Высокотехнологичные проекты в разработке (2018 год)

  1. Наименование проекта: Развитие подходов цифрового проектирования и моделирования в авиастроении

Описание проекта:

Развитие подходов цифрового проектирования и моделирования в авиастроении строится на концепции виртуальных испытаний. При помощи высокоадекватных математических моделей композиционных и изотропных материалов, виртуальных испытательных стендов, средствами суперкомпьютерного инжиниринга могут быть значительно повышены: точность расчетов, скорость итеративной доработки изделий (доведения до целевых показателей).

 

  1. Наименование проекта: Разработка подходов к цифровой сертификации на основе виртуальных испытаний

Описание проекта: Цифровая сертификация позволяет заместить некоторую часть дорогостоящих натурных испытаний виртуальными. Достоверность виртуальных испытаний прямо пропорциональна точности применяемых методов анализа конструкции. Таким образом, для достижения требуемых параметров адекватности виртуальных испытаний натурным, требуется разработать программу и методики виртуальных испытаний. Основой для таких документов станет проект регламетна цифровой сертификации, разрабатываемый в рамках Проекта. Будут разработаны основные требования к математическим моделям изделий и виртуальным испытательным стендам, которые могут впоследствии быть применены для разработки отраслевых регламентов цифровой сертификации.

 

  1. Наименование проекта: Разработка методик цифрового проектирования, моделирования и оптимизации изделий, а также базы данных о металлических материалах, изготавливаемых из порошков с применением аддитивных производственных технологий

Описание проекта: В рамках проекта выполняется разработка ряда методик, применение которых позволяет выполнять качественное проектирование и оптимизацию деталей и конструкций, производство которых планируется с применением аддитивных технологий. Частью проекта также является разработка методики моделирования процесса послойного синтеза металлических изделий с целью последующего получения физических деталей с высокой геометрической точностью и требуемыми механическими характеристиками. Применение разрабатываемых методик основывается на использовании базы материалов, получаемых аддитивно из металлических порошков, создаваемой в ходе настоящего проекта. С применением разрабатываемых методик возможно создание конкурентоспособной продукции для авиации, космической техники, автомобилестроения, машиностроения и других отраслей, где может быть востребована разработка и производство деталей и конструкций, соответствующих предъявляемым требованиям и ограничениям, в том числе, с применением таких передовых методов производства как аддитивные технологии.

 

  1. Наименование проекта: Организация Национального Центра Тестирования, Верификации и Валидации программного обеспечения в области компьютерного и суперкомпьютерного инжиниринга (Центр TVV)

Описание проекта:

В результате выполнения проекта будут:

  • разработаны методики тестирования, верификации и валидации инжинирингового программного обеспечения для решения прикладных задач по областям применения;
  • сформирован комплект тестовых расчетных случаев для верификации и валидации инжинирингового программного обеспечения;
  • проведен сравнительный анализ современного инжинирингового программного обеспечения на примере типовых расчетных случаев.

 

  1. Наименование проекта: Разработка методик создания цифровых двойников корпусных конструкций в судостроении

Описание проекта: в рамках проекта разрабатывается методика создания цифровых двойников корпусных конструкций в судостроении.

 

  1. Наименование проекта: Развитие подходов цифрового проектирования и моделирования: Новые материалы

Описание проекта:

В результате выполнения проекта будут созданы:

  • база данных математических моделей композиционных материалов;
  • методики создания высокоадекватных математических моделей композиционных материалов, метаматериалов и материалов аддитивного производства;
  • методика моделирования технологического процесса производства композиционных материалов.

 

  1. Наименование проекта: Создание платформы виртуальной разработки, испытаний, поддержки цифровых двойников

Описание проекта:

Проект предполагает:

  • Создание, тестирование, внедрение и регулярное обновление Платформы на базе собственной SPDM системы (дооснащение системы функциями предиктивной аналитики для интеллектуального управления целями; каскадирования (декомпозиции) целей при проектировании, поддерживающим сквозное управление целями от верхнего уровня к нижнему; визуализации инженерных данных; управления научно-исследовательскими и инженерными проектами в подходах Цифровой Фабрики Будущего; среды для работы распределенных групп инженерных и научных сотрудников; интеграция Платформы с наиболее распространенными программными решениями в области компьютерного инжиниринга; поддержкой использования Цифровых Двойников).
  • Развитие Платформы как инструмента кооперации и управления совместной разработкой за счет присоединения к платформе участников консорциума.

 

  1. Наименование проекта: Развитие подходов цифрового проектирования и моделирования в автомобилестроении

Описание проекта:

В результате выполнения проекта будут созданы:

  • цифровой двойник автомобильной платформы, позволяющий проводить виртуальный анализ кузова любого легкового автомобиля на предмет соответствия всем ключевым требованиям, предъявляемым к современным автомобилям, а также позволяющий в полуавтоматическом режиме производить мультидисциплинарную оптимизацию;
  • цифровой двойник платформы пассажирского транспорта, позволяющий проводить виртуальный анализ конструкции автобусов, троллейбусов и электробусов на предмет соответствия всем ключевым требованиям, предъявляемым к современному пассажирскому транспорту;
  • цифровой двойник автомобильного производства, позволяющий производить виртуальное проектирование и оптимизацию производственных мощностей.

 

  1. Наименование проекта: Разработка цифровой платформы виртуальной разработки и испытаний газотурбинных двигателей

Описание проекта: основным компонентом проекта является виртуальный испытательный полигон «Газотурбинный двигатель», который включает в себя интерфейсы интеграции программных комплексов для проектирования, поверки и моделирования процессов изготовления элементов конструкции газотурбинного двигателя и позволяет существенно сократить сроки проектирования газотурбинных двигателей, а также имитировать условия работы реального изделия во всем диапазоне эксплуатационных режимов в виртуальном

пространстве, что позволит уменьшить количество натурных испытательных образцов двигателей до минимума и тем самым сократить стоимость разработки перспективных двигателей в несколько раз, сократить сроки вывода на рынок модификаций и разработанных по полному циклу газотурбинных двигателей, а также улучшить экономичность и эксплуатационную надежность уже существующих двигателей.

 

  1. Наименование проекта: Моделирование механических свойств и синтез высокопрочных композитов «металл – графен» и «керамика – графен»

Описание проекта: проект предполагает разработку методик моделирования механических свойств и синтеза новых композиционных материалов с металлической и керамической матрицами и наполнителем из графена или восстановленного оксида графена. Результаты моделирования на основе разработанных методик должны соответствовать имеющимся в литературе или полученных в рамках проекта экспериментальным данным. Отклонение расчетных значений механических характеристик таких материалов от экспериментальных данных не должно превышать 20%. Разработанные методики должны обеспечивать изготовление новых материалов (композитов) с набором характеристик, требуемых в современной электротехнике, авиаприборостроении и двигателестроении.

 

  1. Наименование проекта: Разработка методов цифрового проектирования в рамках создания экспериментального образца первого российского солнцемобиля

Описание проекта: проект предполагает создание цифровой модели электромобиля на солнечных батареях с высоким уровнем адекватности, а также создание готового высокотехнологичного прототипа.

 

  1. Наименование проекта: Создание физических экспериментальных моделей, необходимых для разработки цифровых двойников, описывающих эксплуатацию конструкций в экстремальных условиях, с целью исследования свойств и разработки новых материалов

Описание проекта: Разработка физических моделей различных процессов, описывающих поведение материала и конструкций в сложных условиях эксплуатации с большим количеством параметров, воздействующих на работоспособность материалов. Данные модели становятся основой для цифровых двойников данных процессов, на основании которых происходит разработка требований к новым материалам и методам его защиты от агрессивного воздействия. Результатом проекта является разработка новых коррозионностойких материалов, технологий комплексной защиты материала от коррозионных и родственных процессов, методики увеличения эксплуатационного ресурса.

 

  1. Наименование проекта: Создание прикладных программных решений в области компьютерного инжиниринга

Описание проекта: Проект направлен на обеспечение технологий компьютерного инжиниринга современными программными решениями цифрового проектирования.

 

  1. Наименование проекта: Разработка технологий проектирования и цифрового моделирования оптимизированных конструкций гидромашин и гидравлических сетей с повышенными эксплуатационными характеристиками

Описание проекта: Проект направлен на разработку технологий создания цифровых моделей гидромашин и гидравлических сетей с повышенными эксплуатационными характеристиками и технологий суперкомпьютерного моделирования течения вязкой жидкости для отработки виртуальных сценариев работы гидромашин и гидравлических сетей на штатных, нештатных и аварийных режимах (IIoT).

 

  1. Наименование проекта: Кибербезопасность и киберустойчивость новых производственных технологий

Описание проекта: Проект направлен на развитие технологического базиса кибербезопасности и функционально-структурной киберустойчивости цифрового производства и автоматизированных компонентов управления киберфизических систем Цифровых Фабрик. Результатами проекта являются имитационные модели безопасности Платформы виртуальной разработки и испытаний технологий цифрового производства, комплексы научных методов и алгоритмов активной киберзащиты, интеллектуальные методы обнаружения и предупреждения актуальных киберугроз, направленных на нарушение непрерывного функционирования сред обмена и управления цифровыми моделями изделий (Цифровых Двойников), методы оценки киберустойчивости инфраструктуры и систем управления Платформы на основе анализа больших данных, программные средства и прототипы создаваемых решений, сопроводительная документация и новые учебно-методические материалы.

 

  1. Наименование проекта: Разработка комплекса технологического оборудования и связанных технологий малотоннажного производства порошков уникальных сложнолегированных металлопорошковых композиций для машин аддитивного производства методом плазменной атомизации и аппаратно-программного комплекса для лазерного аддитивного выращивания на основе мощных короткоимпульсных лазеров с интеллектуальной системой in-situ мониторинга геометрии изделия

Описание проекта: Проект направлен на снятие барьеров по широкому внедрению аддитивных технологий в реальный сектор экономики, а именно высокой стоимости и ограниченной номенклатуры доступных порошковых материалов, а также недостаточной точности и ограниченности характеристик современного технологического оборудования для аддитивного выращивания.

 

  1. Наименование проекта: Разработка передовых сквозных производственных технологий аддитивного производства изделий

Описание проекта: В настоящее время существует очевидная проблема – отсутствие комплексных работ, направленных на разработку новых порошковых материалов для аддитивных технологий, адаптацию этих материалов под требования современных машин аддитивного производства и изучение свойств изделий, полученных по аддитивной технологии с различной вариацией технических параметров.

Проект предусматривает комплексное решение обозначенной проблемы включающей этапы моделирования, разработки научно-технологических основ получения новых порошковых сплавов и организацию их малотоннажного производства, разработки технологий синтеза изделий из новых порошковых сплавов, в том числе керамических, методами селективного лазерного плавления и прямого лазерного выращивания, разработке технологии высокопроизводительного выращивания на базе электродуговых процессов, совершенствование оборудования и вспомогательных устройств, изготовление опытных образцов и изделий с управляемой микроструктурой, с заданным комплексом физико-механических свойств и модифицированием поверхности.

 

  1. Наименование проекта: Разработка методики цифрового проектирования проточных частей промышленных центробежных компрессоров мощностью до 64 МВт

Описание проекта: Проект направлен на создание методики цифрового проектирования проточных частей промышленных центробежных компрессоров методом универсального моделирования на основе созданного банка данных экспериментально исследованных модельных ступеней. Методика позволит снять существующий барьер при создании промышленных компрессоров – длительный срок и высокая стоимость доводки разрабатываемых центробежных компрессоров и спроектировать линейку максимально эффективных центробежных компрессоров для их использования в газотранспортных системах и отраслевых технологиях. Комплекс программ проектирования проточных частей центробежных компрессоров позволит сократить сроки проектирования и изготовления компрессоров практически вдвое. Разработанные в рамках проекта комплекс программ позволит предприятиям потребителям компрессоров, таким как Газпром, на основании анализа данных о геометрии проточной части поставляемых компрессоров, проводить анализ эксплуатационных рабочих параметров, анализировать правильность предлагаемых технических решений, проверять идеи специалистов по совершенствованию эксплуатации и способу модернизации компрессоров своими силами с минимальными затратами, так и решать обратную задачу – на основании анализа планируемых режимов эксплуатации компрессоров, формулировать технические требования к поставляемым компрессорам. Полученные рабочие параметры компрессоров в дальнейшем можно использовать с целью сертификации оборудования.

 

  1. Наименование проекта: Разработка прикладного программного обеспечения и виртуальных испытательных стендов для различных отраслей промышленности

Описание проекта: Проект направлен на разработку прикладного программного обеспечения для интенсивно развивающихся направлений промышленности:

  • высокоэффективной добычи трудноизвлекаемых запасов нефти и газа,
  • создания энергоэффективного оборудования для разрушения горных пород,
  • производства гибких дисплеев и солнечных батарей, сверхчувствительных сенсоров, генераторов высокочастотного излучения,
  • разработки навигационно-информационных систем для повышения безопасности судовождения.

Проект реализуется путем создания высокоадекватных математических моделей различных объектов и процессов.

 

  1. Наименование проекта: Разработка методики измерения параметров трехмерного потока в условиях периодической нестационарности в проточной части турбомашин и методики проектирования газотурбинных двигателей для энергетики и транспорта

Описание проекта: Проект направлен на разработку методики измерений параметров трехмерного нестационарного потока в проточной части турбомашин, которая учитывает влияние периодической нестационарности течения на показания пневмоприемников. Применяемая большинством разработчиков турбин методика тарировки пневмонасадков в стационарном потоке учитывает только его потенциальное влияние. Для учета влияния периодической нестационарности потока на показания пневмонасадка при проведении эксперимента требуется его тарировка в периодически нестационарном потоке, который соответствует характеру нестационарного течения в турбомашине. При росте единичной мощности турбоагрегатов паровых турбин до 1800 МВт повышение КПД турбоагрегатов даже в пределах 1,0 -1,5% приводит к значительной экономии топлива и снижению негативного влияния на экологию. Учет нестационарности потока позволит создавать мощные турбины с повышенным КПД путем совершенствования аэродинамических характеристик проточных частей турбомашин.

Вторая часть проекта – Разработка методики проектирования малоразмерного газотурбинного двигателя для автотранспорта и автономной энергетики. Проект направлен на разработку компактных ГТУ малой мощности. Проект направлен на снятие технологического барьера – создание эффективных ГТУ малой мощности и малых габаритов.

 

  1. Наименование проекта: Разработка технологии получения композиционных материалов в виде однонаправленных термопластичных лент и прутков на основе углеродных волокон для создания изделий методами аддитивного производства

Описание проекта: Проект направлен на создание сквозной технологии изготовления изделий из композиционных материалов и иных перспективных материалов на основе использования высокоадекватных математических моделей, в части однонаправленных термопластичных лент и прутков на основе углеродных волокон. Проект предусматривает разработку технологии получения однонаправленных термопластичных лент и прутков, создание лабораторного оборудования для его получения, разработка методики проектирования и технологии изготовления изделий из этих материалов. Проект решает задачу совместной разработки композиционного материала с возможностью оптимизации его структуры под требования конечного изделия, разработкой математической модели материала и математически обоснованной технологии изготовления изделий.