Инжиниринговый центр «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) СПбПУ Петра Великого посетили представители Всероссийского института авиационных материалов (ВИАМ), Ракетно-космического центра «Прогресс» и МГТУ им. Н.Э. Баумана

20 октября 2016 года в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого прошли переговоры представителей Ракетно-космического центра «Прогресс», Всероссийского института авиационных материалов (ВИАМ) и Московского государственного технического университета (МГТУ) им. Н.Э. Баумана. На встрече обсуждался проект по топливным бакам для ракет, заказчиком которого выступает РКЦ «Прогресс». Проект будет реализован СПбПУ совместно с ВИАМ и МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Политехнический университет предоставляет уникальные технологии и оборудование, ВИАМ – современные алюминиевые и алюминий-литиевые сплавы, а МГТУ им. Н.Э. Баумана отвечает за вопросы сертификации.

Стоит отметить, что СПбПУ, МГТУ им. Н.Э. Баумана и ВИАМ работают в рамках соглашения о научно-производственном консорциуме «Новые материалы и аддитивные технологии», подписанного в Санкт-Петербургском политехническом университете в декабре 2015 года.

«Я рада, что мы можем реализовать такой большой, комплексный проект в интересах наших коллег, – сказала глава делегации ВИАМ О.Г. Оспенникова, начальник научно-исследовательского отделения «Жаропрочные литейные и деформируемые сплавы и стали, защитные покрытия для деталей газотурбинных двигателей». – Наша работа будет связана с технологией “сварка трением с перемешиванием”, с изготовлением узлов из современных алюминий-литиевых сплавов для ракетно-космической техники».

На вводном совещании представители организации-заказчика обозначили ряд задач и пожеланий по проекту. В том числе, начальник конструкторского отдела РКЦ «Прогресс» С.В. Москвин отметил: «Нужно проработать не только вопросы, касающиеся сварки трением с перемешиванием и использования перспективных и инновационных сплавов, – мы должны продумать аспект ремонтопригодности данных конструкций на производстве».

После постановки целей и задач на вводном совещании представители РКЦ «Прогресс», ВИАМ и МГТУ ознакомились с научно-исследовательской инфраструктурой Санкт-Петербургского политехнического университета, с разработками и технологиями, представляющими наибольший интерес для организаций-участников проекта.

В Лаборатории легких материалов и конструкций гостям продемонстрировали установку сварки с перемешиванием в действии. Также сотрудники ВИАМ, РКЦ «Прогресс» и МГТУ посетили Российско-Германский лазерный центр, Суперкомпьютерный центр «Политехнический» (СКЦ) и Инжиниринговый центр «Центр компьютерного инжиниринга» (ИЦ «ЦКИ», CompMechLab®).

О работе Центра гостям рассказали первый заместитель руководителя ИЦ «ЦКИ» О.И. Клявин и начальник отдела конечно-элементного моделирования и компьютерного инжиниринга И.Б. Войнов.

О.И. Клявин представил принципиально новую парадигму проектирования – проектирование на основе компьютерного моделирования - (Simulation & Optimization)-Driven Design для создания в кратчайшие сроки глобально конкурентоспособной и кастомизированной продукции нового поколения. В своем выступлении О.И. Клявин использовал примеры выполненных проектов для автомобильной индустрии - драйвера развития Инжинирингового центра и мировой промышленности в целом; поскольку в этой отрасли наиболее высокая конкуренция, технологии в ней обновляются быстрее всего.

CompMechLab^® - давний и хорошо зарекомендовавший себя поставщик инжиниринговых услуг для компаний-лидеров мировой промышленности, - в том числе, для таких автоконцернов как BMW Group, Daimler, Ferrari, General Motors, Volkswagen Group и др. Сотрудники CompMechLab^® плотно сотрудничают с ведущими европейскими инжиниринговыми центрами, участвуя в крупных проектах по разработке автомобилей. В частности, за последние 9 лет командой CompMechLab® вместе с основными партнерами (EDAG, Semcon и др.) реализовано 53 проекта для концерна BMW.

О.И. Клявин рассказал о реализуемой в ИЦ «ЦКИ» концепции Цифровой - Виртуальной Фабрики Будущего (Digital - Virtual Factory of Future), ключевым элементом которой является так называемая «умная» модель - модель, которая «знает» все ограничения, с которыми продукт столкнется в фазах разработки, производства и, вообще говоря, - всего жизненного цикла.

Умная модель включает в себя виртуально-динамический макет изделия (в случае автомобиля, к примеру, создается полный виртуальный макет с учетом всех его узлов и агрегатов), базу данных материалов, технологии изготовления, виртуальный испытательный полигон (в ИЦ «ЦКИ» используется собственная разработка - CML SafetySuit™), рабочую конструкторскую документацию (РКД) – все это представлено в цифровом виде в SPDM-системе CML-Bench™, которая также разработана сотрудниками ИЦ «ЦКИ». SPDM –​ Simulation Process & Data Management – управление процессами цифрового моделирования (точнее, компьютерного инжиниринга) и многочисленными и разнообразными данными больших объемов (Big Data). 

Как пояснил О.И. Клявин, еще на этапе проектирования детали, например, крышки багажника, учитывается ее штампуемость, оцениваются сварочные процессы, происходит выбор технологических режимов и так далее; формируется облик будущего производственного процесса –как в цеху пойдет сварочная и сборочная линии; проверяется доступность сварных соединений; моделируется последовательность сборки и т.д.

Элементы Цифровой - Виртуальной Фабрики Будущего сотрудники ИЦ "ЦКИ" СПбПУ и группы компаний CompMechLab^® использовали в проекте по созданию отечественного автомобиля премиум-класса (1, 2) на основе разработки и создания Единой модульной платформы (ЕМП) для производства лимузина, седана, внедорожника и микроавтобуса (проект «Кортеж», головной исполнитель – ФГУП "НАМИ"). Были представлены некоторые результаты работы, - в частности, по проведенным краш-тестам и полученному с первой попытки высшему баллу по пассивной безопасности – 5 звезд на независимом испытательном полигоне в Германии. 

О.И. Клявин подчеркнул, что такой уникальный результат обеспечила созданная Цифровая фабрика, которая также работает в других высокотехнологичных отраслях промышленности.

Первый заместитель руководителя ИЦ «ЦКИ» СПбПУ напомнил гостям, что экспертные области CompMechLab^® не ограничиваются автомобилестроением и охватывают практически все отрасли: авиационно-космическую, судостроительную, энергетическую (в т.ч. атомную энергетику), нефтегазовый сектор и др. О.И. Клявин подчеркнул, что наибольший интерес для сотрудников Инжинирингового центра СПбПУ представляют сложные, наукоемкие, трудоемкие и ресурсоемкие задачи-вызовы, которые нередко в различных отраслях считаются нерешаемыми.

В качестве примера  О.И. Клявин рассказал о недавней разработке CompMechLab^{® -} защитном контейнере с лучшими в мире характеристиками энергопоглощения. Короб обеспечивает сохранность и работоспособность хрупкого оборудования и приборов (массой до 8 кг) при сбрасывании с вертолета, с высоты ~ 120 метров на жёсткую поверхность.

Данная разработка может использоваться, к примеру, сотрудниками МЧС для экстренной доставки в труднодоступные места необходимого для медицинской помощи оборудования.

Как отметил О.И. Клявин, изначально заказчика интересовала принципиальная возможность изготовления такого контейнера, так как экспертами задача относилась к разряду "нерешаемых". Проведенные командой CompMechLab^® исследования показали реальность выполнения поставленных задач. Помимо требования сохранности приборов массой 4-8 кг при падении с высоты ~ 120 м требовалось также обеспечить плавучесть контейнера, фиксацию на склоне под углом 45°, также были поставлены ограничения на стоимость итогового изделия. Результатом работы команды стало 100% соответствие целям проектирования по результатам серии натурных испытаний, причем контейнер был создан в кратчайшие сроки - от получения задания до изготовления прототипа и проведения натурных испытаний прошло всего 38 дней.

После презентации О.И. Клявин ответил на вопросы участников встречи, после чего стороны обсудили ряд перспективных направлений сотрудничества.

Завершающим событием в рамках рабочего визита представителей в СПбПУ стало совещание в конференц-лаборатории СКЦ, где была утверждена программа совместных работ по отработке технологий сварки трением с перемешиванием алюминий-литиевого сплава применительно к перспективным изделиям АО «РКЦ “Прогресс”» сроком на 2017-2019 гг.