Передовая инженерная школа СПбПУ «Цифровой инжиниринг» в действии: пятый месяц работы (декабрь 2022 г.)
Центральным событием декабря стал Четвертый международный форум «Передовые цифровые и производственные технологии» 14-15 декабря 2022 года. Это ежегодное экспертное мероприятие Экосистемы технологического развития Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, куда входит и Передовая инженерная школа «Цифровой инжиниринг» (ПИШ СПбПУ).
Основная тема Форума – цифровая трансформация промышленности с целью достижения технологического суверенитета: формирование портфеля научно-образовательных и научно-технологических программ, включая технологические магистратуры и специализированные программы ДПО, формирований и обсуждение перечня фронтирных инженерных задач, разработка передовых цифровых и производственных технологий и продуктов, обеспечивающих глобальную конкурентоспособность и национальную безопасность России.
В течение двух дней проходили круглые столы, питч-сессии, презентации и дискуссии на актуальные темы применения передовых цифровых и производственных технологий.
«Хочу пожелать участникам Форума успешной работы и одновременно призвать не ограничиваться только обсуждениями действующих институтов государственной поддержки, существующих проектов и программ, которые уже реализуются. Подобного рода интеллектуальные площадки призваны рождать новые идеи, обсуждать и предлагать, в том числе, нам с коллегами, а количество разного рода инструментов государственной поддержки, безусловно, должно расширяться, в то же время, действующие программы и проекты надо совершенствовать», – обратился к участникам Форума Министр науки и высшего образования России Валерий Фальков.
Работе Передовых инженерных школ (ПИШ) было посвящено несколько крупных мероприятий. 14 декабря состоялся круглый стол «Передовые инженерные школы: практические результаты взаимодействия с промышленностью». Он стал продолжением ряда встреч представителей ПИШ, ведущих университетов России, а также предприятий – лидеров промышленности.
Вице-губернатор Санкт-Петербурга Владимир Княгинин отметил, что одним из актуальных сегодня является вопрос, как новая реальность отразилась на развитии ПИШ, требуется ли менять подход к инженерному образованию с учетом новых вызовов. В этих условиях особую важность приобретает обмен опытом между участниками федерального проекта и другими вузами страны.
«Для нас СПбПУ и его ПИШ "Цифровой инжиниринг" – это высокоуровневый центр инженерного консалтинга, и это видно по перечню задач, которые решает ПИШ СПбПУ. Соответственно, вся деятельность ПИШ так или иначе связана с интеграцией с конструкторскими инжиниринговыми подразделениями промышленности, выстраиванием адекватных организационных схем взаимодействия, вовлечением в эту практическую работу и студентов, и работников ПИШ», — подчеркнул Владимир Николаевич.
Руководитель Методического центра Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» Георгий Тихомиров обозначил три аспекта работы ПИШ, которым в равной степени следует уделять внимание. Это привлечение талантов, формирование ресурсов и эффективное управление:
«Каждой ПИШ нужны механизмы привлечения талантов. Программы должны быть разрекламированы так, чтобы студент, который легко пошел на IT или биотех, перешел сюда. Далее ресурсы: надо привлекать деньги промышленности, продавать РИДы, бюджет у ПИШ должен быть свой. И третье – эффективное управление ресурсами и задачами. Архиважный момент, о котором часто говорит Алексей Иванович, – фронтирные инженерные задачи. Промышленность должна приходить не только с деньгами, но и задачами, потому что продуктом деятельности ПИШ станет подготовка выпускников с уникальными компетенциями за короткие сроки, когда мы сразу переворачиваем производство».
Проректор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Алексей Боровков отметил, что Политех последовательно реализует основную идею создания и развития Передовых инженерных школ:
«Первый шаг – фронтирная инженерная задача, предложенная нашим индустриальным партнёром. Второй шаг – получение писем поддержки от предприятий, фактически, гарантийных обязательств софинансировать эту деятельность, как подтверждение того, что эта деятельность и её результаты нужны индустриальному партнеру. И третий шаг – это решение фронтирных инженерных задач, в рамках которых запланировано совместное с индустриальными партнерами формирование новых технологических магистратур и специализированных краткосрочных программ ДПО. Наконец, с помощью методологического центра НИЯУ “МИФИ” мы сможем обмениваться лучшими практиками, устанавливать сетевое взаимодействие как между ПИШ, так и между вузами, которые не попали в число победителей конкурса, вовлекая в реализацию федерального проекта новых индустриальных партнеров».
Главный конструктор по цифровому моделированию ООО «Центротех-Инжиниринг» (ГК «Росатом») Алексей Глазунов рассказал о совместной с ПИШ СПбПУ программе «Компьютерный инжиниринг и цифровое производство», нацеленной на подготовку системных инженеров мирового уровня для атомной отрасли.
Обучение выстроено в соответствии с актуальными задачами госкорпорации «Росатом», формат предусматривает регулярные встречи студентов с наставниками предприятия, визиты на производство. В декабре состоялся один из таких визитов. Магистранты ПИШ СПбПУ посетили компанию «Центротех-Инжиниринг» на территории Кировского завода.
Тему взаимодействия ПИШ СПбПУ с высокотехнологичной промышленностью продолжил директор по развитию новых бизнесов АО «ЦКБМ» (входит в машиностроительный дивизион Росатома – «Атомэнергомаш») Алексей Михайлов. Он отметил успешную реализацию всего за полгода нескольких совместных проектов с ПИШ СПбПУ в области водородной энергетики и подчеркнул, что технологии производства водорода, в центре которых расположен высокотемпературный газоохлаждаемый реактор, – это передовое направление, требующее особых компетенций в области цифрового моделирования и проектирования, а значит, и специализированных программ подготовки инженеров нового поколения.
Научные, образовательные и исследовательские проекты, реализованные за первые месяцы работы, представили руководители других Передовых школ. В их числе – ПИШ «Инженерия киберплатформ» Южного федерального университета, ПИШ Нижегородского государственного технического университета им Р. Е. Алексеева, ПИШ «Когнитивная инженерия» Новосибирского государственного университета и другие.
Подробные итоги реализации программы ПИШ СПбПУ в 2022 году были подведены на втором заседании Наблюдательного совета ПИШ СПбПУ.
Основные показатели, которых удалось достичь в работе ПИШ СПбПУ, озвучил Алексей Боровков.
«Если говорить о процентах выполнения плана, то минимальный показатель – это 100%. Обращают на себя внимание такие показатели, как количество инженеров, прошедших обучение по программам ПИШ ДПО – это 255%, и объемы софинансирования по высокотехнологичным проектам. Отмечу, что по этому показателю мы выполнили 551% от плана, то есть, перевыполнили его почти в 6 раз. 183 млн рублей фактически получено за полгода. То есть, все показатели мы выполнили уже в декабре. Дальше будем их перевыполнять», – заверил руководитель ПИШ СПбПУ.
 |
 |
Отдельно спикер остановился на образовательных программах ПИШ СПбПУ, отметив, что перечень из 11 новых магистратур совместно с высокотехнологичными компаниями, который был заявлен на этапе представления Программы ПИШ СПбПУ, будет расширен до 16-ти, если совместно с Методологическим центром федерального проекта на базе НИЯУ МИФИ и Минобрнауки России удастся найти вариант подключения к реализации Программы новых индустриальных партнеров с финансируемыми фронтирными инженерными задачами.
В ходе заседания члены Наблюдательного совета рассмотрели результаты по отдельным проектам.
Ведущий инженер отдела кросс-отраслевых технологий Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ Александр Себелев представил доклад о выполненных исследованиях по разработке цифрового двойника морского газотурбинного двигателя на базе Цифровой платформы CML-Bench™ совместно с ПАО «ОДК-Сатурн».
Директор Высшей школы энергетического машиностроения Института энергетики Алена Алешина рассказала о создании совместно с АО «ОДК» мультидисциплинарной магистерской программы с предварительным названием «Технологии цифровизации в двигателестроении», в основе которой заложены реальные задачи и вызовы отрасли двигателестроения.
Заместитель заведующего НТК «Цифровые технологии в механике материалов и конструкций» НЦМУ СПбПУ, ведущий инженер Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ Виктор Модестов рассказал о реализации проекта «Цифровой инжиниринг в атомной и термоядерной энергетике». Проект предполагает создание долгосрочных целевых совместных проектов с предприятиями Госкорпорации «Росатом», разработку долгосрочных программ развития инженерного дела и инженерного образования.
Также на заседании прозвучал доклад Алексея Боровкова, посвященный цифровому инжинирингу водородных технологий.
По результатам докладов члены Наблюдательного совета ПИШ СПбПУ внесли свои рекомендации по дальнейшему совершенствованию программы Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг». Как отметил руководитель дирекции ПИШ «Цифровой инжиниринг» СПбПУ Олег Рождественский, программа ПИШ СПбПУ непрерывно совершенствуется. В ней учтены комментарии, которые последовали по итогам первого заседания Наблюдательного совета. Параллельно идет работа над формированием дорожных карт с индустриальными партнерами ПИШ.
В дни Форума «Передовые цифровые и производственные технологии» состоялся круглый стол «ПИШ СПбПУ: взаимодействие с вузами в рамках реализации совместных образовательных программ», на котором обсуждали возможные форматы взаимодействия ПИШ СПбПУ с университетами, а также формирование перечня модулей, совместных курсов, программ ДПО и магистерских программ.
Модератором выступил директор Института передовых производственных технологий (ИППТ) СПбПУ Валерий Левенцов. Помимо магистерских программ, по которым уже идет обучение, были представлены программы, планируемые к запуску в 2023 году. Это:
- «Цифровой инжиниринг и управление проектами» (партнером программы выступит инжиниринговая компания АО «ОКАН»);
- «Механика полимерных и композиционных материалов» (сетевая программа совместно с Кабардино-Балкарским государственным университетом им. Х.М. Бербекова).
Участники обсудили перспективы реализации совместных образовательных продуктов, в том числе в формате университетских зеркальных инжиниринговых центров. Директор Центра дополнительного профессионального образования ПИШ СПбПУ Сергей Салкуцан также предложил возможные форматы сотрудничества с университетами по образовательным программам ПИШ СПбПУ. Так, есть возможность создавать специальные модули для реализации в программах других университетов, в том числе в формате академической мобильности. Программы ДПО, разрабатываемые специалистами Передовой инженерной школы «Цифровой инжиниринг», могут быть встроены в основные образовательные программы университетов. А студенты и сотрудники вузов-партнеров смогут пройти стажировку в ПИШ СПбПУ.
По итогам круглого стола было решено проработать дорожные карты взаимодействия с каждым вузом с описанием форматов и перечнем программ обучения и стажировок.
14 декабря в ПИШ СПбПУ удостоверения о повышении квалификации получили первые слушатели онлайн-курса «Цифровые двойники изделий».
Это уникальный, первый в России онлайн-курс, посвященный разработке и применению технологии цифровых двойников (Digital Twins) в высокотехнологичной промышленности. Он создан разработчиками национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения».
На первый поток обучения зарегистрировались более 1700 участников из 30 городов и 5 стран. По итогам первого семестра успешно завершили обучение и прошли все испытания более 500 человек. Средний балл за итоговый тест по курсу составил 77,58/100, за тесты по отдельным лекциям – 90,9/100. В январе 2023 года стартовал второй набор слушателей, которые приступят к обучению 6 февраля.
Образовательную деятельность ПИШ СПбПУ, направленную на подготовку квалифицированных инженерных кадров для отечественной промышленности, продолжила программа ДПО «Жизнестойкость» для сотрудников ПАО «Северсталь». С 14 по 16 декабря в Череповце прошел первый модуль, направленный на системное описание темы жизнестойкости и практических инструментов для ее поддержания.
Заместитель директора Центра ДПО ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг», руководитель научной группы направления «Корпоративные программы» ВШТП ИППТ СПбПУ, разработчик и преподаватель образовательных программ для промышленных предприятий СПбПУ Павел Козловский прочел лекцию о понятии жизнестойкости, объектах управления и 4 типах интеллекта человека по Стивену Кови.
Руководитель лаборатории НТК «Новые технологии и материалы» Центра НТИ СПбПУ Екатерина Алексеева поделилась основными механизмами стрессовых реакций, инструментами стресс-менеджмента и практиками для повышения уровня жизнестойкости. Главный специалист научной лаборатории «Стратегическое развитие рынков инжиниринга» Центра НТИ СПбПУ Светлана Васьковская рассмотрела вместе с участниками тему осознанности, ценностей и целей.
В декабре проект «LEAN-производство» – цифровой тренажер для обучения бережливому производству, разработанный группой экспертов Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг», стал победителем Конкурса инноваций в образовании (КИвО) – 2022. Организаторами выступили Корпоративная академия Росатома совместно с Национальным исследовательским университетом «Высшая школа экономики».
Подведение итогов состоялось в рамках конференции Global Impact Conference (GIC) «Образование X: катализатор будущего» в Нижнем Новгороде. Победители конкурса были определены в режиме реального времени во время питчинга десяти финалистов, предварительно отобранных международным экспертным жюри. Всего на конкурс 2022 года поступило более 400 заявок из 19 стран, включая Россию, Беларусь, Казахстан, Армению, Грузию, Германию, Францию, Израиль, Индонезию, Малайзию и другие государства.
Проект в финале конкурса представляли директор Института передовых производственных технологий (ИППТ) СПбПУ Валерий Левенцов и старший преподаватель ИППТ СПбПУ Владислав Терещенко. Почетную награду победителям вручила заместитель генерального директора по персоналу госкорпорации «Росатом» Татьяна Терентьева.
В декабре Алексей Боровков и Олег Рождественский приняли участие в ключевом событии Десятилетия науки и технологий в России — II Конгрессе молодых ученых, проходившем в Парке науки и искусства «Сириус». Деловая программа Конгресса включала 152 мероприятия, объединивших более 770 российских и иностранных экспертов, в числе которых ученые с мировым именем, бизнесмены и представители органов власти.
Алексей Боровков выступил спикером дискуссии «Маркетинг научных исследований», посвященной теме поддержки инновационного развития научно-технической продукции на внутреннем и внешних рынках. Эксперты обсуждали актуальные механизмы взаимодействия между представителями науки и бизнеса, применение маркетинговых усилий для продвижения разработок и внедрения в промышленность результатов научного труда как экономического ресурса на рынке.
В своем выступлении Алексей Иванович подчеркнул, что готовность и возможность научно-исследовательского коллектива решать передовые задачи промышленности обеспечивает высокий интерес со стороны индустриальных партнеров:
«Самая лучшая модель для ученого и инженера – это когда заказчики стоят в очередь. Почему они стоят в очередь? Инновации востребованы уже на этапе создания, это значит, что ты решаешь проблему-вызов, связанную со стратегией развития компании, перечнем актуальных для нее задач. И у тебя есть компетенции, то есть знания в действии, а действия совершаются при помощи технологий. И если компетенции и технологии есть, а также есть инфраструктура и подготовленные кадры, то появляется возможность быстро перестроиться и выполнить задачу».
Подробнее о научно-технологической инфраструктуре, которая позволяет регулярно получать прорывные научные результаты, руководитель ПИШ СПбПУ рассказывал на одноименном круглом столе 2 декабря. Уникальной научной установкой со статусом ЦКП является Суперкомпьютерный центр «Политехнический» (СКЦ). СКЦ обладает суммарной пиковой производительностью ~1,8 Пфлопс, это является рекордным показателем в системе Минобрнауки России. Возможности СКЦ используются для выполнения НИОКР, требующих применения высокопроизводительных вычислительных систем.
Механизмы привлечения в сферу исследований и разработок талантливой молодежи обсуждали на сессии «Кадры будущего: молодежные конструкторские бюро – полигон для подготовки инженеров нового времени», где Алексей Боровков также выступил в качестве спикера.
Программа создания системы студенческих конструкторских бюро (МКБ) на базе ведущих университетов страны призвана выстроить диалог представителей бизнеса, промышленности и молодежных команд по созданию реально действующего механизма для решения производственных задач, создание импортозамещающих продуктов по заказу российских компаний и государства. Наличие профессиональных кадров – это элемент базиса, на котором строится мощный промышленный каркас страны. Об этом говорил первый заместитель председателя комитета Государственной Думы Федерального Собрания РФ по экономической политике Денис Кравченко.
«Необходимо построить бесшовную систему инженерного образования, вовлечь ребят в занятия наукой и технологиями, создать условия, дать интересные задачи и возможность самореализации», – сказал Денис Борисович, подчеркивая важность объединения образования, науки и промышленности для выполнения прорывных задач.
В свою очередь, Алексей Боровков рассказал, как выстраивалась экосистема инноваций СПбПУ, основанная на тесном взаимодействии с представителями промышленности. Новой ступенью развития экосистемы стало появление Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» (ПИШ СПбПУ).
«Нас поддержали 22 высокотехнологичные промышленные компании, среди них – сразу 7 дивизионов Госкорпорации «Росатом». И все сформулировали фронтирные инженерные задачи. Например, это задачи, связанные с проектированием и конструированием высокотехнологичного оборудования для будущего высокотемпературного реактора с газовым охлаждением – такого оборудования еще нет в стране и в мире в принципе. Пожалуйста, конструируй – вот постановка фронтирной инженерной задачи. То есть, фактически формулируется задача государственного значения, выделяется финансирование, и ты каждый год демонстрируешь, что системно и целенаправленно работаешь по выбранному профилю, востребован на высокотехнологичном рынке, создаешь конкурентоспособную высокотехнологичную продукцию», – объяснил Алексей Иванович.
Спикер подчеркнул: молодые специалисты еще на стадии обучения должны работать с реальными проектами, понимать задачи и сроки, видеть контроль результата со стороны заказчика.
Значимое событие для развития атомной энергетики будущего произошло за несколько дней до нового года. 29 декабря в Северске на площадке Опытно-демонстрационного энергокомплекса, создающегося на Сибирском химическом комбинате в рамках отраслевого проекта «Прорыв» (АО «СХК», предприятие Топливной компании Росатома «ТВЭЛ»), состоялось подписание Акта о технической готовности стенда приемо-сдаточных испытаний главного циркуляционного насосного агрегата (ГЦНА) РУ БРЕСТ-ОД-300. В торжественной церемонии в онлайн-формате принял участие руководитель Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Алексей Боровков.
Опытно-демонстрационный энергокомплекс с реакторной установкой БРЕСТ-ОД-300 знаменует практическое начало нового этапа развития двухкомпонентной ядерной энергетики – замыкание ядерного топливного цикла на базе реакторной установки нового поколения на быстрых нейтронах. На сегодняшний день стенд для проведения приемо-сдаточных испытаний главного циркуляционного насосного агрегата по своим масштабам и возможностям уникален и не имеет аналогов в мире.
Открывая торжественную церемонию, генеральный директор Госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачёв рассказал о вкладе проекта «Прорыв» в развитие мировой атомной энергетики, а также обозначил приоритетные цели:
«Наша цель вполне понятная: не только на бумаге, не только в идеях, но на земле создать источник атомной энергии четвертого поколения. Сегодня мы пришли к неотъемлемой роли атомной энергетики в дальнейшем развитии энергобаланса нашей планеты», – отметил генеральный директор Госкорпорации «Росатом».
Научный руководитель проектного направления «Прорыв» Евгений Адамов представил ключевые результаты проекта и задачи на перспективу до 2035 года, подчеркивая, что данное событие предваряет расширение сотрудничества:
«Я уверен, что к концу следующего года мы будем решать все стоящие перед нами новые актуальные задачи-вызовы вместе с Алексеем Ивановичем Боровковым, который продемонстрировал способность моделировать соответствующие сложные процессы и объекты, а также претворять их в жизнь на примере большого количества реализованных проектов в интересах Госкорпорации «Росатом». Важно отметить, что большое количество задач сегодня решается для АО «ТВЭЛ» – Алексей Иванович и Наталья Владимировна Никипелова давно и продуктивно работают в интересах атомной отрасли. Я уверен, что через год у нас будут впечатляющие результаты».
Алексей Боровков отметил, что испытательный комплекс ГЦНА будет основной для формирования уникального валидационного базиса в целях разработки моделей с высоким уровнем адекватности, которые будут использовать суперкомпьютерное моделирование.
«Выполняя цифровые испытания, создав цифровой испытательный стенд, цифровой испытательный полигон, весь испытательный комплекс, мы будем обладать всеми инструментами для ускоренной генерации обоснованных научно-технологических решений, которые в данном случае находятся за гранью интуиции, опыта, знаний генерального конструктора, при этом помогая ему генерировать эти обоснованные решения».
Алексей Боровков выразил готовность специалистов Передовой инженерной школы СПбПУ принять участие в совместной работе, подчеркнув, что на протяжении более чем 20 лет СПбПУ эффективно взаимодействует с АО «ЦКБМ» – единственным в стране разработчиком и изготовителем главных циркуляционных насосов для всех типов российских реакторов.
Завершился 2022 год яркой спортивной победой, которая стала возможной благодаря передовым цифровым технологиям. 24 декабря трехкратный чемпион мира и двукратный обладатель Кубка мира по санному спорту Роман Репилов стал победителем Кубка Федерации по итогам четырёх заездов с результатом 3 минуты 27 секунд 211 тысячных секунды, развив во время заезда максимальную скорость на трассе 140,241 км/ч.
Новые сани с улучшенными аэродинамическими характеристиками и показателями управляемости для спортсмена спроектировали инженеры Политеха и ПИШ СПбПУ. Сани были изготовлены на предприятиях госкорпорации «Ростех».
Для разработки цифровой модели было проведено полное сканирование «боевых» саней и спортсмена как единой «человеко-машинной системы». Выполнено более 350 цифровых испытаний для поиска оптимальной формы саней и отдельных структурных элементов, проведены сотни виртуальных испытаний, в первую очередь, аэродинамических, прочностных, оптимизационных.
В итоге была модифицирована форма обтекателя с улучшенными аэродинамическими характеристиками, что позволило снизить аэродинамическое сопротивление на 13%. С помощью технологий бионического дизайна удалось спроектировать крепления заднего кронштейна саней и сборную конструкцию переднего кронштейна, обосновать выбор металлических и композиционных материалов для изготовления. Была подготовлена расчетно-конструкторская документация для производства.
«В Петербургский Политех я обратился по рекомендации специалистов из «Ростеха», по мнению которых лучше Политеха в вопросе цифрового проектирования и моделирования никто в России не разбирается. Разработанная форма обтекателя – это произведение искусства в нашем виде спорта. После первых же тренировочных тестов на трассе стало понятно, что сани сильно отличаются в положительную сторону и по управлению, и по скорости. На Кубке Федерации в Сочи было много тестов, и сани показали себя на высоте в плане скорости. Я уверен, что наше плодотворное сотрудничество с СПбПУ ждёт много интересных и важных результатов. Нас ждут большие победы!», – поблагодарил команду ПИШ СПбПУ Роман Репилов.
Ниже представлены ссылки на отчеты о работе Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» в августе, сентябре, октябре и ноябре 2022 года:
Итоги первого месяца (август 2022 г.) работы ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг»
Итоги второго месяца (сентябрь 2022 г.) работы ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг»
Итоги третьего месяца (октябрь 2022 г.) работы ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг»
Итоги четвертого месяца (ноябрь 2022 г.) работы ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг»
