События / Мероприятия 8 Февраля 2020 года
Данная новость была прочитана 17212 раз

Форум «Дни Политеха в Берлине»: Центр НТИ СПбПУ провел трек «Цифровая трансформация промышленности»

6-7 февраля 2020 года Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого провел грандиозное выездное мероприятие – международный форум «Дни Политеха в Берлине». Центр компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» выступил организатором трека «Цифровая трансформация промышленности», а также продемонстрировал на выставке форума свои разработки в сфере передовых производственных технологий.

На открытии форума выступил ректор СПбПУ академик РАН Андрей Рудской: «Сегодня здесь собрались партнеры и выпускники более чем из 15 стран. География участников первого в новейшей истории Политеха масштабного форума за рубежом лично меня поражает. В очередной раз убеждаюсь в том, как много друзей у нашего университета по всему миру <…>. Я убежден, что это событие положит начало доброй традиции международного общения, будет способствовать большей открытости, укреплению доверия и взаимопонимания не только в сфере образования и науки, но и в целом в отношениях между нашими странами».

Фото: Управление по связям с общественностью СПбПУ

Среди почетных гостей форума «Дни Политеха в Берлине» был Чрезвычайный и Полномочный посол РФ в Германии Сергей Нечаев. Он отметил, что у России и Германии всегда было много общего в сфере научного и образовательного сотрудничества, и эти традиции поддерживаются до сих пор: «Подписана международная дорожная карта на 10 лет совместных исследований, которая реализуется. И я уверен, предстоит еще немало сделать, чтобы воплотить совместные идеи в жизнь на благо наших народов <…>. Учёные всего мира сотрудничают друг с другом в интересах будущего нашей планеты, обмена важными идеями, которые бы еще укрепили нашу цивилизацию, способствовали тем задумкам, которые не раз уже высказывались и президентом России, и многими европейскими политиками. Идея создания общеевропейского пространства науки и образования от Атлантики до Тихого океана жива и может быть реализована нашими общими усилиями».

Фото: Управление по связям с общественностью СПбПУ

На открытии форума также выступили торговый представитель РФ в Германии Андрей Соболев, государственный секретарь Министерства экономики, труда и здравоохранения Федеральной земли Мекленбург-Передняя Померания Штефан Рудольф, заместитель руководителя Федерального агентства РФ по делам СНГ соотечественников, проживающих за рубежом, и по международному гуманитарному сотрудничеству Павел Шевцов, руководитель контактного бюро для малого и среднего бизнеса Восточного комитета германской экономики Йенс Бельманн и президент Европейской ассоциации торгово-промышленных палат EUROCHAMBRES Кристоф Ляйтль. Свое приветствие участникам форума прислал Первый заместитель министра науки и высшего образования РФ Григорий Трубников.

Фото: Управление по связям с общественностью СПбПУ

Одним из ключевых событий первого дня форума стал трек «Цифровая трансформация промышленности», организованный Центром компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии». Модераторами дискуссии выступили проректор по перспективным проектам СПбПУ, лидер (соруководитель) рабочей группы «Технет» (передовые производственные технологии) Национальной технологической инициативы (НТИ), руководитель Центра НТИ СПбПУ Алексей Боровков и ректор Университета Штутгарта (Германия) профессор Вольфрам Рессель.

Участники трека – представители российского и германского экспертного сообщества – рассматривали подходы в применении новых производственных технологий, делились опытом и перспективами реализации крупных промышленных проектов, обсуждали возможности сотрудничества в области новых производственных технологий и цифровой трансформации промышленности.

 

Дискуссию открыл проректор по перспективным проектам СПбПУ, лидер (соруководитель) рабочей группы «Технет» НТИ, руководитель Центра НТИ СПбПУ Алексей Боровков. Он отметил, что цифровая трансформация промышленности – один из приоритетов деятельности правительств ведущих стран мир. Россия в этом отношении – не исключение. Алексей Иванович выделил программы, которые ориентированы на цифровую трансформацию промышленности РФ через развитие новых производственных технологий, – «Национальная технологическая инициатива» (НТИ), национальный проект «Наука» и «Цифровая экономика». Он отметил, что Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого играет ведущую роль в каждой из этих программ.

СПбПУ – инициатор разработки и участник реализации дорожной карты «Технет» (передовые производственные технологии) НТИ. Научный и технологический задел Политехнического университета, а также мегапроект «Фабрики Будущего», инициатором которого он выступает, легли в основу формирования дорожной карты «Технет». Алексей Иванович отметил достигнутые результаты: «За последние два года «Технет» вырвался в лидеры рынков НТИ, в первую очередь, благодаря востребованности и широте охвата реальных секторов экономики, кросс-отраслевому и кросс-рыночному характеру разрабатываемых и применяемых передовых технологий. Например, при поддержке Фонда содействия инновациям ежегодно 20-30 малых инновационных компаний на конкурсной основе получают финансовую поддержку, проходят акселерацию и выходят на новый уровень развития. «Технет» стал самым востребованным направлением у сообщества университетских «Точек кипения», формируемых в российских университетах. Так, большинство вузов выбрали именно передовые производственные технологии в качестве одного из приоритетных направлений своей работы».

В рамках национального проекта «Наука» на базе СПбПУ создан Центр компетенций Национальной технологической инициативы «Новые производственные технологии». Алексей Иванович подчеркнул, что ключевое направление деятельности Центра НТИ СПбПУ, помимо обучения, подготовки специалистов высшей квалификации, публикаций в научных журналах, – работа с промышленностью по созданию «умных» цифровых двойников изделий и технологических процессов современного производства. Применение цифровых двойников обеспечивает вывод на рынок глобально конкурентоспособной продукции в кратчайшие сроки и со значительным сокращением затрат. «Сотрудники Центра НТИ СПбПУ выполняют одновременно около 100 проектов в 10 высокотехнологичных отраслях и разных странах, среди которых Россия, Германия, Великобритания, Швеция, Франция и Китай. В решении наукоемких и мультидисциплинарных задач мы опираемся на консорциум Центра НТИ СПбПУ, в который сейчас входит 63 организации, в том числе крупнейшие корпорации – Росатом, Ростех, ОДК, ОАК, ОСК  и другие. Наша задача – разработать или выбрать  лучшие, best-is-class, технологии мирового уровня, скомплексировать их и получить необходимый результат – спроектировать глобально конкурентоспособный продукт, который учитывает все проектные ограничения – временные, финансовые, производственные, технологические, наконец, экологические», – сказал Алексей Боровков.

 

Он также отметил, что в 2019 году Центр НТИ СПбПУ выиграл конкурс и с привлечением более чем 230 экспертов из 125 организаций разработал дорожную карту по развитию «сквозной» цифровой технологии «Новые производственные технологии». Эта дорожная карта затем была утверждена Правительственной комиссией для реализации в рамках федерального проекта «Цифровые технологии» национальной программы «Цифровая экономика» в 2019 – 2024 гг.

«Центр НТИ СПбПУ работает по нескольким актуальным для развития цифровой экономики направлениям. Тем не менее есть общее мультидисциплинарное ядро, разработана уникальная цифровая платформа CML-Bench, предназначенная для разработки цифровых двойников изделий и технологических процессов в высокотехнологичных отраслях промышленности. Именно на этой фундаментальной основе мы можем осуществлять трансдисциплинарный трансфер на такие задачи, например, как проект «Цифровой Обь-Иртышский бассейн». Накопленный опыт работы с высокотехнологичной промышленностью, кросс-отраслевые, мультидисциплинарные компетенции наших специалистов, а также членов проектного консорциума позволяют нам выходить на новые, более сложные, классы задач», – завершил свое выступление Алексей Боровков.

Дискуссию продолжил ректор Университета Штутгарта профессор Вольфрам Рессель. Он рассказал о национальном проекте ARENA2036, стартовавшем на базе университета и поддержанном федеральным Министерством образования и науки Германии. Этот проект стал примером успешного влияния Университета Штутгарта на развитие экономики и промышленности региона, а также усиления сотрудничества между различными сообществами.

В основе проекта – развитие автомобильной промышленности на основе цифровизации. «Как будет собираться автомобиль будущего? Как будут выстроены производственные процессы? Как будет организовано «общение» между автомобилями? – одни из нескольких вопросов, над решением которых работают исследователи нашего проекта», – сказал Вольфрам Рессель. Специально для исследователей ARENA2036 была построена экспериментальная высокотехнологичная площадка – тестировать текущие и будущие разработки. Проект рассчитан на 30 лет – до 2036 года, когда автомобилю как изобретению исполнится 150 лет. В завершение своего выступления Вольфрам Рессель пригласил Политехнический университет присоединиться к проекту в качестве партнера, а также рассказал о программах для аспирантов, разработанных в рамках ARENA2036.

О достижениях Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого в области аддитивных технологий рассказал директор Института машиностроения, материалов и транспорта СПбПУ профессор Анатолий Попович. Он отметил, что создание кастомизированного продукта за короткий промежуток времени – главная задача, стоящая перед производителями в условиях развития Индустрии 4.0. Препятствие в реализации этой задачи – отставание в части технологических процессов производства в сравнении с большими результатами в компьютерном инжиниринге. Решение проблемы возможно через применение технологии аддитивного производства, которая в полной мере реализует концепцию бионического дизайна, «умного» производства и повышает экономическую эффективность деятельности.

«Мы в Политехе видим идеологию этого процесса как замкнутый цикл – единая цифровая платформа, которая позволяет создавать цифровой двойник, оптимизировать его по весу, геометрии, макро- и микроструктуре материала и в конечном итоге давать команду 3D-принтеру печатать конструкцию с управляемой структурой. На сегодняшний день такого «сквозного» софта нет, мы делаем промежуточные звенья – «сквозной» цифровой инжиниринг», – пояснил Анатолий Попович.

Он привел примеры успешных проектов Политехнического университета. Специалисты вуза первыми в России напечатали лопатку для турбины из карбида кремния, реализовали полностью замкнутый цикл производства оборудования. Одно из текущих направлений исследований – адаптация высокоэнтропийных сплавов под 3D-печать.

 

Государственный секретарь Министерства экономики, труда и здоровья Мекленбург-Передняя Померания (Германия) доктор Штефан Рудольф поднял тему использования новых материалов в возможных совместных проектах предприятий Мекленбург-Передняя Померания с технологическими центрами в России. В качестве примера он назвал несколько текущих проблем-вызовов в материаловедении. В строительстве огромных круизных лайнеров – разработка материала, который позволит нивелировать колебания, вызванные вращением судовых винтов. В машиностроении при высокоэнергоемкой сварке – разработка материала, подходящего для крупногабаритных элементов и способного выдержать такую сварку без поломок. В медицине – разработка материала для эффективного лечения ран у больных сахарным диабетом.

Штефан Рудольф отметил, что сейчас эффективному сотрудничеству предприятий Мекленбурга-Передняя Померания и компаний в России мешает выстроенная в Европейском союзе система финансирования. Он также посмотрел на эту тему шире – и указал на то, что важно формировать общий центр знаний по цифровой трансформации промышленности. «На территории нашей федеральной земли мы создали единый центр компетенций, куда могут обратиться предприятия малого и среднего бизнеса, чтобы получить помощь в создании цифрового двойника, повысить эффективность своей деятельности. Но мне кажется, что важно объединять усилия разных проектных партнеров из разных стран – работать и расти вместе», – сказал Штефан Рудольф.

Затем в рамках трека прошли две дискуссии. Первая, посвященная образованию и развитию компетенций, включила презентации результатов совместной деятельности подразделений СПбПУ и германских партнеров вуза – SAP SE, Strascheg Center for Entrepreneurship, Siemens AG.

Исполнительный директор Университетского центра компетенции SAP, Университет Отто фон Герике в Магдебурге доктор Штефан Вайднер и директор Международного академического центра компетенций «Политехник-SAP» Центра НТИ СПбПУ доктор Никита Головин рассказали об опыте сотрудничества Университетских центров компетенции SAP.

SAP – один из стратегических партнеров СПбПУ. В 2018 году в Университете открылся Центр экспертизы SAP Next-Gen – образовательный хаб для подготовки отраслевых специалистов с опытом разработки инновационных проектов на базе технологий и платформы SAP.

Спикеры отметили, что именно образование является основой для создания инноваций и социального развития. Благодаря сотрудничеству СПбПУ и SAP студенты и преподаватели получают доступ к новым образовательным форматам и новейшим технологиям SAP.

 

Директор Центра предпринимательства Strascheg доктор Клаус Зайлер (Германия) и заместитель руководителя Дирекции Центра НТИ СПбПУ Сергей Салкуцан рассказали о том, что такое предпринимательские университеты и какова их роль в содействии совместной созидательной активности стартапов, промышленности, ученых и политиков. Клаус Зайлер акцентировал внимание на важности сотрудничества университетов, промышленности, политики, причем университеты, по его мнению, должны быть руководителями этого взаимодействия. Он также отметил, что важно мыслить трансгранично: объединять талантливых студентов из разных стран, пробуждать в них интерес к предпринимательскому делу и обязательно использовать опыт и знания промышленных компаний.

Сергей Салкуцан рассказал о том, как выстроен процесс обучения в Институте передовых производственных технологий СПбПУ, подчеркнув главные достоинства этого процесса – проектное обучение и активное сотрудничество руководства со студентами. В то же время он отметил, что сейчас Институт готовит по основному направлению – «Компьютерный инжиниринг и цифровое производство» – только 20-30 студентов в год. «Это очень небольшое число. Чтобы масштабировать образовательный процесс, необходимо применять новые форматы взаимодействия. Например, университетские зеркальные инжиниринговые центры, которые могут выступать механизмом трансфера передовых технологий и компетенций вузов», – пояснил Сергей Салкуцан.

О стратегическом партнерстве Siemens-Polytech рассказали вице-президент Siemens в России Мартин Гитзельс и заместитель директора Института компьютерных наук и технологий СПбПУ Никита Воинов.

Компания Siemens – многолетний стратегический партнер Политехнического университета. В ноябре 2019 года в Университете состоялось открытие совместной с Siemens научно-исследовательской лаборатории «Промышленные системы искусственного интеллекта». Мартин Гитзельс – Почетный доктор СПбПУ и входит в состав Наблюдательного совета вуза.

В ходе обсуждения спикеры рассказали о планах на дальнейшее развитие сотрудничества организаций. В качестве возможных направлений были отмечены проекты в области кибербезопасности и применения искусственного интеллекта. Отдельно они сказали о развитии образовательных программ – стипендий на исследования, программ для талантливых студентов, подключение их к работе над проектами в области искусственного интеллекта.

Вторая часть дискуссии трека, которая была посвящена цифровой трансформации производства и новым производственным технологиям, включила 4 совместных русско-немецких доклада с кейсами взаимодействия  СПбПУ и немецких партнеров в области выполнения совместных R&D в различных отраслях промышленности.

В первом выступлении о результатах в работе над темой Smart Factory рассказали руководитель Smart Factory Технического университета Граца (Австрия) профессор Рудольф Пихлер и директор Высшей школы киберфизических систем и управления СПбПУ профессор Вячеслав Шкодырев.

В начале выступления Вячеслав Шкодырев отметил, что результатом развития прорывных технологий являются фундаментальные теоретические исследования. «В своей деятельности мы развиваем фундаментальные вопросы управления в условиях неопределенности и, рассматривая новые технологии, мы говорим о новом поколении систем управления, которые на синергетической основе интегрировали в себя три ключевых тренда: интеллектуализация, нетворкинг и саморазвивающиеся системы. Синергия этих технологий дает основание для создания цифровой технологической платформы киберфизических систем. Все это реализуется в проектах, которые называются «цифровые двойники управления». Мы реализуем такие проекты в области нефте- и газопереработки, энергетических систем и робототехнических комплексов, – пояснил Вячеслав Шкодырев. – Наши проекты с Техническим университетом Граца в области создания «умных фабрик» базируются на внедрении новых фундаментальных перспективных принципах управления, которые дают, как результат, такие прорывные технологии».

Профессор Рудольф Пихлер рассказал о технологическом уровне университета Граца и текущих высокотехнологичных проектах, реализуемых в его стенах: «За последние два года нам удалось построить полную инфраструктуру производства по принципу “Lot-Size One”. Самое важное сегодня – это не оборудование, а поток данных между мощностями, единицами этого оборудования. Данные – это новая нефть. Мы используем данные для исследований, для работы над проектами, для нашего оборудования и инструментов. Мы уже готовы производить кастомизированную продукцию, но для этого нам нужны профессиональные пакеты софта, которые могли бы взаимодействовать между собой на высокой скорости. Одним из наши крупных партнеров является Siemens, и в скором времени мы собираемся запустить в кампусе 5G интернет. В своих проектам мы показываем концепцию гибкого, подвижного производства – то, как можно реконфигурировать имеющиеся мощности для достижения желаемого результата в будущем. Работая над этой темой, мы пользуемся роботами, цифровыми двойниками, симуляцией, не забывая о безопасности».

«”Smart Factory” позволит превратить Индустрию 4.0 и идеологию цифровой трансформации промышленности в реальность и распространить на уровень средних и малых предприятий и, конечно, сделать их открытыми для всех заинтересованных лиц», – завершил выступления ученых Рудольф Пихлер.

 

В продолжение трека эксперт в области Automotive (Германия) Йозеф Нойхауслер и директор проектного офиса Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» СПбПУ Михаил Алешин представили 13-летний опыт работы Петербургского Политеха на германском и мировом рынке автомобильной промышленности.

Выступление началось с презентации Михаила Алешина компетенций и опыта Инжинирингового центра CompMechLab СПбПУ, который на сегодняшний день является лидером в сфере разработок наукоёмких и мультидисциплинарных технологий, конструкций, оборудования и продуктов на основе передовых производственных технологий, в первую очередь, на основе цифрового проектирования и моделирования, компьютерного и суперкомпьютерного инжиниринга, компьютерных технологий оптимизации и аддитивных технологий.

 

«Наши специалисты работают в разных странах, в частности, в наших офисах в Германии (Мюнхен, Аахен) с 2007 года, в Китае (Шанхай, Чунцин) с 2017 года, в Швеции (Гетеборг) с 2018 года, у нас большое количество промышленных партнеров. Инжиниринговый центр занимается решением задач, соответствующих актуальным вызовам высокотехнологичных отраслей. В том числе это проекты по разработке беспилотных транспортных средств и электрокаров», – подчеркнул Михаил Алешин.


Инжиниринговый центр СПбПУ реализует инициативный проект – электрический концепт-кар CML CAR, призванный продемонстрировать уровень компетенций российских инженеров в области разработки и применения передовых производственных технологий. В рекордные для отрасли сроки – в течение 1 года – электрокар-демонстратор был спроектирован и подготовлен к производству и вместил в себя наглядные результаты применения всех ключевых технологий, с которыми связывают технологическое будущее России и мира: цифровое проектирование и моделирование, разработка «цифровых двойников» изделий и производственных процессов (производство в рамках концепции Фабрик Будущего), бионический дизайн, аддитивные технологии, разработка и применение новых материалов, в том числе композиционных, цифровые платформенные решения.


Михаил Алешин также рассказал участникам трека о платформе CML-Bench™ (CML-Системы интеллектуальных помощников) – собственной разработке Инжинирингового центра СПбПУ, которая позволяет управлять балансировкой десятков тысяч целевых показателей и ресурсных ограничений, используемых в проектах.

Рассказывая о взаимодействии СПбПУ и представителей германского автопрома, эксперт в области Automotive (Германия) Йозеф Нойхауслер отметил: «Наше партнерство с Политехом – это долгосрочные отношения, результатами которого мы гордимся. Мы начали сотрудничать в 2007 году с более-менее простой задачи – расширенный испытательный стенд для наших клиентов. Со временем все больше инженеров включалось в процесс, задачи становились более сложными. Сейчас совместно с Инжиниринговым центром СПбПУ мы в состоянии предлагать решения под ключ для германских клиентов».

 

Опыт взаимодействия СПбПУ в области передовых тросовых композитных конструкций для энергетики и судостроения представили директор компании «Балтико» (Германия) доктор Дирк Бюхлер и ведущий научный сотрудник Центра НТИ СПбПУ Александр Немов.

Экспертами был отмечен семилетний опыт успешного сотрудничества, за время которого с использованием аддитивных технологий, применением композиционных материалов были спроектированы и введены в эксплуатацию лайнеры, круизные суда, другие водные транспортные средства и ветровые установки.

«Чтобы производить такие вещи, нужно иметь постоянный непрерывный процесс по оптимизации и поиску наилучшего варианта. Это сложные задачи, с которыми справиться в одиночку невозможно. К счастью, у нас есть сильные партнеры, одним из которых является Петербургский политехнический университет», – сказал Дирк Бюхлер.

«Правильная конструкция – это всегда результат грамотного применения оптимизационных технологий. Традиционные инструменты оптимизации не всегда подходят для проектов, которые мы реализуем с нашим партнером компанией «Балтико», по причине существующих проектных ограничений и специфики деятельности. Чтобы добиться нужного результата, мы разрабатываем специальное программное обеспечение, которое использует несколько алгоритмов оптимизации», – рассказал о деталях сотрудничества организаций Александр Немов.

 

Завершающим выступлением трека стала презентация доктора инженерных наук, заведующего кафедрой вычислительной и экспериментальной механики твердого тела Института механики твердого тела Технического университета Дрездена (Германия) профессора Маркуса Кестнера и заместителя директора Высшей школы механики и процессов управления Института прикладной математики и механики СПбПУ Артема Семенова.

Маркус Кестнер отметил вековую историю передового университета Дрездена: «Мы являемся самым крупным техническим университетом Германии. В университете Дрездена обучается порядка 35 000 студентов, он очень схож с СПбПУ. Особенность самого Дрездена заключается в большом научно-исследовательском ландшафте, который создавался многие годы. Помимо нашего университета лидерами являются: «Объединение немецких научно-исследовательских центров имени Гельмгольца», «Общество содействия прикладным исследованиям имени Фраунгофера», «Ассоциация Лейбница» и др.».

Далее ученые рассказали о многоуровневом междисциплинарном моделировании поведения материалов и технологических процессов. Артем Семенов представил на примере трех завершенных проектов результаты взаимодействия СПбПУ и немецкого технического вуза.


  1. Моделирование процесса плазменного искрового спекания

Особенность процесса – одновременно учитывать механическое поведение, электрическое поле, термическое состояние и диффузию.

  1. Моделирование поведения ферроэлектрических материалов с процессами переключения

Задача была решена с помощью использования многоуровневого моделирования, начиная с наноуровня.

  1. Термозащитное покрытие лопаток газовых турбин.

«Ученые и университеты являются локомотивами сближения народов. Благодаря совместной реализации проектов мы объединяем наши знания, наши культуры», – сказал Артем Семенов, которого поддержали участники трека.

В завершение выступления ученый СПбПУ поблагодарил вице-президента Siemens в России Мартина Гитзельса, находящегося в зале, за стипендиальную поддержку студентов СПбПУ в рамках реализации наукоемких проектов.

Новости на сайте по теме публикации: