MECHANIKOS SEKCIJA
(Pradedame skelbti LMA Technikos mokslų skyriaus Mechanikos sekcijos ataskaitą, kurią parengė akad. Kazimieras Ragulskis, Vytautas Ostaševičius ir jų kolegos)
1. Mechanikos mokslas inovacinei pramonei
Mechanikos mokslo aktualumas
Mechaninės sistemos sparčiai plėtojamos dėl sąveikos su įvairiais fiziniais procesais, magnetizmu, elektriniais ir gravitaciniais laukais, cheminiais ir biologiniais procesais. Jau dabar kuriami nanometrų dydžio mechaniniai objektai. Ateityje kursime daug mažesnius objektus arba priešingai – šimtų metrų ar kilometrų dydžio mechanines sistemas.
Mechaninės sistemos yra svarbios ir dėl jų judėjimo didžiuliais greičiais, veikiančiais ne tik mūsų Žemės sąlygomis, bet ir kosmose. Kai kurios mechaninės sistemos pasižymi dinamiškumu, o kai kur, pvz., kristalografijoje, gyvų organizmų tyrimuose būtinos labai lėtai judančios sistemos.
Nepriklausomai nuo dydžių ir greičių, būtina didinti sistemų stabilumą, jų suderinamumą su kompiuteriais, mikroelektronika, optika, gyvaisiais organizmais. Taip pat būtina užtikrinti sistemų valdomumą, tikslumą pozicionuojant kūnus erdvėje, atliekant judesių trajektorijas ir dėsnius, užtikrinant norimas struktūras ir geometrinius parametrus.
Precizinės mechanikos požiūriu technikoje, kaip ir negyvojoje bei gyvojoje gamtoje, viskas virpa ir banguoja. Čia yra didelės perspektyvos ir būtinumas plėtoti tyrimus, siekiant atskleisti netiesinių dinaminių sistemų efektus ir savybes, kurti mokslinius pagrindus ir principus naujoms tobulesnėms sistemoms sudaryti.
Efektyvius rezultatus galima pasiekti plėtojant žinomas ir kuriant naujo tipo mechanines technologijas.
Siekiant užtikrinti mechaninių sistemų veikimą ekstremaliomis sąlygomis pagal aplinkos poveikius (dinaminius, gravitacinius, spinduliuočių ir kt.), būtina atlikti nemažai tyrimų.
Lietuvos inovacinė ir konkurencinė pramonė
Svarbiausias mechanikos mokslo tikslas – kompleksiškai, t. y. tiesioginėmis ir netiesioginėmis priemonėmis, didinti moksliniams tyrimams ir taikomajai veiklai imlių ūkio sektorių lyginamąją dalį. Mechanikos mokslo poveikis verslui apima tiek kompleksinį moksliniams tyrimams imlių ūkio sektorių lyginamosios dalies didėjimą, tiek kompleksinį specialistų rengimą, derinant mokslinių tyrimų ir atitinkamos infrastruktūros plėtrą, mokslo ir verslo bendradarbiavimo skatinimą ir žinių bei technologijų kūrimą. Mechaninės technologijos – viena iš prioritetinių sričių išsivysčiusios ekonomikos šalyse. Lietuvoje jos taip pat nelieka valstybės švietimo ir mokslo politikos nuošalyje. Švietimo ir mokslo politikos plėtra ir ūkio raida besirūpinančių institucijų parengtuose strateginiuose dokumentuose šie mokslai traktuojami kaip viena iš prioritetinių studijų ir mokslo krypčių, suteikianti galimybę šaliai siekti ilgalaikio ekonomikos konkurencingumo. Didelis dėmesys mechaninėms technologijoms skiriamas ir įvairiais laikotarpiais rengtuose strateginiuose dokumentuose, tokiuose kaip Mokslų ir technologijų parkų plėtros koncepcija, Pažangaus, tvaraus ir integracinio augimo strategija, Lietuvos inovacijų 2010–2020 m. strategija, nacionalinės kompleksinės programos.
Lietuva, lyginant su labiau išsivysčiusiomis Vakarų Europos šalimis, labiausiai atsilieka pagal aukštų ir vidutiniškai aukštų technologijų dalį pramonėje. Tuo tarpu žemų technologijų dalis yra daug didesnė. Siekiant pakeisti ūkio struktūrą, vieni svarbiausių aspektų yra skirti pakankamą dėmesį būsimų specialistų rengimui, skatinti naujų produktų komercializavimą, didinti tyrėjų skaičių versle, kurti naujas technologijoms imlias įmones. Tikimasi, kad minėtų aspektų įgyvendinimas ateityje sąlygos tiek mokslinių tyrimų plėtrą, tiek jų taikymą pramonėje.
Azijos valstybių patirtis rodo, kad proveržį gamyboje gautai pridėtinei vertei didinti galėtų sukurti atėjusios stambios užsienio kapitalo įmonės. Tarp daugybės palankių politinių ir makroekonominių sąlygų, reikalingų užsienio kapitalui pritraukti, viena svarbiausių yra pakankamas aukštos kvalifikacijos specialistų (inžinierių ir kitų) potencialas. Kadangi išlaidos moksliniams tyrimams ir technologijų plėtrai aukštojo mokslo sektoriuje yra santykinai didelės (palyginus su šia išlaidų rūšimi verslo įmonių sektoriuje), tarp šių sektorių būtini bendradarbiavimą skatinantys mechanizmai, kurių pagrindu mokslinių tyrimų produktai gali būti sėkmingai komercializuojami versle.
Pagal Europos Sąjungos MTEP ir Inovacijų politiką turi būti skatinamas visas inovacijų ciklas: nuo strateginių ir taikomųjų tyrimų iki inovacijų ir naujų technologijų. Tikimasi, kad tokie patys tikslai bus siejami ir su Nacionalinėmis iniciatyvomis. Įvertinus Lietuvos specifiką, reikėtų didinti tokių mūsų regiono klasterinių gamybos sektorių, kaip energetikos, mašinų gamybos, metalų ir plastikų apdirbimo, produktyvumo lygį, tam pritaikant aukštųjų informacinių, mechatronikos technologijų ir gamtą tausojančios gamybos pasiekimus. Lietuvos inžinerinės pramonės asociacijos (LINPRA) duomenimis, šių ekonominių sektorių metinės produkcijos apimtys siekė 7 200 mln. Lt.
Pagrindinės Lietuvos apdirbamosios pramonės, kurioje vyrauja mechaninės technologijos, strategiškai svarbios problemos yra beveik perpus mažesnis darbo intensyvumas ir dvigubai didesni energijos ištekliai tam pačiam kiekiui produkcijos pagaminti nei ES vidurkis. Taip pat ryškiai atsiliekama panaudojant gamtą tausojančias technologijas, yra mažesnis esamų pajėgumų efektyvumas dėl pasenusių įrenginių naudojimo ir dažnų jų remontų. Turint omenyje, kad rengiama nemažai šios srities specialistų (taip pat ir doktorantūroje), vykdomi moksliniai tyrimai, todėl mechanikos inžinerija yra perspektyvi, joje galimas proveržis. Ši sritis
- reikalauja daug intelekto;
- gaminiai lengvai transportuojami šalies ir užsienio užsakovams;
- įvairių tipų sudėtinės dalys (pvz., elektronikos komponentai) lengvai įsigyjamos;
- ES gamyboje vyrauja aukštas produktų inovacijų lygis;
- Lietuva turi aukšto lygio mokslinio tyrimo centrus ir juose dirbančius specialistus;
- yra įregistruota nemažai patentų ir išradimų.
Pagal Ekonominės veiklos rūšių klasifikatorių Lietuvoje mechaninės technologijos yra naudojamos pramonės šakose:
- Metalo gaminių, išskyrus mašinas ir įrenginius, gamyba;
- Kompiuterinių, elektroninių ir optinių gaminių gamyba;
- Elektros įrangos gamyba;
- Kitų, niekur kitur nepriskirtų, mašinų ir įrangos gamyba;
- Variklinių transporto priemonių, priekabų ir puspriekabių gamyba;
- Kitų transporto priemonių ir įrangos gamyba;
- Mašinų ir įrangos remontas ir įrengimas.
Beveik visose Lietuvos apdirbamosios pramonės šakose yra tarptautiniu mastu konkurencingų įmonių, gaminančių aukštosiomis mechatronikos technologijomis pagrįstus produktus. Tai: UAB „Siemens“, „Teltonika“, „Medelkom“, „Limatika“, „Baltec CNC Technologies“, „Elintos matavimo sistemos“, „Elinta“, „Lokmis“, „Elmika“, „Geozondas“, „Kemek Engineering“, „Grida“, „Elsis“, „Viltechmeda“, taip pat bendra Lietuvos ir Olandijos įmonė uždaroji akcinė bendrovė KTU–Festo pramonės automatikos centras, Lietuvos ir JAV įmonė uždaroji akcinė bendrovė „Brown&Sharpe – Precizika“, mašinų gamykla „Astra“, metalo dirbinių gamykla „Stevila“ ir kitos. Daugelį jų jungia asociacija LINPRA. Įmonės kartu su mokslo ir studijų institucijomis yra įkūrusios Ateities gamybos technologinę platformą ir Mechatronikos klasterį. Sėkmingai bendradarbiaujant mokslo institucijoms, verslo įmonėms, kuriami inovatyvūs gaminiai ar gamybos technologijos, užtikrinama kompleksinė plėtra ateityje. Neatsiejamos nuo mechaninių technologijų yra ir kitų sričių (energetikos, chemijos pramonės, maisto pramonės, baldų gamybos ir kita) įmonės.
Lietuvoje daug įmonių, kurios dirba mechanikos srityje: UAB „Standa“, UAB Ekspla“, UAB „Eksma“, UAB „Švytėjimas“, UAB „Šviesos konversija“, UAB „Precizika Metrology“, UAB „Precizika met“, savo veikloje naudoja švarias technologijas. Tai švarių paviršių apdirbimas, švarių patalpų palaikymas atliekant optinių detalių apdirbimą, atskirų elementų surinkimą, puslaidininkinių elementų gamybos technologijoje.
Švarių paviršių apdirbimo technologijų kūrimo srityje, ypač apdirbant kietas medžiagas (kristalus), naudojamas lazerinėje technikoje, yra daug problemų, kurioms spręsti reikalingi tyrimai ir inovacijos. Plati sritis, reikalaujanti tyrinėjimų ir inovacijų, yra kietų medžiagų apdirbimas (kristalai, brangakmeniai, metalo keramika, optinės medžiagos). Šios medžiagos plačiai naudojamos lazerinėje technikoje, o Lietuvoje yra daug įmonių, dirbančių šioje srityje.
Kita sritis, kurioje galima būtų diegti tyrimus ir inovacijas, būtų taip pat susijusi su lazerine technika ir jos gamybos technologijomis. Tai būtų žemo dažnio vibroizoliacinių sistemų kūrimas ir tyrimai. Ypač žemo dažnio iki 0,7 Hz tokios sistemos plačiai naudojamos lazerinėje technikoje, precizinių prietaisų ir elementų gamyboje, eksploatuojant juos. Šioje srityje Lietuvoje taip pat dirba nemažai įmonių.
Trečia sritis, reikalaujanti tyrimų ir inovacijų, būtų susijusi su pirmomis dviem įvardintomis, taip pat ir visa gamyba. Tai būtų gamtosaugos dalis, sujungianti visas gamybos sritis. Šioje srityje tyrimų reikalauja mažų dalelių, dulkių, aerozolių tiek skystoje, tiek dujinėje arba oro terpėje surinkimas ir pašalinimas, naudojant vibracinius ir kitus šiuolaikinius metodus. Tai būtų metodų ir priemonių kūrimas ir tyrimai, tiek teoriniai, modeliuojant kompiuteriais, tiek eksperimentiniai, kuriant stendus ir atliekant eksperimentus, tiek gamybos sąlygomis, matuojant taršą, aiškinantis jos šaltinius ir kuriant taršos sumažinimo priemones.
Minėta gamtosaugos dalis būtų visaapimanti, apibendrinanti dalis, kuriant tiek švarių paviršių apdirbimo, tiek žemo dažnio virpesių vibroizoliavimo, tiek ir kitas gamybos technologijas, kurioms reikalinga švara. Taip pat apimtų aplinkosaugos technologijas, susijusias su taršos šaltinių nustatymu ir šalinimu.
Vykdomuose ES struktūrinės paramos projektuose didžiausias dėmesys skiriamas ilgalaikiam sektorių konkurencingumui padidinti (iVET, NQS, R&D ir kt.), siekiant paruošti ar palaikyti pagrindines metodologines jungimosi į klasterius prielaidas. Su tuo siejamas:
- tarptautinio konkurencingumo didinimas;
- reikiamų įgūdžių formavimas;
- senstančios darbo jėgos valdymas;
- darbuotojų mobilumo skatinimas;
- infrastruktūros plėtra ir optimizavimas.
(Tęsinys – kitame numeryje)