События / Интервью 25 Января 2018 года
Данная новость была прочитана 1036 раз

Технологии проектирования, технологии производства, технологии мышления: Интервью А.И. Боровкова для журнала «Инновации»

Проректор по перспективным проектам Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ), лидер-соруководитель рабочей группы «Технет» Национальной технологической инициативы (НТИ), руководитель Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) СПбПУ, руководитель Центра НТИ «Новые производственные технологии» на базе Института передовых производственных технологий (ИППТ) СПбПУ А.И. Боровков дал интервью журналу «Инновации» (№11 (229), ноябрь, 2017).

Скачать страницы в журнале (.pdf, 1,84 Mb)


– Алексей Иванович, как Вы определили бы семантическое поле IV промышленной революции? Какие ее признаки назвали бы ключевыми и как охарактеризовали бы в целом?

– Любая революция – культурная, социальная, экономическая или какая-то другая – это всегда многокомпонентный феномен. Новая промышленная революция, которая сейчас очень быстро набирает обороты, в этом смысле не исключение, так как затрагивает абсолютно все сферы человеческой жизни, на всех уровнях – от быта каждой отдельной семьи до международных отношений. Именно поэтому ее значение столь велико, и те, кто этого не понимает, считая эту тему просто очередной модной игрушкой ученых, политиков или бизнесменов, рискуют не просто не заметить наступившего будущего, но и оказаться в этом будущем никому не нужными. А это очень серьезная опасность, слабо осознаваемая до тех пор, пока ты имеешь возможность ходить на работу, достойно организовывать свой досуг и как-то планировать свою жизнь. Однако велика вероятность того, что в какой-то момент твои знания, навыки и опыт окажутся попросту невостребованными, твоя профессия на рынке труда исчезнет как таковая и ты не будешь знать, что ждет тебя завтра. Неприятная для многих особенность IV промышленной революции заключается в том, что это завтра уже наступило.

Если перечислять ключевые явления и понятия IV промышленной революции (на Западе принята аббревиатура 4IR), то это, конечно, глобальная цифровая трансформация, цифровая экономика, «большие данные» (Big Data), искусственный интеллект, передовые производственные технологии, принципиально новая модель взаимодействия научных, образовательных институтов и бизнеса (модель «Университета 4.0»), новые бизнес-модели производства – Фабрики Будущего (Factories of the Future), которые во многом обеспечивают синергию эффектов перечисленных явлений.

 

– Говоря о глобальных переменах и профессиональной востребованности в этом контексте, логично, наверное, начинать именно с изменений в образовательной системе. Университет 4.0 – каковы основные его особенности и как в этом направлении действует ваш университет?

– При описании эволюции университетов обычно говорят об их моделях, и каждая последующая модель, как правило, включает все предыдущие. Университет модели 1.0 занят в основном образовательной деятельностью. В Университете 2.0 к образовательной добавляется научно-исследовательская деятельность. Университет 3.0 – научно-образовательная и предпринимательская деятельность, причем образование строится на результатах научных исследований, а предпринимательская деятельность должна приводить к формированию экосистемы инноваций вокруг университета. Университет 4.0 способен решать сложнейшие проблемы-вызовы современной промышленности, которые по ряду причин не может решить сама промышленность.

Произошло принципиальное изменение отношений системы образования и рынка. В мае этого года в стенах СПбПУ состоялось заседание Координационного совета по области образования «Инженерное дело, технологии и технические науки». В заседании приняла участие заместитель Министра образования и науки Российской Федерации Л.М. Огородова, которая сказала между прочим: «Важно, чтобы система образования была трендом развития рынка, а не системой подготовки кадров для рынка – иначе мы не будем успевать за модернизацией». Бессмысленно продолжать по 6 лет готовить инженеров, которые будут не нужны рынку. За это время в нынешних условиях происходит слишком много изменений, которые традиционная образовательная система просто не успевает осваивать. Равно как и фундаментальная наука, полностью оторванная от задач рынка, будет работать исключительно на саму себя, а этого недостаточно. Я говорил об этом летом, на заседании Президиума РАН, посвященном вовлечению научного и экспертного потенциала Академии в реализацию Национальной технологической инициативы (НТИ): мы заинтересованы в том, чтобы фундаментальные исследования не ложились на полку, а максимально быстро доходили до уровня технологий. Или, наоборот, бизнес готов формулировать фундаментальные проблемно-ориентированные задачи, решение которых необходимо высокотехнологичному рынку для обеспечения конкурентоспособности отечественных предприятий и их продукции.

В книге «Современное инженерное образование», изданной в СПбПУ в 2012 году, мы с группой авторов уже писали: должен быть сформирован Единый национальный комплекс «(Образование – Наука – Промышленность) * Инновации», где инновации выступают в качестве мультиакселератора интеграции и развития достижений в образовании, науке и промышленности.

Единый национальный комплекс (Образование – Наука – Промышленность) * Инновации

Источник: Современное инженерное образование: учеб. пособие / А.И. Боровков [и др.]. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012.

В Массачусетском технологическом институте (MIT) еще в середине 1990-х годов была разработана (с участием ученых, преподавателей и представителей промышленности) концепция подготовки специалистов к комплексной инженерной деятельности – CDIO: Conceive – Design – Implement – Operate, т.е. Задумка (Идея) – Проект – Реализация – Управление (Эксплуатация). Этих новых специалистов – «инженерный спецназ» – и готовит сегодня созданный в 2015 году Институт передовых производственных технологий (ИППТ) СПбПУ, применяя образовательную модель Университета 4.0 на основе улучшенного практико-ориентированного подхода CDIO*. Мы готовим магистров через вовлечение их в выполнения НИОКР по реальным заказам промышленности – это позволяет в короткие сроки выпускать востребованных и глобально конкурентоспособных инженеров нового поколения, обладающих компетенциями мирового уровня. Еще одной площадкой является Инжиниринговый центр «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) СПбПУ, в котором также работают студенты и выпускники ИППТ СПбПУ. Это когорта специалистов, способных перестраиваться с отрасли на отрасль, решать задачи, которые не может решить промышленность, и в сжатые сроки создавать продукцию, о которой мир будет узнавать лишь через 2-3 года.

Сегодня ИЦ CompMechLab СПбПУ – сильнейший инжиниринговый центр России, а Политехнический университет – один из немногих вузов, функционирующих в парадигме Университета 4.0. На последнем Петербургском международном экономическом форуме заместитель председателя Экономического совета при Президенте России А.Л. Кудрин упомянул СПбПУ как пример успешного опыта работы с инновациями и создания соответствующих инновационных центров, выполняющих заказы крупнейших мировых компаний по отдельным технологическим решениям. Это так – нашими заказчиками являются крупнейшие корпорации России (Ростех, ОДК, ОАК, ОСК и др.) и лидеры мирового высокотехнологического рынка: BMW, General Electric, Airbus, Boeing и многие другие. Таких успешных примеров, по словам А.Л. Кудрина, на всю страну – с десяток, а нужна – минимум сотня.

 

– Что обеспечило этот результат? И есть ли возможность масштабировать опыт СПбПУ и его Инжинирингового центра на всю страну?

– Ответ очень прост: мы говорим с нашими европейскими, американскими или китайскими партнерами на одном языке. Глобальная цифровая трансформация – уже давно не абстрактный тренд, а реальность, определяющая развитие компаний и глобальных рынков. Программа Industrie 4.0 была предложена в Германии в 2011 году, но этому моменту предшествовала многолетняя работа, в ходе которой фактически формировался технологический отрыв от конкурентов.

Мы сделали ставку на инновации и развитие передовых производственных технологий 20 лет назад – и оказались, что называется, в тренде. Но это был сложный, болезненный процесс: для запуска новой парадигмы развития в 1997 году Лаборатории «Вычислительная механика» потребовалась полная смена кадрового состава. Тогда же мы приступили к формированию экосистемы технологий: их много, у каждой компании свой набор, но мы должны были быть готовы к взаимодействию с любым заказчиком.

Выход на глобальный рынок проходил в очень жестких условиях. В 2000 году, например, мы работали по заказу General Electric: 4 месяца выполняли работы – с ежедневным мониторингом и еженедельными отчетами, потом специалисты по условиям контракта 3 месяца эти работы принимали, и только потом нам платили. Тогда мы еще мыслили традиционно: не успеем сделать к сроку, чуть скорректируем дату сдачи; казалось бы, чего стоит подвинуть сроки на сутки-другие?.. Оказалось – очень дорого стоит: либо ты выполняешь работы отлично и в срок, либо ты уволен. Современный глобальный рынок предполагает учет триады требований: сокращение времени принятия решений (Time-to-Decision, T2D), их исполнения (Time-to-Execution, T2E) и вывода продукции на рынок (Time-to-Market, T2M). И при этом результат твоего труда должен быть кастомным или кастомизированным (персонализированным, соответствующим всем пожеланиям заказчика), лучшим в своем классе (best-in-class) и востребованным.

Что касается применимости современных принципов и моделей глобального рынка в масштабах нашей страны, то в этом направлении государством прилагаются довольно серьезные усилия. Разработан и запущен целый ряд национальных программ: Стратегия научно-технологического развития Российской Федерации (СНТР), Национальная технологическая инициатива (НТИ), недавно была утверждена программа «Цифровая экономика». Все эти программы реализуются в русле IV промышленной революции и аналогичных направлений, которые разрабатываются в США (Advanced Manufacturing Partnership), Германии (Industrie 4.0) и других странах.

Те участники этого процесса, которые стремятся быть конкурентными на будущих рынках, вынуждены стремительно реагировать на все глобальные изменения и вызовы. Компании, скорость реакции которых ниже темпов изменения внешних условий, выдавливаются с высокотехнологичных рынков. Темпы изменений чрезвычайно высоки, времени для «раскачки» нет: чтобы найти себя на будущих рынках лет через 10-15, необходимо быть лидером уже сейчас.

 

– Можете ли Вы обозначить области, в которых российские предприятия глобально конкурентны или могут быть таковыми?

– В современном производстве произошли значимые изменения: «центр тяжести» сместился на этап проектирования. Традиционные подходы и технологии достигли своего «потолка» и становятся принципиально неконкурентоспособными. Россия не столь сильна в массовом производстве, но у нас высок уровень образования, науки и креативности, чтобы мы могли в условиях цифровой трансформации быть держателями ключевых компетенций в области цифрового проектирования и моделирования продукции и производственных процессов. В этом контексте определять образ российской промышленности будут высокотехнологичные предприятия – за счет комплексирования передовых производственных технологий с добавлением собственных интеллектуальных ноу-хау. Отраслями-драйверами могут быть авиастроение, двигателестроение, судостроение и кораблестроение, энергомашиностроение и турбостроение, фармацевтическая промышленность, IT и другие.

 

– Какие производственные технологии и ноу-хау Вы имеете в виду? И какие принципиальные технологические прорывы последнего времени могли бы отметить?

– Более 40 лет назад создание и применение CAD-систем (систем автоматизированного проектирования) было признано Национальным научным фондом США (NSF) величайшим событием, позволившим резко повысить производительность труда и сравнимым в этом смысле, пожалуй, лишь с началом «эпохи электричества». Но раньше процесс разработки выглядел следующим образом: на основе реального объекта строилась его упрощенная физическая модель, которая затем описывалась уравнениями математической физики (то есть строилась математическая модель, включающая математическое описание моделируемой конструкции в соответствии с теоретическими положениями кинематики, динамики и прочности, поведения материалов под действием нагрузок и температур и т. д.). Далее в результате многочисленных и дорогостоящих натурных испытаний изготовленных прототипов осуществлялась проверка и корректировка математической расчетной модели, а по итогам – доводка конечного изделия. При этом адекватность изначально выбранной физической модели оставалась достаточно низкой. В качестве аргумента приводилось утверждение, что при выборе более адекватной и более сложной физической модели математическая модель окажется настолько сложной, что для дальнейшей работы с ней потребуется ее значительное упрощение и, как следствие, снижение адекватности.

В настоящее же время за счет применения метода конечных элементов (Finite Element Method, FEM), компьютерных технологий (CAD-CAE-СFD-FSI-MBD-EMA-CAO-HPC-…) стало возможным качественно повысить адекватность физических моделей, а за счет новой парадигмы цифрового проектирования и моделирования – повысить адекватность и математических моделей, и получаемых численных результатов. Стало возможным уйти от традиционной ситуации, при которой число изменений изделия (в силу допущенных ошибок или получения новых, ранее не учтенных сведений) и, соответственно, возрастающие затраты на их внесение распределяются на протяжении всего жизненного цикла разработки – от стадии проектирования до начала серийного производства. Понятно же, что чем позже вносятся изменения, тем большие издержки несет производитель – и, соответственно, тем более высокую цену заплатит за нее конечный потребитель. Сегодня становится принципиально возможным сосредоточить основную долю изменений и затрат на стадии проектирования, тем самым минимизировать общий объем издержек и обеспечить создание наукоемких высокотехнологичных изделий нового поколения в кратчайшие сроки.

Адекватность физических моделей

Источник: Инжиниринговый центр CompMechLab® СПбПУ.

Ключевым инструментом производства в условиях тотальной цифровизации экономики и промышленности стали «умные модели» и цифровые двойники (Smart Digital Twins) продуктов, оборудования, производства.

Суть «умной» модели проще раскрыть на примере автомобилестроения – наиболее наукоемкой, динамично развивающейся и высококонкурентной отрасли. Современный автомобиль должен удовлетворять огромному числу целевых факторов и показателей (включая потребительские качества) и требованиям активной и пассивной безопасности, аэродинамики, технологичности и т. д. Наиболее полной и сложной оценкой качества и безопасности автомобиля является натурный краш-тест. При этом натурные испытания очень дороги, и способом минимизировать издержки и сократить значение T2M является проведение виртуальных испытаний. У лидеров мирового автомобилестроения произошло радикальное изменение соотношения числа натурных и виртуальных испытаний: в 2007 году было 100 к 100, а в 2017 году – уже 5 к 10 000. Результаты тысяч виртуальных испытаний используются при создании «умной» модели.

Виртуальный краш-тест – мультидисциплинарная задача, в решении которой актуальны практически все науки – от материаловедения до технологии изготовления – и, конечно же, все процессы, связанные с аэродинамикой, вибрациями, динамикой, прочностью и усталостью, все типы нелинейностей (геометрические, физические, контактные взаимодействия, локальные разрушения) и т.д. В кузове автомобиля применяется более 200 различных материалов: металлы, сплавы, полимеры, композиционные материалы, метаматериалы. Для корректного описания физико-механических процессов, проходящих в конструкции при различных воздействиях, для каждого материала необходимо знать обширный набор параметров и характеристик, учитывать технологии изготовления элементов, их предварительные напряженно-деформированные состояния и т.д., типы сопряжения элементов конструкции между собой. При краш-тестах чрезвычайно важны зоны программируемого разрушения, благодаря чему в определенные моменты времени разрушаются конкретные элементы конструкции и, что принципиально важно, таким образом, чтобы обеспечить безопасность пассажиров. И «умная» модель обладает информацией о каждом элементе, каждом узле механизма.

Кроме того, для проведения виртуальных краш-тестов необходимо иметь полные виртуальные аналоги всего испытательного оборудования – виртуальный испытательный полигон, в который входят модели антропоморфных манекенов, позволяющие с высокой точностью воспроизвести механическое поведение тела человека при различных динамических воздействиях и оценить критерии травмирования, более 10 000 измерительных датчиков, более 20 барьеров для проведения испытаний по различным сертификационным и рейтинговым испытаниям и 20 ударников различных частей тела человека для дополнительных оценок.

Источник: Инжиниринговый центр CompMechLab® СПбПУ.

Ударное взаимодействие автомобиля с преградами, или краш-тест, – быстропротекающий динамический процесс, его длительность порядка 200–250 мс. Шаг интегрирования для численного решения задач составляет 1 мкс. Общее количество шагов интегрирования достигает более 200 000. Вся эта информация образует большие данные «на входе» (более 2·1012 параметров) «умной» модели. Проведенные виртуальные испытания дополняют Smart Big Data «на выходе»: при суперкомпьютерном моделировании процесса длительностью 200 мс на выходе получается массив данных, содержащий более 1014 параметров. В итоге получается 5·108 кривых, исчерпывающе описывающих поведение «умной» модели.

Таким образом, новая парадигма цифрового проектирования и моделирования, называемая «проектирование и передовое производство, драйвером которых является «умный» цифровой двойник (Smart Digital Twin), формируемый в результате численного моделирования и оптимизации на основе Smart Big Data», – имеет мало общего с простой 3D геометрической моделью и кинематическими расчетами, которые в основном и представлены в промышленности и с которыми зачастую (неверно) ассоциируется цифровое проектирование и моделирование.

При создании «умной» модели задается многоуровневая матрица целевых показателей и ресурсных ограничений (временных, финансовых, технологических, производственных и других). Такая матрица содержит до 60 000 целевых показателей и требований, предъявляемых к продукту и его компонентам, а также ресурсных ограничений. Далее, на основе выполнения десятков тысяч виртуальных испытаний формируется цифровой двойник (Smart Digital Twin) высокоадекватный реальному объекту, который ведет себя с высокой степенью точности так же, как и реальный объект на всех этапах жизненного цикла, включая, естественно, этап эксплуатации.

Это в полном смысле слова революционная технология, в корне меняющая производственные бизнес-модели, выводящая промышленность на иной уровень соответствия той самой триаде требований глобального высокотехнологичного рынка: T2D, T2E, T2M. Испытания и расчеты, на которые раньше требовались месяцы и даже годы, теперь могут производиться за неделю. Помимо всего прочего это понятным образом сокращает расходы и повышает качество продукции.

Интересно при этом, что, несмотря на свою ключевую роль в IV промышленной революции и планомерную разработку этих технологий крупнейшими компаниями – мировыми лидерами на протяжении последних десяти лет, цифровой двойник лишь в августе 2017 года впервые появился на «кривой Гартнера» (Gartner Hype Cycle for Emerging Technologies – цикл зрелости технологии по исследованиям консалтинговой компании Gartner). Я предположил бы даже, что компании-лидеры эти технологии сознательно «отвлекали» рынок другими трендами (тоже важными, но все же вспомогательными инициативами: промышленный интернет, робототехника, киберфизические системы и др.) –  для обеспечения своего долгосрочного конкурентного преимущества и за прошедшее время подготовили уже не одно поколение best-in-class продукции, которую мы увидим на рынке еще только через несколько лет. Лишнее доказательство тому, что «завтра уже наступило».

 

– Полагаю, у вас (СПбПУ, Инжинирингового центра, ГК CompMechLab®) наверняка тоже появились свои ноу-хау. Можете озвучить какое-то из них?

– В Инжиниринговом центре СПбПУ и ГК CompMechLab® весь процесс цифрового проектирования и моделирования, включая формирование многоуровневой матрицы целевых показателей и ресурсных ограничений, разработку «умных» моделей, выполнение десятков тысяч виртуальных испытаний, создание цифровых двойников выполняется на основе специально разработанной CML-Цифровой платформы CML-Bench™. Эта платформа автоматизирует процесс на основе всех лучших передовых технологий мирового уровня (сформированной нами экосистемы технологий), общая трудоемкость разработки которых превышает 1 миллион человеко-лет.

Процесс цифрового проектирования и моделирования

Источник: Инжиниринговый центр CompMechLab® СПбПУ

CML-Цифровая платформа CML-Bench™ – это клиент-серверное веб-приложение, состоящее из пользовательского интерфейса, серверной части, системы управления БД и сервиса-решателя. Система упрощает обработку массивов данных, ускоряет инженерные расчеты, сбор, каталогизацию моделей и расчетных вариантов – вне зависимости от отрасли, в рамках которой выполняется проект. По сути это инструмент генерации Цифровых фабрик в высокотехнологичных отраслях промышленности, обеспечивающий управление проектами, связанными с цифровым проектированием, моделированием, виртуальными испытаниями и подготовкой конструкторской документации. Платформа активно используется при выполнении многих проектов в интересах ведущих мировых и российских компаний. В частности, применялась в рамках работы над проектом государственного значения «Кортеж», головным исполнителем по которому является «НАМИ». Результат был впечатляющий: на независимом испытательном полигоне в Берлине один тип автомобилей из разрабатываемой линейки – седан – с первой же попытки получил высший балл по безопасности Euro-NCAP.

В июле этого года за разработку Цифровой платформы нам была присуждена Национальная промышленная премия Российской Федерации «Индустрия». Эту премию называют «промышленным Оскаром», потому что ее соискателями могут быть только компании, обладающие реализованными эффективными промышленными технологиями с доказанным экспортным потенциалом, и критерии отбора номинантов очень серьезные: технологическая новизна, экономический эффект, межотраслевой характер и ориентация на глобальный рынок. По решению экспертного совета, председателем которого является Министр промышленности и торговли Российской Федерации Д.В. Мантуров, CML-Цифровая платформа CML-Bench™ была признана лучшей разработкой, отвечающей всем этим критериям.

Конечно, мы не стоим на месте и продолжаем развивать свои инструменты. Так, в данный момент разрабатывается CML-Экспертная интеллектуальная система CML-AI, которая фактически является «интеллектуальным помощником» и развитием в направлении применения искусственного интеллекта (Artificial Intelligence – AI) в наиболее сложном и творческом процессе – процессе проектирования. Ее задача – без участия конструктора осуществлять «мгновенную» кастомизацию и валидацию продукта на основе многоуровневой матрицы целевых показателей и ресурсных ограничений, базы знаний и Big Data.

Управление данными / знаниями / компетенциями / проектами / изменениями / вызовами

Источник: Инжиниринговый центр CompMechLab® СПбПУ

Это новый подход, отвечающий глобальным трендам IV промышленной революции и цифровой экономики, – то, что мы называем «проектированием за гранью интуиции генерального конструктора».

 

– Вы несколько раз упомянули Цифровые фабрики и являетесь лидером мегапроекта «Фабрики Будущего». Расскажите о роли и месте Фабрик Будущего в развитии IV промышленной революции.

– Начать нужно с того, что в 2014 году в России была запущена Национальная технологическая инициатива (НТИ) – долгосрочная комплексная программа по созданию условий для обеспечения лидерства российских компаний на новых высокотехнологичных рынках, которые будут определять структуру мировой экономики в ближайшие 15–20 лет. В Послании Федеральному собранию в декабре 2014 года президент России В.В. Путин обозначил НТИ как один из приоритетов государственной политики. Большинство новых рынков будет иметь сетевую природу (поэтому мы их назвали Net-ами), расстояние между производителем и потребителем на них будет минимальным. Внимание в рамках НТИ фокусируется на тех рынках, в которых есть возможность создать отрасли нового технологического уклада, значимых с точки зрения обеспечения национальной безопасности и высокого уровня жизни граждан. В данный момент выделено 9 таких рынков: Аэронет (AeroNet), Автонет (AutoNet), Маринет (MariNet), Нейронет (NeuroNet), Хелснет (HealthNet), Фуднет (FoodNet), Энерджинет (EnergyNet), Сейфнет (SafeNet) и Финнет (FinNet). Отраслевая их принадлежность ясна из названий: «Аэронет» – это распределенные системы беспилотных летательных аппаратов, «Автонет» – рынок беспилотных транспортных средств, «Маринет» – рынок морских интеллектуальных систем на воде и под водой и так далее. Список этот расширяется: по итогам Форсайт-флота 2016 (15-19.05.2016) были озвучены идеи создания таких групп, как ScienceNet (повышение эффективности научного труда, развитие коммуникации между учеными), EduNet (саморегулирующееся сетевое пространство взаимодействия заказчиков, создателей и потребителей образования в идеологии life long learning), VCNet (венчурные инвестиции), MediaNet (развитие новых высокотехнологичных форм потребления контента человеком), MoveNet (технологии для сетевого перемещения в пространстве людей и товаров). Сейчас обсуждается состав рабочей группы и «дорожная карта» рынка FashionNet (легкая промышленность и индустрия моды). Все это – потенциально перспективные рынки, развитие которых в рамках концепции НТИ – дело времени.

Чуть больше полугода назад, в феврале, на заседании президиума Совета при Президенте Российской Федерации по модернизации экономики и инновационному развитию России, проведенном Председателем Правительства Д.А. Медведевым, была одобрена дорожная карта «Технет» – кросс-рыночного и кросс-отраслевого направления, обеспечивающего технологическую поддержку развития рынков НТИ и высокотехнологичных отраслей промышленности. Направление «Технет» посвящено развитию и применению передовых производственных технологий (Advanced Manufacturing Technologies), важность которых в рамках НТИ определяется тем, что они являются «сквозными», то есть применимыми для большинства перспективных рынков НТИ и высокотехнологичных отраслей.

Технологическая поддержка новых рынков НТИ направлением Технет

Технологическая поддержка новых рынков НТИ направлением «Технет» осуществляется за счет формирования Цифровых (Digital), «Умных» (Smart), Виртуальных (Virtual) Фабрик Будущего (Factories of the Future). Соответствующий мегапроект был утвержден и получил поддержку АСИ на Форуме стратегических инициатив в июле 2016 года, в котором участвовал и Президент России.

Фабрики Будущего – это системы комплексных технологических решений, синергетически совмещающие в себе эффекты применения передовых производственных технологий. В зависимости от задач и, соответственно, вида Фабрик Будущего предприятиями применяются различные инструменты: от технологий компьютерного инжиниринга, цифрового проектирования и моделирования (Цифровые фабрики) до роботизации, применения гибких производственных ячеек, промышленного интернета, новых материалов, аддитивных технологий («Умные» фабрики) и построения распределенных производственных сетей сертифицированных поставщиков, сбора проектных консорциумов (Виртуальные фабрики). Однако принцип «все в цифре» един для всех этих систем, и ключевыми их элементами становятся именно «умные» модели и цифровые двойники изделий (а также процессов – технологических, производственных и др.), включающие данные по всему их жизненному циклу – от изготовления до утилизации, под заданные сроки, стоимость и технологию производства. Только такая бизнес-модель обеспечивает сегодня разработку и производство в кратчайшие сроки глобально конкурентоспособной, кастомизированной и востребованной продукции нового поколения.

Сейчас Инжиниринговым центром СПбПУ и ГК CompMechLab® ведется активная работа по созданию Фабрик Будущего с высокотехнологичными предприятиями из различных отраслей промышленности – автомобилестроения (центральный институт отрасли «НАМИ», Ульяновский автомобильный завод, «Волгабас»), двигателестроения («ОДК-Сатурн»), судостроения и кораблестроения (Средне-Невский судостроительный завод, СПМБМ «Малахит»), авиастроения и вертолетостроения (Объединенная авиастроительная корпорация, «Гражданские самолеты Сухого», «Корпорация «Иркут», «Авиационный комплекс им. С.В. Ильюшина» и холдинг «Вертолеты России», конструкторское бюро «Камов», Московский вертолетный завод им. М.Л. Миля) и других.

 

– Действительно ли во всех отраслях и на всех рынках принципы работы Фабрик Будущего одинаковы? Это может быть очевидно, если говорить об автомобилестроении, но как это работает, скажем, в индустрии моды?

– Существуют текстильные роботы, которые идеально вписываются в эту логику: на входе мы имеем цифровую персонифицированную модель человека, а дальше дело за техникой. Реалии таковы, что в современной промышленности наличие передового оборудования предполагается по умолчанию: рано или поздно оно будет у всех. А вот разработка кастомизированных цифровых моделей объектов и процессов – эта та сфера, в которой у каждой компании могут нарабатываться, аккумулироваться и усиливаться ее уникальные компетенции и интеллектуальные ноу-хау.

Еще один момент: за каждым человеком тянется «цифровой след», использование которого позволяет на каждом новом этапе озвучивания человеком некой потребности предлагать ему все более и более адекватные решения, максимально соответствующее его предпочтениям, – еще даже до того, как он сам их озвучил. В случае моды и легкой промышленности это могут быть размеры одежды и обуви, цвета и фасоны, использование аксессуаров и так далее.

Отрасль применения этой бизнес-модели не имеет никакого значения – концепция Фабрик Будущего везде работает одинаково, и критерий оценки результата всегда один: конкурентоспособность на глобальном рынке. А рынок может быть любым – от производства и доставки продуктов питания до разработки и внедрения новейших двигателей для космических аппаратов. В этом смысле мы возвращаемся к тому, с чего начинали эту беседу: IV промышленная революция охватывает абсолютно все сферы человеческой жизни, и потому так велико ее значение.

Новости на сайте по теме публикации: