Сегодня Россия столкнулась с новыми технологическими, социальными, экономическими вызовами. На этом фоне возросла роль интеграции науки, образования и промышленности. Инженеры должны быть подготовлены так, чтобы они могли эффективно решать задачи-вызовы, повсеместно возникающие перед различными высокотехнологичными отраслями. Кроме того, именно учёные и инженеры в силе избавить страну от импортозависимости. Далеко ли России до технологического суверенитета? Какие факторы тормозят достижение лидерства на мировом рынке технологий, и что нужно предпринять для преодоления этих препятствий? – изданию konkir.ru рассказал проректор по цифровой трансформации Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, руководитель Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Алексей Боровков.
Алексей Иванович, на последнем Международном муниципальном форуме БРИКС+ Политехнический университет был соорганизатором нескольких сессий. В частности, речь шла о технологическом лидерстве. Что нужно делать, чтобы наша страна обрела технологический суверенитет и вышла в лидеры на глобальных рынках?
К технологическому лидерству нужно двигаться системно, шаг за шагом, соизмеряя свои темпы развития с динамикой изменения технологических фронтиров. Первый этап – традиционный, то есть, когда решается перечень актуальных на сегодня задач. Речь идёт об импортозамещении и уже эксплуатируемом оборудовании, ресурс которого ограничен. Но, конечно, нас всех интересует импортоопережение – разработка и производство какой-либо продукции с более высокими техническими и потребительскими характеристиками. Когда мы можем полностью создавать сложные технические или киберфизические системы для разных высокотехнологичных отраслей – это уже импортонезависимость. Всё это в совокупности – движение в сторону технологического суверенитета России. Как только мы его достигнем, можно задуматься и о технологическом лидерстве, понимая, что технологии стремительно развиваются, с каждым годом становятся более наукоемкими и мультидисциплинарными, соответственно, технологические фронтиры перемещаются, что и предопределяет регулярную фокусировку интеллектуальных и финансовых ресурсов.
Приведите, пожалуйста, пример системной деятельности Политехнического университета?
Если говорить о деятельности в области развития технологий, то, во-первых, это, конечно, в 2020-2021 гг. – разработка, согласование со всеми высокотехнологичными корпорациями и компаниями России и утверждение национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения». Подчеркну, первого и единственного в мире стандарта, выводящего передовую технологию разработки цифровых двойников на важнейшую стадию жизненного цикла – «Разработка», именно на этой стадии закладываются ключевые конкурентные преимущества любого высокотехнологичного изделия.
Во-вторых, создание и развитие цифровой платформы разработки и применения цифровых двойников CML-Bench. (Цифровой двойник изделия – это система, состоящая из цифровой модели изделия и двусторонних информационных связей с изделием – прим. ред.). Цифровые двойники позволяют создавать серьёзные научно-технические заделы, проектировать изделия для различных областей промышленности. Основную концепцию цифрового двойника можно объяснить на примере кубика Рубика. Задача – собрать кубик так, чтобы каждая грань была определённого цвета. И вот у нас есть, для простоты понимания, 6 базовых требований – 6 граней. Нужно спроектировать изделие таким образом, чтобы соблюсти все противоречащие друг другу требования и найти компромисс между целевыми показателями и ресурсными ограничениями. Какие у нас ограничения? Это временные и финансовые, понятно, что времени и денег всегда не хватает. Также это технологические и производственные ограничения – нужно проектировать изделие под возможности конкретного производства, так как модернизация производства – это, как правило, миллиарды рублей и годы. Наконец, это экономические, экологические и нормативные ограничения. В общем, мы должны создать новую технологию, удовлетворяющую запросам заказчика и требованиям высокотехнологичного рынка. Такие технологии, как цифровые двойники, существенно снижают себестоимость разработки и сокращают время вывода продукции на рынок.
Насколько долгим может быть путь до технологического суверенитета и, возможно, лидерства?
Если мы пойдём традиционным путём, то он может быть очень долгим и, скорее всего, он не будет учитывать той высокой динамики изменения геополитической и научно-технологической повестки. Этот путь прописан в Стратегии научно-технологического развития РФ. Но стоит помнить, что эта Стратегия писалась несколько лет назад, когда была другая реальность. Сейчас же нам нужно практически одновременно решать все важные задачи: и импортозамещение, и импортоопережение, и импортонезависимость, и достижение технологического суверенитета. Конечно, полезно всегда в качестве ориентира держать технологическое лидерство и даже технологическое превосходство.
Традиционный путь начинается с фундаментальных исследований, потом идут прикладные исследования, потом – создание и разработка технологий или продукта, и, в конце концов, вывод его на рынок. Это может занимать многие годы.
Например, создание газотурбинного двигателя совсем недавно, как правило, занимало 10-15 лет. Цифровые технологии позволили сократить время разработки до 7-10 лет. А амбициозные цели сегодняшнего дня, отвечающие технологическим фронтирам мирового уровня, – 4 года. Конечно, это серьезный научно-технологический прорыв, который возможно реализовать на основе технологии цифровых двойников, которая позволяет снижать себестоимость разработки, время вывода продукции на рынок и обоснованно сокращать объемы натурных испытаний за счет широкого применения цифровых (виртуальных) испытаний, стендов и полигонов.
Такое форсирование сроков не скажется ли негативно на качестве продукта?
Это не форсирование сроков, это применение передовых цифровых технологий мирового уровня для решения актуальных сложнейших наукоемких задач. Если не применять эти передовые технологии, то и время разработки практически не сократить. В технологию разработки цифровых двойников заложены специализированные подходы, методы и процедуры, которые позволяют избежать ошибок за счёт применения математических и компьютерных моделей высокого уровня адекватности. Если раньше ошибки выявлялись, как правило, на испытаниях, то сейчас аналогом реальных испытаний являются виртуальные испытания, включая специально разрабатываемые цифровые (виртуальные) стенды и полигоны. Это такие революционные технологии, которые значительно ускоряют производство и повышают качество высокотехнологичной продукции и являются основным конкурентным преимуществом компаний, которые владеют этими технологиями.
Над какими ещё инновационными продуктами работают специалисты Политехнического университета?
У нас в СПбПУ несколько передовых структур федерального уровня. Инжиниринговый центр «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) около десяти лет успешно работает по заказам промышленных предприятий. Центр компетенций НТИ «Новые производственные технологии» занимается системно научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими работами (НИОКР) по заказу высокотехнологичных корпораций в рамках долгосрочных дорожных карт. Здесь, в первую очередь, нужно назвать Объединенную двигателестроительную корпорацию (ОДК) госкорпорации «Ростех» и топливный дивизион ТВЭЛ госкорпорации «Росатом». У нас функционирует Научный центр мирового уровня – «Передовые цифровые технологии», который занимается проблемно-ориентированными фундаментальными исследованиями, а также совсем недавно сформирована Передовая инженерная школа «Цифровой инжиниринг», сфокусированная на решении фронтирных инженерных задач, выдвигаемых высокотехнологичной промышленностью, и совместному созданию новых актуальных технологических магистратур с целью подготовки востребованных специалистов мирового уровня – «инженерного спецназа».
Хотел бы обратить внимание именно на процесс образования в Передовой инженерной школе СПбПУ. Модель выстроена очень грамотная. Высокотехнологичный индустриальный партнёр, это может быть компания или корпорация из той или иной отрасли, выдвигает перечень фронтирных инженерных задач. Как правило, это наукоемкие и технологически сложные задачи. Тогда мы совместно с индустриальным партнером выстраиваем подготовку инженеров в рамках выполнения реальных НИОКР. Для Передовой инженерной школы стоит задача создания 11 новых технологических магистратур, чтобы со студенческой скамьи готовить специалистов, которые будут в команде с опытными инженерами работать над фронтирными инженерными задачами и совершать так называемые технологические прорывы. Что такое прорыв? – это, фактически, фокусировка интеллектуальных, технологических и финансовых ресурсов на определенном направлении. Нельзя сделать прорыв по широкому фронту – ресурсов не хватит. Ведь, как известно, нерешаемых задач нет, есть задачи нефинансируемые.
От материального и осязаемого мира перенесёмся в метавселенную. Технологии опережающего развития – ещё одно направление, с которым активно работает Политех. Что делает СПбПУ в виртуальности?
Это касается дальнейшего развития феномена социальных сетей. Создаётся некоторое пространство, в которое можно погрузиться, в котором можно общаться и в котором можно работать. При необходимости можно использовать технологии виртуальной и дополненной реальности. В этом пространстве можно, например, получать дополнительное образование, повышать квалификацию или организовать совместную работу большого числа участников над каким-то проектом. Для этого необходимы, во-первых, цифровая платформа, во-вторых, передовые цифровые технологии. Также на платформе должны быть маркет-плейсы, на которых будут представлены те, кто обладает оборудованием, технологиями, ресурсами или компетенциями для реализации того или иного проекта. Но современный мир только в начале пути перехода на такую форму сотрудничества.
То же самое примерно будет и с образованием: будут платформы, на которых размещаются курсы разного уровня – от вводных до специализированных, например, в технологической магистратуре, реализуемой совместно с тем или иным высокотехнологичным индустриальным партнером. Это обеспечивает высокую степень вариативности, обучающийся совместно с наставником сможет сформировать свою индивидуальную образовательную траекторию, подстраивать её под внешние изменяющиеся требования и условия с учетом имеющихся ресурсов. То есть, фактически это инструменты, технологии и платформы, которые будут позволять отражать наши возможности в современном динамичном мире. Это то, что на современном языке называется широко используемыми терминами клиентоцентричность, человекоцентричность.
Политех ведёт активную международную деятельность. Какие соглашения входят в текущую повестку?
Учитывая специфику новой реальности, в основном, это наши партнёры из Республики Беларусь, Казахстана, Китая. Есть договорённости о сотрудничестве с предприятиями и организациями из этих стран с учётом их потребностей. В первую очередь, конечно, в интересах промышленности. То есть, требуется наше научно-технологическое сопровождение в какой-то определённой сфере, в первую очередь, на стадии жизненного цикла – разработка, на которой закладываются все конкурентные преимущества.
С Китаем мы взаимодействуем уже давно. При этом, стоит всегда помнить, что Китай – это страна, которая ставит задачу научиться и перенять передовые технологии, а дальше обойтись без тебя, причём они этого даже не скрывают. Это нужно предвидеть на самом старте сотрудничества. То есть, понимая свой потенциал и возможности, нужно развиваться быстрее, чем они будут пытаться понять и копировать технологию, изделие, продукт и тд. Это называется реверсивный инжиниринг, когда берётся лучший образец, создаётся его копия, а потом через какое-то время, при государственной поддержке, а она у них мощная, выясняется, что они начинают делать это лучше, чем те, кто придумал и научил. То есть, у них всегда стоит задача, во-первых, научиться и перенять опыт, во-вторых, – сделать лучше, но уже самостоятельно.
Что нужно предпринять, чтобы наши разработки оставались нашими и были широко представлены на мировом рынке, скажем так, с пометкой «Сделано в России»?
Нужно на базе цифровых платформ и накопленного многолетнего успешного опыта генерировать решения лучше, быстрее, дешевле – разрабатывать новые изделия, организовывать совместные производства, оставляя за собой интеллектуальную собственность. Мы – креативная страна в отличие от многих наших партнёров. Они могут практически любую технологию довести до совершенства с помощью автоматизации, роботизации, наконец, безлюдного производства. У нас с этим значительно сложнее. Известно, что мы всегда можем сделать что-то лучше, но в единичных экземплярах. А чтобы перейти к массовому серийному производству и закрепиться на рынке, нужно то, что делают коллеги в Китае, Корее, Японии – это цифровое бережливое производство, с исключением человеческого фактора, в том числе, нашего российского «авось». В этом направлении мы в России ещё только в начале пути, хотя, конечно, есть и прекрасно функционируют современные высокотехнологичные предприятия мирового уровня.
И всё же, есть ли шанс у России войти в число технологических лидеров?
Мы всегда оптимистично настроены! Просто каждый на своём месте должен вносить достойный вклад, испытывая гордость за страну, которая, по-прежнему, даёт одно из лучших фундаментальных образований в мире, создает передовые цифровые и производственные технологии, выпускает конкурентоспособную продукцию.
Источник: Конкуренция и рынок
Свежие комментарии