Центр компетенций НТИ по направлению «Новые производственные технологии»

Стратегические цели реализации программы Центра:

• В научно-техническом направлении: разработка решений для создания высокотехнологичных изделий мирового уровня (двигателей, автомобилей, самолетов, вертолетов и пр.) с применением новых производственных технологий и опорой на кросс-отраслевые и мультидисциплинарные компетенции инженеров и ученых СПбПУ и более 80 участников Консорциума.
  
  
• По направлению образовательной деятельности: подготовка специалистов и развитие компетенций сотрудников и руководителей высокотехнологических предприятий в области новых производственных технологий посредством образовательных программ, дополнительной профессиональной подготовки, курсов повышения квалификации различных форматов (очные, заочные, онлайн, смешанные; индивидуальные, групповые, корпоративные, отраслевые курсы).
  
  
• В части формирования инфраструктуры: формирование совместно с партнерами и участниками консорциума единой среды (экосистемы) развития новых производственных технологий за счет согласованных действий по ключевым направлениям – от разработки до продвижения, в рамках единой программы развития сквозной технологии и реализации дорожной карты «Технет» (передовые производственные технологии) НТИ.

Для достижения этих целей Центр применяет и развивает следующие технологии:

• Цифровое проектирование и моделирование (CAD-CAE-HPTC-CAO-CAM-CAAM), цифровые двойники (Digital Twins), бионический дизайн ((Simulation & Optimization)-Driven Bionic / Generative Design), «умные» цифровые двойники (Smart Digital Twins), (CAD, CAE, CAO, CAM, CAAM, Simulation & Optimization)-Driven Bionic Design, PDM, PLM&Advanced Manufacturing;
  
  
• Новые материалы (композиционные материалы, наноматериалы, метаматериалы, металлопорошки для аддитивного производства);
  
  
• Аддитивные технологии и аддитивное производство, включая 3D-принтеры, технологии, подходы и способы работ с исходными материалами, разработка и производство металлопорошков и набор услуг по 3D-печати;
  
  
• Smart-Manufacturing-технологии и гибридные производственные технологии.

Для развития инженерного образования и обеспечения трансфера компетенций в области новых производственных технологий Центр НТИ СПбПУ реализует программу по созданию и развитию зеркальных инжиниринговых центров (ЗИЦ), создаваемых на базе российских промышленных корпораций, образовательных организаций и региональных операторов по решению технологических и инженерных задач промышленности.

Зеркальный инжиниринговый центр – способ организации партнерского взаимодействия, обеспечивающий трансфер компетенций в процессе выполнения проектов для высокотехнологичных отраслей промышленности и позволяющий тиражировать полученный успешный опыт.

Сотрудничество в формате ЗИЦ позволяет быстро собирать проектные консорциумы и выстраивать взаимодействие с носителями ключевых компетенций, которые зачастую территориально распределены, объединяя интеллектуальный потенциал и ресурсы промышленности, науки и образования.

Преодоление технологических барьеров

Существенным вкладом в преодоление обозначенного в Программе Центра на 2020 год барьера «Длительный и дорогостоящий процесс разработки с целью соответствия заданным требованиям и ограничениям элементов различных конструкций, производимых с применением аддитивных технологий» стало масштабирование лучших практик по организации процесса разработки с использованием новых производственных (в том числе аддитивных) технологий при создании продукции отечественной высокотехнологичной промышленности посредством создания сети зеркальных инжиниринговых центров (ЗИЦ).

К настоящему моменту в рамках работы по созданию сети ЗИЦ ведется взаимодействие со следующими вузами и организациями:

• Тюменский государственный университет
• Кабардино-Балкарский университет им. Х.М. Бербекова
• Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева
• Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова 
• Астраханский государственный университет
• Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук
• Южно-Уральский государственный университет
• Фонд «Региональный центр инжиниринга» Пермского края
• Сибирский федеральный университет
• Балтийский федеральный университет
• Сургутский государственный университет

Значимые результаты научно-исследовательской деятельности

• В рамках Программы специалистами Центра на основе технологии цифровых двойников были выполнены разработки, многие из которых стали уникальным прецедентом в своей отрасли:
  • электрический компактный смарт-кроссовер; o универсальная модульная пассажирская платформа автобусов, электробусов, троллейбусов;
  • конструктивные решения для авиационного газотурбинного двигателя;
  • технологические решения для универсальной платформы проектирования электротранспорта CML-CAR™;
  • семейство многоцелевых высокооборотных дизельных двигателей;
  • технические решения и прототипы устройств для создания глобально конкурентоспособных газовых турбин; 
  • принципиально новая конструкция системы очистки бурового раствора; 
  • принципиально новая конструкция антарктических саней для перевозки сверхтяжелых крупногабаритных грузов; 
  • концепт и элементы конструкции перспективного самолета-амфибии; 
  • виртуальные испытательные полигоны «Крыло», «Вертолет» и другие высокотехнологичные решения.
• Также специалисты Центра разработали ряд передовых производственных технологий и новых материалов для аддитивного производства, в том числе сложнолегированные металлопорошковые композиции нового поколения, методы проектирования и создания малоразмерных газотурбинных двигателей для аддитивного производства.
• Особое место в деятельности Центра занимает участие его специалистов в разработке математической прогнозной модели распространения COVID-19.

Результаты по направлению развития инфраструктуры, развития компетенций в области новых производственных технологий

• Развитие CML-Bench™ – Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников. Система управления деятельностью в области компьютерного инжиниринга была значительно усовершенствована с точки зрения функциональных возможностей, архитектуры и ядра системы, пользовательского интерфейса, безопасности и разграничения доступа к данным и интеграции внешних систем в единой среде. В рамках реализации проектов Центра с использованием CML-Bench™ было выполнено свыше 200 тыс. виртуальных испытаний и сформировано свыше 1,3 ПБ расчетных данных по всем проектам.
• Развитие сетевого взаимодействия и программы зеркальных инжиниринговых центров (ЗИЦ): проработка концепции и запуск 11-ти совместных Университетских зеркальных инжиниринговых центров с ведущими российскими вузами и высокотехнологическими предприятиями. Еще целый ряд центров находится в процессе создания.
• Поддержка и акселерация инновационных проектов: организация 4-х очередей конкурса-акселератора инновационных идей TechNet Project; участниками акселерационной программы стали более 100 проектов из различных городов и регионов страны: Перми, Самары, Тюмени, Саратова, Ярославля, Красноярска, Ульяновска, Москвы, Санкт-Петербурга и других. Организация программы «УМНИК Технет НТИ» совместно с «Фондом содействия инновациям» и проведение нескольких школ «УМНИК»; более 100 проектных команд получили консультации по программе «СТАРТ» ФСИ.
• Экспертно-аналитические материалы стратегического уровня: проект первой редакции национального стандарта ГОСТ Р «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники. Общие положения» (совместно с РФЯЦ-ВНИИЭФ в соответствии с Программой национальной стандартизации на 2020 год); экспертно-аналитический доклад «Передовые производственные технологии: возможности для России» (в партнерстве с Инфраструктурным центром «Технет» НТИ, НИУ «ВШЭ», Фондом «ЦСР «Северо-Запад», ФБУ «РТА»); дорожная карта по направлению развития «сквозной» цифровой технологии – «Новые производственные технологии», утвержденная Президиумом Правительственной комиссии по цифровому развитию, использованию информационных технологий для улучшения качества жизни и условий ведения предпринимательской деятельности; научное сопровождение подготовки книги «Цифровые двойники. Анализ, тренды, мировой опыт» (научный редактор – А.И. Боровков); «Прогноз реализации приоритета научно-технологического развития, определенного пунктом 20а Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации (переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, к новым материалам и способам конструирования, создание систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта)»; «Региональный стандарт НТИ» (по заказу АО «РВК»); ряд экспертно-аналитических заключений, статей, публикаций.
• Продвижение передовых производственных технологий: на собственных ресурсах Центра НТИ СбПУ и его структурных подразделений – более 2000 публикаций о быстрых победах и лучших практиках в области создания, развития и внедрения сквозной технологии; 7 номеров ежеквартального дайджеста Центра НТИ СПбПУ, рассказывающего о развитии сквозной технологии в России и в мире; более 100 деловых мероприятий (форумы, конференции, круглые столы, экспертные сессии, панельные дискуссии – организация и со-организация), в том числе – Первый Всероссийский и Второй Международный форумы «Новые производственные технологии»; в федеральных и региональных СМИ – более 400 уникальных информационных поводов Центра НТИ СПбПУ. Достигнутый информационный охват в сети Интернет, федеральных и региональных СМИ превышает 70 млн человек.

Внедрение и коммерциализация результатов деятельности Центра

За период работы Центра коммерциализировано результатов деятельности на 2 372 млн рублей.
Объем коммерциализации в 2020 году составил 942 млн рублей, из них по направлениям:

• цифровые двойники – свыше 430 млн рублей;
• аддитивные технологии – свыше 170 млн рублей;
• новые материалы – свыше 100 млн рублей.

Создание и лицензирование РИДов

В научно-техническом направлении: с 2018 по 2020 годы специалисты Центра совместно с партнерами и участниками Консорциума выполнили более 250 НИОКТР по направлениям сквозной технологии Центра в интересах более 100 высокотехнологичных предприятий. Кроме того, было создано 175 результатов интеллектуальной деятельности и заключено 105 соглашений на их использование.

Центр организует и развивает крупнейший в России Консорциум в области новых производственных технологий, основной организационный механизм трансфера и развития ППТ, разрабатываемых Центром НТИ СПбПУ. Консорциум органично объединяет лидеров науки, образования и промышленности.

На момент формирования Центра НТИ СПбПУ (декабрь 2017 года) консорциум объединял 33 организации. По состоянию на январь 2021 года консорциум Центра насчитывает 81 участника, включая 5 госкорпораций, 18 ведущих университетов, 4 крупнейшие научные организации и др.

По итогам электронного анкетирования региональных вузов, инновационных предприятий и промышленных корпораций, проведенного Центром НТИ СПбПУ в 2019 году, партнерская сеть Центра НТИ СПбПУ включает:

• 90+ организаций-партнеров «первого уровня» (прямое взаимодействие на основании подписанных соглашений о консорциуме и/или создании зеркальных инжиниринговых центров);
• 190+ организаций «второго уровня» (ключевые партнеры участников сети, не являющиеся прямыми партнерами СПбПУ).

Научные и образовательные учреждения

1. Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ) (лидер консорциума, участник программы 5-100) 
2. МГУ имени М. В. Ломоносова 
3. Санкт-Петербургский государственный университет (СПбГУ) 
4. Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) 
5. Московский политехнический университет 
6. НИУ «Московский институт электронной техники» (МИЭТ) 
7. АНО ВО «Университет Иннополис» 
8. Пермский Национальный Исследовательский Политехнический Университет (ПНИПУ) 
9. Южно-Уральский государственный университет (ЮУрГУ) (участник программы 5-100) 
10. Ивановский государственный политехнический университет (ИвГПУ) 
11. Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого (НовГУ) 
12. Тульский государственный педагогический университет имени Л. Н. Толстого (ТГПУ) 
13. Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» (МГТУ «СТАНКИН») 
14. Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева (РХТУ им. Д. И. Менделеева) 
15. Северо-Осетинский государственный университет имени К. Л. Хетагурова (СОГУ) 
16. Северо-Кавказский горно-металлургический институт (СКГМИ (ГТУ)) 
17.  Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» 
18. ГНЦ Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) 
19. Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева 
20. Тольяттинский государственный университет (ТГУ) 
21. Уфимский государственный нефтяной технический университет (УГНТУ) 
22. Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ») 
23. Владикавказский научный центр Российской академии наук (ВНЦ РАН) 
24. Китайский центр автомобильных технологий и исследований (CATARC) 
25. Институт проблем химической физики Российской академии наук

Партнеры из индустрии

1. Госкорпорация «Ростех» (объединяет «Вертолеты России», ОДК, КАМАЗ, АВТОВАЗ, РТ Академия и др.) 
2. Госкорпорация по атомной энергии «Росатом» 
3. Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК) 
4. Объединенная авиастроительная корпорация (ОАК) 
5. Объединенная судостроительная корпорация (ОСК) 
6. ОАО «Российские железные дороги» (ОАО «РЖД») 
7. АО «ГОЗ Обуховский завод» 
8. АО «Концерн «Морское подводное оружие-Гидроприбор» 
9. ПАО «ОДК-Сатурн» 
10. ПАО «Северсталь» 
11. Ульяновский автомобильный завод (ООО «УАЗ») 
12. ПАО «АВТОВАЗ» 
13. Средне-Невский судостроительный завод (АО «СНСЗ») (входит в ОСК) 
14. Казанское моторостроительное производственное объединение (АО «КМПО») 
15. ООО «Холдинг Ленполиграфмаш» 
16. АО «Диаконт» («Национальный чемпион») 
17. ЗАО «Биокад» («Национальный чемпион») 
18. ОАО «Фаберлик» 
19. Научно-производственное объединение «Бином» (НПО «Бином») 
20. Научно-производственное объединение «Центротех» (НПО «Центротех») 
21. Научно-исследовательский центр автоматизированных систем конструирования (НИЦ АСК) 
22. Научно-технический центр тонкопленочных технологий в энергетике 
23. Авиационный комплекс им. С. В. Ильюшина (ПАО «Ил») 
24. Первоуральский новотрубный завод (АО «ПНТЗ») 
25. Испытательный центр конструкционных и строительных материалов (ООО «ИЦ КСМ») 
26. Группа компаний «Хевел» (совместное предприятие ГК «Ренова» и АО «РОСНАНО») 
27. Научно-технический центр «Микротурбинные технологии» 
28. ООО «Лаборатория «Вычислительная механика» («Национальный чемпион», лауреат национальной промышленной правительственной премии РФ «Индустрия») 
29. ООО «ЛВМ-Инжиниринг» (победитель конкурса «Развитие-НТИ» Фонда содействия инновациям) 
30. ООО «ЦТК» (победитель конкурса «Развитие-НТИ» Фонда содействия инновациям) 
31. ООО «Политех-Инжиниринг» 
32. ООО «ОПТИМЕНГА-777» (резидент Фонда «Сколково», победитель конкурса «Развитие-НТИ» Фонда содействия инновациям) 
33. ООО «ВГТ» (резидент Фонда «Сколково», победитель конкурса «Развитие-НТИ» Фонда содействия инновациям) 
34. ООО «ТИК «ЛВМ АТ» 
35. ООО «ИЦ «ЦСП», Инжиниринговый центр «Цифровые средства производства для инженерного анализа и проектирования» при ТГПУ им. Л. Н. Толстого 
36. ООО «ИИТ Консалтинг» 
37. BFG Group 
38. АО «Ай-Теко» 
39. ООО «Плаза Отели» 
40. ООО «Тетракуб» 
41. ЗАО «ПОЛИИНФОРМ» 
42. ООО «НеоБИТ» 
43. ООО «ИТ-Сервис» 
44. ООО «ИЦ «МИР» 
45. ООО «РАСТ-Инжиниринг» 
46. ООО «Энергопромагрегат» 
47. АО «НПО Альянс Электро» 
48. ООО «О2 Световые Системы» 
49. ООО «Аддитивные технологии» 
50. ООО «АКСИС» 
51. ООО «ВИК проект» 
52. ООО «Иннотех» 
53. АО «ЛЛС»

Иные организации

1. Фонд «ЦСР «Северо-Запад» 
2. АО «Технопарк Санкт-Петербурга» (включает Инжиниринговый центр «Сейфнет» в области безопасности киберфизических систем, Бизнес-инкубатор «Ингрия», Центр кластерного развития Санкт-Петербурга, Центр прототипирования, РИЦ АФС) 
3. Образовательный Фонд «Талант и успех» (Образовательный центр «Сириус») 
4. Кластер «Креономика»

С 2018 по 2020 годы специалисты Центра совместно с партнерами и участниками Консорциума выполнили более 250 НИОКТР по направлениям сквозной технологии Центра в интересах более 100 высокотехнологичных предприятий.

Некоторые проекты Центра:

1. Развитие подходов цифрового проектирования и моделирования в автомобилестроении

a. Первый российский электрический смарт-кроссовер «КАМА-1», разработанный «с нуля» без ДВС-предшественника на основе технологии цифровых двойников (Digital Twins) и уникальных CML-платформенных решений. Разработка выполнена в кратчайшие по стандартам автомобилестроения сроки – за 2 года. Проект «Создание "Умного" Цифрового Двойника и экспериментального образца малогабаритного городского электромобиля с системой ADAS 3-4 уровня» реализован в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» (мероприятие 1.3 Проведение прикладных научных исследований и разработок, направленных на создание продукции и технологий, уникальный идентификатор соглашения: RFMEFI57818X0269). Индустриальный партнер проекта – ПАО «КАМАЗ». Проект стал победителем конкурса «Технологический прорыв – 2020» по решению представителей Платформы НТИ совместно с Правительством РФ.

b. Универсальная модульная пассажирская платформа для нового модельного ряда автобусов, электробусов, троллейбусов средней, большой и особо большой вместимости. Универсальная пассажирская платформа (УПП) предполагает унификацию модулей экстерьера и интерьера, что позволяет сократить временные и финансовые затраты на производство, обслуживание и ремонт машин, снизить их снаряженную массу и достичь, таким образом, улучшения экологических показателей. Проект реализуется в интересах ПАО «КАМАЗ».

с. Оптимизированные конструкции кузова внедорожного автомобиля. Применение компетенций Центра (разработка цифрового двойника автомобиля и применение топологической многовариантной оптимизации) позволило за короткое время (10 недель) добиться целевых потребительских свойств конструкции. Проект выполнен в интересах иностранного партнера Консорциума СПбПУ – компании CATARC (Китай).

d. CML-CAR™ – платформа-демонстратор кросс-рыночных и кросс-отраслевых «сквозных» цифровых и передовых производственных технологий. Применение компетенций Центра (цифровое проектирование и моделирование, формирование многоуровневой матрицы целевых показателей и ресурсных ограничений, разработка «умных» моделей, выполнение виртуальных испытаний, создание цифровых двойников при помощи Цифровой платформы CML-Bench™) позволило спроектировать конструкцию электромобиля, превосходящую конкурентные конструкции по массе, аэродинамическим характеристикам и некоторым другим параметрам. Проект реализуется совместно со стратегическим партнером Центра – группой компаний CompMechLab®.

2. Развитие подходов цифрового проектирования и моделирования в двигателестроении

a. Двигатель ТВ-7-117-СТ01. С применением компьютерного и суперкомпьютерного инжиниринга снижена масса двигателя ТВ-7-117-СТ01. Работы выполнены в интересах АО «ОДК-Климов».

b. Детальная термодинамическая модель газотурбинного двигателя (ГТД) как основа для создания виртуального испытательного полигона «Газотурбинный двигатель» и цифрового двойника ГТД. Результаты применены при разработке оптимизированной конструкции серийного изделия. Применение компетенций Центра (виртуальные испытания компрессора и его модификаций, камеры сгорания и турбины во всем спектре режимов эксплуатации ГТД) позволило значительно снизить стоимость жизненного цикла ГТД. Проект реализуется в интересах Казанского моторостроительного производственного объединения (КМПО).

c. Разработка нового семейства многоцелевых высокооборотных дизельных двигателей на основе технологии цифровых двойников. Планируется применение двигателей на железнодорожном транспорте, в большегрузных автомобилях и в судостроении. Проект реализуется в интересах Уральского дизель-моторного завода (УДМЗ).

d. Разработка технических решений и прототипов устройств – камера сгорания, компрессор низкого давления – для создания конкурентоспособных газовых турбин мощностью 25 МВт для газоперекачивающих агрегатов на основе цифровых двойников разрабатываемых устройств. Индустриальный партнер: ОКБ им. А. Люльки (ПАО «ОДК-УМПО»).

3. Развитие подходов цифрового проектирования и моделирования в машиностроении

a. Принципиально новая конструкция системы очистки бурового раствора («вибросито»). Применение компетенций Центра (создание цифрового двойника и виртуальных испытательных стендов изделия) позволило существенно превзойти показатели изделия по сравнению с конкурентами. Проект реализуется в интересах НПО «Центротех» (предприятие ТВЭЛ/ГК «Росатом»).

b. Принципиально новая конструкция антарктических саней для перевозки крупногабаритных многотонных грузов. Применение компетенций Центра (разработка цифрового двойника транспортных арктических саней и проведение виртуальных испытаний, моделирующих условия эксплуатации в Антарктиде) позволило найти решение для конструкции, перемещающей до 60 тонн вместо 16 тонн при прежних характеристиках. Проект реализуется в интересах завода им. Комсомольской правды стратегическим партнером и членом консорциума Центра НТИ СПбПУ компанией ООО «Политех-инжиниринг».

4. Развитие подходов цифрового проектирования и моделирования в авиастроении

a. Концепт (аэродинамический облик, силовая схема корпуса) и элементы конструкции (винт, шасси) нового перспективного самолета-амфибии. Применение компетенций Центра позволило оптимизировать аэродинамические показатели конструкции самолета под заданные проектные цели, разработать полностью композитные корпус и крылья, увеличить дальность полета до 2200 км, обеспечить возможность взлета и посадки как с твердой поверхности (на нее), так и с воды (на нее) при ограниченной полосе разбега.

b. Расчет условий и режимов работы несущей системы вертолета. Применение компетенций Центра (создание виртуального испытательного полигона для определения полетных режимов и внутренних нагрузок проектируемой несущей системы вертолета для проверки полетных характеристик вертолета без изготовления опытного образца и выполнения дорогостоящих натурных испытаний) позволило определить нагрузки на все элементы несущей системы и выполнить расчет прочности. Проект реализован в интересах ООО «ВР-Технологии» (холдинг «Вертолеты России»/ГК «Ростех»).

5. Цифровое проектирование и моделирование в других отраслях

a. Создание математической прогнозной модели распространения COVID-19. Имея огромный опыт математического моделирования в различных научных областях и отраслях высокотехнологичной промышленности, сотрудники Центра НТИ СПбПУ по просьбе заместителя министра здравоохранения Российской Федерации В.В. Уйбы (сейчас занимает пост Главы Республики Коми) с февраля 2020 года вошли в сформированный по инициативе и под руководством А.И. Боровкова проектный консорциум совместно со специалистами Института биомедицинских систем и биотехнологий СПбПУ и Научно-исследовательского института гриппа имени А.А. Смородинцева. Разработанная модель способствовала планированию и принятию важнейших административных решений в различных регионах России в период пандемии COVID-19. За разработку А.И. Боровков получил благодарность от имени Первого Заместителя Председателя Правительства РФ А.Р. Белоусова за существенный вклад в развитие отечественного технологического бизнеса.

b. Мегапроект «Северный морской транзитный коридор» (СМТК) по созданию комплексной транспортно-логистической системы для международных транзитных морских грузоперевозок на маршруте Азия – Европа через Северный морской путь (СМП). Центр НТИ СПбПУ участвует в проекте в качестве эксперта в области цифрового моделирования и проектирования, разработки цифровых двойников. Проект СМТК был инициирован Госкорпорацией «Росатом» в 2019 году с целью создания нового предложения на международном рынке логистического сервиса по доставке грузов между Северо-Западной Европой и Восточной Азией через СМП. Отраслевым логистическим оператором выступает предприятие ГК «Росатом» – ООО «Русатом Карго», на базе которого ведутся организация и развитие международных транзитных морских грузоперевозок по формируемой транспортной магистрали на базе СМП.

c. Федеральный проект «Цифровой Обь-Иртышский бассейн» по созданию основанной на больших данных системы комплексного управления водными ресурсами крупнейшего в России и третьего по величине в мире – Обь-Иртышского речного бассейна. Проект был инициирован губернатором Кузбасса С.Е. Цивилёвым в марте 2019 года, в его реализацию вовлечены 12 регионов Западной Сибири и Урала. Цифровое моделирование экосистемы главных сибирских рек позволит выявить основные факторы, критически влияющие на уровень техногенной нагрузки, определить пути решения проблем, связанных с накопленным экологическим ущербом, и перейти к системной реализации мер по оздоровлению водных объектов. Задача проекта, аналогов которому в мире пока нет: с применением технологии цифровых двойников (Digital Twins) и больших данных (Big Data) создать комплексную систему управления водными ресурсами, которая станет инструментом поддержки принятия решений для федеральных и региональных органов власти, а также промышленных предприятий – водопользователей. Центр НТИ СПбПУ выступает в качестве технологического координатора и исполнителя проекта.

6. Разработка передовых производственных технологий аддитивного производства и новых материалов

a. Экспериментальные образцы сложнолегированных металлопорошковых композиций нового поколения для применения в 3D-печати. Благодаря уникальному химическому составу на основе ниобий-кремния, который невозможно получить традиционными методами, изделия из такого сплава выдерживают температуру до 1450 C°. Это делает возможным их применение для производства газотурбинных двигателей 5-го поколения в качестве замены более низкотемпературных никелевых аналогов (не более 1200 С°), чтобы значительно повысить КПД двигателя и снизить эмиссию CO2. Проект реализуется совместно с АО «Балтийская Промышленная Компания».

b. Опытные образцы материала, изготовленные методом селективного лазерного плавления (СЛП) атомизированных порошков сплавов с эффектом памяти формы системы Ti-Ni и по своим физико-механическим и функциональным свойствам лишь незначительно уступающих материалам, полученным классической термомеханической обработкой.

с. Создание инновационных металлизационных покрытий из перспективных материалов для эксплуатации в экстремальных природных условиях. Применяются технологии холодного газодинамического напыления порошковых материалов, сверхзвукового газопламенного напыления и электрохимического осаждения на основе дисперсий железо-хромовых сплавов и углеродных материалов (графен, модифицированные сажи, наночастицы). Данные покрытия являются инновационными как по составу, так и по методам нанесения и разрабатываются с целью повышения эксплуатационной надежности оборудования и материалов, работающих в экстремальных природных условиях нефтегазовых месторождений, Арктических регионов, зон вечной мерзлоты. Полученные уникальные покрытия на основе композиции Ni (никеля) и Со (кобальта) по значениям коррозионной стойкости более чем в 6 раз превосходят соответствующие значения применяемых сегодня материалов (13Cr). Разработка Научно-технологического комплекса (НТК) «Новые технологии и материалы» в рамках научно-технологического сотрудничества с ПАО «Северсталь».

d. Разработка научно-технологических основ цифрового производства крупногабаритных элементов изделий из алюминиевых сплавов аддитивным электродуговым выращиванием и последующим их соединением методом сварки трением с перемешиванием. Проект объединяет преимущества двух современных ресурсосберегающих технологий создания материалов и конструкций нового поколения для авиационной и космической отраслей промышленности, судостроения и энергетики. Аддитивное электродуговое выращивание (WAAM) и сварка трением с перемешиванием (FSW) с использованием средств цифровой обработки позволяют наладить производство крупногабаритных элементов изделий из алюминиевых сплавов в различных отраслях. Разработка ведется лабораторией «Синтез новых материалов и конструкций», индустриальный партнер – АО «Балтийская промышленная компания».

e. Отечественная технология получения однонаправленных лент из углеродных волокон и термопластичных полимеров. Новые термопластичные полимерные композиционные материалы имеют ряд преимуществ по сравнению со всеми известными композиционными материалами на основе реактопластов: широкий интервал температур эксплуатации (от –195 до +230 °С), высокую скорость переработки, повышенные демпфирующие свойства, высокую устойчивость к ударным нагрузкам и др. В разных отраслях промышленности композиционные материалы заменяют дорогостоящий алюминий – с преимуществом в весе и кратным снижением трудоемкости производства. Исполнитель проекта – Лаборатория «Моделирование технологических процессов и проектирование энергетического оборудования», соисполнитель – Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова, УЗИЦ «Эльбрус».

За 2018-2020 гг. в Центре было подготовлено 15 067 специалистов, из которых 353 – по основным образовательным программам бакалавриата, специалитета и магистратуры.

Специалистами Центра разработано и запущено 4 магистерские программы, 1 из которых является сетевой, 52 дополнительные программы повышения квалификации, а также 2 программы переподготовки. Специалистами Центра разработано 9 массовых открытых онлайн-курсов на различных платформах: Национальном портале «Открытое образование», Coursera, Moodle, Stepik; онлайн-курсы прошли свыше 40 000 человек.

В 2020 году Центр реализует 22 дополнительные профессиональные образовательные программы, в числе которых программа переподготовки руководителей – лидеров команд цифровой трансформации организаций еМВА (Executive Master of Business Administration) «Лидеры цифровой трансформации», президентская программа подготовки управленческих кадров для организаций и предприятий РФ. В 2020 году Высшая школа технологического предпринимательства (ВШТП) Института передовых производственных технологий (ИППТ) Центра запустила Открытый отбор – новый способ отбора абитуриентов на привилегированные места по международной образовательной программе «Технологическое лидерство и предпринимательство». Уникальная программа реализуется совместно с Агентством стратегических инициатив (АСИ) на платформе Leader-ID. Также в ВШТП сформирован экспертный совет для организации проекта «стартап как диплом», первый выпуск по проекту будет в 2021 году.

В ИППТ СПбПУ, на базе которого создан Центр, реализуется уникальная модель образовательной, исследовательской и инновационно-предпринимательской деятельности «Разработки → Исследования → Образование» как ключевой элемент построения финансово устойчивой структуры, представляющей собой экосистему с характеристиками самоорганизации, саморегулирования и саморазвития.

Все образовательные программы разделены на три направления:

1. Цифровое проектирование и моделирование.

Основные модули: компьютерный инжиниринг и цифровое производство, вычислительная механика, нелинейная механика сплошной среды, механика контактного взаимодействия и разрушения, топологическая оптимизация и бионический дизайн, современные методы системного моделирования и управления расчетными данными, системная инженерия, цифровые двойники продуктов и процессов, верификация и валидация численных моделей и блоки дисциплин в области технологий управления данными (PLM, MES и т.д.), а также в области менеджмента (предпринимательство, трансфер технологий, SCM и т.д.). Также планируется запуск проектной магистратуры «Автомобиль за два года», включающий в себя блоки основных дисциплин (дизайн автомобиля, автомобильные системы, пассивная и активная безопасность, электроника, методы системной интеграции и т.д.) и технических элективных курсов (материалы и производство транспортного средства, производительность ТС, передовые силовые установки).

2. Материалы и производственные технологии.

Основные образовательные программы этого направления строятся вокруг аддитивных технологий и применения новых, в том числе композиционных, материалов.

3. Фабрики Будущего.

Направление предназначено для переподготовки кадров для новой цифровой экономики. Содержание определяется необходимостью понимания парадигмы нового проектирования и создания глобально конкурентоспособной продукции в кратчайшие сроки и под заданную стоимость, понимания всех технологий производства и управления при реализации Цифровых, «Умных» и Виртуальных Фабрик Будущего. В числе основных компетенций: управление цепями поставок; процессы управления наукоемкими производствами; конструкторско-технические инновации и трансфер технологий; системный инжиниринг; дизайн-мышление; технологическое лидерство и предпринимательство.

На сегодняшний день в Центре реализуются основные и дополнительные образовательные программы по следующим направлениям:

01.04.03 «Механика и математическое моделирование»
08.03.01 «Строительство»
09.03.01 «Информатика и вычислительная техника»
10.04.01 «Информационная безопасность»
10.05.01 «Компьютерная безопасность»
10.05.03 «Информационная безопасность автоматизированных систем»
10.05.04 «Информационно-аналитические системы безопасности»
15.04.03 «Прикладная механика»
15.04.04 «Автоматизация технологических процессов и производств»
15.04.06 «Мехатроника и робототехника»
22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов»
22.04.02 «Металлургия»
27.04.05 «Инноватика»
27.04.06 «Организация и управление наукоемкими производствами»
38.00.00 «Экономика и управление»

В том числе в ИППТ реализуются следующие направления:

15.04.03_07 «Компьютерный инжиниринг и цифровое производство»;
27.04.06 «Организация и управление наукоемкими производствами»

Курсы повышения квалификации:

• Аддитивные технологии 
• Введение в аналитические решения SAP на базе SAP HANA 
• Введение в основы цифровой трансформации предприятия, концепция фабрик будущего 
• Компьютерный инжиниринг и цифровое производство. Проектирование оптимизированных конструкций на основе принципов бионического дизайна и возможностей аддитивных технологий 
• Новая парадигма проектирования: цифровые двойники, бионический дизайн и сквозные технологии 
• Новые материалы и технологии 
• Основы проектной деятельности 
• Передовые производственные технологии 
• Подготовка расчетных моделей, расчеты прочности, оптимизация и проектирование с применением программных систем Altair и KISSsoft 
• Построение бизнес процессов интеллектуального предприятия 
• Технологии "Фабрик Будущего" 
• Технологии цифровой промышленности 
• Управление бережливым производством в высокотехнологичных компаниях 
• Управление инновациями в условиях цифровой экономики 
• Управление предприятиями в условиях цифровой трансформации 
• Эффективное проектирование на основе топологической оптимизации под аддитивное производство с применением программной системы Altair Inspire 
• Акселератор "Новые производственные технологии" 
• Современное наставничество в высокотехнологичных компаниях в условиях цифровой трансформации 
• Цифровые технологии современного производства 
• Проектные команды Цифровой трансформации 
• Основы информационного моделирования объектов капитального строительства 
• Инновационные и цифровые технологии в образовании

Руководящий состав Центра

• Рудской Андрей Иванович, ректор СПбПУ,
  +7 (812) 552-67-57, +7 (812) 552-60-80,
  rector@spbstu.ru
  
  
• Боровков Алексей Иванович, проректор по перспективным проектам СПбПУ, руководитель Центра,
  +7 (812) 552-73-95,
  vicerector.ap@spbstu.ru
  
  
• Давыдов Илья Сергеевич, заместитель руководителя Центра,
  +7 (812) 309-18-88,
  davydov@compmechlab.com
  
  
• Рождественский Олег Игоревич, руководитель Дирекции Центра,
  +7 (812) 591-65-28,
  orozhdestvenskiy@compmechlab.com
  
  
• Клявин Олег Игоревич, главный конструктор ИЦ «ЦКИ» СПбПУ, заместитель руководителя Центра,
  +7 (812) 591-65-28,
  klyavin@compmechlab.com
  
  
• Салкуцан Сергей Владимирович, заместитель руководителя Дирекции Центра по образованию,
  +7 (812) 534-66-10,
  salkutsan@spbstu.ru
  
  
• Альхименко Алексей Александрович, директор Научно-технологического комплекса «Новые технологии и материалы»,
  +7 (812) 552-64-41,
  weatherford@onti.spbstu.ru
  
  
• Попович Анатолий Анатольевич, научный руководитель Лаборатории «Синтез новых материалов и конструкций»,
  +7 (812) 552-66-23,
  director@immet.spbstu.ru
  
  
• Одноблюдов Максим Анатольевич, заведующий Лабораторией «Лазерные и плазменные технологии»,
  +7 (812) 552-98-29,
  odnoblyudov@spbstu.ru
  
  
• Ядыкин Владимир Константинович, заведующий Лабораторией «Моделирование технологических процессов и проектирование энергетического оборудования»,
  A_drozdi@mail.ru;
  
  
• Кривцов Антон-Иржи Мирославович, заведующий Лабораторией «Моделирование производственных технологий и процессов»,
  +7 (812) 290-98-72,
  anton.krivtsov@spbstu.ru
  
  
• Болсуновская Марина Владимировна, заведующий Лабораторией «Промышленные системы потоковой обработки данных»,
  +7 (921) 348-41-82,
  marina.bolsunovskaia@spbpu.com
  
  
• Зегжда Дмитрий Петрович, руководитель Центра кибербезопасности цифровых технологий,
  +7 (812) 552-76-32,
  dmitry@ssl.stu.neva.ru
  
  
• Шнеерсон Герман Абрамович, заведующий Лабораторией «Компьютерное проектирование и экспериментальные исследования физических процессов в сильных электрических и магнитных полях»,
  +7 (812) 775-05-30
  
  
• Бондаренко Роман Валерьевич, заведующий Лабораторией «3D образование»,
  +7 (812) 718-62-09,
  3d_obrazovanie@bk.ru

Адрес: 195251, Россия, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29, лит. АФ (Научно-исследовательский корпус «Технополис Политех» СПбПУ), Дирекция: оф. А.3.08.
Тел.: +7 (812) 775-05-20
https://nticenter.spbstu.ru
nticenter@spbstu.ru