События / Встречи и визиты 18 Ноября 2016 года
Данная новость была прочитана 2666 раз

Инжиниринговый центр «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) СПбПУ Петра Великого посетили делегации Festo AG (ведущего в мире разработчика систем для роботизации производства) и Генконсульства Германии

16 ноября 2016 года Инжиниринговый центр «Центр компьютерного инжиниринга» (ИЦ «ЦКИ», CompMechLab®) посетили представители концерна Festo: глава департамента бионических проектов Элиас Кнуббен и руководитель направления системного инжиниринга отдела программного обеспечения и систем управления доктор Ян Бредау,  а также директор международной лаборатории "Сенсорика" профессор В.Е. Прянишников, представитель Festo в России, профессор Венского университета технологий Бранко Каталинич, на встрече присутствовали представители Генерального консульства ФРГ в Санкт-Петербурге: заместитель Генерального консула, руководитель отдела экономики Штефан Кордаш и заместитель руководителя отдела экономики Дирк Цирпка.

 

В начале встречи гости ознакомились с краткой презентацией Центра компьютерного инжиниринга СПбПУ и группы компаний CompMechLab®.

Проректор по перспективным проектам СПбПУ, научный руководитель Института передовых производственных технологий (ИППТ), руководитель Инжинирингового центра, основатель ГК CompMechLab® А.И. Боровков рассказал о ключевых преимуществах CompMechLab®, благодаря которым удается конкурировать на глобальном рынке высокотехнологичных  инжиниринговых услуг для ведущих промышленных компаний. Компетенции сотрудников Центра в области цифрового моделирования и проектирования, компьютерного и суперкомпьютерного инжиниринга, компьютерных технологий оптимизации и аддитивных технологий позволяют создавать в кратчайшие сроки принципиально новую и глобально конкурентоспособную «best-in-class» продукцию. 

«Наш драйвер развития – это мировая автомобильная промышленность как наиболее конкурентная и динамично развивающаяся отрасль, но мы работаем практически со всеми высокотехнологичными отраслями: авиастроение, включая вертолётостроение, двигателестроение, судостроение и кораблестроение, атомная энергетика, атомное и электро-энерго-машиностроение, специальное машиностроение, приборостроение, нефтегазовый сектор, наконец, медицина», - отметил А.И. Боровков.

Одно из ключевых преимуществ Инжинирингового центра – широкий набор мультидисциплинарных кросс-отраслевых компьютерных технологий мирового уровня, которые используют все ведущие высокотехнологичные компании-лидеры. Это позволяет, при необходимости, мгновенно начать работать с Заказчиком, используя те же технологии, которые являются стандартом де-факто у Заказчика. Вторая модель работы подразумевает оптимальное и эффективное комплексирование различных лучших в мире технологий с добавлением собственных кросс-отраслевых интеллектуальных ноу-хау - в итоге мы формируем комплексное высокотехнологичное решение, которое априори является лучшим в мире. Такой подход мы применяем, как правило, для решения задач, которые в отрасли считаются "нерешаемыми", так как их уже пытались решить несколько лет, несколько известных центров в мире, или когда стоимость упущенной выгоды может доходить до миллиона долларов в день, что типично для атомной энергетики (неустойка за технические несоответствия при строительстве АЭС, ...) или нефтегазового сектора (например, "ослепла" скважина в Австралии).

«По нашим оценкам, на разработку и сопровождение используемых в CompMechLab®  мультидисциплинарных наукоемких и кросс-отраслевых технологий суперкомпьютерного инжиниринга мировыми фирмами-вендорами затрачено более 1 миллиона человеко-лет. Такого транснационального интеллектуального потенциала, представляющего наше ключевое конкурентное преимущество, нет ни в одной корпорации в мире, нет ни у одного университета в мире», - подчеркнул А.И. Боровков.

Еще одно наше важное ключевое конкурентное преимущество – высокопроизводительные ресурсы СКЦ «Политехнический», самого мощного российского суперкомпьютерного центра (суммарная пиковая производительность составляет 1,3 PFlops), ориентированного на решение промышленных задач из любой отрасли промышленности.

«Некоторые задачи в области гидроаэродинамики, которые несколько лет назад мы решали месяцами, сейчас можно решить за сутки или даже за ночь».

А.И. Боровков
Проректор по перспективным проектам СПбПУ,
научный руководитель ИППТ,
руководитель Инжинирингового центра, основатель ГК CompMechLab
А.И. Боровков
 

Руководитель Инжинирингового центра представил компании, в интересах которых выполняются работы в CompMechLab®, отметив, что с некоторыми заказчиками Соглашения подписаны до 2020 года. А.И. Боровков подчеркнул, что ключевыми партнерами для CompMechLab® являются компании и инжиниринговые центры автомобильной промышленности Германии.

Около десяти лет назад инженеры CompMechLab® победили в конкурсном отборе, позволяющем на постоянной основе участвовать в работах для лидера мирового автопрома - BMW. Команда получила эксклюзивный статус Master Supplier и за несколько лет вышла на режим совместной работы по схеме 365x24, что потребовало организовать фронт-офис в Мюнхене.

Сегодня группа компаний CompMechLab® вместе с Инжиниринговым центром СПбПУ ведет деятельность в Китае. Напомним, что весной 2016 года СПбПУ открыл Представительство в Шанхае - это первое Представительство российского университета в Китае.  Кроме центрального офиса в Санкт-Петербурге, ГК CompMechLab® начинает деятельность в Тольятти и Москве, планирует - в Республике Татарстан.

Далее А.И. Боровков рассказал о реализуемой в России Национальной технологической инициативе (НТИ), которая является своеобразным аналогом заявленной в Германии инициативы Industry 4.0.

Зона ответственности Инжинирингового центра и Института передовых производственных технологий (ИППТ) СПбПУ с активным участием ГК CompMechLab в НТИ - рабочая группа Технет, которую возглавляют А.И. Боровков и первый заместитель министра промышленности и торговли России Г.С. Никитин

Руководители компании Festo узнали о запуске по направлениям НТИ и проекта «Фабрики будущего», нацеленного на решение Проблем-Вызовов государственного значения, которые по каким-то причинам не может в настоящее время решить российская промышленность. (Проект «Фабрики будущего» 21 июля 2016 года был представлен Президенту Российской Федерации  В.В. Путину).

 

Яркий пример реализации «Фабрики будущего» в области автомобилестроения - проект «Кортеж», который реализуется ГК CompMechLab® совместно с головным исполнителем - Центральным институтом автомобильной отрасли Государственным научным центром «НАМИ». Зона ответственности сотрудников СompMechLab® - проектирование кузова автомобиля премиум-класса, а также кузовов для всей линейки автомобилей (лимузин, седан, микроавтобус, внедорожник) на основе разработанной в рамках проекта Единой Модульной Платформы (ЕМП).

Также А.И. Боровков рассказал о ходе реализации «Фабрик будущего» с ведущими компаниями, представляющими автомобильную промышленность, транспортное машиностроение, двигателестроение, вертолетостроение, судостроение и кораблестроение, ракетно-космическую промышленность.

Гостям была представлена книга «Бионический дизайн», подготовленная сотрудниками Инжинирингового центра, - обзор разработок и трендов в области бионики, биомиметики и бионического дизайна. В частности, в книге в качестве примеров рассказывается и о разработках Festo. 

Бионический дизайн Впервые в литературе представлено современное определение бионического дизайна (Bionic Design) как передовой технологии - (Simulation & Optimization)-Driven Bionic Design и как принципиально нового подхода к проектированию и созданию
"best-in-class" оптимизированных конструкций в результате конвергенции и синергии двух глобальных трендов — стремительного развития компьютерного инжиниринга (Computer-Aided Engineering), включая технологии оптимизации (Computer-Aided Optimization) и аддитивных технологий (Additive Technology).

А.И. Боровков обратил внимание участников встречи на разные подходы, которые используются в Инжиниринговом центре СПбПУ и Festo, но которые объединяет слово «бионический». К разработкам Festo применим термин «биомиметика» - когда на основе объекта живой природы создается техническое устройство, природоподобное техническое устройство. «Бионический дизайн», который лежит в основе многих разработок ИЦ, подразумевает решения, полученные с помощью современных технологий оптимизации, результатом которых являются элементы конструкций и конструкции, похожие на те, что созданы природой. 

Первый заместитель директора Инжинирингового центра О.И. Клявин более подробно рассказал о проектах, которые команда CompMechLab® выполняет для автомобильной промышленности.

Сотрудники CompMechLab® плотно сотрудничают с ведущими европейскими инжиниринговыми центрами, участвуя в крупных проектах по разработке автомобилей. В частности, с 2013 по 2016 годы командой CompMechLab® вместе с основными партнерами (EDAG, Semcon и др.) реализовано 53 проекта для концерна BMW.

О.И. Клявин обратил внимание гостей, на то, как за эти годы изменились подходы к разработке автомобиля. Если раньше для сертификации новой модели проводилось примерно одинаковое количество натурных и виртуальных испытаний (около 100 тех и других), то сейчас это соотношение изменилось радикально: проводится примерно 5 натурных и более 10 000 виртуальных тестов и испытаний.

С чем это связано? В первую очередь, с тем, что многие команды, такие как CompMechLab®, за последние 10 лет разработали технологии создания в кратчайшие сроки полномасштабных математических моделей, которые обладают чрезвычайно высокой степенью адекватности реальным физико-механическим, технологическим и производственным процессам. Такие модели мы называем "умные" (интеллектуальные) математические модели, они оперируют с Big Data, причем используются: Smart Big Data "на входе" - около триллиона численных данных и характеристик, и Smart Big Data "на выходе" - триллионы численных данных и характеристик.

О.И. Клявин также представил новую парадигму проектирования - системный инжиниринг, когда вначале формируются целевые показатели элементов конструкций и всей конструкции в целом, далее формируется подробная информация об ограничениях (конструктивных, технологических, производственных, ...), которым должна удовлетворять финальная продукция на всех этапах жизненного цикла. Подчеркнем, что к ограничениям относится и заданная стоимость изделия. В результате такого процесса создается уникальная "умная" математическая модель.

Так, например, 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) – в CompMechLab® все это представлено в цифровом виде в SPDM-системе собственной разработки CML-BenchSPDM –​ Simulation Process & Data Management – управление процессами цифрового моделирования и проектирования (точнее, компьютерного инжиниринга) и многочисленными и разнообразными данными больших объемов (Smart 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; фактически, формируется облик будущего производственного процесса – например, как в цеху пойдет сварочная и сборочная линии; проверяется доступность сварных соединений; моделируется последовательность сборки и многое другое.

Такой подход позволяет получить оптимальное решение по всему набору ограничений – лучшую в своем классе продукцию – "best-in-class" products.

В качестве примера О.И. Клявин рассказал о недавней разработке CompMechLab®  защитном контейнере с лучшими в мире характеристиками энергопоглощения. Контейнер обеспечивает сохранность и работоспособность "хрупкого", в том числе электронного, оборудования и приборов (массой до 8 кг) при сбрасывании с высоты ~ 100 - 120 метров на жёсткую поверхность.

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 более 100 м требовалось также обеспечить плавучесть контейнера, фиксацию на склоне под углом 45°, также были поставлены ограничения на стоимость итогового изделия. Результатом работы инженеров CompMechLab® 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.

Сотрудники компании Festo в свою очередь, рассказали о ключевых направления работы концерна и представили ряд Задач-Вызовов, в поиске решений которых, безусловно, могут быть востребованы компетенции мирового уровня, которыми обладают сотрудники CompMechLab®.

Глава департамента бионических проектов Festo Элиас Кнуббен (Elias Knubben) представил информацию о деятельности своего подразделения, широко известного благодаря удивительным разработкам, имитирующим природные решения.

Например, робот BionicKangaroo, который использует принципы передвижения настоящего австралийского кенгуру (в частности, разработчики предусмотрели наличие искусственных «сухожилий» в лапах робота-кенгуру, в процессе прыжка эти сухожилия, сделанные из резины, играют роль амортизатора, кроме того, они помогают аккумулировать энергию, используемую для следующего прыжка), или роботы BionicANT – «муравьи», которые способных координировать свои действия и выполнять такие задачи, как совместное передвижение объектов, слишком тяжелых для одного робота. 

Как отметил Элиас Кнуббен, многие решения, подсказанные природой, уже используются в сфере основной деятельности концерна Festo – разработке систем автоматизации и роботизации производства. Так, благодаря изучению языка хамелеона был разработан гибкий силиконовый захват для небольших деталей. Тем не менее, направленность на бизнес не единственная цель работы подразделения, которое благодаря своим разработкам попутно решает задачи привлечения новых талантов, повышения привлекательности компании для потенциальных сотрудников, медийной популярности. Большинство проектов разрабатываются с привлечением партнёров, студенческих команд.

Элиас Кнуббен представил проекты, над которыми сейчас работает возглавляемое им подразделение, и рассказал о проблемах, которые необходимо решить в рамках этих проектов. Было отмечено, что поиск решений этих задач могут выполнить инженеры CompMechLab®

Руководитель направления системного инжиниринга отдела программного обеспечения и систем управления Festo доктор Ян Бредау (Jan Bredau) рассказал об основных направлениях деятельности и представил ряд промышленных машин, работу которых хотелось бы улучшить.

По итогам встречи представители Festo и CompMechLab® определили основные области взаимодействия и возможности для реализации совместных проектов.