Передовая инженерная школа СПбПУ «Цифровой инжиниринг» представила итоги работы на заседании Совета по грантам

10 и 11 февраля 2023 года вузы-участники федерального проекта «Передовые инженерные школы» (ПИШ) представляют отчеты за 2022 год. Результаты работы, достигнутые школами совместно с индустриальными партнерами, оценивает Совет под председательством министра науки и высшего образования РФ Валерия Фалькова. Передовые инженерные школы, успешно прошедшие отчетное мероприятие, получат ежегодные гранты на развитие.

Программа Передовой инженерной школы «Цифровой инжиниринг» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (ПИШ СПбПУ) направлена на решение фронтирных инженерных задач, сформулированных лидерами российской промышленности, и подготовку в соответствии с этими задачами квалифицированных инженерных кадров с компетенциями мирового уровня для высокотехнологичных отраслей экономики.

• «Вклад проекта "Передовые инженерные школы" в социально-экономическое развитие региона, с одной стороны, измеряется очень конкретными показателями: объёмом выполненных опытно-конструкторских, исследовательских работ. До окончания сроков реализации проекта передовая инженерная школа Петербургского Политеха принесёт городу несколько миллиардов рублей.
• Но также очевидно, что опытно-конструкторские работы — это залог того, что будет выпускаться серийное или уникальное оборудование, наукоёмкая и сложная продукция. Для города это развитие самых сложных высокотехнологичных отраслей.
• Наша специализация — механика и машиностроение в самом широком смысле этого термина. Это то, в чём сильна передовая инженерная школа Политехнического университета.
• Кроме того, ПИШ "Цифровой инжиниринг" обеспечивает выпуск кадров. Это тот человеческий капитал, который, наряду с финансами, инвестициями, двигает нашу промышленность.
• Несколько высокотехнологичных отраслей находится под сильным воздействием передовой инженерной школы Политеха. Это, прежде всего, двигателестроение в разных вариациях, начиная от авиационных двигателей, морских газотурбинных двигателей и редукторов, заканчивая компрессорами и турбинами, которые использует газовая отрасль. Также, это большой объём работ и всё, что относится к атомному и нефтегазовому машиностроению,  к области применения цифровых технологий и новых композиционных материалов в ТЭК, металлургии и ракетно-космической технике»,
  – рассказал вице-губернатор Санкт-Петербурга Владимир Княгинин.

В деятельности ПИШ СПбПУ сделан акцент на передовых цифровых технологиях и платформенных решениях. В качестве инструмента используются возможности уникальной разработки ПИШ и ЦНТИ СПбПУ – Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench™.

• «Федеральный проект "Передовые инженерные школы" имеет огромное значение для Политехнического университета как одного из ведущих российских центров цифровой трансформации высокотехнологичной промышленности России.
• Открытие ПИШ СПбПУ в результате победы в конкурсе в Федеральном проекте стало новым этапом развития мощной экосистемы технологических инноваций СПбПУ, вся деятельность которой направлена на обеспечение научно-технологического прорыва России через применение передовых цифровых и производственных технологий.
• Очевидно, что в условиях вызовов новой реальности принципиально важна ориентация университета на решение сложных и актуальных задач высокотехнологичной промышленности – таких, которые сама промышленность по разным причинам решить не может. Это прежде всего уникальные высокотехнологичные разработки и стремление к глобальной конкурентоспособности и лидерству: не догонять, а опережать, формируя технологический суверенитет России.
• Тесная кооперация с ведущими высокотехнологичными предприятиями в рамках ПИШ позволяет начинающим специалистам получать знания и опыт через участие в командах по выполнению актуальных научно-технологических проектов на основе применения новых технологических инструментов и программных продуктов.
• Структура магистерских программ и программ дополнительного профессионального образования ПИШ и траектории обучения строятся от решаемой актуальной фронтирной инженерной задачи, предложенной и финансируемой нашим индустриальным партнером. Это самый эффективный путь к формированию компетенций мирового уровня, которые требуются российской промышленности здесь и сейчас»,
  – отметил ректор СПбПУ, академик РАН Андрей Рудской.

ПИШ «Цифровой инжиниринг» СПбПУ ведет исследования и разработки по пяти направлениям:

• кросс-отраслевые мультидисциплинарные цифровые технологии, интегрируемые на цифровой платформе разработки и применения цифровых двойников CML-Bench™;
• системный цифровой инжиниринг в двигателестроении;
• цифровые технологии в атомной отрасли;
• цифровые технологии для ТЭК;
• новые материалы.

В 2023 году планируется реализация портфеля из более 20 проектов на сумму, более чем на 400 млн руб.

Ключевыми партнерами ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» выступают

• госкорпорация «Росатом»: АО «ТВЭЛ» (НПО «Центротех», ООО «Центротех-Инжиниринг»), АО «Атомэнергомаш» (АО «ЦКБ машиностроения»), АО «Атомстройэкспорт» (АО «Атомэнергопроект»);
• госкорпорация «Ростех» (АО «ОДК», ПАО «ОДК-Сатурн», ПАО «ОДК-Климов», ПАО «ОДК-Кузнецов» и др.; АО «ОАК», холдинг «Вертолёты России» и др.),
• ПАО «Газпром нефть»,
• ПАО «Северсталь» и другие предприятия-лидеры российской промышленности.

Совместно с АО «ТВЭЛ», НПО «Центротех», ООО «Центротех-Инжиниринг» (ГК «Росатом») специалисты ПИШ СПбПУ реализуют проект разработки цифрового двойника быстровращающихся роторных систем и демпфирующих узлов, обладающих высокой надежностью и долговечностью.

В рамках договоров с АО «ЦКБ машиностроения» (входит в машиностроительный дивизион «Атомэнергомаш» госкорпорации «Росатом») ПИШ «Цифровой инжиниринг» разработаны технические проекты реактора парокислородного риформинга, реактора парового риформинга и подогревателя парогазовой смеси для создаваемого в Протвинском филиале АО «НИИ НПО «ЛУЧ» (входит в научный дивизион Росатома – «Наука и инновации») блочно-модульного испытательного стенда опытно-демонстрационной установки ОДУ-150 для отработки технологии получения водорода производительностью 150 нм3/час.

Совместно с АО «ОДК», АО «ОДК-Климов», ПАО «ОДК-Сатурн» (входят в состав ГК «Ростех») ведется перечень проектов в области двигателестроения. В том числе:

• развитие и отраслевая кастомизация цифровой платформы разработки и применения цифровых двойников CML-Bench™, с этой целью разработан программный модуль теплогидравлического расчета;

• для платформы CML-Bench™ разработаны программные модули профилирования турбомашин в рамках задачи автоматизации создания единой мастер-модели двигателя;
• выполнены расчетные исследования (цифровые испытания) тепловых схем перспективных гибридных авиационных двигателей.

В интересах АО «НИКИЭТ», Проектного центра ИТЭР, АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ», АО «Атомэнергопроект» (ГК «Росатом»), Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН, ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» выполняет разработку цифровых моделей в атомной и термоядерной энергетике. В частности:

• разработаны мультифизические цифровые модели экваториального и верхних портплагов с диагностическими модулями международного термоядерного реактора ИТЭР;
• проведена оценка срока службы элементов ИТЭР;
• проведено расчетное обоснование прочности корпусов реакторов БРЕСТ-ОД-300 и БРЕСТ-1200.

Для научно-технического центра «Газпром нефть» ПИШ СПбПУ разрабатывает цифровые модели месторождений углеводородов, включающие инструменты для автоматизации работы с промысловыми данными и алгоритмизацию поиска скважин-кандидатов на бурение с опцией информирования о возможных рисках и возможном дополнительном потенциале добычи углеводородного сырья.

В ходе выполнения НИОКР в ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» совместно с инженерами-исследователями принимают участие студенты, аспиранты и преподаватели. Фронтирные инженерные задачи, решаемые в рамках актуальных НИОКР, лежат в основе разрабатываемых новых образовательных программ.

В 2022 году в ПИШ СПбПУ были запущены и в настоящее время реализуются следующие направления подготовки магистрантов:

• 15.04.03 «ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА», магистерская программа «Компьютерный инжиниринг и цифровое производство» (партнеры программы: ООО «Центротех-Инжиниринг» / НПО «Центротех» / АО «ТВЭЛ» / ГК «Росатом»). Целью реализации магистерской программы является подготовка системных инженеров мирового уровня для атомной отрасли. В 2022 году проходят обучение 24 студента.
• 27.04.06 «ОРГАНИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ НАУКОЕМКИМИ ПРОИЗВОДСТВАМИ», магистерская программа «Организация и управление цифровыми наукоемкими производствами» (партнер программы – ПАО «Северсталь»). Цель: подготовка инженеров, обладающих компетенциями в области наукоемкого производства, системы менеджмента качества и IT. Обучение проходят 10 студентов.

В 2023 году пройдет набор студентов на еще две новые магистерские программы по направлению «Прикладная механика»:

• 15.04.03_09 «Цифровой инжиниринг и управление проектами» совместно с высокотехнологичной компанией «ОКАН»;
• 15.04.03_10 «Механика полимерных и композиционных материалов» в сетевом партнерстве с Кабардино-Балкарским государственным университетом им. Х. М. Бербекова.

В 2022 году 17 учащихся ПИШ СПбПУ прошли стажировки в высокотехнологичных компаниях: 6 человек в ПАО «ОДК-Кузнецов» (АО «ОДК», ГК «Ростех») и 11 – в ООО «Центротех-Инжиниринг» (входит в контур управления Топливной компании «ТВЭЛ» ГК «Росатом»).

Развивается научно-образовательная инфраструктура ПИШ СПбПУ как основа экосистемы технологического развития. В программе ПИШ СПбПУ запланировано создание 15 объектов инновационной научно-образовательной инфраструктуры. Первым в 2022 году было запущено в работу научно-технологическое образовательное пространство «ТВЭЛ-СПбПУ» Топливной компании ГК «Росатом». Оборудованы учебный класс на 24 места для занятий учащихся магистратуры, а также рабочая зона на 8 мест для инженеров ПИШ СПбПУ, выполняющих высокотехнологичные проекты в интересах ГК «Росатом», и совместной проектной работы с магистрантами. Пространство «ТВЭЛ-СПбПУ» оснащено современным высокотехнологичным оборудованием, высокопроизводительными вычислительными системами и специализированным программным обеспечением, в первую очередь, платформой разработки и применения цифровых двойников CML-Bench™, а также интерактивными комплексами опережающей подготовки инженерных кадров на основе передовых цифровых технологий.

В основе системного сотрудничества с АО «ТВЭЛ» лежит Дорожная карта, включающая широкий спектр научно-технологических и образовательных направлений, связанных, в первую очередь, с цифровым инжинирингом и платформенными решениями. Эффективное взаимодействие с индустриальным партнером находит выражение в успешно реализованных наукоемких проектах, а также в совместной работе над подготовкой инженеров с компетенциями мирового уровня, владеющих передовыми цифровыми и производственными технологиями, способных решать реальные задачи-вызовы, стоящие перед отечественной высокотехнологичной промышленностью.

Темы магистерских диссертаций соответствуют основным направлениям деятельности ООО «Центротех-Инжиниринг» и топливной компании «ТВЭЛ». Каждый магистрант для выполнения проекта получает двух наставников – со стороны ПИШ СПбПУ и ООО «Центротех-Инжиниринг». В течение всего обучения проходят регулярные встречи с наставниками не только в части подготовки магистерской работы, но и решения практических задач, включенных в учебный план. Программа ежегодно актуализируется в соответствии с новыми фронтирными инженерными задачами.

• «Мы предоставляем возможность каждому магистранту ПИШ "Цифровой инжиниринг" трудоустроиться к нам в компанию на полставки на должность младшего инженера, чтобы полностью погрузиться в работу и познакомиться со специфическими особенностями инженерной деятельности. Это интересно с точки зрения вовлечения в производственный процесс, получения реальных навыков работы в конкретных проектах.
• Мы крайне заинтересованы в реализации всех планов, включенных в программу ПИШ СПбПУ, поскольку это должно обеспечить приток молодых специалистов, которые владеют не только современными технологиями компьютерного моделирования, но и обладают знаниями в области передовых производственных технологий в целом.
• Не секрет, что в настоящее время восполнять нехватку высококвалифицированных кадров, особенно для решения сложных инженерных задач, приходится через специализированные программы дополнительного образования. В этой части формат ПИШ, позволяющий молодому специалисту получить комплексные знания в области системного цифрового инжиниринга наряду с умением работать в современной программной среде, нам видится наиболее эффективным»,
  – подчеркнул заместитель директора – главный конструктор по цифровому моделированию ООО «Центротех-Инжиниринг» Алексей Глазунов.

Во время обучения магистранты приобретают навыки работы в команде в процессе решения актуальных научно-технологических задач, выполнения НИОКР, погружаются в специфику процедур и регламентов предприятия. После завершения обучения выпускники ПИШ СПбПУ имеют возможность продолжить работу на предприятиях АО «ТВЭЛ» Госкорпорации «Росатом».

Отметим, что в соответствии с Распоряжением Правительства Российской Федерации от 26 мая 2022 года № 1315-р Алексей Боровков вошел в состав Совета по грантам на оказание государственной поддержки создания и развития передовых инженерных школ.
Во избежание конфликта интересов Алексей Иванович не принимал участия в представлении и оценке результатов развития Передовой инженерной школы «Цифровой инжиниринг» СПбПУ, руководителем которой он является.