«Петербургский тракторный завод» познакомился с широкими возможностями экосистемы технологического развития СПбПУ

22 ноября 2023 года Передовую инженерную школу (ПИШ) «Цифровой инжиниринг» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) посетили представители АО «Петербургский тракторный завод» с целью обсуждения сотрудничества в части подготовки кадров и выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) для совместного решения фундаментальных и прикладных задач в сфере машиностроения. Проректор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель Передовой инженерной школы (ПИШ) СПбПУ «Цифровой инжиниринг», Научного центра мирового уровня СПбПУ «Передовые цифровые технологии», Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» и Инжинирингового центра (CompMechLab^®) СПбПУ Алексей Боровков выступил с приветственным словом и выразил готовность к подробному рассмотрению актуальных научно-технологических задач и содействию в решении производственных задач АО «Петербургский тракторный завод».

Начальник инженерного центра, главный конструктор АО «Петербургский тракторный завод» Михаил Дмитриев отметил предполагаемые направления совместной деятельности:

• «Инжиниринг в области колёсно-гусеничных машин для обеспечения конструкторского сопровождения серийного производства и разработки новых изделий является для нас приоритетным направлением, требующим серьезного научно-технологического подхода и кадровых решений. На сегодняшний день мы готовы передать часть задач этого направления инженерам и магистрантам Передовой инженерной школы Политеха. Второй важный вопрос – это подготовка квалифицированных инженерных кадров на фоне низкого уровня подготовки молодых специалистов в отрасли машиностроения».

Алексей Боровкой кратко рассказал об экосистеме технологического развития СПбПУ и деятельности подразделений, формирующих динамически развивающуюся систему.

Алексей Иванович выделил уникальный подход Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» к подготовке востребованных высокотехнологичной промышленностью специалистов:

• «Если мы говорим о Передовой инженерной школе СПбПУ, то в основе концепции заложено не массовое обучение традиционных инженеров, а подготовка специалистов, обладающих обширными знаниями и компетенциями в сфере передовых цифровых и производственных технологий, системного цифрового инжиниринга и кросс-отраслевых цифровых платформенных решений и технологий.
• Такие специалисты формируют «инженерный спецназ» и способны выводить разработки высокотехнологичных изделий и оборудования на новый уровень, так как обладают уникальными знаниями, полученными в результате практического обучения на реальных задачах индустриальных партнёров без отрыва от изучения передовых цифровых и производственных технологий.
• В фокусе «инженерного спецназа» не сопровождение серийных изделий, а решение фронтирных инженерных задач высокотехнологичной промышленности, способных вывести экономику страны на новый уровень развития и достигнуть технологического суверенитета».

Проректор по цифровой трансформации СПбПУ отметил ключевых партнёров Передовой инженерной школы университета, подчеркнув их интерес к реализации совместных НИОКР и к подготовке будущих инженеров в ПИШ СПбПУ: Госкорпорация «Росатом» (в частности, АО «ТВЭЛ»), Госкорпорация «Ростех» (в первую очередь, АО «ОДК», холдинг «Вертолёты России»), ПАО «Газпром нефть», ПАО «Северсталь», АО «Силовые машины» и другие предприятия-лидеры российской промышленности.

Алексей Боровков подробно остановился на проектах подразделений экосистемы технологического развития СПбПУ в сфере машиностроения:

• «За 15+ лет нашей инженерной деятельности нами реализовано более 250 проектов для автомобильной промышленности. В 2006 году мы выиграли всемирный конкурс на статус поставщика высокотехнологичных инжиниринговых услуг для концерна BMW. Все эти годы мы продолжаем работать по решению фронтирных инженерных задач мирового автопрома, инженеры компании работают с нами до сих пор. Данное сотрудничество очень ценно для нас, потому что мы осуществляем разработки решений для автопрома, которые потребитель увидит на мировом рынке лишь через 3-4 года, значит, эти решения дойдут до России за 5 лет.
• Конечно, кроме работ в интересах мирового автопрома стоит отметить разработку кузовов отечественных автомобилей премиум-класса в рамках проекта «Единая модульная платформа» (проект «Кортеж», сейчас это бренд AURUS), создание первого российского электромобиля «КАМА-1» для индустриального партнера КАМАЗ – всего за 2 года, фактически, «с нуля», без ДВС-предшественника, главное – на основе технологии цифровых двойников и уникальных CML-платформенных решений, в первую очередь, цифровой платформы разработки и применения цифровых двойников CML-Bench^®.
• Затем, по заказу Северо-западного регионального центра концерна ВКО "Алмаз-Антей" наши инженеры разработали электромобиль «Е-NEVA». Оба электромобиля и рабочая-конструкторская документация на автомобили были переданы нашим индустриальным партнерам – «КАМА-1» в январе 2021 года на КАМАЗ, а «Е-NEVA» – в июне 2021 года в концерн ВКО "Алмаз-Антей".
• Во многом, именно эти наши уникальные разработки послужили началом развития отрасли электротранспорта в России, причем, безусловно, определяющую роль в успехе этих проектов сыграло эффективное применение цифровой платформы разработки и применения цифровых двойников CML-Bench^®, которая и сейчас применяется для решения фронтирных инженерных задач мирового автопрома.
• За прошедшее время цифровая платформа CML-Bench^® прошла отраслевую кастомизацию для таких высокотехнологичных отраслей промышленности, как двигателестроение, атомное и нефтегазовое машиностроение, авиастроение, а сейчас наиболее актуальной задачей является применение цифровой платформы CML-Bench^® для применения в процессах разработки и цифровой сертификации БпЛА в рамках формирования новой отрасли в России – отрасли беспилотных авиационных систем».

• «В контексте стандартизации и внедрения передовых цифровых и производственных технологий в практику высокотехнологичных компаний мы гордимся тем, что первый в мире национальный стандарт по технологии цифровых двойников был создан в России при участии сотрудников Политехнического университета – ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения». Примечательно, что в ноябре 2023 года Стандарт был признан Китайской Народной Республикой с первого представления со стороны Российской Федерации – для применения в гражданском авиастроении. Важно, что этому признанию способствовал и наш успешный многолетний опыт применения цифровой платформы CML-Bench^® в интересах китайского авиастроения.
• Далее, следующее наше значительное достижение это то, что термин «цифровая сертификация» в редакции СПбПУ введен в практику Распоряжением Правительства Российской Федерации от 07.11.2023 №3113-р «Об утверждении стратегического направления в области цифровой трансформации обрабатывающих отраслей промышленности, относящейся к сфере деятельности Министерства промышленности и торговли РФ»,
  – заключил Алексей Иванович.

О применении технологии цифровых двойников в проектах и работе на цифровой платформе CML-Bench^® рассказал руководитель направления математического и компьютерного моделирования Цифровой платформы CML-Bench^® Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Владислав Климкин, который описал основные этапы создания и развития цифровой платформы, отметил направления по разработке и применению цифровых двойников высокотехнологичных изделий, по формированию матрицы требований, целевых показателей и ресурсных ограничений, по управлению требованиями, изменениями, конфигурацией изделий, по управлению инженерными проектами и задачами, знаниями и компетенциями».

Заместитель руководителя ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Олег Рождественский дополнил:

• «В основе Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench^® лежит подход инженеров экосистемы технологического развития СПбПУ к проектированию, ориентированный на использование передовых цифровых технологий и проведение всех этапов в цифровом пространстве.
• До 2018 года мы разрабатывали цифровую платформу CML-Bench^®, в основном, для себя, т.е. как инструмент собственного конкурентного преимущества, применяя её для выполнения сотен сложных проектов по заказам высокотехнологичной промышленности. По мере развития совместной работы с индустриальными партнёрами в ходе выполнения разнообразных НИОКР мы стали развивать цифровую платформу CML-Bench^® с учётом актуальных задач наших партнёров и, естественно, подключать их к нашему ресурсу в рамках совместных проектов. В текущих геополитических условиях мы интенсивно работаем над интеграцией отечественных CAE-систем на цифровой платформе CML-Bench^®».

Олег Игоревич выделил функции Цифровой платформы CML-Bench^® как образовательного инструмента:

• «Цифровая платформа CML-Bench^® представляет собой принципиально новую систему управления знаниями и компетенциями. Студент магистратуры с первого курса попадает в производственную среду индустриального партнёра и получает часть реальной НИОКР, которую выполняет на платформе. По мере обучения на цифровой платформе CML-Bench^® у каждого студента формируется «инженерное портфолио» с информацией о передовых цифровых технологиях, которые он освоил и применил в практической работе или для решения научно-образовательных задач и задач в ходе выполнения НИОКР (математические и компьютерные модели; результаты исследований практических сходимостей конечно-элементных решений; модели, прошедшие верификацию и валидацию и т.д.). Следовательно, после завершения обучения в магистратуре, индустриальный партнер получает готового специалиста, ориентирующегося в задачах предприятия и имеющего инженерные компетенции, подтвержденные на практике и зафиксированные в персональном инженерном портфолио».

Руководитель сектора развития и разработки электротранспорта Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab^®) СПбПУ Игорь Шандер рассказал о компетенциях Центра в машиностроении.

• «Основными направлениями деятельности Инжинирингового центра (CompMechLab^®) являются разные виды мультидисциплинарного CAE-анализа. Например, в части автомобилестроения мы выполняем все работы, связанные с оценками вибрационного состояния, тестами на пассивную безопасность (краш-тестами), исследованиями на прочность, климат-контроль, виброакустический комфорт и т.д.
• Возвращаясь к «цифровой сертификации», о которой говорил Алексей Иванович, то практика проведения множества виртуальных испытаний в цифровой среде с целью обоснования меньшего количества натурных испытаний существует в Европе достаточно давно и показывает свою эффективность.
• На базе университета в проекте «Кортеж» цифровые испытания продемонстрировали отклонение пределах +/- 3% по датчикам на машине в сравнении с натурными тестами. Эти показатели были достигнуты благодаря используемой технологии цифровых двойников, которая обеспечивает высокую степень адекватности натурным образцам и испытаниям».
  Игорь Федорович отметил успешный релевантный опыт Инжинирингового центра (CompMechLab^®) СПбПУ в разработке элементов тракторной техники и проведении цифровых испытаний по пассивной безопасности, по микроклимату, обзорности и эргономике, по виброакустике в интересах ООО «Завод Спецтехники».

Заместитель руководителя ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Олег Рождественский обратил внимание представителей АО «Петербургский тракторный завод» на один из основных подходов Инжинирингового центра (CompMechLab^®) СПбПУ в проектировании:

• «Кросс-отраслевой трансфер технологий, прошедших апробацию в других отраслях, методических и цифровых решений, цифровых технологий проектирования и моделирования представляет для специалистов Инжинирингового центра СПбПУ и наших индустриальных партнёров особый интерес, потому что позволяет свежим взглядом оценить многие подходы и разработки вне той отрасли, где они получены. Конечно, такой подход возможен только благодаря работе на цифровой платформе по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench^®, которая хранит материалы, математические и компьютерные модели, результаты цифровых испытаний и данные сотен проектов из различных отраслей, реализованных за годы практики разных поколений инженеров».

По итогам рабочей встречи стороны обнаружили взаимный интерес в укреплении и расширении сотрудничества. Представители АО «Петербургский тракторный завод» выразили заинтересованность в совместной работе с ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» по вопросам обучения магистров и организации дополнительного профессионального образования для сотрудников компании, а также определили ряд приоритетных проектов по проведению цифровых испытаний по производственным запросам предприятия.

АО «Петербургский тракторный завод» и подразделения экосистемы технологического развития Политехнического университета запланировали дальнейшие встречи для обсуждения совместных проектов.