П1. это вредности, формирующиеся в перечисленных выше составляющих потока П2; информационная: примерно та же, что и для потока Г11, это информация о перечисленных выше составляющих потока Г12;

4 ПЗ Составляющие потока ПЗ: материальная: качканарские железорудные окатыши (возможны лpvгиe па-надиевые руды), шлакообразующие (в том числе ваналийсолержащие полупродукты и ОП), огнеупоры, металлолом, качканарские металлиэованные окатыши, легирующие и раскислители: энергетическая: электроэнергия, природный газ (уголь для газификации!: кадровая: примерно та же. что и в потоках Г11 и' [12. то есть персонал, подготовленный в сложившейся до реформы системе общего и профессионального образования РФ преимущественно в Свердловской области; организационно-имущественная; примерно та же. что и для потоков П1 и П2. то есть структурные элементы корпоративной организации; финансово-инвестиционная: см. выше ту же составляющую в П2 (затраты ниже, чем в ПI и 112); экологически-жизнсдеятелыюстная: примерно та же. что и для потоков ГП и П2; информационная: примерно та же. что и для потоков П1 и П2. это информация о перечисленных выше составляющих потока Г12;.

5 Р1 Составляющие результативности Р1: материальная: продукция (ванадийсодержащая сталь), параметр (выход годного стали); энергетическая: энергоемкость продукции, условное топливо: ПРОДУКЦИИ персонал, подготовленный по корпрпативным программам повыше-

ния квалификации: ооганизационно-имушествснная; вертикальная интеграция в рамках ЕВРАЗ-холдинга; финансово-инвестиционная: частное финансирование; экологически-жизнедеител!?но<;тная: выбросы вредных веществ при получе-

нии металлопродукции, степень вовлечения ОП в технологические процессы, степень равновесности принимаемых решений; информационная: информация о перечисленных выше составляющих результативности Р1, формирующаяся в рамках холдинга в условиях недостаточно высокого уровня системной интеграции.,

Окончание таблицы 7

Р2

РЗ

ЛР

Составляющие результативности Р2:

материальная: продукция та же, что и для результативности Р] (ванадийсодер-жашая сталь), выход годного отличается незначительно от Р \; энергетическая: энергоемкость по сравнению с Р1 снижается; кадровая: примерно та же, что и в Р1 (ориентированный на решение тактических задач получения металлопродукции персонал, подготовленный по корпоративным программам повышения квалификации), но, кроме того, повышение квалификации осуществляется в корпоративных университетах; организационно-имущественная; включает помимо упомянутой для Р1 подобной составляющей структуру корпоративного университета, предполагает региональную стратегию формирования итерированных структур; финансово-инвестиционная: набор технологических машин отличен от проанализированного выше для Р1 и затраты отличаются ( не выше, чем в Р1). частно-государственное финансирование:

экологически-жизнедеятельноетная: благоприятнее, чем для Р1: информационная; см. выше ту же составляющую для РI Г включая информацию

из корпоративного УИМ£В£111£Ш):_

Составляющие результативности РЗ:

материальная: продукция с меньшим содержанием вредных примесей, выход годного выше, чем в результативностях Р1 и Р2;

энергетическая: энергоемкость продукции по сравнению с РI и Р2 снижается; кадровая: персонал с более высоким уровнем социально-экологической ответственности;

организационно-имущественная: структура включает помимо упомянутой для Р2 подобной составляющей подразделения системной интС1рации и соответствующие интерфейсные службы, предполагает государственную стратегию формирования интегрированных структур;

финансово-инвестиционная: затраты не выше, чем в Р1 Р2, государственно-частное финансирование;

экологически-жизиедеятельностная: более благоприятная по сравнению с теми же параметрами, перечисленными выше для Р1 и Р2: информационная: степень интегрированностн информации выше по сравнению с результатианостями Р1 и Р2. имеются предпосылки достижения ситемного

эфферт.___________________________ _______________

В стратегическом плане лучшим результатом является РЗ.

Таким образом, процедура верификации результатов исследований показала, что для примерно одинаковых исходных данных (разнообразные потоки материалов, информации и др., поступающих, соответственно, в РССИ-М, (СИТ-М)п и предлагаемую СИТ-М) получаются значимые отличия в результатах функционирования упомянутых систем интеграции.

Проект 5.2. Оценка результативности исследований.

Для того, чтобы обеспечить возможность прогнозирования параметров функционирования СИТ-М была разработана таблица, с помощью которой может быть оценена перспективность направлений выполненных и планируемых к выполнению НИОКР по теме диссертационного исследования, а также осуществлено хранение и пополнение экспертной информации о СИТ-М (табл. 8).

Результативность предложенных решений (в квадратных скобках - ссылки на список публикаций автора в диссертации)

РамОю тайл.1) № (по табл. 1) Результативность:

научно- исследовательская научно-техническая экономическая социально-экологическая системная, инте-гративная по факту использования

1 2 3 4 5 6 7 8

5 (способы) 31 Повышение уровня экологической культуры 1 обучающихся, повышение информативности лабораторных работ [38,41.43] Улучшение структуры лабораторной работы [46] Акты внедрения в учебный процесс РГППУ стендов. программно-методического обеспечения

30 Выявлены температурные интервалы десуль-фурации [29,69] Оптимизировано соотношение между компонентами шихты [68]

29 Снижен на 1 0% расход восстановителя в смеси с металл изованной шихтой (МШ) [64] 1

28 Определены температурные условия протекания восстановления оксидной фазы МШ [8,9,131 I \ 1 ■ !

27 Снижение расхода феррованадия [60] ! 1 ;

Экологическая культура есть мера и способ развития и реализации творческого потенциала человека в процессе его всестороннего равноправного взаимодействия с другими людьми, с природной средой при условии поддержания равновесного состояния в техносфере посредством природосообразной творческой проектировочной деятельности [3,71 ]

1 2 3 4 5 6 7 8

5 26 Повышение на 5-8% усвоения ванадия из ванадиевого шлака (ВШ) при выплавке [59,67] Фактический экономический эффект составил 356,225 тыс. рублей (цены 1987 г.) Расширение функциональных возможностей сталеплавильных цехов при выплавке ванадиевых сталей [10. 11,17,23, 26,27,201 Акты внедрения результатов НИР на ЗМЗ, ЧерМК, ЧМК

4 (модели) 25 Развитый критерий со-цжнгермоаинамики для целепалагания и обоснования неизбежности экологизации иэобрегологии [54,451

24 Ожидаемый эффект 3—5 млн. рублей Утилизация отходов производств (ОП) [341 Акт об использовании НИР в НВЦ «Капал из»

23 Развитие научной терминологии (реструктуризация статей затрат на получение легированной стали с ванадием) [ 16] Экономия затрат за счет повышения в 1,5-2 раза сквозного (от руды до стали) извлечения ванадия [25]

22 Сертификат соответствия авторской программы по методологии ТТ [70]

21 Определены параметры сульфидной ёмкости шлаков от переплава ванадиевых материалов (ВМ) [50,51,241 Возможно повышение на 10% полноты утилизации ОК [49] Усилена преобразующая функция технологической схемы (ТС) [40]

1 2 |3 4 5 6 7 8 1

4 20 Усовершенствовано звено преобразования чугуна в ванадиевую сталь в ТС [561

19 Извлечение ванадия из руды возрастает на 5-10% [12,14] Упрощена структура ТС за счет исключения руднотермиче-ского н конвертерного производств [6]

18 Извлечение ванадия из руды возрастает на 20% (19,22) Упрощена структура ТС за счет исключения ферросплавного производства [ 15,21 ]

17 Извлечение ванадия из руды возрастает на 15% [7,62] Упрощена структура ТС за счет исключения доменного н конвертерного производств [5]

3 (углы) 16 Рост степени равновесности последствий для природы от воздействий по предлагаемым решениям [44,52,66]

15 Определено влияние характере газовой фазы на скорость и завершенность процессов в ОП [37,47] Уменьшение вредных выбросов [39,48] Акт об использовании НИР в НТФИПМ

] 2 3 4 5 ■ 6 7 |8

3 И Развита корректирующая обратная связь выхода годной металлопродукции при расчете её энергоёмкости [53]

13 Развита корректирующая обратная связь ТРИЗ педагогики и экологической педагогики при разработке ТС в металлургии [71]

12 Научное обоснование элементов синтеза состава шихт с ОП [35,42] Экономическое обоснование вариантов реконструкции ремонтных хозяйств [30] Акты сдачи-приемки работ по д оговорам с УНИХИМом, Сол ЦБК и СясЦБК, АО «Святогор»

И Увеличение сквозного извлечения ванадия, марганца, хрома, кремния до 70-90% Г61,63.65] Акт об использовании результатов НИР в ООО «Комбис-талъ»

2 (блоки) 1 1 10 Созданы научные предпосылки для компенсации сопутствующих помех при управлении процессом разработки инноваций по критерию экологично-сти решения [36.57]

1 2 3 4 5 6 7 8 '

2 9 Созданы научные предпосылки для синхронизации при упраалении потоками первичных н вторичных ресурсов по критерию их перераспределения в пользу вторичных Г2.57] |

8 Заложены научные основы эколого-микроцивилизаци-онного интегратив-но-подлерживаю-щего подхода для оценки уровня технологии в том числе по критерию энергоёмкости продукции [1,55.57]

7 Развиты научные принципы педагогического поддерживающего сопровождения всех стадий разработки технологий [3,57]

6 Методологическое обоснование и методическое обеспечение экологичных проектов модернизации технологий ремонта [2,4,28,31 -33]

1 2 13 4 5 16 7 8

2 5 Ожидаемый народнохозяйственный экономический эффект 32,1 мла рублей за счет уменьшения числа стадий и повышения степени комплексности использования сырья [72]

1 (подсистемы) 4 Усовершенствована структура подсистемы УППИТМ за счет разработки блока парирования помех и новых интерфейсов [58]

3 Усовершенствована структура подсистемы МПТМ за счет разработки блока поддерживающей интеграции и новых интерфейсов [58]

2 Развита структура подсистемы ДКОТМ за счет блока профильной интеграции и новых интерфейсов [581

0 (система) 1 Предложены элементы научного обоснования изменения стратегии развития металлургического комплекса [58,73] 1 ! Усовершенствована структура системы СИТ-М за счет разработки подсистемы СиИн [58]

Проект 5.3. Оценка эффективности предложенных решений. В табл. 9 представлены данные об эффективности предложенных решений.

Таблица 9

Вид эффективности Примененные методики и критерии оценки эффективности Значение показателя (критерия) Организация, представившая акт об использовании НИОКР

1 2 3 4

Экономическая фактическая Стандартная методика расчета экономического эффекта'1. Эффект достигается за счёт повышения усвоения ванадия на 5 8% и экономии феррованадия 0,356 млн. рублей Златоустовский металлургический завод, «МЕЧЕЛ» (г. Челябинск), «Северсталь» (г. Череповец)

Экономическая ожидаемая Та же методика*', эффект га счет снижения стоимости шихты с ОП на 15 % 3-5 млн. рублей Научно- внедренческий центр (НВЦ) «Катализ», Екатеринбург

Та же Та же методика*', эффект за счёт экономии феррованадия 5 млн. рублей ООО «Комбисталь, Екатеринбург

Та же Та же методика*', эффект за счёт реализации проектов реконструкции плавильных участков литейных отделений и ввода новой техники 0,414 млн.. рублей Ленгипромез, Санкт-Петербург

Та же Методика расчёта народнохозяйственного экономического эффекта УНЦ АН СССР. Эффект за счёт снижения приведённых затрат на 6,46 рублей на 1 тонну жидкой стали 32,1 млн. рублей Институт экономики УрО РАН, Екатеринбург

Научно-исследовательская и научно-техническая Температурные интервалы и другие параметры процесса термической обработки ранее не изученных ВМ и шлаков; методики с элементами новизны Снижение температуры нагрева на 30%, расхода электроэнергии на 1000 МДж НВЦ «Катализ» (Екатеринбург), Научно-техническая фирма (НТФ) «Институт прикладной металлургии (Екатеринбург), ООО «Комбисталь» (Екатеринбург)

Социально-педагогическая Повышение информативности и прак-тико-ориентированной направленности учебного процесса за счёт ввода новых лабораторных работ 15 новых лабораторных работ Российский государственный профессионально-педагогический университет, Екатеринбург

Та же Повышение уровня экологической культуры учащихся разных возрастов (сертифицированная программа) Повышение на 10% Уральский государственный педагогический университет, Екатеринбург

'' Всгср Л.Л. Экономика научных исследований.- М.; Наука, 1981.- 142 с.

1 2 3 4

Та же Повышение уровня эколог ической культуры учащихся разных возрастов Повышение на 10% Дворец молодёжи, Екатеринбург

Социально-экологическая Методики [ 16] из списка трудов автора и В.Г. Лисиенко с соавторами (см. табл. 1). Эффект за счёт снижения энергоёмкости продукции Снижение-на 5-10% НВЦ «Катализ» (Екатеринбург), ПТФ «Институт прикладной металлургии (Екатеринбург), ООО «Комбисталь» (Екатеринбург)

Проект 5.4. Рекомендации по использованию результатов исследований.

1. По результатам моделирования подсистемы управления профильио-поддерживающей интеграцией технологий в металлургии СИ'Г-М в структуре правительства Свердловской области целесообразно организовать подразделения, способные выполнять функции системного интегрирования разрабатываемых инновационных технологий для последующего применения в металлургическом комплексе области.

2. По результатам моделирования подсистемы междисциплинарной поддержки технологий в металлургии СИТ-М для образовательных учреждений различного уровня рекомендована концепция повышения степени комплексности экологического образования, реализуемая путём внедрения экологизированных средств изобретологии (в частности, авторского курса «Методология экологизации технического творчества» и его методического обеспечения) в практику подготовки будущих специалистов технической направленности.

3. По результатам моделирования подсистемы дисциплинарно-корпоративной организации технологий в металлургии СИТ-М необходимо на перспективу скорректировать стратегию развития чёрной металлургии Уральского региона (в значительной степени привязанной к потребностям нефтегазового комплекса РФ и мира) в направлении разработки малостадийных и неэнергоёмких технологических моделей переработки специфических природнолегированных руд, например, по апробированной схеме «металлизация - электроплавка» для получения ванадийсодержаицих сплавов в Уральском регионе (см. рис. 14 диссертации). В настоящее время предпосылки для промышленной реализации предлагаемой модели имеются в ОАО «Святогор» УГМК в г. Красноуральске (наличие вана-дийсодержащего сырья, ремотно-металлургического и сернокислотного производств) и на НТМК ЕВРЛЗ-холдинга в г. Нижнем Тагиле (наличие ванадийсодержащего сырья и мощностей по его обогащению и окомкова-нию, металлургического и ремонтных производств). Лучший вариант -объединение научно-производственных баз указанных предприятий при поддержке государственных структур для решения задачи повышения

степени комплексности использования сырья и ОП и обеспечения высвобождения дополнительных ресурсов ванадия с соответственным увеличением выпуска ванадийсодержащей металлопродукции в регионе.

Резюме по программе 5: проведена оценка достоверности, полезности и эффективности предложенных решений, по итогам её сформулированы рекомендации по использованию результатов исследований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При совершенствовании функционирующего в настоящее время металлургического комплекса в недостаточной степени учитывается методология системной интеграции, которая к тому же слабо адаптирована к отраслевой тематике. Это проявляется в следующем: относительно мало внимания уделяется вопросам анализа разноаспектных взаимодействий при разрешении проблемных ситуаций и наукоёмкости выбираемых стратегий развития технологий, что не способствует синтезу оптимальных решений; сравнительно низка степень регулирования экологической ответственности субъектов технологических процессов, что приводит к слабой управляемости экологизацией их деятельности (в том числе творческой), протекающей в условиях недостаточно выявленного интегративно-го потенциала экологизированных средств изобретологии; мала доля комплексных проектов, программ и НИОКР, что отражается, в частности, на перспективах малостадийной переработки материалов сложного химического состава по технологиям прямого восстановления и прямого легирования с повышенным уровнем вовлечения в техпроцессы ОП и экологической безопасности при получении сплавов, например, ванадийсодержа-щих.

Для преодоления выявленных недостатков нами модифицированы методология и инструментарий системной интеграции для потребностей металлургии и на их базе предложены перспективные решения, то есть адаптирован и реализован системно-интеграционный подход к разработке технологий в металлургическом комплексе. Конкретно это нашло выражение в следующем: проведён литературно-аналитический обзор по проблематике систем интеграции технологий в металлургии, проведено ранжирование их составляющих; сформирован шестиранговый пакет прототипов и дана их критика; сформулированы гипотезы о предполагаемых решениях; усовершенствована структура системы интеграции технологий в металлургии (СИТ-М) за счёт ввода подсистемы системной интеграции (СиИн), развития структуры подсистем дисциплинарно-корпоративной организации технологий в металлургии (ДКОТМ), междисциплинарной поддержки технологий в металлургии (МПТМ), управления профильно-поддер-живающей интеграцией технологий в металлургии (УППИТМ) путём синтеза в них новых блоков—соответственно, профильной инте-

грации, поддерживающей интеграции, парирования помех— и выявления новых связей; предложена и апробирована эколого-микроцивилизационная концепция выработки критериев оценки степени равновесности развития систем интеграции в металлургии; развита структура и частично внедрены на предприятиях металлургической отрасли РФ (а также республик СССР) и в образовательных учреждениях РФ элементы подсистем (блоки, узлы) ДКОТМ, МПТМ, УППИТМ; разработаны, усовершенствованы и апробированы в условиях действующих ЭСПЦ Череповца, Челябинска, Златоуста и других городов технологические модели и способы получения сплавов с ванадием; выявлены научно-исследовательская, научно-техническая, экономическая, социально-экологическая, системно-интегративная, фактическая результативности предложенных решений, сформулированы рекомендации по их практическому использованию на предприятиях и в образовательных учреждениях Уральского региона.

Общие выводы: поставленная цель - развить систему интеграции технологий в металлургии (СИТ-М) за счёт структурно-алгоритмического, кортежного и концептуального моделирования и систематизации проектирования перспективных решений средствами экологизированной изобретологии - достигнута; разработаны контуры нового научного направления интеграции технологий - эколого-микроцивилизационной концепции формирования критериев оценки степени устойчивости и равновесности позитивного движения СИТ-М.

Основные публикации по теме диссертационного исследования

Монофафии.

1. Бескоксовая переработка титаномагнетитовых рул/В.А. Ровнушкин, Б.А.Боковиков, С.Г'. Братчиков,А.М. Амдур, Е.И. Арзамасцев, В.Ю. Поволоцкий, A.C. Михайликов, С.А.Тютюков. -М.: Металлургия, 1988. 247 с.

2. Тютюков С.А., Тютюков B.C. Экологический подход в профессиональной подготовке студентов вузов. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004. 148 с.

3. Тютюков С.А., Тютюков B.C. Экологический подход в подготовке студентов профессионально-педагогического вуза,- Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2005. 167 с.

Статьи в научных журналах и сборниках научных трудов.

4. Получение аустенита в сталях переходного класса, его стабильность и влияние на механические свойства /Б.А. Потехин, С.А. Тютюков, Ю.Р. Немировский, Ю.И. Пашков // Физика металлов и металловедение. 1979. Т. 48. Вып. 1. С. 182-187.

5. Исследование особенностей выплавки конструкционных сталей в 100-т дуговых печах с применением ванадийсодержащих металлизованиых окатышей / Е.И. Арзамасцев, В.А. Ровнушкин, В.И. Довгопол. С.А. Тютюков, А.Н. Глазов, Э.В. Ткаченко //Сталь. 1980. № 11. С. 968 - 972.

6. Использование ванадийсодержащих металлизованиых окатышей для выплавки и легирования стали в электродуговых печах / Е.И. Арзамасцев, В.А. Ровнушкин, С.А. Тютюков, O.E. Молчанов., В.Е. Соколов // Выплавка и передел чугунов из комплекс-

ных руд: Сб. науч. тр. УралНИИЧМ. - Свердловск: Изд-во УралНИИЧМ. Т. 39. С. 100108.

7. Особенности технологии выплавки инструментальных сталей в электродуговых печах с применением ванадийсодержащего металл июванного продукта /Е.И. Арзамас-пен, В.А. Ровнушкин, С.А. Тютюков, Ю.Н. Шелгаев, Ю.Е. Симбирцев // Современные проблемы электрометаллургии стали: Сб. науч. тр. - Челябинск: Изд-во Челяб. политех, ин-та. 1981. С. 51.58.

8. Тютюков С.А., Ровнушкин В.А., Арзамасцев Е.И. Поведение вападийсодержащих металлизованных окатышей при нагреве и плавлении. // Известия вузов. Черная металлургия. 1981. № 10. С. 172-173.

9. Повеление углерода метаплизованного продукта при нагреве и плавлении /В.А. Ровнушкин, Е.И. Арзамасцев, С.А. Тютюков, A.M. Амдур.. С.Н. Антонова // Известия вузов. Черная металлургия. 1982. № 8. С.42-45.

10. Особенности технологии выплавки легированных сталей с применением ванадиевого конвертерного шлака/ В.А. Ровнушкин, Е.И. Арзамасцев, С.А. Тютюков, Г.И. Чернов, M.II. Мартынов //Производство легированных чугунов и сталей: Сб. науч. тр. УралНИИЧМ. - Свердловск: Изд-во УралНИИЧМ. 1982. Т. 12. С. 70-74.

11. Усовершенствование технологии выплавки сталей Х12М и Х12Ф1 с применением винадиевого конвертерного шлака / C.B. Галян, Ц.Л. Кацман. Л.Я. Рудашевский, С.А. Тютюков, М.Н. Мартынов, 10.11. Шелгаев //Черная металлургия. Бюллетень научно-технической информации. 1983. № 11 (943). С. 56.

12. Поведение ванадия и титана при электроплавке стали с использованием ванадийсодержащего метаплизованного продукта /В.А. Ровнушкин, Е.И. Арзамасцев, С.А. Тютюков, Г.А. Топорищев, Ю.В. Гавриленко, C.B. Никифоров // Комплексное использование минерального сырья. 1983. Х° 7. С. 39-43.

13. Поведение углерода качканарских металлизованных окатышей при плавлении в оксидных и металлических расплавах /В.А. Ровнушкин, С.А. Тютюков, Е.И. Арзамасцев, В.К. Новиков // Известия вузов. Черная металлургия. 1983. № 2. С. 27-30.

14. Углетермическое восстановление окисной фазы качканарских металлизованных окатышей при нагреве до плавления /В.А. Ровнушкин, С.А. Тютюков, Е.И. Арзамасцев, A.M. Амдур, С.Г. Мсламуд, C.B. Никифоров // Комплексная металлургическая переработка железных руд: Сб. науч. тр. - Свердловск: УралНИИЧМ. 1984. С. 60-69.

15. Ровнушкин В.А., Тютюков С.А., Арзамасцев Е.И. Окисленность сталеплавильной ванны при переплаве качканарских металлизованных окатышей //Известия вузов. Черная металлургия. 1984. № 6. С. 155-156.

16. Энергоемкость выплавки стали на базе комплексных железных руд /Л.А. Смирнов,

B.А. Ровнушкин, Е.И. Арзамасцев, Ю.А. Дерябин, С.А. Тютюков //Сталь. 1985. № 2. С. 21-23.

17. Применение ванадиевого конвертерного шлака при выплавке малоуглеродистой низколегированной стали в 100-т электропечах /Е.И. Арзамасцев, В.А. Ровнушкин,

C.А. Тютюков, C.B. Галян, Ю.В. Гавриленко, Э.В. Ткаченко // Сталь. 1985. № 2. С. 3536.

18. Тютюков С.А.. Арзамасцев Е.И., Ровнушкин В.А. Поведение серы при переплаве качканарских металлизованных окатышей //Известия вузов. Черная металлургия. 1985. Х»4. С. 20-21.

19. Исследование кинетики взаимодействия углерода с оксидной фазой в качканарских металлизованных окатышах / A.M. Амдур, С.Г. Меламуд, В.А. Ровнушкин, С.А. Тютюков, С.Г. Братчиков, М.Г1. Авдонина // Известия Академии наук СССР. Металлы. 1985. №5. С. 11-19.

20. Использование ванадиевого шлака при выплавке стали 60С2ХФА /С'.А. Тютюков,

B.А. Ровнушкин, Е.И. Арзамасцев, 10.В. Г'авриленко, Э.В. Ткаченко //Черная металлургия. Бюллетень научно-технической информации. 1986. № 1. С. 47-48.

21. Использование природнолегированных окисных и металлизованных материалов при выплавке стали в плазменных исчах /С.А. Тютюков. F-.И. Арзамасцев, В.А. Ровнушкин, Ю.И. Шелгаев, Ц.Л. Кацман, C.B. Галян // Проблемы специальной электрометаллургии". 1986. № 1. С. 57-61.

22. Особенности углетермического восстановления в качканарских и Лебединских металлизованных окатышах /С.А. Гюпоков, В.А. Ровнушкин, A.M. Амдур, ü.M. Арзамас-цеп, С.Г. Братчиков // Теория и практика прямого получения железа: Сб. науч. тр. - М.: Паука. 1986. С. 104-106.

23. Выплавка рессорно-пружинных сталей в 100-т дуговых печах /С.А. Тютюков, Ю.В. Гаврнленко. F..И. Арзамасцев, В.А. Ровнушкин, В.А. Марышев, Э.В. Ткаченко //Черная металлургия. Бюллетень научно-технической информации. 1986. № 18. С. 4243.

24. Оценка сульфидной емкости электронечных шлаков с повышенным содержанием диоксида титана /С.А. Тютюков, Е.И. Арзамасцев, В.А. Ровнушкин, С.Г. Братчиков, Ю.В. Гавриленко, Э.В. Ткаченко // Известия вузов. Черная металлургия. 1986. № 12. С. 43-45.

25. Экономическая эффективность переработки качканарских титаномагнетито в / В.И. Довгопол, A.A. Медведев, А.Е. Хайкин, Е.И. Арзамасцев, В.А. Ровнушкин, С'.А. Тютюков // Комплексное использование мине-рального сырья. 1987. № 8. С. 86-92.

26. Улучшение технологии выплавки рессорно-пружинной стали в 100-т электропечи /С.А. Тютюков, Ю.В. Гавриленко, В.А. Марышев, В.А. Ровнушкин. Э.В. Ткаченко //Сталь. 1988. № 9. С. 37-40.

27. Выплавка стали 08ГСЮФ с применением ванадиевого конвертерного шлака / Ю.В. Гавриленко, С.Д. Тютюков, В.Т. Сосипатров. Б.П. Катенин, Е.И. Арзамасцев, В.Д. Кулешов //Черная металлургия. Бюллетень научно-технической информации. 1988. № 19. С. 48.

28. Методика определения рациональных вариантов реконструкции литейных отделений рсмонтно-механических заводов /С.А. Тютюков, Б.А. Потехин, В.И. Баранов, Л.В. Гаврилов, Г.А. Ложкин. В.М. Корчевская // Бумажная промышленность. 1991. № 6-7.

C. 38-40.

29. Базарова Э.В., Тютюков С.А. Исследование окислительно-восстановительной активности ванадиевых сернокислотных катализаторов электрохимическим методом //Известия вузов. Химия и химическая технология. 1992. № 9. С. 116-118.

30. Об эффективности реконструкции литейных отделений рсмонтно-механических цехов комбинатов /С.А. Тютюков, В.М. Корчевская, И.В. Фененко. В.И. Абатуров, A.C. Бурковский, В.А. Андреев // Целлюлоза. Бумага. Картон. 1993. № 2. С. 24-26.

31. Анализ изменения уровня технологии и структуры потребляемых ресурсов при организации участка вакуумно-пленочной формовки в литейном отделении ЦБК /С.А.Тютюков, В.И. Абатуров, A.C. Бурковский, В.А. Андреев // Целлюлоза. Бумага. Картон. 1993. №2. С. 21.

32. Тютюков С.А., Тютюков B.C. Расчет графиков и координат центра электрических нагрузок с применением микрокомпьютера "Электроника МК-85" // Промышленная энергетика. 1994. № 7. С. 27-30.

33. Тютюков С.А., Тютюков B.C. Расчет электрические нагрузок на лесозаготовительных предприятиях // Известия вузов. Лесной журнал. 1995. № 1. С. 115-120.

34. Тютюков С.А. К вопросу об использовании нетрадиционных материалов при получении литых изделий // Прогрессивные технологические процессы и подготовка кал-

ров для литейного производства: Сб. науч. тр. - Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. проф.- пед. ун-та. 1996.- Вып. 2. С. 158-162.

35. Тютюков СЛ., Соколова I.A. Анализ изменения состава ванадий- и -серосодержащих соединений в отработанных катализаторах сернокислотного производства при их нагреве // Известия вузов. Черная металлургия. 1998. № 10. С. 74-75.

36. Тютюков С.А., Новоселов С.Л. Об "экологичности" технических решений // Интеллектуальная собственность. 1999. № 2. С. 69-70.

37. Тютюков С.А., Новоселов С.А., Чуркин A.C. Формирование экологической культуры в процессе развития технического творчества учащихся учреждений профессионального образования: проблемы и перспективы (на примере Уральского региона) //Вестник учебно-методического объединения высших и средних профессиональных учебных заведений РФ по профессионально-педагогическому образованию. 1999. № 1 (24). С. 137-141.

38. Проектирование лабораторно-практических работ с использованием ПЭВМ как фактор интеграции знаний и совершенствования методики преподавания / С.А. Тютю-коп, H.H. Поляков, B.C. Тютюков, С.А. Новоселов, A.C. Чуркин // Вестник учебно-мстодического объединения высших и средних профессиональных учебных заведений РФ по профессионально-педагогическому образованию. 1999. № 1 (24). С. 95-97.

39. Тютюков С.А. К вопросу об экспертизе экологичности разрабатываемых технологических решений в сварочном производстве: проблемы и перспективы // Сварочное производство. 2000. №5. С. 41-44.

40. Тютюков С.А. Экологизация технологических решений в образовании и научно-производственной деятельности: этапы формирования и отбора содержания новых элементов знаний // Вестник учебно-методического объединения высших и средних профессиональных учебных заведений РФ по профессионально-педагогическому образованию. 2000. № I (26). С. 170-179.

41. Тютюков С.А., Тютюков B.C. Методика проектирования экологизированных лабораторно-практических занятий с помощью ТРИЗ и компьютера // На передовых рубежах науки и инженерного творчества: Сб. науч. тр. 2-й междунар. науч.-техн. конф. регионального уральского отделения Академии инженерных наук РФ. 26-29 сентября 2000 г. -Екатеринбург: Изд-во РУО АИН РФ; УГТУ-УПИ, 2000. С.406-410.

42. Исследование применения отходов производства в составе сварочных флюсов /С.А. Тютюков, С.Г. Истомин, A.A. Максимов и др. // Сварка Урала 2002: Материалы 21-й научно-техн. конф. сварщиков Урала, 26 февраля- 2 марта 2002 г.- Курган: Изд-во Курт. гос. ун-та, 2002. С. 48—50.

43. Тютюков С.А., Тютюков B.C. Представления об экологизации технической творческой деятельности учащихся // Проблемы региональной экологии. 2000. №4. С. 8794.

44. Tyutyukov S.A. Expert analysis of the ecological efficiency of proposed technological solutions of welding production : problems and prospects // Welding International. 2000. № 14. P. 828-831.

45. Тютюков C.A., Тютюков B.C., Сухова M.M. Об экологизации технической творческой деятельности // Специалист. 2001. №6. С.24-25.

46. Тютюков С.А., Тютюков B.C. О формировании умений по автоматизации проектирования экологизированных лабораторно-практических занятий // Вестник учебно-методического объединения по профессионально-педагогическому образованию. 2001. № 2(29). С 122-126.

47. Тютюков С.А. Поведение ванадиевых катализаторов при десульфурирующей термической обработке в различных газовых средах // Известия вузов. Черная металлургия. 2002. №8. С. 54-56.

48. Тютюков С.А. Поведение ванадиевых катализаторов при десульфурирующей термической обработке в различных газовых средах // Известия вузов. Черная металлургия. 2002. №2. С. 42-44.

49. Тютюков С.А. К вопросу об экспертизе экологичное™ разрабатываемых технологических решений в сварочном производстве: проблемы и перспективы // Технология машиностроения». 2002. №2. С.62-64.

50. Тютюков С.А. Оценка сульфидной емкости шлаков, формирующихся при переплаве ванадийсодержащих оксидных материалов // Труды 6-го съезда литейщиков России. Т. 1. - Екатеринбург: Изд-во УГТУ - УПИ, 2003. С. 180-183.

51. Тютюков С.А.. Фсдулова М.А. Поведение серы при переплаве ванадийсодержащих материалов // Известия вузов. Черная металлургия».2003. №8. С. 60.

52. Тютюков С.А. Эколого-микроцивилизационный подход к инженерно-педагогическому образованию // Методолого-тсоретические концепции интегративной педагогической теории в условиях модернизации профессионального образования: Материалы Всероссийской науч.-практ. конф., Санкт-11етербург, 25-26 сентября 2006 г. СПб: Ин-т профтехобразования РАО, 2006. С. 126-134.

53. Тютюков С.А. Технологические аспекты получения природнолегиропапных сплавов в электропечах // Современные проблемы электрометаллургии стали: Материалы XI11 международной конференции. Часть 2. Челябинск, 9-10 октября 2007 г.: Челябинск: Изд-во ЮУрГУ. 2007. С. 46-48.

54. Тютюков С.А. Термодинамическое обоснование целесообразности экологизации инженерно-педагогической творческой деятельности с использованием средств нзо-бретологии // Педагогические системы развития творчества: Материалы пятой международной науч.-практ. конф., Екатеринбург, 11-13 декабря 2006 г.: В четырех частях -Екатсринбург: Изд-во Урал. гос. пед. ун- та, 2006.-Ч.2.-С. 285—287.

55. Тютюков С.А. Развитие экологической культуры будущих педагогов системы дополнительного и профессионального образования при обучении с использованием средств изобрстологии // Ученые записки университета им. Т1.Ф. Лесгафта. 2007. № 7 (29). С. 84-90.

56. Тютюков С.А. Аспекты экологизации инженерно-педагогического образования //Вестник машиностроения. 2007. № 11. С. 67-71.

57. Тютюков С.А., Гольдштейн СЛ. Развитие системы интеграции технологий в металлургии: формирование пакета прототипов // Вестник ЧНЦ РАЕМ. Челябинск. Научная статья в печати.

58. Тютюков С.А., Гольдштейн СЛ. Развитие системы интеграции технологий в металлургии: структурные модели // Вестник ЧНЦ РАЕН. Челябинск. Научная статья в печати.

Изобретения.

59. Ровнушкин В.А., Цикарев В.Г., Арзамасцев Е.И., Тютюков С.А., Петренев В.В. Способ переработки ванадиевого шлака. A.C. СССР № 801580. 1981. МКИ С22В 34/22. 2852502/22-02. Заявл. 14.12.79.

60. Ровнушкин В.А., Арзамасцев Е.И., Тулин H.A., Довгопол В.И., Глазов А.Н., Тютюков С.А., Гермелин Ф.А., Шелгаев Ю.Н., Волощук H.A. Способ выплавки ванадийсодержащих сталей и сплавов. A.C. СССР № 904327. 1981. МКИ С21С5/52. 2975192/2202. Заявл. 19.08.80.

61. Арзамасцев Е.И., Довгопол В.И., Раковский Ф.С., Ровнушкин В.А., Тютюков С.А., Смирнов A.A., Соколов В.Е., Шагалов B.J1., Эйдлии Ю.М. Способ выплавки ванадийсодержащих сталей. A.C. СССР № 932836. 1982. МКИ С21С5/52. 2642575/22-02. Заявл. 13.07.78.

62. Довгопол В.И.. Смирнов Л.А., Арзамасцев Е.И., Ровнушкин В.А., Тютюков С.А.. Овчинников Г.Е., Г лазов А.Н. Губчатое железо для выплавки стали и чугуна. A.C. СССР № 957566. 1982 МКИ С21В 13/00. 2731000/02. Заявл. 28.02.79.

63. Арзамасцев Г.И., Глазов А.Н., Довгопол В.И., Тулин H.A., Ровнушкин В.А., Тютюков С.А. Способ выплавки стали. A.C. СССР № 965112. 1982. С21С5/52. 2775999/2202. Заявл. 07.07.79.

64. Ровнушкин В.А., Арзамасцев Е.И., Тютюков С.А., Мыльников P.M., Гкаченко Э.В., Зайцев Ю.В. Способ выплавки стали. A.C. СССР № 965115. 1982. C2IC5/52. 324931622-/02. Заявл. 24.02.81.

65. Глазов A.M., Арзамасцев Е.И., Довгопол В.И., Ровнушкин В.А., Смирнов Л.А., Тютюков С.А., Тулин H.A., Салаутин В.А., Трахимович В.И., Хохлов O.A. Способ выплавки стали. A.C. СССР № 1048792. 1983. С21С5/52. 326415122-/02. Заявл. 25.03.81.

66. Ровнушкин В.А., Арзамасцев Е.И., Дерябин A.A., Тютюков С.А., Гладышев С.А., Тонорищев Г.А. Способ определения коэффициента распределения химического элемента между металлом и шлаком. A.C. СССР № 1145280. 1984. G01№ 33/20. 3626956/22-02. Заявл. 27.07.83.

67. Тютюков С.А., Арзамасцев F..И., Гавриленко Ю.В., Сосипатров В.Т., , Катенин Б.Н., Ровнушкин В.А. Способ переработки ванадиевого шлака. A.C. СССР № 1515738. 1989. С22В34/52. 4328326/25-02. Заявл. 17.11.87.

68. Тютюков С.А., Манаева Л.П., Малкиман В.И., Бахирева М.А., Найданова И.В., Гоголев Ю.Ф. Патент РФ X? 1816500. 1993 B01J/92. 4919946/92. Заявл. 19.03.91. Опубл. 23.05.93. Бюл.№ 19. С. 15.

69. Тютюков С.А., Манаева Л.Н., Малкиман В.И., Кихтянин В.А., Абатуров В.И., Школьник ЯШ. Способ переработки отработанного катализатора сернокислотного производства. Патент РФ № 1828764. 1994. B0IJ23/92. 4920331/04. Заявл. 19.03.91. Опубл. 23.07.93. Бюл.№ 27. С.7.

Авторская программа и учебное пособие

70. Тютюков С.А. Авторская программа курса «Методология экологизации технического творчества». Екатеринбург: Урал. гос. проф.-пед. ун -т, 2000. 40 с. (сертифицирована в УрГПУ, сертификат соответствия № 375 от 18.09.01).

71. Тютюков С.А., Тютюков B.C. Экологизация профессионально- педагогической деятельности с использованием технического творчества и изобретологии: Учебное пособие. Екатеринбург: Рос. гос. проф.-пед. ун-т, 2002. 320 с.

Диссертация

72. Тютюков С.А. Разработка новой технологии электроплавки ванадийсодержащих сталей с использованием природнолегированного металлизованного продукта и ванадиевого шлака: Дис. на соискан. учен. степ. канд. техн. наук. Свердловск, 1983. 188 с.

Публикации в печати

73. Тютюков С.А., Гольдштейн С.Л. Развитие системы интеграции технологий в металлургии: результативность предлагаемых решений и рекомендаций // Вестник ЧНЦ РАЕН, Челябинск. Научная статья в печати.

Подписано в печать 12.09.2008 Офсетная печать Формат 60x84 1/16

Бумага типографская Тираж 100 экз. Заказ Усл.-печ. 3,5

Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Адрес: 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

2007517063