Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 46
Efektem realnego wzrostu gospodarczego rośnie długość życia i spada w wydatkach gospodarstwa domowego udział żywności. Używane są coraz lepsze samochody o mniejszym średnim wieku.
Średni wiek jeżdżącego auta przekroczył w Polsce w marcu 2022 roku już 15,5 roku. Wartość takiego samochodu jest poniżej 10% ceny nowego egzemplarza kolejnych generacji modelu. Biorąc pod uwagę także „martwe dusze”, czyli samochody figurujące w statystykach Centralnej Ewidencji Pojazdów i Kierowców, ale faktycznie nieużywane i niewyrejestrowane, średni wiek wzrósłby do blisko 21 lat i byłby o blisko 5 miesięcy wyższy niż pod koniec 2020 roku. „Martwych dusz” jest w Polsce 6,75 mln. W samym 2021 roku, według danych IBRM Samar, przybyło ich 190 tysięcy. Co istotne, „martwych dusz” przybywa na polskich parkingach i w garażach w takim samym tempie jak aut cały czas używanych.
Średni wiek używanego auta sprowadzonego do Polski w 2021 roku wyniósł 12,5 roku i był o 5 miesięcy wyższy niż w 2020 roku.
Biorąc pod uwagę spadek długości życia i wzrost nakładów na żywność doszło raczej do regresu cywilizacyjnego w Polsce i samochody też to potwierdzają.
Mechanizacja i automatyzacja produkcji zmniejszają skumulowany nakład pracy ludzkiej na wytworzenie przedmiotu. W 1969 roku ilość godzin pracy na wyprodukowanie słabego motocykla w Polsce była taka jak w 1989 roku w Japonii na wyprodukowanie standardowego samochodu osobowego !
Ale wydajność pracy rośnie też w usługach. Część tych usług konsumowana jest zbiorowo. W Chinach nakłady na ochronę zdrowia PC wzrosły od 2010 roku ponad pięciokrotnie. Placówki są dobrze wyposażone w nowoczesny sprzęt diagnostyczny. Global Health Service Monitor podaje że w 2021 aż 57 % chińskich respondentów uważa, że jakość usług medycznych jest tam bardzo dobra. W Polsce taką ocenę wystawiło tylko 12 % respondentów. Widać więc że w Chinach skok w usługach jest podobny jak w produkcji.
Od ponad dwóch dekad urządzenie EKG dobrze automatycznie dopasowuje wzorzec zaburzeń akcji serca. Już niedługo programy będą dokładnie wskazywać na anomalie w obrazach ze wszelkich skanerów.
Na roboty i programy które zastąpią chirurgów jeszcze poczekamy.
Rozpoznawanie twarzy jest użyteczne w mnóstwie zastosowań. Także przy identyfikacji zbrodniarzy wojennych i przy identyfikacji zabitych żołnierzy.
Gospodarka i społeczeństwo potrzebują energii. Dotychczasowy wzrost gospodarczy cywilizacji napędzany był głównie energią z paliw kopalnych.
Oparte o węgiel morskie imperium brytyjskie i lądowe imperium III Rzeszy, przegrały ustępując miejsca imperiom napędzanym ropą naftowa. Morskiemu imperium USA i lądowemu ZSRR.
Koszt budowy dwóch reaktorów jądrowych AP1000 bankruta Westinghouse w Vogtle w amerykańskiej Georgii przekroczy szokującą kwotę 30 mld dolarów. Ponad 10 lat temu gdy rozpoczynano, szacowano koszty na 14 mld dolarów. Budowa ma znaczne opóźnienie. Pierwszy z reaktorów może ruszyć pod koniec 2022 roku ale to nie jest pewne. Są to jedne z nielicznych bloków w budowie w USA.
Polski rząd ma dwie atomowe oferty od Francuzów i Koreańczyków ale tylko oferta Korei jest poważna. Jednak nie-rząd oczekuje na trzecią ofertę od... Westinghouse na reaktor AP1000.
Ceny paliw mają potężny wpływ na całą gospodarkę i jej konkurencyjność. Gdy paliwa stały się drogie strefa Euro mająca zwykle dodatni bilans w handlu zagranicznym zanotowała poważny deficyt zaś Euro mocno spadło do dolara.
Rosja nie chce petrodolara i wprowadziła gazrubla. Gazrubel szybko umocnił się do USD i Euro.
Ale w świecie są jeszcze chętni na papiery dłużne Zachodu i sprzedają towary za nic nie warty dług.
Rosja od 2017 roku sprzedaje Chinom ropę na Petroyuany. Petroyuanem Chiny płacą też Iranowi i Wenezueli czyli krajom objętymi sankcjami dolarowego USA. Chiny będąc największym importerem ropy świata rocznie importują ponad 400 mln ton. Stąd Petroyuan zyskuje na znaczeniu a Petrodolar powinien zostać w zakupach Chin usunięty.
Zasoby, polityka i technologia są ze sobą związane. W USA po początkowej elektryfikacji kolei dokonano jej de elektryfikacji stwierdzając że lokomotywy Diesla są bardziej ekonomiczne a USA mają ropę. Europa uboga w ropę ma zelektryfikowaną kolej. Zatem zbędna jest w USA produkcja podzespołów do lokomotyw elektrycznych czy pociągów elektrycznych i całej infrastruktury trakcji elektrycznej dla kolei.
Milowymi krokami w projektowaniu i budowie skomplikowanych automatycznych maszyn produkcyjnych była w USA w latach osiemdziesiątych XIX maszyna do zwijania papierosów zastępująca prace kompanii robotników a dalej automatyczna maszyna do produkcji szklanych butelek z 1905 roku, która koszt produkcji butelek zmniejszyła w USA około 16 x krotnie w stosunku do produkcji ręcznej. Pomysłowość konstruktorów mechanicznych maszyn jest ogromna. Można prosto przedmioty transportować a po tym dokładnie wypozycjonować. Można je odwrócić. Łatwo można popychać, nakładać i mocować. Maszyny te czynności wykonują całkowicie odmiennie niż człowiek by je wykonywał.
Centrum obróbcze ze sterowaniem CNC i automatycznym magazynem narzędzi zastępuje prace kilku maszyn bez potrzeby przenoszenia obrabianych elementów między operacjami. W skomplikowanych mechanicznych maszynach elektronika może głównie sterować lub głównie nadzorować poprawność pracy mechaniki.
W przemyśle pracują też maszyny 40 letnie, gdzie w danej branży rozwój technologi jest powolny.
Przestawienie amerykańskiego przemysłu z napędu fabryki centralnym silnikiem cieplnym ( najczęściej maszyną parową ) na napędy elektryczne trwało trzy dekady. Skutkowało to wydatkami inwestycyjnymi ale i poprawą produktywności.
Skandynawia rozpoznała kiedyś swoją peryferyjną słabość i znalazła z niej wyjście. To kolejny przykład kraju na to ze rozumne elity mogą kraj wyprowadzić z biedy.
Modernizacji i rozwoju gospodarczego nie można kupić i zaimportować ale trzeba je wypracować samodzielnie.
Po ponad trzydziestu latach dobiegła zatem końca korzystna dla Polski pauza geopolityczna, podczas której wielu obserwatorom wydawało się, że nieubłagane prawa geopolityki zostały pokonane i nigdy nie powrócą.
„Błazen czuje się jak ryba w wodzie tylko w atmosferze powszechnego zamieszania, które sam wywołał „- Karol Marks.
Generalnie płace w gospodarce wyznacza własny sektor dóbr handlowalnych międzynarodowo.
Po 1990 roku Polska się rozwija ale wolniej niż świat i udział Polskiego PKB w PKB świata maleje. Część „polskiego” PKB płynie legalnie i nielegalnie do konsumpcji do zachodnich inwestorów. GUS nie podaje ile, ale może to być do 10%. Rządzący boją się rozumnego społeczeństwa jak diabeł święconej wody. W tym okresie PKB krajów UE wzrósł dwukrotnie a USA 2,5 krotnie a w Rosji wzrósł tylko o 15% z marnymi perspektywami z uwagi na zbyt małe inwestycje. W Europie rozwój jest nierówny. W dekadzie 2010-2019 PKB Włoch nie wzrósł wcale ale już wcześniej Włochy miały problemy. To efekt rozbuchanej biurokracji, korupcji szczególnie w sądownictwie, starzenia się społeczeństwa, słabej edukacji, nieuczciwego systemu emerytalnego i ogólnie słabej produktywności gospodarki.
Dogonienie przez ZSRR Ameryki zapowiadał sekretarz Chruszczow - "dostignut' i progonit”. Chruszczow polecił uczciwie oszacować ile potrzeba środków aby szybko dogonić USA. Okazało się że nie mają nawet 3% potrzebnych środków.
Udział Polski w tworzeniu technologii świata jest Zerowy.
Gonimy zachód od ponad 30 lat i za następne 30 lat też będziemy dalej go gonić. W Polsce żywność stanowi aż 27 % wydatków gospodarstwa domowego a w Niemczech jest to 12 %. Długo ten wskaźnik spadał czyli faktycznie następowała poprawa zamożności ale od lat znów rośnie.
Według badania "GfK Purchasing Power Europe 2021" wśród 42 krajów objętych badaniem siła nabywcza jest bardzo zróżnicowana. Wszystkie kraje z pierwszej dziesiątki rankingu mają bardzo wysoką siłę nabywczą na mieszkańca, wyższą o co najmniej 55 % od średniej europejskiej. Niemiec ma do dyspozycji 161% tej kwoty. Generalnie tylko 16 z 42 badanych krajów znajduje się powyżej średniej europejskiej, pozostałe 26 poniżej. Polska ma 51% średniej.
Glistnica jest najczęstszą na świecie robaczycą przewodu pokarmowego. Zarażonych jest kilkaset milionów ludzi. Powikłania glistnicy są przyczyną około 30 tysięcy zgonów rocznie na świecie. Inwazje występują w krajach z nierozwiniętym problemem kanalizacji czyli w południowo-wschodniej Azji i w Afryce. W Europie glistnicę stwierdza się sporadycznie a w Polsce także rzadko.
Automatyczne laboratoria od badania wody surowej i uzdatnionej pojawiły się już w latach osiemdziesiątych. Potrzeby przemysłu chemicznego obejmowały: analizatory gazu i fotometry, chromatografy gazowe, spektrometry, analizatory tlenu, analizatory właściwości fizycznych oraz sondy pomiarowe.
Warto zauważyć że Mozg chemiczny mamy w brzuchu.
Maszyny sterowane numerycznie i komputerowo CNC wpierw zastosowano w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym. Gro robotów zgrzewało, spawało i malowało samochody i stąd dopiero wyruszyły na podbój innych dziedzin przemysłu.
Celujący w masowy rynek Fordyzm opierał się na nisko kwalifikowanej sile roboczej, często przybyłej ze wsi. W USA Fordyzm zakończył się w latach siedemdziesiątych i proste prace nie są już cenione.
Poważne prace nad automatyzacją u Forda prowadzono już w latach trzydziestych XX wieku.
Fordyzm czyli masowa produkcja w wielkiej skali daje niskie koszty jednostkowe. Obecnie koszt produkcji jednej fiolki ( dla kilku szczepionych ) szczepionki Pfizer nie przekracza 0.5 dolara.
Henry Ford: „Jeżeli ludzie w kraju rozumieliby naszą bankowość i system monetarny, wierzę, że przed jutrzejszym rankiem wybuchłaby rewolucja.“
Ogólnie Fordyzm to masowa produkcja w wielkiej skali towarów standardowych i wysokiej jakości po niskiej cenie z początkowym użyciem m.in. nisko kwalifikowanej siły roboczej ale także równoległym użyciem skomplikowanych maszyn a w tym automatycznych.
Ojciec fordyzmu i masowej motoryzacji, Henry Ford, zamiłowanie do techniki miał od młodości.
Kluczowa w jego karierze była praca w okresie 1891-1898 jako inżyniera a niedługo głównego inżyniera w Edison Illuminating Company of Detroit czyli w późniejszym potężnym General Electric.
W 1911 roku Ford otwiera zakłady montażowe w Wielkiej Brytanii i Kanadzie stając się tam największym producentem samochodów. W 1912 Fiat w kooperacji z Fordem otwiera pierwszą fabrykę aut we Włoszech. W 1929 roku Ford podpisuje umowę na stworzenie kompleksu fabryki samochodów Nizhny Novgorod czyli Gorky. Wysyła do ZSRR ogromną ilość sprzętu ale także swoich inżynierów i techników, których setkami szkoli też w Detroit i Dearborn. Umowa przewidywała że po 4 latach 40% części ma być już produkowanych w ZSRR. W latach dwudziestych Ford otwiera fabrykę ciężarówek m.in. w Niemczech.
W kryzysowym 1932 roku Ford produkuje ponad 1/3 samochodów osobowych i ciężarowych świata i ma fabryki, linie montażowe i sprzedawców w:
-Ford of Australia
-Ford of Britain
-Ford of Argentina
-Ford of Brazil
-Ford of Canada
-Ford of Europe
-Ford India
-Ford South Africa
-Ford Mexico
-Ford Philippiney
Ford powiedział: "No matter where industry prospers, whether in India or China, or Russia, the more profit there will be for everyone, including us. All the world is bound to catch some good from it."
Idea Forda była jednocześnie prosta i skomplikowana. Nowoczesna produkcja ma być wydajna i zarobić mają wszyscy a w tym Ford. I tak faktycznie było.
W „My Life and Work” Ford przewidywał, że jeśli uda się przezwyciężyć chciwość, rasizm i krótkowzroczność, to rozwój gospodarczy i technologiczny na całym świecie doprowadzi do tego, że handel międzynarodowy nie będzie już opierał się na modelu kolonialnym lub neokolonialnym i przyniesie naprawdę korzyści wszystkim narodom.
Ford budując w świecie kompleksy był największym w historii dystrybutorem technologii. Pracownicy przepływają między fabrykami. W fabrykach Forda wiedzę i doświadczenie zdobyła wielka rzesza inżynierów świata z wielu dziedzin przemysłu. Maszyny, urządzenia i rozwiązania kopiowano wszędzie a nie tylko w ZSRR jak głosiła propaganda. Kopie maszyn od Forda stosowano w całym przemyśle ZSRR, także zbrojeniowym. Romans Fiata z Fordem trwał dalej i nie przypadkiem ZSRR kupił na początku lat siedemdziesiątych fabrykę samochodów osobowych od Fiata, podobnie jak Polska. Kontrakt z Fiatem okazał się dla Polski opłacalny ale mógł przynieść o wiele większe korzyści a zawiodła Polska. Japonia przygodę z masową produkcją samochodów rozpoczyna od importu samochodów Ford w częściach.
Dlaczego Ford nie zbudował fabryki w przedwojennej Polsce co dałoby Polsce ogromną szanse na potężna rozbudowę całego przemysłu. W tamtej skorumpowanej, złodziejskiej, bandyckiej faszyzującej sanacyjnej Polsce nie powstała ani jedna duża prywatna firma !
Polska nie potrafiła później porządnie modernizować produkcji na licencji Fiata. Podupadającą Fabrykę Samochodów Małolitrażowych w Bielsku-Białej i Tychach oddano Fiatowi gratis w 1992 roku. Dopiero w 1995 roku koreański koncern Daewoo uzyskał 10% udziałów w Fabryce Samochodów Osobowych w Warszawie i uruchomił produkcje samochodów Tico, Matiz, Lanos, Leganza, Nubira, Tacuma. Niepowodzenie Daewoo w Polsce spowodowane było głównie przez stronę Polską. W 2021 roku 62 hektary gruntu po byłej fabryce na Żeraniu kupił developer i zbuduje tam bloki mieszkalne i obiekty handlowe.
O ile fabryki FSM i FSO były modernizowane w latach siedemdziesiątych to gwoździem do trumny fabryk było zebranie z rynku w 1980 roku ogromnej ilości środków na przedpłaty na samochody osobowe. Chwilowo odsunęło to destabilizacje systemu i wybuch inflacji w Polsce. Aby za część aktualnej wartości dostarczać samochody za które już wcześniej wzięto i wydano pieniądze państwowe fabryki były nierentowne i podupadały.
Upadek i sprzedaż fabryk to efekt „Solidarności” i stanu wojennego. Nawet produkcja Warszawy M20 na radzieckiej ( od Forda z drugiej ręki ) licencji szła źle a to skutkiem „socjalistycznej wydajności pracy” czy obiboctwa i pijaństwa.
Ogromne środki zebrano też na książeczki mieszkaniowe i Polska w odsłonie PRL + III RP oszukała wierzycieli.
Polska spadła z 23 na 24 miejsce ( czwarte od końca ) w rankingu DESI 2021 ( 12.11.2021) zaawansowania cyfrowego w państwach UE. Najbardziej rozwinięci cyfrowo są Duńczycy, Finowie, Szwedzi i Holendrzy a najmniej Rumuni, Bułgarzy, Grecy i Polska. W Polsce sprawy urzędowe załatwiało za pośrednictwem sieci tylko 49 % interesantów. Tylko 52 % średnich i małych firm wykorzystuje podstawowe technologie cyfrowe. Absolwenci w dziedzinie technologii informacyjnych i komunikacyjnych (ICT) stanowią obecnie tylko 3,8 % wszystkich absolwentów w Polsce. Ten ranking to ważona suma różnych wskaźników.
Zastosowań automatyki komputerowej jest wiele. Automatyczny miejski parking na stronie WWW może pokazywać w czasie rzeczywistym ile ma wolnych miejsc i na jak długo one starczą według typowego scenariusza ruchu. Zbiorcza strona której pozwolimy odczytać naszą pozycję skieruje nas nas wyznaczoną optymalną trasą ( z uwzględnieniem „korków” ulicznych ) na ( uwzględniając gdzie chcemy się udać dalej pieszo ) parking gdzie jest szansa postoju. Program obserwujący kamerą ulicę ze strefa postoju może rozpoznawać obraz i wolne miejsca do parkowania.
W ogólności tą idee można stosować do wszelkiej masowej obsługi.
Czy wszechstronna zielona transformacja gospodarki Europy ma szanse powodzenia ?
Na rysunku pokazano ile kluczowych materiałów ma, trochę mniej niż średni, samochodowy akumulator EV o pojemności energii 60 KWh.
Sama Europa będzie potrzebować 35 razy więcej litu niż zużywa obecnie i wielokrotnie więcej niektórych pierwiastków ziem rzadkich. Tymczasem kraje produktowe chcą za swoją produkcję coraz więcej i więcej. Coraz więcej krajów mających zasoby naturalne stawia koncernom wydobywczym coraz wyższe wymagania. Kilka krajów zaś skasowało projekty wydobywcze wyrzucając koncerny od siebie.
Zatem samochody EV będą tylko dla bogatszych klientów a cześć obecnych zmotoryzowanych przestanie takimi być.
Od dekad w dziedzinie informacji rozwój jest szybki ale w dziedzinie energii jest powolny.
Jeśli weźmiemy pod uwagę długość okresu doskonalenia turbiny parowej i spalinowej oraz silnika spalinowego to dojdziemy do wniosku ze akumulator Li-Jon są w wieku noworodka lub co najwyżej niemowlęcia. Za wysokie są od nich oczekiwania jak na ich okres doskonalenia.
Z drogich surowców produkowane są drogie wyroby. Wszystkie one zawierają dużo elektroniki i automatyki. Do budowy samolotów, satelitów i drogich samochodów używane są metale lekkie i włókna węglowe.
Włókna węglowe używane są też w wielkich łopatach wiatraków. Ich produkcja jest energożerna. Supersamochód Ferrari F8 Tributo ma silnik z podwójnym doładowaniem V8 o mocy 730 KM. Prędkość 100 km/h osiąga w 2.9 sek a maksymalna jego prędkość wynosi 340 km/h.
Karoseria tego samochodu kosztującego 1.3 mln dolarów ( w Europie jest droższy ) wykonana jest z włókna węglowego podobnie jak bolidy Formuły 1. Elementy z włókna węglowego o tej samej wytrzymałości co stalowe ważą jedną piątą tego ale kosztują 10-12 razy więcej ale pocieszające jest że 20 lat temu było to około 40 razy. Materiał z włókna węglowego nasyconego żywicą i zabezpieczony papierem woskowym odwija się z beli i tnie na kształt. Po oderwaniu papieru kolejne płaty materiału kładzie się na formie i ręcznie ( także z użyciem narzędzi ) dociska. Następnie wypompowuje się powietrze z nałożonego ochronnego plastikowego worka i umieszcza elementy w nagrzewanej komorze pod naciskiem. Po zestaleniu odrywa się worek i docina – doszlifowuje brzegi. Identycznie wykonuje się elementy samolotu. Ponieważ produkcja jest mała jest tylko połowicznie zmechanizowana. Włókna węglowe są w paru gatunkach znacznie różnią się wytrzymałością i oczywiście ceną.
Wobec odmowy firm Zachodu sprzedaży technologii produkcji włókien węglowych, chińskie firmy same opracowały technologie produkcji. Identycznie jak z metalami lekkimi włókien produkują już więcej niż reszta świata. Duża produkcja z włókien węglowych w Chinach jest już automatyzowana. Bogaczy jest sporo i stać ich na superwytrzymałe, rowery, łuki, wędki, podeszwy super butów, elementy jachtów, rękawice motocyklowe...
Metale lekkie mają niską gęstość masową. Żadne z proponowanych definicji metali lekkich się nie przyjęły. Wielkie znaczenie przemysłowe mają magnez, aluminium i tytan o gęstości odpowiednio 1.7, 2.7 and 4.5 g/cm3. Tytan i jego stopy mają najlepszy stosunek wytrzymałości do masy.
Produkcja tytanu jest droga. Do redukcji czterochlorku tytanu stosowany jest w procesie Krolla (1946 ) magnez, który sam jest drogi. Toteż w latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych stosowano tytan prawie wyłącznie do celów militarnych, głownie w lotnictwie i kosmosie. Wtedy tytanu użyto w ZSRR ( jest drugim producentem tytanu w świecie ) też do budowy głębokowodnych okrętów podwodnych projektów K-278 i K-805. Obecnie tytan stosowany jest głównie w lotnictwie i tam gdzie potrzebna jest wysoka wytrzymałość lub inne unikalne cechy tytanu i jego stopów czyli generalnie w wyrobach drogich i bardzo drogich.
W pandemicznym 2020 roku Chiny jako największy światowy eksporter odnotowały wzrost eksportu jako jedyny spośród dziesięciu głównych eksporterów świata osiągając udział 14.7% eksportu całego świata. Wzrósł eksport sprzętu medycznego, środków ochrony osobistej, urządzeń wykorzystywanych do nauki i pracy zdalnej oraz produktów związanych z budownictwem i wyposażeniem wnętrz. Cena przewozu kontenera z Chin do Europy lub USA wzrosła szczytowo do rekordowych, absurdalnych 20 tysięcy dolarów.
Od ponad dekady jałowo mędrkuje się o przenoszeniu Chińskiej produkcji z powrotem do Europy i USA ale dalej trwa … dezindustralizacja. Chiny ograniczają eksport różnych nowoczesnych surowców dając pierwszeństwo zamówieniom firmom w chinach. Jedynym ratunkiem dla zachodnich firm jest przeniesienie produkcji detali z dominującym użyciem tych surowców do Chin.
Idealnym miejscem do nowej produkcji ma być rzekomo Polska. Coraz trudniej nabywalne surowce i półprodukty trzeba do Polski importować. Polska ma własną miedź, węgiel i pewna ilość drewna. Z racji niskich zarobków polski rynek wewnętrzny polski jest nędzny. Roczne wzrosty cen energii elektrycznej są dwucyfrowe. Nawet tani pracownik za miskę ryżu nie zachęci większości inwestorów ze względu na niepokoje na wschodniej granicy i ryzyko wojny.
Z Polski wyjechało dużo młodych w wieku produkcyjno - rozrodczym, którzy pracują i mają dzieci na Zachodzie. Większość młodych skończyła „studia” i nie podejmie pracy fizycznej na produkcji. Jednocześnie rośnie ilość etatów w budżetówce oraz ilość emerytów, w tym uprzywilejowanych. A więc perspektywa dla ilości pracujących za miskę ryżu jest marna. Ukraińcy chcą omijać Polskę kierując się od razu na Zachód.
W 2021 roku energia z OZE stanowiła 13,8% całości chińskiej generacji. W 2020 roku było to 9%. Produkcji energii z tych źródeł przekroczyła 1 bilion kWh. Największy udział w tej produkcji miały elektrownie wiatrowe
Słowenia i Czechy odejdą od energetyki węglowej po 2033 roku. To kolejne europejskie kraje z konkretną datą odejścia od węgla
W 1921 roku produkcja energii elektrycznej w II RP wynosiła 1.2 TWh rocznie być spaść w dnie Wielkiego kryzysu. W 1938 roku wyniosła około 3 TWh wzrastając odrobinę w czasie wojny (!) a od 1945 roku wzrost był eksponencjalny zatrzymując się w 1980 roku na 121 TWh a w 2021 roku przekroczył 173 TWh.
Koreański koncern Korea Hydro and Nuclear Power poinformował, iż jest obecnie jedynym oferentem w przetargu prowadzonym przez AtomStroyExport na dostawę niektórych urządzeń i materiałów oraz budowę głównych i pomocniczych budynków i konstrukcji wysp turbinowych bloków 1-4 w Elektrowni Jądrowej El Dabaa w Egipcie.
Elektrownie jądrowe realnie budują obecnie Chiny, Korea i Rosja. Wykonawca rosyjsko - koreański jest więc niezwykle silny i kompetentny.
O tym jak zły i kosztowny jest chaos przestrzenny wiadomo od dawna. Raport Polskiego Instytutu Ekonomicznego z 2021 podaje że całkowite roczne koszty chaosu przestrzennego w Polsce wynoszą 84,3 mld zł. Ponoszą je mieszkańcy, przedsiębiorcy i samorządy Na każdego zameldowanego mieszkańca naszego kraju to 2,2 tysiąca zł rocznie. Skutkiem chaosu przestrzennego jest m.in. nierównomierny dostęp do usług publicznych. Na niską dostępność transportową skarży się 14 % mieszkańców największych miast a w przypadku stref podmiejskich odsetek ten rośnie do 45 %. Ogromne są koszty dotyczącą budowy i utrzymania nadmiarowej infrastruktury drogowej, sieci wodno - kanalizacyjnej, energetycznej i gazowej.
Dla każdego zadania optymalizacji trzeba sformułować kryterium jakości.
Dla układu regulacji może to być całka z kwadratu błędu czyli jego energia lub czas ustabilizowania się pętli regulacji w paśmie błędu 2-5% po skokowym pobudzeniu.
Prozaiczny „optymalny” transformator może być najmniejszy, najlżejszy, najtańszy, najtańszy w okresie eksploatacji...
Im bardziej rozbudowanie i nieprecyzyjne zadanie optymalizacji tym trudniejsze jest sformułowanie kryterium jakości i godzimy się aby było ono przybliżone.
Siłę obronną chcemy budować ( optymalizacja procesu ) jak najtaniej a czasem dość szybko.
Ranking Global Firepower pokazuje przybliżoną siłę militarną 140 państw świata. Otwierają go w 2021 roku USA, Rosja i Chiny. Ich siłę militarną uważano za niekontrowersyjną ale armia Rosji słabo radzi sobie w Ukrainie. Polska w tym zestawieniu spadła z 21 miejsca na 23 które zajmowała wcześniej Tajlandia. Wyprzedził nas Tajwan, który awansował na naszą wcześniejszą pozycję. Ranking ten sumuje z wagami PKB kraju, ilość ludności oraz ilość poszczególnego rodzaju sprzętu jak czołgi, transportery i samoloty. Z racji swojej prostoty ranking jest dość kontrowersyjny.
Anglicy i Amerykanie optymalizowali naloty bombowe na Niemcy i Francję. W Niemczech z pomocą „Index Siły Bojowej” usiłowano optymalizować produkcje zbrojeniową czyli stosunek jakości do ceny. Index Siły Bojowej dotyczył optymalnego zastosowania danej broni w konkretnym konflikcie. Realnie ISB mógł być mniejszy. Niemiecki ciężki czołg Tygrys był drogi w produkcji ale bardzo groźny dla radzieckich maszyn T-34 i amerykańskich Shermanów ale był wolny, awaryjny i łatwo grzązł w terenie.
Peryferyjny Kapitalizm Zależny (2005) -”Modernizacja armii krajów postkomunistycznych zakończyła się w chwili rozpadu czerwonego imperium. Najnowszym czołgiem, jaki pozostał w tych armiach, jest groźny radziecki czołg T-72, którego indeks siły bojowej wynosi 225. Indeks amerykańskiego czołgu Abrams M-1 wynosi około 500. Indeks dość nowoczesnego radzieckiego bojowego wozu piechoty BWP-2 wynosi „tylko” 48. Indeks siły nowoczesnego, w pełni wyposażonego wielozadaniowego samolotu bojowego dochodzi do 10 000. Samolot musi mieć jednak sprawne zaplecze infrastrukturalne, bez którego użyteczność samolotów jest problematyczna. Od 1985 roku armia USA posiada samobieżne wielo-wyrzutnie rakietowych pocisków taktycznych MLRS z satelitarna korekcja toru lotu i naprowadzania. Wyrzutnia MLRS ma indeks 8 080. Indeks siły bojowej rakiet balistycznych z wieloma głowicami termojądrowymi liczy się w milionach.”
Wojenna Wielka Brytania była niesamodzielna żywnościowo. Przed II Wojną Światową średnio do GB przypływało rocznie 68 mln ton wszelkich towarów ale gdy Wilcze Stada Ubotów masowo zatapiały okręty handlowe ilość ta spadła w najgorszym roku wojny do 21 mln ton. Zabroniono wypieku białego chleba. Uprawiano każdy nadający się do tego kawałek ziemi. Wprowadzono racjonowanie żywności kartkami. Głodu nie było ale nikt do syta się nie najadał i frykasów nie jadali nawet bogaci. Zwierzęta hodowlane można było karmić wyłącznie żywnością nie nadającą się dla człowieka. Zniszczenie przez USA flory Ubotów zakończyło drastyczne problemy aprowizacyjne.
Gdy po pierwszych niepowodzeniach w ZSRR Niemcy ogłosili że „Żywność jest bronią” los Żydów był przesądzony. Ale już w 1933 roku założeniem hitlerowskiego Nowego Początku było darwinistyczne, naturalistyczne i neopogańskie stwierdzenie, że „Dla wszystkich w świecie nie wystarczy”. Podobnie beneficjentami obecnej czwartej rewolucji przemysłowej mają być liderzy technologii a konsumpcja reszty świata ma być ograniczona bo tego wymaga Zieloność Matki Ziemi.
W czasach pokojowych postępy w produkcji broni są powolne a afery wokół broni się mnożą. Wraz zakończeniem Zimnej Wojny nowe urządzenia cywilne stały się znacznie nowocześniejsze niż wojskowe. Udany samolot F-22 okazał się dużo droższy niż planowano i z tego względu mocno zmniejszono zamówienie na niego. Najsilniejszy komputer F-22 ma wydajność około 10 000 MIPS a wszystkie jego maszyny razem niewiele więcej czyli mniej niż obecny dobry smartfon. Procesor AMD Ryzen Threadripper 3990X ma wydajność 2,356,230 MIPS z zegarem 4.35 GHz czyli 236 razy więcej niż komputery samolotu F-22 !
Minęło 20 lat od wygranej projektu F-35 firmy Lockheed Martin w konkursie na samolot bojowy. Choć część samolotów już sprzedano w zasadzie są to prototypy nie spełniające wymagań i są ciągle, kosztownie modernizowane. Silnik nadal ma parę razy za mała trwałość w stosunku do obiecanej i samolot jest drogi w eksploatacji. Przy prędkości naddźwiękowej szybko uszkadza się powłoka tłumiąca mikrofale i samolot jest na radarze widoczny jak każdy inny. Błędów do usunięcia w programach jest jeszcze ponad 800 i wykrywane są kolejne poważne braki. I tak dalej. Maszyna miała myśleć ale pierwsze informacje o tym „myśleniu” na razie tylko śmieszą. Samolot jak na razie jest niebezpieczny tylko dla budżetów państw posiadaczy. W opozycji do tego w ogóle nie są śmieszne informacje o tym co potrafi faktycznie inteligentne chińskie stado dronów z systemem 5G.
Brytyjski JSF F-35B rozbił się 16.11.2021 na Morzu Śródziemnym. Myśliwiec, zaokrętowany na pokładzie HMS Queen Elizabeth runął do wody. Jego pilot zdążył się ratunkowo katapultować.
Natomiast w obecnej wojnie w Ukrainie drony radzą sobie znakomicie. Niszczą czołgi, transportery i samochody. Przygotowują precyzyjny atak rakietą i naprowadzają artylerie. Wystrzeliwana przez piechotę rakieta ppanc Javelin nie daje czołgowi szans przeżycia.
Czasy czołgów i samolotów po prostu minęły.
W 2008 roku roczny budżet wojskowy USA stanowiła równowartość sumy budżetów wojskowych następnych 17 państw świata. W 2018 roku 8 kolejnych państw świata ma taki budżet wojskowy jak USA. Z uwzględnieniem poziomu cen budżet wojskowy Chin niedługo przebije wydatki USA.
Pod koniec lat osiemdziesiątych pionier w dziedzinie tranzystorów Mosfet mocy (1976) International Rectifier opracował wysokonapięciową 600 V (później 1200 V ) technologie CMOS do driverów energoelektronicznych mostków z Mosfetami i tranzystorami IGBT. Koncerny oczywiście wyprodukowały swoje podróbki. Wyjścia sterujące są szybkie a prąd wynosi do 2 A. Po dołożeniu komplementarnego wtórnika emiterowego można uzyskać prąd 6..10 A a większego w zasadzie nie potrzeba
Publikowany przez IR schemat blokowy driverów nie pokazuje ich całej maesterii.
Obecnie prawie wszystkie pralki, lodówki klimatyzacje - pompa ciepła , zmywarki mają inverter zasilający silnik. Napięcie zasilania górnych driverów tranzystorów mostka pochodzi z układów bootstrap. Aby kondensatorki zasilaczy się naładowały jak trzeba program musi zapewnić odpowiednią sekwencje startową ale tonie nie jest problem
Te układy CMOS mają pewną słabość. Antyrównoległym kluczem do IGBT jest dioda. Napięcie na diodzie przy momentalnym podaniu jest prądu przewodzenia jest przez chwile znacznie wyższe niż ustalone. Trwa to czas Tfr. To napięcie i czas rosną jednak z maksymalnym napięciem wstecznym diody.
Dla diod o napięciu wstecznym kilowoltów to napięcie sięga 100 - 200 V czyli jest makabrycznie duże.
Dla mostków na napięcie 600 V zjawisko nie stanowi problemu dla driverów CMOS natomiast dla mostków 1200 V zasilanych wyprostowanym sieciowym napięciem trójfazowym już stwarza problem. Napięcie na włączanej diodzie i impuls napięcia na indukcyjnościach rozproszenia połączeń mocy dają szpilkę napięcia wstecznego Driverom CMOS. One ta szpilkę dla mostków 600 V malej – średniej mocy tolerują ale dla mostków dużej mocy 1200 V są bezużyteczne. Pozostają izolowane drivery bramek mostka IGBT z transmisja sygnału specjalnym transoptorem odpornym na skok napięcia du/dt lub mikro transformatorkiem. Prawie zawsze dodany jest też zasilacz z transformatorkiem izolującym i przetworniczką.
Na tle eleganckiego rozwiązania invertera produkowanego masowo wygląda to okropnie siermiężnie.
Krok naprzód postawiono dopiero z popularyzacją samochodu elektrycznego EV. Ale dużo jest jeszcze do zrobienia.
Od dłuższego czasu producenci nie publikują schematów produkowanych urządzeń. Schematy są jednak dostępne na stronach chińskich i rosyjskich ale ich znalezienie to droga przez mękę bowiem przecież wszystkie zachodnie wyszukiwarki ignorują takie linki.
Niemiecki koncern Lenze ma 4 tysiące pracowników z tego połowę w Niemczech. Zajmuje się od dawna Automatyzacją i Technika napędu
Invertery rodziny „8200 Vector” o mocy do 90 KW wprowadzono w 2004 roku. Są one dalej produkowane. Na rysunku pokazano jeden z sześciu driverów do sterowania bramki IGBT mostka mocy invertera. Elementy drivera są SMD ale ten schemat to byłby dobry w latach osiemdziesiątych.
Współczesna masowa elektronik i szerokopasmowa telekomunikacja to efekt wysiłku koncernów chcących „cywilnie” zarabiać pieniądze.
Pierwsze układy scalone były horrendalnie drogie i stosowano je w technice kosmicznej i militariach. Ale część koncernów nie bardzo była zainteresowana pracą dla rządu ale liderowaniem rozwoju technologii i konkurencją na coraz większym i większym cywilnym rynku. Gdy II Zimna Wojna zaczęła wygasać prasa zaczęła pisać o skandalicznych wojskowych komputerach 50 razy droższych niż szybszy i lepszy PC i … bardziej awaryjnych.
Funkcjonuje bzdurny mit o doskonałości elektroniki profesjonalnej na tle masowej produkcji.
Do 1982 roku siermiężne Cyfrowe Przetwarzanie Sygnałów DSP dotyczyło głównie garstki radarów i analizy dźwięków okrętów podwodnych. Masowym wyjątkiem był syntezator mowy Texas Instruments TMS5220. Pod koniec 1982 roku wypuszczono pierwszy odtwarzacz CD a ITT pokazał cyfrowy odbiornik TVC a w nim normalnie programowany procesor DSP dźwięku. Wtedy zaczął się wyścig. Współczesna technologia DSP, szybkie komputery i łączność z militariami nie mają nic wspólnego.
Chociaż militarne eksperymenty nad komunikacją Spread Spectrum trwały od dekad to książka „Spread Spectrum Systems” Roberta Dixona z 1976 roku była przełomowa dla już jawnego, dynamicznego rozwoju tych systemów.
Postęp w dziedzinie inverterów do samochodów elektrycznych EV znajdzie też wyraz w nowocześniejszych, lepszych i tańszych inverterach dla przemysłu i pewnie też militariów
Sektor militarny zawsze działał, działa i będzie działał w oparach smrodu korupcji. Nie tylko w Polsce. Obecna wojna na Ukrainie pokazuje nam co rosyjski sektor militarny wytworzył dekadami za blisko 900 mld dolarów ! Rosyjskie drony wyposażone są w cywilne aparaty fotograficzne. Mają one wystarczające parametry.
Racje miał Napoleon że do prowadzenie wojny trzeba pieniędzy, pieniędzy i pieniędzy.
Nakłady na czołgi i samoloty bojowe to inwestycje, które są ekonomicznie bezużyteczne. Wypierają produktywne inwestycje i spowalniają tempo wzrostu gospodarczego. Tymczasem nominalne PKB Rosji, która najechała Ukrainę, jest tylko o 32% większe niż , malutkiej Holandii. Zachodnie sankcje handlowe uniemożliwiają Rosji import kluczowych komponentów dla przemysłu wojskowego.
Sprawdzenie
1.Prosty wordfreq.c tworzy listę słów w pliku z ich liczbą. Liczba słów jest ograniczona a algorytm nie jest efektywny. Wprowadź pomiar czasu. Użyj dużego pliku. Ulepsz algorytm.
2.Crest Factor to iloraz wartości szczytowej sygnału do jego uśrednionej wartości skutecznej. Sygnały o dużej wartości CF są bardzo trudne do przetwarzania. Duże CF maja sygnały w sieciach CATV i stąd m.in. trudność ich przesyłania .
Dla modulacji cyfrowym im większy jest CF tym słabiej jest wykorzystany drogi radiowy wzmacniacz mocy RF i pracuje on z gorsza średnią sprawnością co ma znaczenie przy zasilaniu z akumulatora. Proste modulacje maja małe CF ale skomplikowane spore. QPSK ma 1.71 dB, 8PSK 3.3 dB, 8VSB 8.1 dB, WCDMA downlink 10.6 dB a OFDM aż około 12 dB. W skali mocy 10 dB to 10 razy.
-Narysuj programem sumę 100 sinusoid o częstotliwości z przedziału 1...2 ( o równych odstępach )
z początkowymi fazami takimi aby w N - tym półokresie sinusoidy „patologicznie” się chwilowo zsumowały dając amplitudę aż 100 (-100). Sporządź histogram amplitud.
-Faza początkowa tych 100 sinusoid ma być przypadkowa. Sprządź histogram amplitud dla wybranej liczny cykli. Jak to będzie funkcja dla niekończenie długiej ilości cykli.
-Jaki jest ( wylicz programem ) Crest Factor dla 1 minutowych fragmentów różnych gatunków muzyki w plikach
3.Zaproponuj wejściowy szerokopasmowy elektroniczny ( można użyć wszelkich elementów elektronicznych ) dzielnik sygnału operowany mikrokontrolerem do oscyloskopu odporny na przeciążenie.
Cwiczenie
1.GDT. Sygnał z rejestru liniowego generującego sekwencje pseudoprzypadkową podano do aktywnego dolnoprzepustowego filtru 4 rzędu składającego się z kaskady dwóch prostych filtrów Sallena - Keya i dalej do komparatora. Filtr ma oczywiście nieliniowa charakterystykę fazowa. Sygnał wejściowy do filtru ( czyli z rejestru ) i sygnał z komparatora podano do wejść oscyloskopu ( dla wygody jest to przystawka do PC ). Zbocza sygnału z komparatora są oczywiście opóźnione w stosunku do zboczy sygnału z rejestru. Ale są różnie opóźnione zależnie od historii sygnału !
-Znajdź wyjściowe zbocza najmniej i najbardziej opóźnione w stosunku do wejściowych. Uzasadnij to analitycznie historią sygnału
-Z wartości elementów RC ustal jaki jest prototyp filtru
2.Jedna elektroniczna suwmiarka jest działająca a druga identyczna jest rozebrana. Można w dociekaniach używać przyrządów a także mikroskopu USB.
-Jaką zastosowano w suwmiarce idee pomiaru ( przydatny wgląd do patentów na WWW ) ?
-Jaka jest możliwa do osiągnięcia dokładność takiego pomiaru ?
-Jakie peryferia musi mieć mikrokontroler do współpracy z takim sensorem
3.Hermetyczny ”Ceramic gas tuber arrestor” ( w ćwiczeniu rozmiaru 8 x 8 mm, na 90 V) oprócz elektrod zawiera w środku walca argon, krypton, neon. Rzadko jest trochę radioaktywny i takiego nie należy niszczyć. Po przekroczeniu napięcia nominalnego zapalony przyrząd ma generalnie napięcie 10-30V i toleruje przez małą chwile duży prąd pioruna 20 kA.
Kondensator w eksperymencie jest wolno ładowany opornikiem z dioda napięciem z autotransformatora poprzez izolujący dla bezpieczeństwa transformator 230:230 Vac. W pewnym momencie arrestor momentalnie zewrze - rozładuje (kontrola oscyloskopem) kondensator i po zgaśnięciu łuku po chwili znów napięcie rośnie na ładującym się kondensatorze.
Drugi identyczny arrestor w dobrym wizualnie stanie nie działa nawet przy napięciu 500 Vdc z miernika izolacji Fluke. Czasem zadziała przy napięciu ponad 1.5 KVdc.
-Co mu się stało ?
4.Ważny Analizator gaz do swojego sensora kieruje ze źródeł przez 12 elektrozaworów sterowanych optotriakami załączanymi przez mikrokontroler. Aktywny w danym momencie jest tylko jeden zawór. Kontrolowany transformatorkiem prądowym prąd zasilający wszystkie zawory ( schemat) jest po stronie wtórnej wyprostowany, odfiltrowany filtrem RC i podany do dwóch komparatorów. Wyjścia komparatorów podano do portów mikrokontrolera. Próg przełączania jednego komparatora może procesor obniżyć swoim portem. Program mikrokontrolera obserwuje kopertę prądu operowanego zawodu, który jest różny dla zaworu otwartego i zamkniętego. Prąd nie może płynąć gdy nie jest wzbudzony żaden zawór
-Sporządź szkic programu kontroli załączenia i ciągłego nadzoru systemu elektrozaworów
5.Zwykły solenoid jest tanim, pospolitym dwupołożeniowym aktuatorem. Znany jest tez solenoid proporcjonalny ale jest niepopularny bowiem ma małą silę na tle zwykłych solenoidów i dużą elastyczność i jest znacznie droższy.
Indukcyjność solenoidu zmienia się w funkcji położenia organu wykonawczego co może służyć do pomiaru jego położenia. Jedno z rozwiązań opisano ( podpowiedź ) w „Sensorless position measurement method for solenoid-based actuation devices using inductance variation”, patent 7511478, www.freepatentsonline.com
-Ustal ( m.in. obserwacja sygnału PWM oscyloskopem ) algorytm użyty w badanym urządzeniu sterującym solenoid dający połowicznie sztywne, zadane położenie solenoidu.
-Dlaczego zastosowano taką a nie inną modulacje PWM
-W jakich momentach czasu w cyklu PWM przetwornik ADC mikrokontrolera bierze próbki prądu solenoidu.
6.Generator synchroniczny można do sieci energetycznej załączyć tylko zsynchronizowany to jest z małą różnicą kątów i napięć między nim a siecią. Załączenie wzbudzonego obracającego się niesynchronicznie generatora może doprowadzić do momentalnej awarii oraz kołysania lub nawet upadku sieci. Silnikiem Diesla / Turbiną steruje komputerowy regulator. Tak gdzie to jest potrzebne optymalny algorytm może bardzo szybko doprowadzić do synchronizmu. Tak szybko że człowiek jest za wolny do interwencji. Gdy generacja mocy jest gwałtownie, awaryjnie potrzebna ( kto szybko daje, dwa razy daje ) jest to cenne rozwiązanie. Gdy częstotliwość w sieci odrobinę się waha najlepiej gdy synchronizowany generator w momencie włączenie na sieć będzie miał odrobinkę wyższą częstotliwość niż sieć. Kontroler wie ( ustawiony parametr ) jaki jest czas zadziałania CB (on dla niezawodności czas musi być krótki aby ta predykacja nie prowadziła do nonsensu ) i znając prędkość kątowa i jej trend predykcyjnie emituje sygnał załączenia CB tak aby nastąpiło ono przy zerowej różnicy kątów napięć.
Jednak dla bezpieczeństwa napięcie do elektromagnesu wyzwalającego załączający CB ( Circuit Breaker) z jednej strony podane jest przez kontroler a drugiej strony przez proste urządzenie bezpieczeństwa. Detektor fazy w nim wykonano na bramce 4030 za którą jest trzybiegunowy filtr dolnoprzepustowy RC wygładzający tętnienia. Z tego toru pozwolenie wyjdzie gdy predykowana ( czas zadziałania CB jest ustawiany ) różnica faz sieci i generatora jest mniejsza niż ustawiona i od dość dużej różnicy faz minął co najmniej ustawiony czas czyli różnica faz malała wystarczająco wolno i stała się satysfakcjonująco mała. W drugim torze odjęte są napięcia sieci i generatora i podane do filtru dolnoprzepustowego dla osłabienia harmonicznych gdy napięcia sieci są trochę zniekształcone energoelektronika. Dopiero gdy wyprostowana i odfiltrowana różnica napięcia spadnie poniżej ustawionej wartości wyjdzie z tego toru pozwolenie.
-Wyjaśnij ( schemat) jak zrealizowano ten „algorytm” predykcyjny biorący pod uwagę czas działania CB i prędkość generatora i jej trend
