В Центре НТИ СПбПУ состоялось научно-техническое совещание по разработке и внедрению передовых технологий сварки трением с перемешиванием в интересах ПАО «КурганМашЗавод»

6 апреля 2022 года в Центре Национальной технологической инициативы «Новые производственные технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (Центр НТИ СПбПУ) состоялось научно-техническое совещание по разработке и внедрению передовых технологий сварки трением с перемешиванием в интересах ПАО «КурганМашЗавод». Цель встречи – обсуждение кооперации предприятий, имеющих соответствующие компетенции. В заседании приняли участие представители 12 крупных научно-исследовательских и промышленных организаций.

Открыл научно-техническое совещание приветственным словом ректор СПбПУ, академик РАН Андрей Рудской. Спикер поблагодарил всех присутствующих за участие в совещании и официально представил организации и участников. Также Андрей Иванович отметил, что многие из гостей посетили СПбПУ впервые, поэтому свою речь ректор начал с небольшого рассказа о вузе. С самого основания в 1899 году университет перенял опыт 36-ти ведущих на тот момент технических школ Европы. Спустя 123 года СПбПУ стал крупнейшим техническим университетом России, в котором обучаются около 35 000 студентов и реализуются ключевые стратегические научно-технологические программы страны.

Кроме того, спикер обозначил, что с 2017 года на базе Политехнического университета функционирует Центр компетенций НТИ СПбПУ, а с 2020 года в рамках национального проекта «Наука и университеты» реализуется программа Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» (НЦМУ), направленная на проведение фундаментальных и прикладных исследований по 35-ти направлениям в области цифровых технологий (разработки и применения цифровых двойников и цифровых платформ), искусственного интеллекта, роботизированных систем, материалов нового поколения, аддитивных технологий. Андрей Рудской также сообщил, что в фокусе экосистемы инноваций вуза находятся прорывные проекты по заказам ведущих высокотехнологичных предприятий России – лидеров национальной экономики. Индустриальными партнерами являются крупнейшие корпорации и холдинги, среди которых Госкорпорации «Ростех», «Росатом» и «Роскосмос», ПАО «Газпром» и ПАО «Газпром нефть», АО «ТВЭЛ», АО «ОДК», холдинг «Вертолеты России», ПАО «Северсталь» и другие организации, в том числе представленные на заседании.

«Задача нашего сегодняшнего научно-технического совещания – обсуждение вопросов разработки передовых производственных технологий сварки трением с перемешиванием для изготовления корпусов, а также возможности трансфера разрабатываемых решений на предприятия авиа- и ракетостроения, судостроения и кораблестроения. Решение столь масштабной задачи невозможно на инициативном уровне и требует государственной поддержки и кооперации предприятий, имеющих соответствующие компетенции. Я желаю нам всем плодотворной работы», –  обозначил Андрей Рудской.

Первым свой доклад представил проректор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель Научного центра мирового уровня СПбПУ «Передовые цифровые технологии», Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» и Инжинирингового центра (CompMechLab^®) СПбПУ Алексей Боровков. Спикер рассказал о формировании цифровой промышленности на основе цифровых двойников. Выступление Алексей Иванович начал с демонстрации мероприятий СПбПУ, повлиявших на развитие федеральных проектов. Например, университет принимал и продолжает принимать участие в реализации таких федеральных проектов, как «Развитие научной и научно-производственной кооперации», «Развитие масштабных научных и научно-технологических проектов по приоритетным исследовательским направлениям», «Развитие интеграционных процессов в сфере науки, высшего образования и индустрии» и многих других. Также в 2022 году планируется участие в реализации федерального проекта «Передовые инженерные школы».

«В 2013 году был создан Инжиниринговый центр (CompMechLab^®) СПбПУ, который является лучшим в стране с точки зрения работы с промышленностью. Объем полученных заказов в прошлом году составил более 1 млрд рублей, а у Центра компетенций НТИ СПбПУ – 1,5 млрд рублей. Что касается деятельности НЦМУ СПбПУ, то это фундаментальные исследования, мировой уровень которых определяется статьями в журналах 1 и 2 квартиля. За год их реализовано 150 и всего намечено более 700, что намного больше, чем запланировано в программе «Наука и университеты». Наши центры, как правило, демонстрирует показатели результативности существенно выше, чем в среднем по стране», – сообщил спикер. 

Далее, Алексей Иванович при помощи графика показал эффективность мер государственной поддержки и финансовые результаты Центров, созданных в СПбПУ в рамках государственных программ. Показатели интеллектуальной деятельности каждой из созданных структур на всех этапах развития обеспечивают качественный и устойчивый рост организации, а также достижение принципиально новых научных, технологических и финансовых результатов на новых этапах развития, их масштабирование и тиражирование (принцип «матрёшки»).

Продолжая выступление, Алексей Боровков представил участникам научно-технического совещания информацию о разработке и применении цифровых двойников на всех стадиях жизненного цикла. Также докладчик рассказал об основных составляющих подхода СПбПУ к разработке цифровых двойников высокотехнологичных промышленных изделий:

• G-MBSE (Generalized Model-Based Systems Engineering);
• Многоуровневая матрица требований, целевых показателей и ресурсных ограничений;
• Мультидисциплинарное численное моделирование и применение технологий оптимизации (CAE & CFD & CAO);
• Математические модели & Компьютерные модели & Цифровые модели;
• Цифровые (виртуальные) испытания & Цифровые (виртуальные) стенды & Цифровые (виртуальные) полигоны;
• Суперкомпьютерные технологии, высокопроизводительные (HPC) и высокопродуктивные (HP*C) вычисления;
• Цифровая платформа CML-Bench™;
• Адекватность, Верификация & Валидация (V&V) математических, компьютерных и цифровых моделей.

 «На виртуальных стендах мы можем сделать более жесткие условия испытаний, чем на натурных. Мы также можем скомплексировать виртуальные стенды, которых в природе не существует, и требуются миллиарды рублей и годы, чтобы их создать. Все работы выполняются на основе математических моделей, обладающих высокой степенью адекватности реальным материалам, конструкциям и установкам, технологическими и производственным процессам. В итоге мы получаем предельно простое и коррелирующее с тем, что известно в мире, определение цифрового двойника – цифровая модель и двусторонние информационные связи. В процессе производства и управления изделием на этапе эксплуатации мы формируем обратные связи, чтобы продукты следующего поколения были лучше», – добавил спикер.

В ходе совещания с докладом также выступил председатель правления Учреждения науки ИКЦ СЭКТ Владимир Прохорович. Спикер отметил, что в 2020 году по инициативе Инженерно-конструкторского центра сопровождения эксплуатации космической техники, продержанной АО «НИИ Стали», с привлечением НПО «Техномаш» была успешно организована работа по сварке методом СТП сварных соединений деталей толщиной 10–15 мм из алюминиевого сплава типа 01. Полученные сварные швы имеют высокие физико-механические характеристики. Более того, в 2021 году начались работы по развитию технологии СТП не только для сплавов типа 01 и 02, но и для современных многослойных алюминиевых сплавов. Эти работы выполняются по специальной программе, разработанной и согласованной с АО «НИИ Стали». Полученные результаты подтверждают возможность разработки отечественной технологии СТП алюминиевых сплавов. Также с докладом выступил заместитель директора по научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам ИКЦ СЭК Владимир Быченок. Спикер рассказал о технико-экономическом обосновании полезности внедрения технологии изготовления бортов изделий типа БМП-3 методом СТП взамен существующей технологии АрДЭС.

Участники рабочего совещания от АО «НИИ Стали» рассказали о результатах испытательных образцов. Своим опытом также поделились, выступив с кратким докладом, представители АО «НПО “ТЕХНОМАШ”» и Института физики и металлов УрО РАН. Более того, с требованиями к изделиям, получаемым с помощью СТП, выступили представители ПАО «КурганМашЗавод». В обсуждение технологий, предоставленных результатов исследований приняли участие все организации. Во второй день совещания представители компаний сформировали программу взаимодействия на ближайшее время и подписали протокол научно-технического совещания.

Отметим, что проведенное мероприятие стало первым шагом реализации проекта «Создание опытной технологии точечной сварки трением с перемешиванием для ракето-, авиа-, судо- и машиностроения на основе роботизированных платформ» в рамках осуществления стратегического организационного проекта «Технополис «Политех» (руководитель – проректор по цифровой трансформации СПбПУ Алексей Боровков) по программе «Приоритет-2030». В рамках программы совместно с Инженерно-конструкторским центром сопровождения эксплуатации космической техники в интересах ПАО «КурганМашЗавод» был разработан и запущен проект «Создание опытной технологии». В результате реализации этого проекта на базе СПбПУ будет создан Межотраслевой научно-исследовательский центр сварки трением с перемешиванием, в задачи которого будет входить разработка передовых производственных технологий и создание передового оборудования сварки трением с перемешиванием (СТП) для критически важных отраслей российской промышленности.

В конце встречи для участников провели экскурсию в Суперкомпьютерный центр «Политехнический», где им представили первый по производительности суперкомпьютер в стране среди организаций, подведомственных Министерству науки и высшего образования России.