ОБЗОРЫ, АНАЛИТИКА
18–19 октября 2023 г. состоялся ежегодный Международный автомобильный научный форум (МАНФ-2023) «Обеспечение конкурентоспособности автомобильной промышленности России на период до 2035 года», посвящённый 105-летию ФГУП «НАМИ». Формат мероприятия предполагал очную и дистанционную форму участия. Во время форума были обсуждены проблемы обеспечения технологического суверенитета российской автомобильной промышленности и развития отечественной компонентной базы, технические и технологические разработки в области инновационных наземных транспортных средств и систем. В рамках форума проводилась выставка технических достижений ФГУП «НАМИ», производителей автомобильной техники и компонентов, посвящённая конкурентоспособности автомобильной промышленности России. Также были представлены компоненты электрических, гибридных и интеллектуальных транспортных средств, электронные блоки управления, узлы и агрегаты силовых установок, транспортные средства на электрической тяге, гибридные транспортные средства с дополнительными источниками энергии. Проведён конкурс по двум категориям: «Лучшая студенческая научная работа» и «Лучшая научная работа аспирантов и молодых специалистов». На конкурс было подано 20 заявок от образовательных, научных и производственных организаций.
Введение (постановка задачи и актуальность). В настоящее время активно развиваются и находят всё более широкое применение новые энергетические установки для транспортных средств на основе электрических и водородных технологий, обеспечивающие снижение выброса парниковых газов в эксплуатации. Однако, для полноценного анализа преимуществ и недостатков новых технологий необходима их комплексная оценка в жизненном цикле. Мировое сообщество, понимая важность этой проблемы, пришло к необходимости разработки гармонизированной методики оценки углеродного следа транспортных средств в жизненном цикле.
Цель исследования – сделать обзор современных тенденций оценки углеродного следа транспортных средств в жизненном цикле на основе анализа деятельности неформальной рабочей группы по оценке жизненного цикла автомобилей (A-LCA) в составе официальной рабочей группы по энергии и выбросам (GRPE) в рамках работы Всемирного форума для согласования правил в области транспортных средств ООН (WP.29).
Методология и методы. Использован метод анализа опубликованных документов и докладов, сделанных на встречах неформальной рабочей группы A-LCA.
Результаты и научная новизна. Приведены результаты анализа современных подходов и тенденций в оценке жизненного цикла автомобилей.
Практическая значимость. Результаты анализа помогут в понимании ключевых вопросов оценки жизненного цикла автомобилей и совершенствовании методик, применяемых в Российской Федерации
Введение (постановка задачи и актуальность). В современном мире вопрос актуальности беспилотных транспортных средств и внедрения данной технологии в экономическую, правовую и технологическую среду стоит как никогда остро. Массив новейших технических решений растёт от года к году, часто привлекая внимание крупнейших компаний, готовых вкладывать усилия и финансы в совершенствование методов, способов и устройств, относящихся к производству и эксплуатации беспилотного транспорта.
Цель исследования – проанализировать основные тенденции развития рынка технологий беспилотных автомобилей на основе патентного поиска за период 2012–2021 гг., выявить закономерности и сделать выводы о состоянии развития рынка технологий на момент исследования.
Методология и методы. В ходе исследования были рассмотрены отечественные и зарубежные базы данных патентной документации, а также непосредственно сами патентные документы, описывающие различные технические решения в технологическом секторе беспилотных автомобилей. Результаты и научная новизна. По итогам анализа были сделаны выводы о высоком уровне интереса со стороны изобретателей и крупных организаций к разработкам в секторе «Беспилотные автомобили и автомобили высокой степени автоматизации», особенно со стороны азиатского региона. Также были сделаны выводы о российской патентной активности, в сравнении с показателями других ведущих стран. Пик стремительного развития технологического сектора пришёлся на 2020 г. Практическая значимость. Результаты анализа могут быть использованы изобретателями и организациями для определения тенденций мирового рынка технологий и востребованности отдельных разработок внутри технологического сектора.Введение (постановка задачи и актуальность). В современном мире вопрос актуальности беспилотных транспортных средств и внедрения данной технологии в экономическую, правовую и технологическую среду стоит как никогда остро. Массив новейших технических решений растёт от года к году, часто привлекая внимание крупнейших компаний, готовых вкладывать усилия и финансы в совершенствование методов, способов и устройств, относящихся к производству и эксплуатации беспилотного транспорта. Цель исследования – проанализировать основные тенденции развития рынка технологий беспилотных автомобилей на основе патентного поиска за период 2012–2021 гг., выявить закономерности и сделать выводы о состоянии развития рынка технологий на момент исследования. Методология и методы. В ходе исследования были рассмотрены отечественные и зарубежные базы данных патентной документации, а также непосредственно сами патентные документы, описывающие различные технические решения в технологическом секторе беспилотных автомобилей. Результаты и научная новизна. По итогам анализа были сделаны выводы о высоком уровне интереса со стороны изобретателей и крупных организаций к разработкам в секторе «Беспилотные автомобили и автомобили высокой степени автоматизации», особенно со стороны азиатского региона. Также были сделаны выводы о российской патентной активности, в сравнении с показателями других ведущих стран. Пик стремительного развития технологического сектора пришёлся на 2020 г. Практическая значимость. Результаты анализа могут быть использованы изобретателями и организациями для определения тенденций мирового рынка технологий и востребованности отдельных разработок внутри технологического сектора.
Введение (постановка задачи и актуальность). В настоящее время большое внимание уделяется решению проблем создания автоматических систем управления движением транспортных средств (АСУД ТС). Успешное их решение зависит от многих факторов: экономических, организационных, производственных, конструкторско-технологических и т.д.
Цель исследования – анализ некоторых из ключевых факторов, влияющих на достоверность моделей человеко-машинных систем «Автомобиль – среда – водитель», являющихся инструментальной основой проектирования АСУД ТС.
Методология и методы. В работе рассмотрена история развития моделей человеко-машинных систем «Автомобиль – среда – водитель» за последний полувековой период с акцентом на отечественные исследования в этой области.
Результаты. Раскрываются особенности математических описаний в системах автоматического управления объектами с искусственным интеллектом, в профессионально ориентированных биотехнических комплексах для эффективного решения задач взаимной адаптации человекомашинных систем, в сквозном проектировании транспортных средств и др.
Практическая значимость. Представлен перечень проблем, возникающих при математическом описании объектов исследования и предлагаются рекомендации для их решения.
ДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕ
Введение (постановка задачи и актуальность). Современный контроль технического состояния двигателя автотранспортного средства осуществляется путём измерения температуры охлаждающей жидкости и масла.
Цель исследований – изучить закономерности старения моторного масла с определением причин изменения показателей работоспособности масла, оценкой его допустимого состояния и выявлением оптимальных сроков его смены по фактическому состоянию.
Методология и методы. Проведён анализ результатов стендовых и эксплуатационных испытаний трёх современных моторных масел при длительной наработке в двигателях семейства КАМАЗ.
Результаты и научная новизна. В статье представлено обоснование использования расхода картерных газов, характеризующего степень износа основных поверхностей трения внутри цилиндропоршневой и газораспределительной группы деталей, в качестве объективного показателя технического состояния двигателя.
Практическая значимость. Для проведения дальнейших исследований обозначены проблемные вопросы, касающиеся качественного контроля технического состояния и повышения срока службы двигателя внутреннего сгорания автотранспортного средства.
Введение (постановка задачи и актуальность). В ведущих странах мира уже несколько лет ведутся программы по снижению выбросов СО2 от грузового автомобильного транспорта. Данные программы подразумевают проведение натурных испытаний компонентов и моделирования движения автомобиля по испытательным циклам в специальном программном обеспечении (ПО). В Европе директива ЕС 2017/2400 требует от производителей проводить и предоставлять в открытый доступ подобные расчёты в ходе регистрации новых грузовых автомобилей на территории ЕС. Цель исследований – сравнение уровня выбросов CO2 грузовых автомобилей европейских производителей и современного грузового автомобиля производства ПАО «KAMAЗ».
Методология и методы. Моделирование движения грузового автомобиля проводилось с использованием методологии директивы ЕС 2017/2400 в программном обеспечении VECTO.
Результаты и научная новизна. Проведены расчёты выбросов CO2 от современного грузового автомобиля производства ПАО «KAMAЗ» с использованием методологии директивы ЕС 2017/2400 в программном обеспечении VECTO.
Практическая значимость. Полученные результаты расчётов могут быть использованы для оптимизации параметров автомобилей КАМАЗ для уменьшения расхода топлива и снижения выбросов СО2 .
АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЕ
Введение (постановка задачи и актуальность). Ключевой задачей обеспечения доверия к автотранспортным средствам с элементами искусственного интеллекта (АТС ИИ) является формирование представительного набора требований, соответствие которым обеспечивает необходимые гарантии функциональности и безопасности АТС ИИ. Отсутствие общепринятых и нормативно закреплённых подходов к обоснованию состава требований сдерживает применение технологий искусственного интеллекта в АТС и, соответственно, препятствует созданию и совершенствованию высокоавтоматизированных транспортных средств. Цель исследования – анализ принципов формирования представительного набора требований к АТС ИИ.
Методология и методы. Встатье используются принципы квалиметрии, адаптированные для информационных систем на основе алгоритмов машинного обучения, методы системного анализа, математической статистики, комбинаторики, теории множеств, принципы исчисления высказываний. Результаты и научная новизна. Сформулирован подход к обоснованию статистически репрезентативного набора требований к АТС ИИ, позволяющего в достаточной мере оценивать соответствие этих систем ожиданиям потребителей, разработчиков, поставщиков, регуляторов и других заинтересованных сторон. Рассмотрена структура таких ожиданий и приоритетов с учётом особенностей создания и применения систем ИИ. Показано, что требования заинтересованных сторон распространяются как на процессы жизненного цикла АТС ИИ, так и на системы как таковые с учётом определённых (предусмотренных) условий их эксплуатации. Рассмотрены различные существенные факторы, вариативность которых задаёт предусмотренные условия эксплуатации, и сформулированы условия репрезентативности тестовых наборов данных, используемых для испытания АТС ИИ. Показано, что АТС ИИ для сокращения размерности пространства предусмотренных условий эксплуатации могут быть декомпозированы на отдельные функциональные подсистемы и далее – на частные алгоритмы ИИ. Предложены способы проведения такой функциональной декомпозиции.
Практическая значимость. Предложенные в статье принципы обоснования состава требований могут быть использованы при проведении сертификационных испытаний алгоритмов искусственного интеллекта, используемых в высокоавтоматизированных транспортных средствах.
Введение (постановка задачи и актуальность). В статье описана физическая модель автопоезда с активным приводом колёс полуприцепа. Приводятся результаты исследовательских испытаний физической модели, с помощью которых оценивается адекватность математических моделей динамики автопоезда в составе седельного тягача и полуприцепа с активным приводом колёс.
Цель исследования – оценка эффективности технических решений, направленных на повышение проходимости и манёвренности транспортного средства.
Методология и методы. При проведении исследований использованы метод анализа результатов испытаний действующего масштабного макета активного автопоезда, метод сравнительного анализа результатов математического и физического моделирования. Результаты и научная новизна. Проведённые исследования подтвердили корреляцию результатов физического и математического моделирования, а также показали, что использование физического моделирования является эффективным методом получения объективной оценки эксплуатационных свойств проектируемого автопоезда. В статье рассматриваются ограничения и границы использования масштабируемого транспортного средства для изучения его динамики. Представлены вопросы обоснованности параметров модели, приведены условия динамического сходства и результаты физического моделирования динамики активного автопоезда.
Практическая значимость. Физическое моделирование натурного образца с помощью масштабной модели снижает затраты и время при разработке активного автопоезда с новыми техническими решениями, а также повышает достоверность полученных при математическом и физическом моделировании результатов.