Цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®
Уникальный онлайн-курс «Цифровые двойники изделий»
События / Мероприятия 22 Ноября 2023 года
Данная новость была прочитана 1842 раза

Алексей Боровков принял участие в мероприятиях деловой программы форума-выставки «AMTEXPO»

С 15 по 17 ноября 2023 года проректор по цифровой трансформации Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ), руководитель Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг», Научного центра мирового уровня (НЦМУ) СПбПУ «Передовые цифровые технологии», Центра компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ) СПбПУ «Новые производственные технологии», Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ Алексей Боровков принял участие в  мероприятиях деловой программы форума-выставки новых материалов и технологий «AMTEXPO» ("Advanced Material and Technology").

 

Форум-выставка новых материалов и технологий «AMTEXPO» посвящена определению вектора развития наиболее высокотехнологичных отраслей промышленности, в которых применение новых материалов и технологий играет ключевую роль. Главными предметами обсуждения стали композиционные материалы, аддитивные технологии, наноматериалы, редкие и редкоземельные металлы, цифровое материаловедение и т.д. Мероприятие направлено на рост технологической независимости основных отраслей промышленности; поиск новых перспективных проектов, материалов, разработок, технологий; выстраивание и развитие производственных цепочек и промышленной кооперации. Форум-выставка организован по инициативе Министерства промышленности и торговли Российской Федерации.

В рамках форума-выставки состоялись: панельные дискуссии, питч-сессии, пленарное заседание и конкурс AWARDS – за достижения в области разработки и внедрения новых материалов. Мероприятие собрало более 150 спикеров из бизнеса, промышленности, науки и образования, среди них представители Российской академии наук, Минпромторга России, Госкорпорации «Росатом», АО «Наука и инновации», АО «Центр аддитивных технологий», АНО «Агентство по технологическому развитию», Фонда «Сколково», АО «Композит», ПАО «Яковлев», АО «АэроКомпозит», ОКБ «Аэрокосмические системы», СПбПУ, МГТУ им. Н. Э. Баумана, МИСиС, РХТУ им. Д. И. Менделеева и другие.

15 ноября 2023 года проректор по цифровой трансформации Алексей Боровков выступил на панельной дискуссии

  • «Композиты – новые продукты и решения новые подходы к производству композитов».

Панельная дискуссия затронула актуальные темы материаловедения, новые векторы развития и применения композиционных материалов, термопластов, 3D-тканей, композитного спортинвентаря.

Участники панельной дискуссии «Композиты – новые продукты и решения новые подходы к производству композитов»

Модератор:

  • Александр Фертман, директор департамента по науке, технологиям и образованию Фонда «Сколково».

Спикеры:

  • Алексей Боровков, проректор по цифровой трансформации Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ), руководитель Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг»;
  • Анатолий Тимофеев, заместитель генерального директора по научной работе АО «Композит»;
  • Антон Шумаков, директор проектов проектного офиса АО «Препрег-СКМ»;
  • Вадим Микрин, заместитель генерального директора ООО «ИТЕКМА»;
  • Дмитрий Губанов, генеральный директор ООО «ТКТ», резидент «Сколково»;
  • Вячеслав Рогожников, генеральный директор ООО «Карбонтекс»;
  • Артур Гареев, заместитель директора по инновационному развитию и ФЦП НИИ «Графит»;
  • Александр Солопченко, технический директор АНО «ЦИСИС ФТМ».

Директор департамента по науке, технологиям и образованию Фонда «Сколково» Александр Фертман открыл работу панельной дискуссии:

  • «В последнее время в отрасли композиционных материалов были не только поставлены задачи о технологической независимости, но и частично уже решены. Это внушает определенный оптимизм. Предлагаю в рамках дискуссии определить основные направления, перспективы и барьеры в развитии данного направления».
 

В ходе выступления Алексей Боровков отметил долгий путь развития механики композиционных материалов и композитных структур в СПбПУ и описал основные этапы:

  • «Задачи композиционных материалов и композитных структур стоят перед наукой, технологиями и производством уже 45 лет, с конца 1970-х гг. Так, первые фундаментальные результаты в механике композиционных материалов и композитных структур мы в СПбПУ получили в начале 1980-х годов для сверхпроводящих обмоток тороидального поля (СОТП) и центральных соленоидов электромагнитных систем (ЭМС) термоядерных реакторов. Композитные структуры СОТП с регулярными спиралевидными микронеоднородными элементами, каналами охлаждения и сверхпроводниками Nb3Sn нужно было захолаживать до 4K и ниже – именно для этих научно-технологических задач-вызовов были разработаны уникальные методы прямой гомогенизации (direct homogenization), методы определения эффективных термоупругих и теплофизических характеристик микронеоднородных сред, композиционных сред с быстроосциллирующими физико-механическими характеристиками;
  • При исследовании композитных структур мы вынуждены учитывать разные уровни описания, разные масштабы представления композиционных материалов и композитных структур:
    – на  микроуровне мы учитываем
    волокна, их диаметр, регулярную, периодическую или стохастическую укладку волокон, распределение матрицы (связующего), а также возникающие в ходе создания или эксплуатации композиционного материала несовершенства, дефекты микроструктуры материала: расслоения (delaminations), разрушение интерфейсного слоя между матрицей и поверхностью волокна (debondings), микрорастрескивание матрицы (matrix microcracking), обрыв волокон (fibre rupture) и многие другие;
    на 
    мезоуровне мы вводим в рассмотрение представительный элемент объема (representative volume element, RVE) для хаотически армированных композитов или ячейку периодичности (periodical cell, PC) для периодических композиционных сред и при определенных специфических граничных условиях определяем поля микроперемещений, микродеформаций, микронапряжений в компонентах, осредняем их по объёму RVE / PC и по точным аналитическим формулам вычисляем эффективные физико-механические характеристики, обеспечивая энергетическую эквивалентность между реальной микронеоднородной средой (композиционным материалом) и её математической моделью – эквивалентной гомогенной средой с эффективными физико-механическими характеристиками;
    на макроуровне, где мы исследуем напряженно-деформированное состояние композитной структуры, где основным элементом является эффективная гомогенная среда, в общем случае, макроскопически анизотропная или ортотропная среда,
    то есть мы идем от компонентов композиционного материала с помощью цифровых и производственных техн
    ологий к конструкции / композитной структуре;
  • ​В середине 1990-х гг. были разработаны методы последовательной гетерогенизации (heterogenization), как на основе методов субмоделирования (submodelling), так и на основе тензорно-полиномиальных критериев прочности, вплоть до тензоров эффективной прочности 8-го ранга, что, фактически позволило завершить в начале 2000-х гг. разработку стройной теории и методов композиционных материалов и композитных структур;
  • В последние годы наиболее перспективным методом является применение технологий оптимизации для основных элементов: материалы, технологии и конструкции, где важно учитывать эксплуатационные режимы для конструкции (композитной структуры). В последние 10 лет цифровой инжиниринг является одним из основных подходов в материаловедении, фактически сформировав новое направление – цифровое материаловедение.  Конечно, технологии разработки цифровых двойников материалов, технологических процессов и композитных структур играют ключевую роль в создании и многоуровневом описании поведения новых композиционных материалов и композитных структур, приходя естественным образом к "цифровой сертификации"».

Современная промышленность ставит перед материалами ряд требований: к компонентам, к адгезии, к технологиям и к поведению материалов в конструкциях, работающих под разными типами нагрузок. Технология цифровых двойников соединяет множество требований в одной модели и позволяет проводить цифровые (виртуальные) испытания, отвечающие натурным испытаниям для исследования материалов.

Спикер привел актуальный пример из практики автомобилестроения:

  • «В автопроме необходимы материалы, которые поглощают большую энергию при ударных воздействиях и материалы, обеспечивающие внешнюю и внутреннюю виброакустику. Следовательно, при испытаниях конструкции эти характеристики фиксируются и выступают валидационным базисом для разработки математических моделей с высоким уровнем адекватности реальным материалам. В компьютерном моделировании для каждого материала применяются кривые деформирования (3...5...10) в зависимости от скорости деформирования, что значительно повышает точность моделирования».
 
  • «Отрасль композиционных материалов показывает свое планомерное развитие на протяжении 50 лет. Лидеры по применению и развитию композиционных материалов – ракетно-космическая отрасль и авиастроение, специальное машиностроение и судостроение, автомобилестроение. Но даже в рамках этих высокотехнологичных отраслей существуют определенные ментальные и социально-экономические препятствия для использования самых передовых решений, как правило, наукоёмких и мультидисциплинарных решений, что в свою очередь требует компетенций мирового уровня, применения передовых цифровых и производственных технологий, что подтверждается многолетним опытом и многочисленными примерами из нашей практики»,
    заключил Алексей Боровков.

Заместитель генерального директора по научной работе АО «Композит» Анатолий Тимофеев рассказал об опыте предприятия в развитии производства композиционных материалов:

  • «АО «Композит» является головной организацией Роскосмоса по материаловедению и курирует более 6 тысяч материалов, применяемых в аэрокосмической отрасли. Развитие композиционных материалов происходило по нескольким этапам: автоматизация производства каркасов; объёмное ткачество; внедрение иглопробивных технологии; аккумулирование и оптимизация способов формирования матриц. Рассматривая современную практику, мы выделяем два тренда в сфере композиционных материалов: создание нового поколения углеродных и керамических волокон; применение карбидокремниевых волокон.  
  • В следующем году АО «Композит» заканчивает подготовку к производству карбидокремниевых волокон. Карбидокремниевые волокна применяются в авиационном двигателестроении и позволяют перейти к следующему поколению двигателей с внутренней температурой сгорания 1400-1500℃. При таких температурных значениях металлы уже не могут обеспечить нормальное функционирование двигателя, в то время как карбидокремниевые волокна способны справиться с этой задачей».
 

В выступлении заместитель генерального директора ООО «ИТЕКМА» (входит к ГК «Унихимтек») Вадим Микрин осветил уникальный опыт компании в применении композиционных материалов в элементах крыла самолета МС-21 в условиях импортозамещения и отметил перспективы композиционных материалов на рынке товаров массового производства.

  • «На стенде Минпромторга России мы представили образец шоссейного велосипеда на композитной раме, разработанный в целях популяризации использования композиционных материалов на рынке массового потребления. Конкурентное преимущество этого велосипеда заключается в том, что композиционные материалы позволяют изготовить в сжатые сроки конструкцию рамы под индивидуальные особенности конкретного потребителя. При этом стоимость такого производства ненамного превышает серийное. Также мы планируем развивать направление композиционных материалов в области внутренней отделки интерьеров самолетов и малотоннажной химии»,
    отметил спикер.

Директор проектов проектного офиса АО «Препрег-СКМ» Антон Шумаков изложил опыт предприятия в производстве и развитии препрегов в авиации, автомобилестроении и легкой промышленности в части производства спортивных товаров.

О перспективах широкого экономического использования термопластичных композиционных материалов рассказал генеральный директор ООО «ТКТ» (резидент «Сколково») Дмитрий Губанов:

  • «Термопластичные композиты относятся к новым типам композиционных материалов и имеют значительные преимущества для развития на рынке. Во-первых, такие композиты относятся к типу перерабатываемых и это снижает стоимость производства, несёт экологическую пользу. Во-вторых, термопластичные композиты в наибольшей степени подходят для автоматизированного производства».

Генеральный директор ООО «Карбонтекс» Вячеслав Рогожников осветил производство 3D-тканей в своём докладе:

  • «В 2020 году ООО «Карбонтекс» запустил первый ткаческий комплекс в Казани. Применение 3D-тканей увеличивает прочность и ударостойкость будущего композитного изделия как в целом, так и на отдельных его участках. Для развития 3D-ткачества мы освоили производство станков по данной технологии и можем выполнять полный комплекс задач от выполнения НИОКР до наладки целой производственной линии. Создание собственных станков привело нас к значительному удешевлению процесса производства. Фактически, нам удалось сравнять стоимость автоматизированного производства и ручной выкладки. Это феноменальное достижение для дорогостоящей технологии 3D-ткачества. В настоящий момент мы нацелены на масштабирование производства и поиск индустриальных партнеров для реализации проектов в военной и гражданской промышленности».

Проблемам и актуальным решениям в производстве изостатических графитов (класс композиционных материалов) посвятил своё выступление заместитель директора по инновационному развитию и ФЦП НИИ «Графит» (входит в ГК «Росатом») Артур Гареев.

  • «Изостатические графиты имеют высокую степень изотропности и наименьшие коэффициенты изотермических расширений. Эти характеристики наиболее актуальны для использования в новом поколении газоохлаждаемых реакторов с очень высокими температурными показателями. Изостатические графиты широко применяются для производства кристаллов в микроэлектронике и полупроводниковой промышленности. Недостаток исследований в области моделирования технологических процессов получения графитовых материалов и кадровый дефицит – это наиболее острые проблемы, тормозящие развитие направления»,
    резюмировал Артур Гареев.

В завершение панельной дискуссии технический директор АНО «ЦИСИС ФТМ» Александр Солопченко рассказал об испытаниях композиционных материалов и процессе сертификации.

Директор департамента по науке, технологиям и образованию Фонда «Сколково» и модератор сессии Александр Фертман поблагодарил экспертов за дискуссию и обмен опытом. Александр Давидович акцентировал внимание аудитории на основном векторе развития композиционных материалов, который лежит в плоскости масштабирования области и её выхода на рынок массового производства.

15 ноября 2023 года проректор по цифровой трансформации Алексей Боровков продолжил работу на форуме-выставке и принял участие в пленарном заседании «Новые материалы и технологии взгляд в будущее».

Участники пленарного заседания «Новые материалы и технологии – взгляд в будущее»

Модератор:

  • Анатолий Гайданский, первый заместитель генерального директора ПАО «Яковлев», генеральный директор АО «АэроКомпозит».

Спикеры:

  • Вячеслав Демидов, заместитель директора департамента металлургии и материалов Минпромторга России;
  • Андрей Шевченко, директор по технологическому развитию Госкорпорации «Росатом»;
  • Сергей Алдошин, вице-президент РАН;
  • Михаил Гордин, ректор МГТУ им. Баумана;
  • Антон Рязанцев, председатель индустриального совета Центра компетенций Национальной технологической инициативы по новым функциональным материалам Новосибирского государственного университета;
  • Алексей Боровков, проректор по цифровой трансформации Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ), руководитель Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг»;
  • Валерий Шадрин, генеральный директор ОКБ «Аэрокосмические системы»;
  • Юрий Тарарыкин, коммерческий директор ООО «Мехатроника».

Анатолий Гайданский начал пленарное заседание с обозначения главного тезиса мероприятия:

  • «Технологии новых материалов и веществ, по сути, становятся одними из главных компонентов конкурентоспособности традиционных и новых отраслей промышленности. От материаловедения зависит не только суверенитет страны, но и развитие всей технической отрасли. Сегодня мы поговорим о поддержке направления создания новых материалов и технологий со стороны государства; проблемах и решениях на пути развития; об импортозамещении в производственных цепочках от сырья до готового изделия».
 

Проректор по цифровой трансформации СПбПУ Алексей Боровков описал свой опыт работы с высокотехнологичной промышленностью и взгляд в будущее научной деятельности университета в сфере композиционных материалов и аддитивных технологий:

  • «В научно-исследовательской деятельности мы руководствуемся парадигмой перехода от материала к использованию передовых цифровых и производственных технологий для разработки наукоемких изделий с одновременной оптимизацией всех составляющих: материалов, технологий и композитных структур. Под оптимизацией, кроме компьютерных технологий оптимизации, понимается балансировка противоречащих друг другу требований и целевых показателей, предъявляемых к материалам, технологиям и изделиям, которая является основным компонентом технологии цифровых двойников. Практически всегда требования противоречат друг другу, очень сложно выполнив одно требование, не нарушить другие требования, и в этом заключается сложность данной работы. При этом существуют ресурсные ограничения, которые необходимо учитывать: интеллектуальные, временнЫе, финансовые, технологические, производственные, экологические, патентные, нормативные, наконец, экономические ограничения».

Спикер выделил важность «цифровой сертификации» для развития материаловедения:

  • «"Цифровая сертификация" материалов, безусловно, относится к цифровому материаловедению, основана на тысячах / десятках тысяч цифровых (виртуальных) испытаний как отдельных компонентов, так и всей системы в целом, всего изделия, на цифровых испытательных стендах и полигонах. Конечно, процесс "цифровой сертификации" основан на математических и компьютерных моделях с высоким уровнем адекватности реальным натурным испытаниям, направлен на прохождение натурных, сертификационных, испытаний с первого раза.
  • Важно понимать, что "цифровая сертификация" должна быть основана на платформенном решении, что позволяет эффективно организовать капитализацию полученной содержательной информации, позволяет эффективно генерировать новые решения и новые знания. На Цифровой платформе по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®, разработанной в СПбПУ, в настоящий момент содержится около 320 тысяч цифровых и проектных решений в десятках отраслей».

  • «Основные достижения в развитии композиционных материалов мы получаем, как это не покажется странным на первый взгляд, в ходе исследований для Госкорпорации «Ростатом». Например, проект быстровращающихся конструкций (~ 60 000 об/мин), которые должны работать десятки лет – для этих конструкций проводилось математическое и компьютерное моделирование всех циклов: от выбора материала до технологических процессов и изготовления изделия, включая цифровые (виртуальные) испытания для оценки уровня остаточных напряжений и оценки ресурса. Данный проект служит прекрасным примером для обучения магистров Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг».
  • Аддитивные материалы получили наибольшее развитие в нашей совместной работе с индустриальным партнёром АО «ТВЭЛ» (входит в топливный дивизион ГК «Ростатом»). К примеру, при разработке цифрового двойника тепловыделяющей сборки (ТВС) ВВЭР-1000 с антидебризным фильтром и перемешивающими решетками специалистам Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ удалось добиться того, что новая конструкция антидебризного фильтра, разработанная на основе технологии цифровых двойников, суперкомпьютерного моделирования, технологий оптимизации и изготовленного с помощью аддитивных технологий, оказалась в 10 раз эффективнее используемой ранее конструкции»,
    – подтвердил Алексей Иванович.

Заместитель директора департамента металлургии и материалов Минпромторга России Вячеслав Демидов отобразил в своём докладе основные меры государственной поддержки по развитию новых материалов.

  • «Все инструменты государственной поддержки дают возможность снижать нагрузку по привлечению денежных средств в проекты. К основным инструментам относятся: налоговые льготы; компенсации и субсидирование процентных ставок при кредитовании; поддержка ввоза на прямые контракты поставок определенного иностранного оборудования; корпоративные программы по повышению конкурентоспособности и поддержка сбыта; грантовая программа по доращиванию компаний по требованиям крупных российских корпораций. Принятая Правительством Российской Федерации Дорожная карта (от 27.04.2020 г. № ЮБ-П7-42-57), включающая меры по развитию полимерных композиционных материалов; аддитивных технологий; редких и редкоземельных металлов, новых конструкционных и функциональных материалов до 2030 года постоянно актуализируется, пересматривается и имеет открытый характер с целью привлечения и реализации перспективных проектов. В рамках Дорожной карты меры государственной поддержки развития новых материалов составили более 500 млн. рублей в 2023 году. Государственная поддержка реализуется в многообразии мер и имеет значительное финансирование»,
    разъяснил Вячеслав Демидов.

Вице-президент РАН Сергей Алдошин отметил значительное ослабление отраслевых институтов и ведущую роль научных советов в построении совместной деятельности Академии наук, промышленности и государственной власти.

 

Опыту взаимодействия компании с бизнес-партнёрами, министерствами и Академией наук в сфере композиционных материалов, аддитивных технологий, редких и редкоземельных металлов и цифрового материаловедения посвятил своё выступление директор по технологическому развитию Госкорпорации «Росатом» Андрей Шевченко.

  • «Вопрос, связанный с нехваткой не только новых, но и уже существующих материалов, сейчас стоит достаточно остро для авиации, металлургии, медицинской инженерии и других отраслей. К счастью, в последние время промышленность уходит от принципа: «зачем создавать свое, если есть возможность купить готовое решение у иностранных партнеров». Госкорпорация «Ростатом» – мировой лидер атомной отрасли постепенно превращается в крупную технологическую компанию и расширяет присутствие в других направлениях. Академия наук консультирует нас по актуальным вопросам некоторых направлений. А активная двусторонняя работа с министерствами позволяет нам эффективно применять меры государственной поддержки не только в «Росатоме», но и помогать нашим партнёрам для получения субсидий и льгот от государства. Мы положительно оцениваем этот опыт»,
    отметил Андрей Шевченко.

Ректор МГТУ им. Н.Э. Баумана Михаил Гордин раскрыл понятие «цифровое материаловедение» в своём выступлении:

  • «Использование цифровых методов в материаловедении направлено на ускорение процесса создания нового материала с заданными свойствами. Цифровое материаловедение, в первую очередь, это создание цифровых инструментов для производства нового материала. Ключевые элементы цифрового материаловедения: базы данных и системы моделирования созданы для того, чтобы спрогнозировать поведение материала в разных условиях. Цифровое материаловедение лежит в плоскости освоения и критических технологий, и прорывных».

Председатель индустриального совета Центра компетенций Национальной технологической инициативы по новым функциональным материалам Новосибирского государственного университета Антон Рязанцев обратил внимание экспертов на проблему создания единой онтологии процесса создания новых материалов в рамках реализации мероприятий четвертого раздела Дорожной карты.

Генеральный директор ОКБ «Аэрокосмические системы» Валерий Шадрин поддержал тезис о глобальном дефиците по многим направлениям материаловедения в ряде отраслей промышленности. Валерий Владимирович подчеркнул, что промышленные компании владеют полной информацией о требованиях к различным типам материалов и готовы к активному сотрудничеству с научными центрами по реальным производственным задачам.

Коммерческий директор ООО «Мехатроника» Юрий Тарарыкин рассказал о достижениях компании в сфере разработки высокотехнологичных цифровых систем управления и требованиях к материалам в этой сфере.

По итогам пленарного заседания «Новые материалы и технологии взгляд в будущее» на основании производственного опыта компаний из разных отраслей были выделены ключевые направления материаловедения, в которых промышленность испытывает крайний дефицит в условиях импортозамещения. Университеты и научные центры презентовали технологии для развития цифрового материаловедения. Представители государственной власти сориентировали экспертное сообщество в многообразии мер поддержки, предоставляемых для промышленности. Важнейшим результатом мероприятия станет кооперация участников для сотрудничества и решения фронтирных инженерных задач в целях достижения технологического суверенитета страны.

16 ноября 2023 года Алексей Боровков стал спикером

  • панельной дискуссии «Драйверы внедрения аддитивных технологий в промышленности России»,

направленной на обсуждение направлений развития и применения аддитивных технологий в высокотехнологичных отраслях промышленности.

Участники панельной дискуссии «Драйверы внедрения аддитивных технологий в промышленности России»

Модератор: 

  • Дмитрий Трубашевский, основатель проекта «Логика слоя», лидер проекта «Additive Minded».

Участники:

  • Владислав Кочкуров, генеральный директор АО «Центр аддитивных технологий»;
  • Алексей Боровков, проректор по цифровой трансформации Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ), руководитель Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг»;
  • Александр Жедаев, руководитель направления ЧУ «Наука и инновации» (входит в научный блок Госкорпорации «Ростатом»);
  • Владимир Ларькин, генеральный директор ООО «Мортех»;
  • Вячеслав Темкин, советник генерального директора ООО «ЭКИПО»;
  • Евгений Матвеев, генеральный директор ООО «Ф2 Инновации».

  • «Использование аддитивных технологий существенно улучшает традиционное производство в разных индустриях. Основная цель нашей дискуссииопределить реальное положение дел на технологическом рынке и наметить пути развития аддитивных технологий с учетом запросов промышленности»,
    – начал панельную дискуссию модератор, основатель проекта «Логика слоя», лидер проекта «Additive Minded Дмитрий Трубашевский.
 

Проректор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Алексей Боровков рассказал о системе подготовки квалифицированных инженерных кадров:

  • «В концепции Передовой инженерной школы СПбПУ "Цифровой инжиниринг" заложены ориентиры, направленные на достижение технологического суверенитета страны и её конкурентоспособности на глобальных рынках. Подготовка квалифицированных инженерных кадров – один из ключевых элементов для развития высокотехнологичных отраслей промышленности и внедрения передовых цифровых и производственных технологий в отечественную промышленность.
  • В рамках Передовой инженерной школы СПбПУ магистры, инженеры, аспиранты и преподаватели совместно с другими подразделениями экосистемы технологического развития университета решают актуальные задачи индустриальных партнеров, выполняя реальные НИОКР, используя передовые цифровые и производственные технологии, в том числе технологию цифровых двойников, аддитивные технологии и т.д.
  • Безусловно, это проектная работа со сложными техническими системами, целевыми требованиями и показателями, ресурсными ограничениями происходит на Цифровой платформе по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®, которая позволяет управлять  требованиями, изменениями, конфигурациями, большими данными, знаниями и компетенциями на основе сотен тысяч цифровых и проектных решений, полученных в предыдущие годы.
  • Проектная деятельность на Цифровой платформе CML-Bench® проходит в соответствии с первым в мире национальным стандартом по цифровым двойникам, разработанным сотудниками СПбПУ, – ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения. Стандарт важен не только для экономики нашей страны, но и с первого представления был признан в КНР, ввиду его актуальности и значимости для китайской промышленности в силу отсутствия подобных стандартов на стадии разработки высокотехнологичных изделий».
 

Спикер выделил проекты университета в сфере аддитивных технологий и подчеркнул положительные результаты некоторых из них:

  • «С конца 2014 года ведется проектная деятельность университета по задачам индустриальных партнеров с применением аддитивных технологий. В сентябре 2014 года СПбПУ представил доклад на заседании президиума Совета при президенте РФ по модернизации экономи и инновационному развитию, на котором был дан старт развитию нового сквозного направравления – "Новые производственные технологии", в которые, наряду с цифровым проектированием и моделированием входят и создание новых материалов с заданными свойствами, и аддитивные технологии, позволяющие эффективно применять бионический дизайн.
  • Однако, отрасли промышленности с осторожностью вводят в производство новые технологии. Понимая все сложности этого процесса, особенно отсутствие нормативной базы на первом этапе развития, мы в этих случаях применяем «двойной прыжок лягушки»: сначала формируем самое прогрессивное техническое решение с помощью аддитивных технологий, а потом совершаем «обратный прыжок» на уровень, приемлимый для текущей стадии развития производства. Но даже в этом случае конечное решение значительно превосходит изначальный образец, даже после «обратного прыжка», снижающего технические характеристики.  
    Например, в ходе классической задачи по проектированию на основе 
    топологической оптимизации авиационного кронштейна нам удалось добиться снижения массы изделия на 77,11% при удовлетворении требований по жесткости, по прочности, по собственным частотам и долговечности».
 
  • «Аддитивные технологии, безусловно, относятся к передовым цифровым и производственным технологиям. Применение аддитивных технологий вместе с другими передовыми цифровыми технологиями в комплексной парадигме Opt(N){«материал», «технология», «изделие», ...}, где Opt – оператор комплексного применения N-типов технологий оптимизации, позволяющих спроектировать и изготовить оптимальное изделие, как правило, значительно снизить массу изделия и количество деталей и узлов за счёт "проектирования под аддитивные технологии", а потому способно оказать существенное влияние на технологическое развитие многих отраслей промышленности»,
    – подвёл итог Алексей Иванович.
 

Генеральный директор АО «Центр аддитивных технологий» Госкорпорации «Ростех» Владислав Кочкуров продемонстрировал на реальном примере то, как аддитивные технологии ускоряют процесс разработки изделия для выхода в серию:

  • «Двигатель ВК-1600 для вертолётов со взлетной массой до 6 тонн – уникальный проект, первый вертолетный двигатель в России, разработанный полностью в цифровой среде. Около 20% массы деталей двигателя было изготовлено с применением аддитивных технологий.
  • Так, в ходе работ был проведен реинжиниринг корпуса первой опоры компрессора. Деталь прошла оптимизацию под аддитивные технологии. В результате оптимизации снижена масса заготовки; в 2 раза уменьшен объем последующей механической обработки; в 8 раз уменьшено время технологии производства; в 4 раза снижен процент брака; получены материалы и деталь, которые полностью удовлетворяют требованиям разработчика.
  • Основное преимущество, которое нам удалось достичь, благодаря использованию аддитивных технологий, заключается в том, что всего за 4 недели мы прошли цикл от разработки технологии до получения образца».

Руководитель направления ЧУ «Наука и инновации» (входит в научный блок Госкорпорации «Ростатом») Александр Жедаев обозначил в своем докладе реализуемые проекты и перспективы внедрения аддитивных технологий в атомную энергетику и отметил сотрудничество компании с Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого по разработке оборудования для применения передовых производственных технологий аддитивного производства: электродуговое и плазменно-дуговое выращивание.

Роль аддитивных технологий в судостроении изложил в своем выступлении генеральный директор ООО «Мортех» Владимир Ларькин.

  • «Судостроение одна из самых консервативных отраслей промышленности. Аддитивные технологии входят в отрасль достаточно трудно, но имеют большой потенциал в малотоннажном судостроении. С помощью аддитивных технологий печать матрицы корпуса лодки составляет всего 3-4 дня, а не год, как в условиях традиционного производства. Аддитивные технологии эффективны в кастомизированном судостроении, потому как позволяют печатать отдельные части матрицы корпуса. Следовательно, внедряя аддитивные технологии в производство, мы видим экономию времени, снижение затрат, увеличение маржинальности и приближение к требованиям заказчика»,
    заключил Владимир Владимирович.

Генеральный директор ООО «Ф2 Инновации» Евгений Матвеев рассказал об опыте производства полимерных композитных принтеров 3D-печати.

Советник генерального директора ООО «ЭКИПО» Вячеслав Темкин осветил в выступлении разработки компании в сфере высокотемпературных аддитивных керамические составов и технологий изготовления жаропрочных высокоточных изделий сложной формы для различных отраслей промышленности.

В рамках деловой программы мероприятия Алексей Боровков принял участие в обходе по выставке AMTEXPO, где в рамках стенда Минпромторга России была представлена уникальная экспозиция натурных образов, изготовленных с применением новых материалов и технологий в разных отраслях промышленности: элементы механизации композитного крыла лайнера МС-21, велосипед с карбоновой рамой, композитные ткани с 3D-плетением, карбоновые компоненты автомобиля, дрон SkyStream Wing для работы в условиях Арктики, мотоцикл «Аурус» с облегченным корпусом из композитов и многие другие экспонаты и образцы инновационного оборудования, разработанного в России.

Форум-выставка передовых материалов и технологий «AMTEXPO» был проведен Минпромторгом России впервые, но уже стал важным событием в сфере цифрового материаловедения и цифрового инжиниринга. 

Участники форума обсудили перспективы и подходы к развитию полимерных композиционных материалов; аддитивных технологий; редких и редкоземельных металлов, новых конструкционных и функциональных материалов. Эксперты из разных отраслей рассмотрели материаловедение в комплексе с передовыми цифровыми и производственными технологиями и оценили их преимущества в условиях цифровой трансформации экономики.

 

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого активно развивает двусторонние отношения с индустриальными партнёрами и регулярно принимает участие в мероприятиях, организованных при поддержке Госкорпорации «Росатом».

В октябре 2023 года проректор по цифровой трансформации СПбПУ Алексей Боровков выступил на отраслевой конференции «Новая атомная энергетика» проектного направления «Прорыв» и обсудил с ведущими экспертами научно-технологические вопросы развития новых ядерных энерготехнологий. Алексей Боровков и представители Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» входят в состав рабочей группы по долгосрочной программе подготовки кадров для новой атомной энергетики. Первое заседание рабочей группы состоялось в Москве 7-10 ноября 2023 года в рамках одноименной сессии.

Госкорпорации «Росатом» – один из ключевых индустриальных партнёров Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг». 12 октября 2023 года при участии специалистов Госкорпорации «Ростатом» на площадке V Международного форума «Передовые цифровые и производственные технологии» в Политехническом университете состоялся круглый стол «Опыт и перспективы взаимодействия вуза и индустриального партнера при подготовке специалиста по цифровому инжинирингу в ядерных технологиях» и презентация новой магистерской программы «Цифровой инжиниринг в атомной и термоядерной энергетике»

13 октября 2023 года в рамках V Международного форума «Передовые цифровые и производственные технологии» в СПбПУ состоялось заседание Совета по вопросам содействия развитию Передовых инженерных школ. Мероприятие объединило представителей руководства Госкорпорации «Росатом», а также вузов, совместно с которыми Госкорпорация реализует образовательные программы в рамках федерального проекта «Передовые инженерные школы».

В апреле 2023 года проректор по цифровой трансформации СПбПУ выступил с докладом по теме «Цифровой двойник изделия» на заседании производственно-технологического клуба руководителей Госкорпорации «Росатом» «Цифровые сезоны».

С 21 по 22 ноября 2022 года делегация Передовой инженерной школы СПбПУ участвовала в мероприятиях деловой программы ключевого конгрессно-выставочного мероприятия мировой атомной отрасли  –  Международном форуме «АТОМЭКСПО-2022» в Сочи.

Новости на сайте по теме публикации: