ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность (41801)

При двухстороннем контакте с коррозионной и (или) эрозионной средой прибавку c1 для компенсации коррозии и (или) эрозии должны соответственно увеличивать.

Технологическая прибавка c3 предусматривает компенсацию утонения стенки элемента сосуда или аппарата при технологических операциях — вытяжке, штамповке, гибке труб и т. д. В зависимости от принятой технологии эту прибавку следует учитывать при разработке рабочих чертежей.

Прибавки c2 и c3 учитывают в тех случаях, когда их суммарное значение превышает 5% номинальной толщины листа.

Технологическая прибавка c3 не включает в себя округление расчетной толщины до стандартной толщины листа.

При расчете эллиптических днищ, изготовляемых штамповкой, технологическую прибавку c3 для компенсации утонения в зоне отбортовки не учитывают, если ее значение не превышает 15% расчетной толщины листа.

1.8. Проверка на усталостную прочность

1. 8.1. Для сосудов и аппаратов, работающих при многократных нагрузках с количеством циклов нагружения от давления, стесненности температурных деформаций или других воздействий более 103 за весь срок эксплуатации, кроме расчета по настоящему стандарту, следует выполнять проверку на усталостную прочность.

1.8.2. Сосуды и аппараты, работающие при многократных нагрузках, проверяют на циклическую прочность по ГОСТ 25859.

2. РАСЧЕТ ОБЕЧАЕК ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

2.1. Расчетные схемы

2.1.1. Расчетные схемы цилиндрических обечаек приведены на черт. 1-4.

2.2. Условия применения расчетных формул

2.2.1. Расчетные формулы применимы при отношении толщины стенки к диаметру

??0,1 для обечаек и труб при D??200 мм;

??0,3 для труб при D<.

Гладкие цилиндрические обечайки

а — обечайка с фланцем или с плоским днищем, б — обечайка с жесткими перегородками

Черт. 1

Гладкие обечайки с выпуклыми или коническими днищами

а — обечайка с отбортованными днищами, б — обечайка с неотбортованными днищами

Черт. 2

Гладкие обечайки с рубашкой

Черт. 3

Цилиндрическая обечайка, подкрепленная кольцами жесткости

Черт. 4

Примечание. Черт. 1-4 не определяют, конструкцию и приведены только для указания расчетных размеров.

2.2.2. Расчетные формулы, приведенные в пп. 2.3.2; 2.3.4 — 2.3.7 и 2.4.2 следует применять при условии, что расчетные температуры не превышают значений, при которых учитывается ползучесть материалов, т. е. при таких температурах, когда допускаемое напряжение определяют только по пределу текучести или временному сопротивлению (пределу прочности). Если нет точных данных, то формулы допускается применять при условии, что расчетная температура стенки обечайки из углеродистой стали не превышает 380°С, из низколегированной 420°С, а из аустенитной 525°С.

2.2.3. Для обечаек, подкрепленных кольцами жесткости, дополнительно к требованиям пп. 2.2.1 и 2.2.2 должны выполняться следующие ограничения:

отношение высоты сечения кольца жесткости к диаметру

?? 0,2;

расчетные формулы следует применять при условии равномерного расположения колец жесткости;

в тех случаях, когда кольца жесткости установлены неравномерно, значения b и l1 необходимо подставлять для того участка, на котором расстояние между двумя соседними кольцами жесткости максимальное;

если l2> l1, то в качестве расчетной длины l принимается l2.

2.2.4. Расчетные формулы для обечаек, работающих под действием осевого сжимающего усилия, приведенные в п. 2.3.4, применимы при следующем условии:

?? 1,0.

Для обечаек, у которых < 1,0, при отсутствии более точных расчетов, допускается пользоваться формулой (22).

2.3. Гладкие цилиндрические обечайки

2.3.1. Обечайки, нагруженные внутренним избыточным давлением

2.3.1.1. Толщину стенки следует рассчитывать по формуле

s ?? sp+c,(8)

где sp = .(9)

2.3.1.2. Допускаемое внутреннее избыточное давление следует рассчитывать по формуле

[p] = .(10)

2.3.1.3. При изготовлении обечайки из листов разной толщины, соединенных продольными швами, расчет толщины обечайки проводят для каждого листа с учетом имеющихся в них ослаблений.

2.3.2. Обечайки, нагруженные наружным давлением

2.3.2.1. Толщина стенки

Толщину стенки приближенно определяют по формулам (11) и (12) с последующей проверкой по формуле (13)

s ?? sp+c,(11)

где sp = . (12)

Коэффициент К2 следует определять по номограмме, приведенной на черт. 5. Примеры использования номограммы для расчета приведены на черт. 6.

Номограмма для расчета на устойчивость в пределах упругости цилиндрических обечаек, работающих под наружным давлением

Черт. 5

Примеры использования номограммы (см. черт. 5)

I — определение расчетной толщины стенки;II — определение допускаемого наружного давления; III — определение допускаемой расчетной длины; ?? — начало отсчета; ?? — промежуточные точки; ?? — конечный результат

Черт. 6

2.3.2.2. Допускаемое наружное давление следует определять по формуле

.(13)

где допускаемое давление из условия прочности определяют по формуле

[p]п = .(14)

а допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости определяют по формуле

[p]Е = ,(15)

где В1 =.(16)

При определении расчетной длины обечайки l или L длину примыкающего элемента l3 следует определять по формулам

— для выпуклых днищ,

— для конических обечаек (днищ) без отбортовки, но не более длины конического элемента;

— для конических обечаек (днищ) с отбортовкой, но не более длины конического элемента.

Коэффициент K1 определяют по номограмме, приведенной на черт. 5.

Если полученное значение коэффициента K1 лежит ниже соответствующей штрихпунктирной линии (см. черт. 5), то величину [р] в предварительном расчете допускается определять по формуле

.(17)

2.3.3. Обечайки, нагруженные осевым растягивающем усилием

2.3.3.1. Толщину стенки следует рассчитывать по формуле

s ?? sp+c,(18)

где .(19)

2.3.3.2. Допускаемое осевое растягивающее усилие следует рассчитывать по формуле

[F] = ??(D+s — c)(s — c)[??]??т.(20)

2.3.4. Обечайки, нагруженные осевым сжимающим усилием

2.3.4.1. Допускаемое осевое сжимающее усилие следует рассчитывать по формуле

,(21)

где допускаемое осевое сжимающее усилие [F]п из условия прочности

[F]п = ??(D+s — c)(s — c)[??],(22)

а допускаемое осевое сжимающее усилие в пределах упругости [F]Е из условия устойчивости

[F]Е = min {[F]Е1; [F]Е2}.(23)

В формуле (23) допускаемое осевое сжимающее усилие [F]Е1, определяют из условия местной устойчивости в пределах упругости по формуле

[F]Е1 = ,(24)

а допускаемое осевое сжимающее усилие [F]Е2 — из условия общей устойчивости d пределах упругости по формуле

[F]Е2 = . (25)

Гибкость ??, определяют по формуле

.(26)

Приведенную расчетную длину lпр принимают по черт. 7

Примечание. В случае, если <10, формула (23) принимает вид

[F]Е = [F]Е1.

Приведенная расчетная длина lпр

Черт. 7

2.3.4.2. Для рабочих условий (пу = 2,4) допускаемое сжимающее усилие можно определять по формуле

[F] = .(27)

Коэффициенты ??1 и ??2 следует определять по черт. 8 и 9.

2.3.5. Обечайки, нагруженные изгибающим моментом

2.3.5.1. Допускаемый изгибающий момент следует рассчитывать по формуле

,(28)

где допускаемый изгибающий момент [М]п из условия прочности рассчитывают по формуле

[М]п = D(D+s — c)(s — c)[??] [F]п,(29)

а допускаемый изгибающий момент [М]Е из условия устойчивости в пределах упругости — по формуле

[М]Е = .(30)

2.3.5.2. Для рабочих условий (пу = 2,4) допускаемый изгибающий момент можно определять по формуле

[М] = D (D+s — c)(s — c)[??]??3.(31)

Коэффициент ??3 следует определять по черт. 10.

2.3.6. Обечайки, нагруженные поперечными усилиями

Допускаемое поперечное усилие [Q] следует рассчитывать по формуле

,(32)

где допускаемое поперечное усилие [Q]п из условия прочности

[Q]п = 0,25 ??D (s — c),(33)

а допускаемое поперечное усилие [Q]E из условия устойчивости в пределах упругости

[Q]Е = . (34)

График для определения коэффициента ??1

Черт. 8

График для определения коэффициента ??2

Черт. 9

График для определения коэффициента ??3

Черт. 10

2.3.7. Обечайки, работающие под совместным действием наружного давления, осевого сжимающего усилия, изгибающего момента и поперечного усилия

Обечайки, работающие под совместным действием нагрузки, проверяют на устойчивость по формуле

+++?? 1,0,(35)

где [р] — допускаемое наружное давление по п. 2.3.2;

[F] — допускаемое осевое сжимающее усилие по п. 2.3.4;

[М] — допускаемый изгибающий момент по п. 2.3.5;

[Q] — допускаемое поперечное усилие по п. 2.3.6

2.4. Цилиндрические обечайки, подкрепленные кольцами жесткости

2.4.1. Обечайки с кольцами жесткости, нагруженные внутренним избыточным давлением

2.4.1.1. Определение размеров колец жесткости при внутреннем давлении.

Для заданных расчетного давления р и толщины стенки s коэффициент К4 следует рассчитывать по формуле

. (36)

Если К4?? 0, то укрепление кольцами жесткости не требуется. В диапазоне 0< К4 < -1 расстояние между двумя кольцами жесткости следует рассчитывать по формуле

,(37)

площадь поперечного сечения кольца

Ак ?? l1 (s — c).(38)

Если К4 ?? -1, то толщину стенки необходимо увеличить до такого размера, чтобы выполнялось следующее условие

0 < К4 < -1.

Примечание. При определении площади поперечного сечения кольца жесткости Ак следует учитывать прибавку с1 для компенсации коррозии.

2.4.1.2. Допускаемое внутреннее избыточное давление следует определять из условия

[р] = min {[р]1; [р]2}.(39)

Допускаемое внутреннее избыточное давление [р]1, определяемое из условий прочности всей обечайки, следует рассчитывать по формуле

.(40)

Допускаемое внутреннее избыточное давление [р]2, определяемое из условий прочности обечайки между двумя соседними кольцами жесткости, следует рассчитывать по формуле

.(41)

где .(42)

2. 4.2. Обечайки с кольцами жесткости, нагруженные наружным давлением

2.4.2.1. Расчетные параметры подкрепленной обечайки:

эффективную длину стенки lе обечайки, учитываемую при определении эффективного момента инерции, следует определять из условия

lе = min{l1; t + 1,1 };(43)

эффективный момент инерции I расчетного поперечного сечения кольца жесткости следует определять по формуле

;(44)

коэффициент жесткости обечайки k, подкрепленной кольцами жесткости

.(45)

Примечание. При определении момента инерции кольца жесткости следует учитывать прибавку с1 для компенсации коррозии.

2.4.2.2. Допускаемое наружное давление следует определять из условия

[р] = min {[р]1; [р]2}.(46)

2.4.2.2.1. Допускаемое наружное давление [р]1, определяемое исходя из условий устойчивости всей обечайки, следует рассчитывать по формуле

,(47)

Допускаемое наружное давление [р]1п должно соответствовать величине [р]1, определенной по формуле (40) при значениях коэффициентов ??р = 1,0 и ??т = 1,0.

Допускаемое наружное давление [р]1Е из условий устойчивости в пределах упругости следует рассчитывать по формуле

[р]1Е = ,(48)

где В2 =.(49)

2.4.2.2.2. Допускаемое наружное давление [р]2, определяемое исходя из условий устойчивости обечайки между кольцами жесткости. Допускаемое наружное давление [р]2 при значении длины l = должно соответствовать давлению [р] (см. п. 2.3.2.2). Вместо [р]п, определенного по формуле (14), допускается принимать [р]2 по формуле (41) при значении коэффициента ??т =1,0.

2.4.2.3. Определение размеров колец жесткости при наружном давлении.

После определения размеров кольца и обечайки по конструктивным соображениям следует провести проверку в соответствии с п. 2.4.2.2.

Толщину стенки s или расстояние b между кольцами жесткости для заданного расчетного давления р следует определять с помощью номограмм (см. черт. 5 и 6). При пользовании номограммой, приведенной на черт. 5, следует принимать l = b. Расчетный эффективный момент инерции кольца жесткости рассчитывают по формуле

. (50)

Коэффициент К5 следует определять по черт. 11.

График для определения коэффициента К5

Черт. 11

После определения расчетного эффективного момента инерции методом последовательных приближений следует выбирать профиль кольца жесткости с моментом инерции Iк, обеспечивающим выполнение требования условия

I ?? Iр,(51)

где I — эффективный момент инерции расчетного поперечного сечения кольца жесткости, определенный по формуле (44).

2.4.3. Обечайки с кольцами жесткости, нагруженные осевым растягивающим или сжимающим усилием, изгибающим моментом или поперечным усилием

Допускаемые нагрузки следует рассчитывать по расчетным формулам пп. 2.3.3-2.3.6 при l = b. При определении приведенной расчетной длины lпр по черт. 7 вместо l следует принимать общую длину L.

2.4.4. Обечайки с кольцами жесткости, нагруженные совместно действующими нагрузками

Расчет следует проводить аналогично расчету по п. 2.3.7, при этом допускаемое наружное давление следует определять по п. 2.4.2.2.

3. РАСЧЕТ ВЫПУКЛЫХ ДНИЩ

3.1. Расчетные схемы

3.1.1. На черт. 12 приведены расчетные схемы эллиптических, полусферических и торосферических днищ.

Выпуклые днища

а — эллиптическое днище; б — полусферическое днище; в — торосферическое днище

Скачать бесплатно

Классификация прибавок и припусков

hiddenРоссия, Ростов-на-Дону, ул. 1-й Конной Армии, д. 15″А»

hiddenSkype

• Главная
• Статьи
• Технический рисунок
• Конструирование
• Классификация прибавок и припусков

Первое зрительное впечатление, которое мы получаем при рассмотрении одежды, вытекает из ее объема, характера ее силуэта и контуров. Размеры конструкции одежды в целом и по участкам определяют в соответствии с размерами фигуры и степенью свободы изделия относительно тела человека. Внутренние размеры одежды отличаются от соответствующих размеров поверхности тела человека. Разность между размерами в определенном месте и определяющим его измерением фигуры называется прибавкой. При проектировании одежды используются не только положительные, но и отрицательные величины прибавок. Например, в корсетных изделиях, наиболее плотно прилегающих к телу, для корректировки отдельных  участков фигуры даются отрицательные прибавки. Обычно одежда на одних участках прилегает к телу очень плотно, на других располагается свободнее. Участки тела человека, которые опирается одежда, называются опорной поверхностью, а соответствующие ей участки одежды называются опорными или участками статистического контакта.

Прибавки необходимы для создания силуэта, объема и внешней формы выбранной модели, а также для образования воздушной прослойки между телом и одеждой, обеспечивающей удобство ношения одежды, свободу дыхания, движений, нормальное самочувствие человека и теплообмен.

К методам проектирования внутренних и внешних размеров одежды относится расчет конструктивных прибавок  и технологических припусков.

Конструктивная прибавка — составная часть конструктивного отрезка, которая увеличивает или уменьшает размерный признак, учитывает толщи­ну пакета одежды, свободу между телом и одеж­дой, модное направление, силуэт, физиолого-гигиенические и динамические требования, всегда входит в размерные параметры готового изделия. Конструктивные прибавки Пк являются составной частью размеров го­тового изделия; они включают в себя прибавку на толщину пакета материалов Пп и прибавку на свободное облегание Пс:

Пк = Пп + Пс

Прибавка на толщину пакета Пп характеризует разность между внутренними и внешними размерами одежды. При расчете прибавок Пп для верхней одежды учитывают толщины нижележащих слоев одежды. Значения средней толщины материалов и их пакетов для основных видов одежды, а также прибавок на пакет к основным конструктивным отрезкам различных видов одежды приведены в ЕМКО СЭВ.

Рисунок 1 – Классификация прибавок и припусков

На участках, расположенных ниже опорной поверхности, между одеждой и телом человека образуются воздушные зазоры. Разность между внутренними размерами одежды Lo и соответствующими размерами одеваемой фигуры Lф определяет прибавку на свободное облегание.

Пс= Loв  — Lф

Припуски технологические бывают двух видов: учитываемые при проектировании чертежей конструкции и при изготовлении изделия. Они зависят от свойств материалов, технологии изготовления, способа соединения и применяемого оборудования. Припуски, учитываемые при проектировании чертежей конструкции, это составная часть кон­структивного отрезка, которая учитывает усадку материалов при ВТО, термодублировании, уpaботку материала в процессе изготовления. Она  входит в размерные параметры шаблонов деталей одеж­ды, но не входит в размерные параметры готово­го изделия. Технологические припуски объединяют группу припусков, предназначенных обеспечить проектируемые размеры изделия в процессе его изготовления.

Рисунок 2 – а)  Распределение общей прибавки к полуобхвату груди между тремя участками, спинка, пройма и перед б) Схемы к определению прибавки на свободное облегание Пс

В практике конструирования бытовой одежды различных видов и силуэтов пользуются рекомендациями моделирующих организаций, в которых приводят значения конструктивных прибавок без разделения на Пс и Пп. С использованием рекомендуемых прибавок проектируют базовые конструкции (БК). В модельных конструкциях (МК) прибавки могут отличаться от базовых значений. Переход от БК иМК осуществляют, используя приемы конструктивного моделирования.

Используются следующие прибавки по конструктивным участкам конструкции:

Пг – прибавка по линии груди, Пт – прибавка по линии талии,

Пб – прибавка по линии бедер,  Пшс – прибавка к ширине спинки, 

Пшп – прибавка к ширине полочки, Пдтс – прибавка к длинам, 

Пшг – прибавка к ширине горловины,  Пспр – прибавка на свободу проймы,

Поп – прибавка к обхвату плеча.

Прибавку по груди Пг распределяют на участках спинки, проймы и переда.

При проектировании изделий с малыми конструктивными прибавками наибольшую долю от общей прибавки дают к ширине проймы (Пш. пр), среднюю долю к ширине спинки (Пш.с), ширину переда допустимо проектировать с минимальной или даже отрицательной долей прибавки к измерению (Пш.п). При таком распределении вся прибавка Пг, располагаясь от середины спинки до переднего контура проймы, обеспечивает свободу движения рук вперед. В МК одежды средних и больших объемов распределение прибавки Пг производят в соответствии с модельными особенностями формы.

Таблица: Типичное распределение композиционной прибавки П16 (Пг) между основными участками конструкции изделия (в долях от П16)

Минимально–необходимая прибавка имеет постоянную величину к ширине на:

• уровне груди от 2 до 4 см
• по линии талии (Пт) 0,5-1,0
• по линии бедер (Пб) 0,5 от груди

Для создания хорошего самочувствия человека в одежде воздушный зазор между слоями одежды (tВ) должен быть следующим: между телом и бельем -0,1см; между пиджаком и пальто -0,3см; между остальными видами одежды по 0,2см.

Таблица: Конструктивные прибавки для плечевой одежды различных видов и силуэтов

Примечание:

1. для девочек и мальчиков ясельной и дошкольной возрастных групп рекомендуется проектировать изделия прямого силуэта и выбирать меньшие по величине прибавки из рекомендуемых в соответствии с выбранным силуэтом

2.прибавки Пг, Пт, Пб проектируют к половине ширины изделия, П оп— к полной ширине рукава

Таблица: Прибавки к длине спины до талии, к глубине горловины, к высоте горловины, на свободу проймы

Примечание: меньшие величины прибавок берут для изделий из тонких тканей, большие — для изделий из толстых тканей.

Величину прибавки на свободу проймы (Пспр.) можно брать больше, но не меньше величины, приведенной в таблице.

Таблица: Прибавки на свободное облегание для поясных изделий

Таблица: Прибавка на утепляющую прокладку

Прибавка по бедрам — в пределах общей прибавки на утепляющую прокладку. Прибавка к обхвату плеча – 1-2 см, в зависимости от толщины утеплителя.

Использование прибавок на практике и применение компьютерных технологий для построения конструкций и моделирования одежды показаны в нашем онлайн-курсе «Проектирование одежды в CorelDRAW».

Подробнее о курсе

hiddenИспользуемые источники

• 1. Мартынова А.И.,Андреева Е.Г. Конструктивное моделирование одежды. Учеб. пособие для ВУЗов. М., 1999.
• 2. Единая методика конструирования одежды СЭВ (ЕМКО СЭВ). Теоретические основы. Т. 1. М.,1988.
• 3. Коблякова Е.Б., Ивлева Г.С., Романов В,Е. и др. Конструирование одежды с элементами САПР: Учебник для ВУЗов.4-е изд.,перераб. и доп. М., 1988.
• 4.  http://5fan.ru/wievjob.php?id=53970
• 5. Булатова Е.Б., Евсеева М.Н. Конструктивное моделирование одежды. Учеб. пособие для ВУЗов. М., 2010.

Технологические изменения — Наш мир в данных

Примечание: Это только предварительная коллекция соответствующих материалов

Данные и исследования, представленные в настоящее время здесь, являются предварительными коллекциями или соответствующими материалами. Мы продолжим нашу работу по этой теме в будущем (чтобы осветить ее так же подробно, как, например, в нашей статье о приросте населения мира).

Если у вас есть опыт в этой области и вы хотели бы внести свой вклад, подайте заявку здесь, чтобы присоединиться к нам в качестве исследователя.

Мы — вид, способный производить технологии: мы способны понимать наш мир и использовать эти знания в практических целях.

Список технологий, на которые мы полагаемся каждый день, очень длинный: он включает в себя транспортные средства, которые нас перевозят, дома, в которых мы спим, лекарства, которые лечат и защищают нас, оборудование, которое мы используем для производства, инструменты для создания музыки и искусства. , и гаджеты, которые мы используем для общения друг с другом.

Многие из разработок, на которых мы сосредоточены в «Нашем мире данных», обусловлены технологическими достижениями. Технологические изменения необходимы для удвоения продолжительности жизни во всем мире. И именно это делает возможным экономический рост и, следовательно, сокращение бедности. В этом смысле многое из того, о чем мы здесь пишем, в основном касается технологий.

На этой странице мы сосредоточимся на некоторых фундаментальных показателях технического прогресса, особенно в технологиях, которые были разработаны совсем недавно и в которых инновации происходят особенно быстро.

Очевидно, что технологические изменения не обязательно положительны. Некоторые из самых больших рисков, с которыми сталкивается человечество, связаны с технологическими инновациями.

Достижения в области вычислительной техники

Закон Мура: экспоненциальное увеличение количества транзисторов в интегральных схемах

Закон Мура — это наблюдение, согласно которому количество транзисторов в интегральных схемах удваивается примерно каждые два года.

Эта регулярность технологических изменений важна, поскольку возможности многих цифровых электронных устройств тесно связаны с количеством транзисторов. На этой странице вы найдете доказательства того, что различные технологические показатели — скорость обработки, цена продукта, объем памяти и даже количество и размер пикселей в цифровых камерах — также развиваются экспоненциально.

Закон уже был описан в 1965 году соучредителем Intel Гордоном Э. Муром, в честь которого он назван. ¹ Ниже вы найдете знаменитый небольшой график, опубликованный Муром в 1965 году. Как видите, Мур провел всего семь наблюдений с 1959 по 1965 год, но он предсказал продолжение роста, заявив: «Нет причин полагать, что он не останется почти постоянным не менее 10 лет». ²

Исходный график Мура 1965 г.: «Количество компонентов на интегрированную функцию» ³

Как показывает наш большой обновленный график, он был прав не только насчет следующих десяти лет. Удивительно, но обнаруженная им закономерность сохраняется уже более полувека.

Обратите внимание на логарифмическую вертикальную ось, выбранную для отображения линейности скорости роста. Линия соответствует экспоненциальному росту с удвоением количества транзисторов каждые два года.

Вычислительная мощность: Экспоненциальный рост FLOPS и операций в секунду

Само по себе удвоение количества транзисторов каждые два года не имеет прямого значения в нашей жизни. На нашу жизнь влияет не структура этих компьютеров, а их мощность.

Эта диаграмма показывает, что вычислительная мощность компьютеров увеличилась в геометрической прогрессии. Время удвоения вычислительной мощности персональных компьютеров составило 1,5 года в период с 1975 по 2009 год.

На интерактивной диаграмме показаны более свежие данные. Здесь рост мощности суперкомпьютера измеряется количеством операций с плавающей запятой, выполняемых в секунду (FLOPS) самым большим суперкомпьютером в любой данный год.

Экспоненциальное увеличение вычислительной мощности с течением времени (вычислений в секунду) — Куми, Берард, Санчес и Вонг (2011)

⁴

Экспоненциальный прогресс в эффективности вычислений

Стоимость поддержания работы машины также имеет значение. Эффективность вычислений измеряет вычислительную мощность на единицу энергии.

Прогресс в этом отношении был очень существенным: исследователи обнаружили, что за последние шесть десятилетий потребность в энергии для фиксированной вычислительной нагрузки уменьшалась вдвое каждые 18 месяцев. ⁵

На этой диаграмме мы видим вычислительную эффективность различных процессоров с течением времени. Здесь эффективность вычислений измеряется как количество ватт (мера электрической мощности), необходимых для выполнения миллиона инструкций в секунду (Ватт на MIPS).

Это повышение эффективности также важно с точки зрения воздействия компьютеров на окружающую среду.

Экспоненциальный прогресс компьютерной памяти и хранения данных

Нелинейный технологический прогресс

Известные примеры технологических изменений, такие как закон Мура, описывают прогресс, который происходит с удивительной непрерывностью.

Однако временами технологические изменения характеризуются очень внезапными, нелинейными изменениями. Эта нелинейность наиболее отчетливо проявляется в примерах, демонстрирующих быструю эволюцию после важных инноваций. Ниже мы включили два примера таких тенденций: начало полета человека и секвенирование генома человека.

Нелинейные технологические изменения: история полета человека

На этой диаграмме показан глобальный рекорд расстояния, установленный некоммерческими рейсами с 1800 года. Этот рекорд представляет собой максимальное расстояние, пройденное некоммерческим самолетом без дозаправки. До 20-го века люди еще не разработали технологии, необходимые для полета с двигателем. Затем, в 1903 году, братьям Райт удалось разработать первую механизированную летательную технику. Это первоначальное нововведение вызвало непрерывный и быстрый прогресс в современной авиации, при этом рекордное расстояние увеличилось почти в 150 000 раз с 0,28 км за 19 лет.03 до почти 41 500 километров в 2006 году.

Это один из примеров нелинейных технологических изменений. Человечество совершило прорыв, и в последующие десятилетия последовал стремительный прогресс.

Такие нелинейные прорывы могут произойти очень быстро и удивить даже тех, кто внимательно следит за развитием событий. История полетов тяжелее воздуха — яркий тому пример. Уилбур Райт сказал: «Я признаюсь, что в 1901 году я сказал своему брату Орвиллу, что человек не будет летать в течение 50 лет». Через два года братья добились успеха.

Нелинейные технологические изменения: секвенирование ДНК генома человека

Другим примером нелинейного технического прогресса является секвенирование генома.

Проект генома человека (HGP), целью которого было картирование полного набора пар нуклеотидов, составляющих ДНК человека (всего более трех миллиардов), длился 13 лет с 1990 по 2003 год. Это первоначальное открытие и определение последовательности генома человека стало решающим моментом в области секвенирования ДНК.

Диаграмма показывает, насколько быстро эта технология развивалась с тех пор. Здесь это измеряется стоимостью применения этой технологии.

Прочие данные о технологических изменениях

Искусственный интеллект

Технологические изменения и цены

Технологии и будущее роста: вызовы перемен

Уже более десяти лет экономический рост был вялым. Это произошло в то время, когда экономика столкнулась с большими изменениями. Каковы силы перемен, как они влияют на динамику роста и каковы последствия для политики? В недавно опубликованной книге «Рост во время перемен» рассматриваются эти вопросы.

Три основных компонента стимулируют экономический рост: производительность, капитал и труд. Все трое сталкиваются с новыми проблемами в меняющемся контексте. В первую очередь среди движущих сил перемен были технологии, во главе которых стояла цифровая трансформация.

Замедление производительности и инвестиций

Производительность является основным двигателем экономического роста в долгосрочной перспективе. Инновации, основанные на технологиях, являются основным стимулом роста производительности. Тем не менее, как это ни парадоксально, рост производительности замедлился по мере бума цифровых технологий. Среди стран с развитой экономикой за последние 15 лет или около того он составлял в среднем менее половины темпов предыдущих 15 лет. Фирмы, находящиеся на переднем крае технологий, добились значительного роста производительности, но влияние на производительность в целом по фирмам было слабым. Новые технологии, как правило, дают больше результатов, чем победители. Доминирующие фирмы приобрели большую рыночную власть, рыночные структуры стали менее конкурентоспособными, а динамизм бизнеса снизился.

Инвестиции также были слабыми в большинстве крупных экономик. Постоянная слабость инвестиций, несмотря на исторически низкие процентные ставки, вызвала опасения по поводу риска «долговременной стагнации». Слабый рост производительности и инвестиции усиливают друг друга и связаны аналогичными сдвигами в рыночных структурах и динамике.

Изменения на рынках труда

Технологии оказывают сильное влияние на рынки труда. Автоматизация и цифровые достижения смещают спрос на рабочую силу с рутинных навыков низкого и среднего уровня на более высокие и более сложные аналитические, технические и управленческие навыки. Однако со стороны предложения обучение работников навыкам, дополняющим новые технологии, отстает, что препятствует более широкому распространению инноваций в экономике. Образование и обучение проигрывают гонку с технологиями.

Большинство крупных экономик сталкиваются с проблемой старения населения. Во многих из них также наблюдается выравнивание показателей участия в рабочей силе и уровня базового образования населения. Эти тенденции еще больше заостряют внимание на производительности и технологических инновациях, которые ее стимулируют, для обеспечения экономического роста.

Рост неравенства

Рост также стал менее инклюзивным. Неравенство доходов растет в большинстве крупных экономик, и в некоторых из них, например в США, этот рост особенно заметен. Новые технологии, отдающие предпочтение капиталу и навыкам более высокого уровня, способствовали снижению доли труда в доходах и усилению неравенства в оплате труда. Они также были связаны с более концентрированными отраслевыми структурами и высокой экономической рентой, получаемой доминирующими фирмами. Доход сместился от труда к капиталу, и распределение доходов от труда и капитала стало более неравномерным.

Растущее неравенство и растущее беспокойство по поводу рабочих мест способствовали усилению социальной напряженности и политических разногласий. Популизм усилился во многих странах. Нарастают националистические и протекционистские настроения, сопровождающиеся негативной реакцией на международную торговлю, которая, наряду с технологическими изменениями, приводит к увеличению неравенства с потерей рабочих мест и стагнацией заработной платы низкоквалифицированных рабочих.

Изменение путей роста

В то время как неравенство в доходах растет во многих странах, неравенство между странами сокращается по мере того, как быстрорастущие страны с формирующейся рыночной экономикой сокращают разрыв в доходах с развитыми странами. Технологии ставят перед этой экономической конвергенцией новые задачи. Рост, обусловленный производством, в странах с развивающейся экономикой был доминирующим фактором конвергенции, подпитываемым их сравнительным преимуществом в трудоемком производстве, основанным на большом количестве низкоквалифицированных и низкооплачиваемых рабочих. Такое сравнительное преимущество сходит на нет из-за автоматизации низкоквалифицированной работы, что создает необходимость в разработке альтернативных путей роста в соответствии с технологическими изменениями.

ИИ, робототехника и четвертая промышленная революция

Технологические изменения, изменяющие рост, будут только усиливаться по мере того, как искусственный интеллект, передовая робототехника и киберфизические системы выводят цифровую революцию на новый уровень. Возможно, мы находимся на пороге того, что было названо «Четвертой промышленной революцией» (4IR). И глобализация становится все более цифровой, и эта трансформация, аналогичная 4IR, получила название «Глобализация 4.0».

Родственные книги

Технологические изменения в последнее время не использовали весь свой потенциал для повышения производительности и экономического роста. Это усилило неравенство в доходах и породило опасения по поводу «робокалипсиса» — массовых потерь рабочих мест из-за автоматизации. Однако это не должно вызывать отчаяния.

Достижения в области цифровых технологий обладают значительным потенциалом для повышения производительности и экономического роста, а также для создания новых и более качественных рабочих мест взамен старых. До двух третей потенциального роста производительности в крупнейших экономиках в течение следующего десятилетия могут быть связаны с новыми цифровыми технологиями. Но технологические изменения по своей сути разрушительны и влекут за собой трудные переходы. Она также неизбежно создает победителей и проигравших, как и глобализация. Политика играет решающую роль. К сожалению, они медленно адаптируются к вызовам перемен. С улучшенными и более гибкими политиками возможны лучшие результаты.

Программа использования потенциала новых технологий

Суть программы перспективной политики заключается в более эффективном использовании потенциала новых технологий. Реформы должны быть направлены на улучшение благоприятных условий для компаний и работников, чтобы расширить доступ к возможностям, возникающим в результате технологических изменений, и расширить возможности для адаптации к новым вызовам.

• Политика и институты, управляющие рынками, должны идти в ногу с технологическими изменениями, трансформирующими мир бизнеса. Политика в области конкуренции должна быть пересмотрена в эпоху цифровых технологий, чтобы гарантировать, что рынки по-прежнему будут обеспечивать открытые и равные условия для фирм, поддерживать сильную конкуренцию и сдерживать рост монополистических структур. Необходимо решить новые вопросы регулирования, связанные с данными, жизненной силой цифровой экономики. Гибкость на рынках будет иметь ключевое значение для облегчения адаптации к сбоям и структурным сдвигам в результате цифровой трансформации.
• Инновационная экосистема должна продолжать расширять технологические границы, но также способствовать более широкому экономическому воздействию новых достижений. Поскольку нематериальный актив в виде знаний становится все более важной движущей силой экономического успеха, необходимо совершенствовать системы исследований и разработок и патентные режимы, чтобы способствовать более широкому распространению технологий, воплощающих новые знания.
• Необходимо укреплять основу цифровой инфраструктуры и цифровой грамотности. Цифровой разрыв сокращается, но остаются большие разрывы.
• Инвестиции в образование и обучение должны быть увеличены и переориентированы, чтобы сделать акцент на навыках для работы в будущем. Поскольку старый путь карьеры «учись-работай-пенсионер» уступает место непрерывному обучению, программы повышения квалификации и переквалификации работников, а также обучения на протяжении всей жизни должны расширяться. Ключ к победе в гонке с технологиями не в том, чтобы конкурировать с машинами, а в том, чтобы конкурировать с машинами.
• Политика на рынке труда должна стать более дальновидной, смещая акцент с защиты существующих рабочих мест на расширение возможностей работников менять работу. Системы социальной защиты, традиционно основанные на формальных долгосрочных отношениях между работодателем и работником, должны быть адаптированы к более динамичному рынку труда. Социальные контракты должны быть приведены в соответствие с меняющимся характером работы.
• Налоговые системы следует пересмотреть в свете новых налоговых вызовов цифровой экономики, в том числе последствий преобразований, происходящих в бизнесе и работе, и новой динамики распределения доходов. Потенциальная программа налоговой реформы охватывает налоги на труд, капитал и богатство.

Реформы необходимы и на международном уровне, хотя доминирующая часть повестки дня, направленная на то, чтобы технологии — и глобализация — работали лучше и для всех, зависит от политики на национальном уровне. Необходимо не только защитить прошлые успехи в создании основанной на правилах международной торговой системы от протекционистских встречных ветров, но и разработать новые дисциплины для следующей фазы глобализации, возглавляемой цифровыми потоками, чтобы обеспечить открытый доступ и честную конкуренцию.