Программу "Завтра в мире" ведёт Лариса Катышева.

Гость в студии - Александр Фертман, директор по науке, технологиям и образованию Фонда "Сколково".

С ним мы обсуждили, что такое "Индустрия 4.0", что такое новейшие технологии и как они реализуются в мире и в России, в частности.

Что такое передовые технологии? В массовом понимании, когда произносится фраза "технологии XXI века" - это IT-технологии. Да, они составляют значительную часть передовых технологий, но это далеко не всё. И есть европейская программа индустриализации "Industry 4.0" и есть американская "Advanced Manufacturing Programs" . Что внутри этих программ?

А. Фертман: Не могу не сказать о том, что, конечно, не зря в массовом сознании информационные технологии занимают существенное место. Точно так же и в рамках передовых производственных технологий без информационных технологий, без цифровизации программ, которые сейчас разрабатываются в стране, никуда не деться. И они занимают в них существенное место.

Однако, безусловно, кроме мира виртуального, мира цифр, мы с вами едим и потребляем самые разные физические продукты. И вот как производить их быстрее, качественнее, с более высокой точностью, с меньшим количеством отходов, с лучшей энергоэффективностью, вот об этом всём заботятся передовые производственные технологии, формируя новый промышленный уклад. Когда сегодня говорят о новой промышленной революции, во многом это речь о передовых производственных технологиях (это наш вольный или невольный перевод английского термина "advanced manufacturing").

Что находится внутри? В первую очередь, это цифровое проектирование и моделирование . Это технологии, позволяющие создавать цифровых двойников не только самого продукта или, как мы раньше просто переводили чертёж в цифру, пользуясь на компьютере теми программами, которые позволяли нам формировать образ объекта, нет, сегодня и процессы, которые происходят в этом объекте, и моделирование его жизненного цикла, и то, как он будет использоваться, - всё это переводится в цифру, и только тогда приносит по-настоящему большую выгоду.

А можно какой-нибудь пример, чтобы ощутить это?

А. Фертман: Самый известный на сегодня пример в Российской Федерации - проект "Кортеж" , когда создавался образ продукта - нового президентского автомобиля, на базе которого будут созданы и массовые автомобили. Сроки и требования к качеству, понятно, в этом случае были очень жёсткие. Большая часть российской индустрии сказала, что это нереально. Проектировать взялся Петербургский политехнический университет, Инжиниринговый центр его Института передовых производственных технологий под руководством Алексея Ивановича Боровкова . А основным исполнителем стал НАМИ .

И этот проект весь целиком был сначала сделан в цифре. То есть, все испытания, все краш-тесты были сначала промоделированы. Не было натурных испытаний. Первое натурное испытание прошло в начале лета 2016 года в Берлине. Ну, так как всегда хочется проверить созданное на международной арене, на известных полигонах, которые уже проверяли не один подобный автомобиль. И с первого раза этот автомобиль получил высшую оценку по шкале безопасности.

Понятно, что его надо было сделать максимально лёгким, чтобы можно было на него навесить как можно больше защиты. Возникли новые производственные процессы, которые тоже сначала были протестированы в цифре. В общем, даже наши зарубежные партнёры были удивлены тем, как нам удалось быстро и эффектно создать новый автомобиль.

А. Фертман: Безусловно. Материалы являются вторым ключевым элементом передовых производственных технологий. Создание новых материалов является для любой отрасли корневым делом. Без новых материалов переходить к производству новых продуктов сегодня очень тяжело. Мы в какой-то момент даже в Сколково предполагали создавать новый кластер материалов, потому что во всех наших пяти направлениях материалы играют ключевую роль.

Но сегодня материалы должны разрабатываться так же, как разрабатываются конструкции. То есть, во многом в цифровой форме должна существовать возможность развивать материалы и конструкцию одновременно. Такая возможность сегодня в американских нормативах уже заложена, когда 30 процентов времени проекта продукт развивается без фиксации материала. Не так, когда взял из справочника материал наш конструктор, зафиксировал его и из него уже делает конструкцию. Нет. Вы выставляете требования к материалу, и только после этого разрабатываете его вместе с конструкцией. У вас получается единый инженерный объект.

Не придумываете, а что же можно сделать из этой деревяшечки, которая дана, а сначала решаете задачу, а потом приспосабливаете, через какой материал вы можете её реализовать?

А. Фертман: Да. Это очень важная особенность. И, конечно, здесь придётся работать и с нормативной базой, изменять сам процесс сертификации, проводить цифровую сертификацию материалов, сначала проверяя их на кодах и сверяя с теми данными о материалах, которые у нас есть. Такой проект цифровой сертификации запускает сейчас Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) в рамках Национальной технологической инициативы.

Но ведь это будет способствовать появлению всё новых и новых материалов?

А. Фертман: Да. Но это есть всё-таки и некая оптимизационная схема, когда вы улучшаете качество материала, делаете его всё подходящим под те функциональные задачи, которые перед вами стоят. Мы надеемся, что удастся разрабатывать материалы не со скоростью материал в 15-20 лет, а чуть побыстрее. Рынок требует сегодня этого.

Раньше действительно материалы разрабатывались с такой уважаемой скоростью, так солидно? К примеру, тот же самый пластик. Сколько над ним бились?

А. Фертман: Разные виды полимеров разрабатывались и по 15, и по 20 лет. Если говорить о металлах, о новых сплавах, то бывали и ещё более длительные циклы. Но сегодня рынок не терпит так долго. Материаловеды, физики, химики, нанотехнологи фактически достают задачи и решения этих задач из наработанного материала. Очень многое было наработано и не использовано за последние 50 лет. Они пытаются оптимизировать существующие материалы. И кое-что из этого удаётся сделать.

То есть, что-то достаётся буквально из столов?

А. Фертман: Я бы не сказал, что буквально достаётся из столов. Идеи достаются из столов. Ведь магистральный путь, как в Советском Союзе, так и в США, в то время сильно конкурировавших, не позволял отвлекаться на мелочи. А вокруг магистрального пути всегда существовало много интересных идей. И эти идеи откладывались в сторону, не всегда развивались. В Штатах больше развивались, в нашей стране меньше развивались. И сейчас на новом витке технологий, когда мы можем работать уже лучше с материалом в проектной форме, я думаю, нам удастся какие-то идеи реализовать из предыдущего поколения.

То есть, вы обращаетесь сейчас к учёным предыдущего поколения?

А. Фертман: Я обращаюсь к связи учёных предыдущего поколения с новым поколением. Невозможно опереться только на людей старшего поколения, но отметать их опыт, безусловно, неграмотно. Надеюсь на то, что они смогут в короткое время передать наработанные навыки, а главное: международную кооперацию, свои связи, своё понимание современного мира - молодым ребятам, потому что моё поколение, поколение 40-45-летних, из науки всё-таки по многим причинам вымыто.

Есть американская программа "Advanced Manufacturing" , есть европейская , разработанная немцами, но она всё-таки считается европейской, "Industrie 4.0" и есть российская Национально-технологическая инициатива. Наша к чему ближе: к европейской или к американской? А те как-то друг от друга отличаются? Или они взаимодействуют между собой? Что здесь происходит?

А. Фертман: Очень важный вопрос. Европейская и американская программы, безусловно, похожи. Они обе опираются на новый цифровой мир, на новый цифровой уклад.

Но есть между ними и очень существенная разница, которая заключается в том, что цели американской программы - это создание высокопроизводительных рабочих мест на территории США и глобальная конкурентоспособность экономики страны. Эти цели очень близки России. На сегодняшний день нам очень не хватает высокопроизводительных рабочих мест и конкурентоспособности во многих отраслях.

Европейская программа нацелена на лидерство Германии во внедрении и разработке киберфизических систем. Здесь на сегодняшний день, сфокусировавшись только на киберфизических системах, нам будет чрезвычайно сложно догонять.

Поэтому программа ("дорожная карта") рабочей группы "Технет" , которая была принята 14 февраля 2017 года на Совете по модернизации, является сплавом из европейской и американской программ . Где-то учитываем опыт и наших китайских коллег . Мы развиваем как цифровые технологии, так и технологии разработки и создания новых материалов, технологии обработки новых материалов, очень модные сегодня аддитивные технологии, технологии промышленного Интернета, технологии связи между компонентами промышленного производства.

Где сейчас в России есть такие точки, где происходит это кипение, где создаётся будущее?

А. Фертман: Никуда не денутся Москва и Санкт-Петербург . Мы работаем в направлении очень хорошей кооперации с Сибирью (Новосибирск, Томск, в последнее время ещё и Иркутск), с Уралом (Екатеринбург). Там очень сильный в промышленных технологиях кластер. И связано это не только с возможностями по разработке, но и индустрия, востребовавшая новые производственные технологии, в Свердловской области очень хорошо развита. Могу сказать, что именно Екатеринбург показал наиболее интересные проекты в области производственных технологий в рамках последнего стартап-тура.

Ну и про Сколково. Что в Сколково в этом направлении сейчас происходит?

А. Фертман: Две вещи, которые я бы хотел отметить. Первая. Понимая, что передовые индустрии, а это преимущественно два направления: ядерные и космические технологии , очень сильно востребуют advanced manufacturing , весь этот набор технологических решений, административно было принято решение об объединении кластеров ядерных и космических технологий. Сегодня он называется кластером передовых производственных, космических и ядерных технологий . И это не просто формальное объединение.

Конечно, никуда не денутся и те направления, которыми мы занимались последние шесть лет. Однако сборка и в какой-то степени инжиниринг всех компаний, которые разрабатывают передовые производственные технологии, технологии цифрового моделирования, технологии автоматизации и роботизации, технологии создания новых материалов, технологии контроля и промышленного Интернета, это их объединение и предложение российской индустрии является, наверное, ключевой вещью для нового кластера.

Есть примеры и в области цифрового проектирования и моделирования. Есть очень интересные решения и в области аддитивных технологий.

Что такое аддитивные технологии?

А. Фертман: Аддитивные технологии - это технологии, которые позволяют не отрезать от целого кусочки для того, чтобы сформировать деталь, а выращивать деталь фактически на пустом месте слой за слоем, добавляя один слой за другим. И для того чтобы процесс создания детали привести в порядок, то есть понять, как он происходит, а это не простая вещь - спекание слой за слоем, у нас компания "КинтехЛаб" разработала программный пакет, позволяющий не только прогнозировать, какие будут физические свойства изготавливаемой детали, но и в процессе изготовления подсказывать производителю, какие изменения требуется внести в производство. Это один из лучших программных пакетов в мире на сегодняшний день, и он продаётся как в РФ, так и за рубежом.

Очень интересна и всем будет понятна история о создании платформы 3D-приложений . Предположим, у вас есть очень сложный объект. Пусть это будет даже ваш дом. Его проект, его визуальное изображение, 3D-модель вашего дома обычно требует достаточно больших компьютерных мощностей. Если вы будете представлять это в виде 3D-приложения, то вы сможете посмотреть довольно детально все конструкции своего дома даже на смартфоне. И компания "ВГТ" ("WGT ") такую платформу для представления сложных объектов малыми компьютерными силами уже разработала и предоставляет её и Росатому, и Ростеху…

Аналоги этого в мире есть?

А. Фертман: Конечно, есть те, кто стараются делать то же самое, но, на наш взгляд, "ВГТ" продвинулась дальше остальных.

Безусловно, нельзя не упомянуть о каких-то материальных технологиях. Например, о технологиях контроля промышленного производства . Компания "Техноавтомат" , например, обратила свой взор на важную для России отрасль нефтедобычи и нефтетранспортировки. Их ультразвуковое устройство позволяет контролировать уровень жидкости в замкнутом нефтепроводе, то, чего раньше делать не удавалось. Совершенно не возмущающим образом определять, какова ситуация с заполненностью нефтепровода или любого другого закрытого объекта.

Важнейшим аспектом является промышленный Интернет . Собирая информацию с динамических систем: станков, турбин, вы можете оптимизировать их действия, уменьшить простои, улучшить эффективность использования. В этом случае вы изменяете свою бизнес-модель, увеличивая количество собираемой информации, используете новые алгоритмы предсказательной аналитики и повышаете выгоду от использования той или иной системы.

Это как раз про то, что развитие этого направления современных технологий оказывает влияние на экономику прямо уже сейчас?

А. Фертман: Да, уже сегодня. И те системы, которые разрабатывают сколковские компании "Signum Winnum", "Твинс технологии", "КРИТ" , используются на современных предприятиях. То есть, они контролируют работу станков, оптимизируют эту работу, уменьшают простои и таким образом реально повышают эффективность экономики предприятия. На 40-50 процентов можно улучшить экономические показатели предприятия при использовании таких систем.

Полностью беседу с гостем программы слушайте в аудиофайле.

Передовые производственные технологии (Advanced Manufacturing Technology) станут одним из приоритетных направлений развития науки, техники и технологий в России

​16 сентября 2014 года на заседании президиума Совета при Президенте Российской Федерации по модернизации экономики и инновационному развитию России под руководством Председателя Правительства Российской Федерации Д.А. Медведева были рассмотрены вопросы развития новых производственных технологий. В подготовке материалов заседания и в его работе приняли участие член президиума Совета, ректор СПбПУ Андрей Рудской и проректор по перспективным проектам СПбПУ, руководитель Инжинирингового центра Алексей Боровков, который выступил с докладом “Компьютерный инжиниринг и аддитивное производство - основа для создания в кратчайшие сроки глобально конкурентоспособной, востребованной и импортозамещающей продукции”.

Подчеркивая актуальность новых технологий, которые меняют традиционные представления о производстве, Председатель Правительства Российской Ф едерации Д.А. Медведев сказал, что важно не прос то догонять конкурентов, а пытаться создавать новую перспективную отрасль. В своем выступлении Дмитрий Медведев предложил, прежде всего, “сформировать новую модель внедрения перспективных производственных технологий. Как показывает мировая практика, наиболее эффективны здесь консорциумы организаций из разных секторов . Они, как правило, создаются под конкретные проекты. В их составе могут быть представлены как производители, так и потребители технологических решений, в том числе крупные компании с госучастием, инжиниринговые компании, малые и средние предприятия, ведущие вузы и научные организации. Сегодня во всём мире этому направлению уделяется повышенное внимание. Лидерами рынка являются Европейский союз, Соединённые Штаты Америки, Япония, Китай. Они активно реализуют программы по поддержке таких технологий, причём эти программы очень значимы по своим объёмам, по суммам, которые на эти цели направляются. Мы тоже этим направлением занимаемся, здесь есть и определённый научный задел, прежде всего, в математическом моделировании, в создании новых материалов. Но если обратиться собственно к производству, к реальному сектору, то картина далеко не такая радужная. Например, объём российского рынка промышленных роботов в 2012 году составил меньше процента от мирового”.

Дмитрий Медведев подчеркнул, что “требуется концентрация финансовых и организационных ресурсов как со стороны федеральных органов исполнительной власти, так и со стороны науки и бизнеса. В этом контексте предлагается включить новые производственные технологии в перечень приоритетных направлений развития науки, технологии и техники и перечень критических технологий”. “Ещё одна важная тема - это учёт новых производственных технологий в образовательных программах, поэтому я поручаю Министерству образования и науки вместе с Минпромторгом и Минкомсвязью сформулировать предложения по развитию системы сквозного обучения в области основ интеллектуальных технологий, информационных технологий и компьютерного моделирования, робототехники и аддитивных технологий - в общем, по всем этим направлениям”.

В своем выступлении на заседании президиума Совета Министр образования и науки Российской Федерации Дмитрий Ливанов отметил, что “передовые или новые производственные технологии находятся на стыке научно-технологической и промышленной политик. Они не совершенствуют, а принципиально меняют структуру производства, создают новые рынки и целые новые отрасли, способствуют качественному росту производительности труда и в целом повышению конкурентоспособности экономики. Более того, многие эксперты нередко связывают новые производственные технологии с зарождением нового технологического уклада. <…> Новые производственные технологии определяются иногда не через перечень критических технологий, а как сумма компетенций инженеров и разработчиков, и именно поэтому они регулируются не только мерами промышленной политики, но инновационной, научной и образовательной политики”.

Далее Дмитрий Ливанов отметил, что “с точки зрения образования и науки новые производственные технологии характеризуются, прежде всего, мультидисциплинарностью , то есть для их создания, освоения, эффективного применения требуются знания из многих научных дисциплин, и наукоёмкостью , то есть они требуют серьёзных инвестиций в НИОКР. Мы видим, что новые производственные технологии представляют собой сочетание трёх компонентов: это математическое и компьютерное моделирование и проектирование, второе - это разработка новых материалов, в первую очередь, расходных материалов, и третье - это средства производства, к примеру, установки аддитивного производства . Кстати говоря, по оценкам, например, McKinsey , только прямой экономический эффект от применения 3D-печати к 2025 году может достичь 500 млрд. долларов. Это огромный и быстрорастущий рынок. Россия, безусловно, обладает конкурентоспособностью в области математического моделирования, в области разработки новых материалов, и мы можем использовать эти компетенции для разработки новых оптимальных конструкций, изделий, лёгких, прочных, надёжных, многофункциональных, того, что называется «умные конструкции». <…> Мы можем стать лидером только при условии развития наукоёмких технологий, когда будут скоординированы усилия, сфокусированы ресурсы по направлениям «математическое моделирование», «новые материалы» и «средства производства» ”.

Министр образования и науки Д. Ливанов подчеркнул, что “естественно, потребуется и создание целевой опережающей подготовки инженеров нового поколения , наши ведущие университеты готовы заняться такой подготовкой, необходимую поддержку из федерального бюджета мы им обеспечим. Безусловно, для решения тех или иных научно-технических проблем государственного значения, подготовки инженеров нового поколения должны получить развитие и инжиниринговые центры на базе наших ведущих технических университетов, а также малых инновационных предприятий. В результате реализации предлагаемых мер должна быть создана отечественная глобальная конкурентоспособная система проектирования, моделирования, автоматизации производств нового поколения, созданы наукоёмкие производственные технологии и оборудование, главным образом для аддитивного производства, и созданы материалы нового поколения для производства конкурентоспособных, индивидуализированных изделий, в первую очередь с применением аддитивных технологий. Внедрение, развитие и применение новых производственных технологий направлено на ускоренное технологическое развитие отраслей экономики, импортозамещение зарубежной продукции и увеличение экспортного потенциала наших ведущих отраслей промышленности”.

Затем выступил первый заместитель министра промышленности и торговли Глеб Никитин , который в своем докладе отметил:

- “мы находимся на таком этапе развития современной промышленности, который всё чаще в мире оценивается как очередная индустриальная революция. <…> Суть этой революции - в применении новых производственных технологий, которые мы, собственно, сегодня и обсуждаем. К их числу относятся технологии, повышающие управляемость, скорость и эффективность производственных процессов и определяющие новые свойства продуктов, - это, как уже было сказано, аддитивные технологии, новые материалы, промышленная автоматизация и роботизация. Но на самом деле всё, что объединяет их, это в первую очередь цифровые технологии, системы автоматического проектирования, инжиниринга и производства, то есть промышленное инженерное программное обеспечение. Без наличия своего собственного программного обеспечения полного цикла, полного пакета, конечно, обеспечить развитие соответствующих технологий мы вряд ли сможем”;

- “в части новых производственных технологий сейчас мировая конкуренция в рамках процесса глобализации вышла уже на межстрановой уровень, то есть она не ограничивается конкуренцией между корпорациями. Согласно мировому индексу производственной конкурентоспособности, ведущие позиции на рынках таких технологий сейчас занимают Германия, США и, что интересно, Китай. Эти и целый ряд других индустриально развитых стран уже приступили к реализации масштабных программ, призванных содействовать разработке и внедрению передовых производственных технологий национальной промышленности”;

- “мировые продажи промышленных роботов, по оценке экспертов, будут расти не менее чем на 5% в год, рынок программного обеспечения для компьютерного инжиниринга увеличивается на 8,5% в год, а темпы роста аддитивного производства превышают 25%. Прогнозы экспертов на ближайшее десятилетие остаются оптимистичными. Это если говорить о глобальном масштабе. Если говорить об отечественном спросе на перспективные технологии, то рынок инженерного программного обеспечения в России показал за 2013 год динамику 18%, что гораздо выше мировой. Это говорит о том, что наша база позволяет рассчитывать на ещё большие темпы роста ”;

- “c начала 2000-х годов количество соответствующих новых производственных технологий, которые создаются в России, выросло почти в два раза и в прошлом году составило более 1400 разработок. <…> В то же время доля принципиально новых технологий, не имеющих мировых аналогов, практически не менялась и составляет всего 6,5%, что говорит о недостаточной конкурентоспособности на международном технологическом рынке. Для его развития необходимо в первую очередь развитие прикладных исследований, которые в отличие от фундаментальной науки в России традиционно не были так сильны. Именно поэтому мы совместно с Минобрнауки инициировали поддержку создания на базе ведущих технических вузов сети инжиниринговых центров, ориентированных на наиболее наукоёмкие сектора промышленности ”;

- “отдельной задачей государственной технологической политики мы сейчас видим создание проектных консорциумов - потребителей технологий, высших учебных заведений, исследовательских центров и, естественно, производителей, разработчиков. Одним из первых таких консорциумов может стать консорциум разработчиков и потребителей инженерного ПО. Считаем, что здесь есть самый большой задел, и мы можем здесь достаточно быстро рвануть вперёд. Кроме того, мы предлагаем разработать отдельную подпрограмму «Развитие средств производства» в рамках госпрограммы «Развитие промышленности и повышение её конкурентоспособности», предусмотрев в ней мероприятия по развитию аддитивных технологий, робототехники и других средств производства, функционирующих в рамках цифрового производства. Совместно с Минкомсвязи мы договорились разработать и утвердить - и считаем это чрезвычайно важным - подпрограмму «Разработка отечественного инженерного программного обеспечения». До сих пор такой подпрограммы и таких мероприятий не было. Данные подпрограммы должны стать основой для развития проектных консорциумов. Вышеназванные меры должны стать неотъемлемой частью национальной технологической инициативы «Новые производственные технологии», которую мы предполагаем запустить”.

На заседании президиума Совета с докладом “Компьютерный инжиниринг и аддитивное производство - основа для создания в кратчайшие сроки глобально конкурентоспособной, востребованной и импортозамещающей продукции” выступил проректор по перспективным проектам и руководитель Инжинирингового центра СПбПУ А. Боровков.

В своем выступлении А. Боровков изложил перспективные направления развития передовых производственных технологий, выделив два ключевых направления, а именно:

- аддитивные технологии и аддитивное производство - системы создания / выращивания оптимальных материальных объектов, в первую очередь, 3D принтинг (селективное лазерное спекание / сплавление и т.д.), инфузионные и PIM-технологии, методы обработки поверхности, развитие бионики и применение ячеистых и/или композитных структур с оптимальной микроструктурой и т.д., а также обеспечение аддитивного производства соответствующими “расходными материалами” (например, металлопорошковыми композициями);

- математическое моделирование и суперкомпьютерный инжиниринг сложных изделий, позволяющие оптимизировать различные их характеристики (прочность, вес, долговечность и т.д., а также оптимизировать процессы аддитивного производства) - создавать многофункциональные и “умные” изделия, обеспечивать глобальную конкурентоспособность отечественной продукции.

В частности, речь шла о качественном совершенствовании существующих или вновь создаваемых продуктов нового поколения. А это возможно только при условии тотальной автоматизации и роботизации, интеллектуализации и кастомизации производственных процессов. Более сложную и многофункциональную продукцию реально изготавливать лишь на основе передовых наукоёмких технологий. Только тогда можно достичь экономической эффективности, повышения производительности труда, и в конечном итоге обеспечить, прежде всего, глобальную конкурентоспособность отечественной продукции и уже затем - импортозамещение высокотехнологичной зарубежной продукции.

В качестве примера успешного международного консорциума в области передовых производственных технологий Алексей Боровков привел проект "Кортеж" / ЕМП-проект ("Единая Модульная Платформа") , в котором участвует Инжиниринговый центр «Центр компьютерного инжиниринга» СПбПУ совместно с НАМИ (головной исполнитель), госкорпорацией «Ростех», компаниями Porsche Engineering, EDAG, Ricardo, AVL и другими компаниями. В рамках проекта на основе передовых подходов и тотального компьютерного инжиниринга (Computer-Aided Engineering) выполняется проектирование Eдиной Модульной Платформы (ЕМП) для производства отечественной линейки автомобилей: лимузин, седан, внедорожник и микроавтобус.

В своем выступлении А. Боровков сформулировал конкретные предложения с учетом глобальных трендов развития передовых производственных технологий:

• включить направление «Передовые производственные технологии» в новую редакцию Перечня приоритетных направлений развития науки, техники и технологий, а соответствующие технологии - и Перечень критических технологий РФ;
• разработать и реализовать национальные межотраслевые проекты в этой области, сформировав проектные консорциумы, например,
  - “Разработка конкурентоспособной отечественной CAD/ CAM/ CAE/ HPC/ PDM/ PLM-системы”,
  - “Создание широкого спектра установок аддитивного производства и “расходных материалов”;
  - “Цифровое производство оптимальных изделий из металлов, полимеров, композитов и керамики”;
  - “Гибкие интеллектуальные робототехнические производства”.
• разработать и внедрить систему целевой опережающей подготовки инженеров нового поколения в области передовых производственных технологий.

Россия – одна из крупнейших мировых стран, способная вести передовые разработки в самых разных отраслях техники и производства. В последние годы появилось немало успешных проектов с использованием новейших российских технологий.

Компанией «Вокорд» придумана инновационная система по распознаванию лиц. Она подходит для смартфонов и прочих гаджетов. Их конкурентами являются крупные рыночные компании Самсунг и Эппл. Но у последних пока есть серьезные трудности и недоработки. Например, самсунговский смартфон можно легко разблокировать, поднеся к нему снимок владельца, скачанный из социальных сетей. Поэтому российская разработка вызывает к себе большой интерес. «Вокород» пророчит, что у их новинки есть большие перспективы.

Российской компанией был успешно разработан облачный сервис беспилотников. Он называется Le Talo Robotics. В нем есть вся статистика по работе дрона. Используя его, можно легко оценивать состояние устройства и выявлять появляющиеся неполадки. Также учеными уже придумана зарядная станция для беспилотников, вызвавшая любопытство у многих инвесторов.

Отечественный принтер печатает изделия при помощи электронно-лучевых технологий. Оборудование создала томская компания «ТЭТА», а разработки проекта велись в Томском политехническом университете и Институте физики прочности и материаловедения.

У принтера есть возможность брать в работу сплавы, меняющие свои свойства при контакте с воздухом. Что касается размеров, то они могут быть самыми разными.

Разработчики планируют активно использовать инновацию также в судостроении и машиностроении

Экзоскелет

С помощью новых технологий российские ученые придумали «носимого человеком робота», который носит название ExoAtlet. Его предназначение – реабилитация пациентов со следующими проблемами:

• неудачные операции;
• травмы;
• постинсультные состояния.

Такой робот помогает больному в самостоятельном передвижении, ускоряет процессы восстановления.

Это транспортное средство, работающее исключительно на солнечной энергии. Автомобиль получает ее за счет солнечных панелей, общая площадь которых составляет 4 кв. м. Корпус выполнен из композитного материала, используемого также в космическом производстве и ракетостроении.

Созданием солнцемобиля занимаются специалисты в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого. Проект активно поддерживается российским Министерством промышленности и торговли, а также «Лабораторией Касперского».

Московским техническим институтом представлено уникальное новое изобретение – шлем виртуальной реальности, оснащенный встроенным интеллектом. Он подходит для использования в самых разных отраслях. Среди них:

• развлекательная индустрия;
• образование;
• медицина;
• искусство;
• оборона.

Создатели утверждают, что шлем превзошел зарубежные аналоги по всем техническим характеристикам.

Крупнейшие корпорации из силиконовой долины заняты созданием транспортных средств, умеющих летать. Наша страна тоже не отстает и готовится выпустить похожие аппараты. Компания Hoversurf изобрела летающий мотоцикл «Скорпион-3», развивающий скорость 320 км/ч. Он обладает способностью сохранять подзарядку до 450 км. Новая российская технология будущего уже вызвала интерес со стороны зарубежья.

Научные сотрудники Томского политехнического университета разрабатывают уникальные технологии, обеспечивающие беспроводную передачу энергии посредством мобильной связи на внушительные расстояния. При этом планируется использовать связи пятого поколения. Согласно придуманному алгоритму, передача энергии будет происходить от одного устройства к другому вместе с радиосигналом. Сейчас эту инновацию проверяют на эффективность.

Среди новейших российских технологий и разработок ─конструктор BiTronics. Его предназначение – изучать человеческие биосигналы. К примеру, возможно создание человеко-машинных интерфейсов управления.

Дополнительные отрасли использования:

• изучение роботехники, физико-математических наук у школьников;
• улучшение спортивных сенсоров, пульсометров и других устройств.

В дальнейшем возможно выведение продукта на международный уровень.

В компании «Моторика» создаются высокоэффективные методики для протезирования конечностей с уникальным дизайном. Ими создана инновация, позволяющая человеку с травмой вернуть верхней конечности функцию хвата. Она называется активный тяговый протез. В него можно встраивать устройства, чтобы обеспечить беспроводной доступ в интернет. Выведение данных происходит на дисплей, который располагается на предплечье.

Цена такого изделия на порядок ниже, чем у иностранных разработок. В отдельных случаях государство предоставляет компенсацию, и получить протез можно абсолютно бесплатно.

Современные самолеты преодолевают большие расстояния, но на них затрачивается немало времени. Российский авиационный научный центр занялся работами по созданию сверхзвуковых авиалайнеров. Для этого активно привлекаются сторонние специалисты, так как спектр задач очень широк. По предварительным оценкам, новые самолеты будут издавать шумы, сравнимые с шумами обычных гражданских самолетов.

Перед учеными стоят следующие задачи:

• разработка предварительной конструктивно-силовой схемы планера;
• выбор основных конструкционных материалов;
• оценка характеристик двигателей;
• выстраивание необходимой тепловой защиты аппарата;
• выработка требований к измерительным средствам.

Сверхзвуковые самолеты будут способны совершать трансатлантические перелет всего за пару часов.

Робот-вездеход

Полезным отечественным стартапом стало устройство Anywalker.Оно представляет собой небольшого робота, способного самостоятельно передвигаться. Также Anywalker нажимает на кнопки и открывает двери, перемещается по лестницам.

Разработан план по масштабированию производства подобных устройств до одной тысячи экземпляров ежегодно.

Это устройство, которое обеспечивает прямой квантовый канал обмена информации между двумя абонентами. Данное изобретение разрабатывается учеными физического факультета в Московском государственном университете. Разговоры по такому устройству будут полностью защищенными от «подслушиваний». Для этого нужно, чтобы телефоны были соединены оптоволокном. Именно по нему идет передача квантовых состояний света.

«Умная» сельхозтехника

Данный проект активно развивается и поддерживается финансовыми вливаниями со стороны государства. Компания Cognitive Technologies разработала систему компьютерного зрения, которая позволяет сельскохозяйственной технике видеть на полях опасные объекты в виде столбов, камней и др. Эта информация используется для того, чтобы обеспечить безопасность механизмов при сборе урожая.

Первый трактор, оснащенный этой системой, уже успешно протестирован на российских полях. Повсеместное использование «умной» сельхозтехники позволит значительно экономить средства (до десятков миллионов рублей ежегодно в масштабах одного хозяйства).

В Томском государственном университете изобрели особый лазер, который предназначен для резки биологических тканей и костей. Установка разработана на парах стронция и может функционировать на разной длине волны. Она компактна и помещается на обычном столе. Под воздействием лазерного луча на тканях остается разрез и тонкая пленочка.

Ученые планируют тестировать изобретение и хотят использовать его в нейрохирургии, имплантологии и прочих медицинских сферах.

В основе всей современной техники лежат микросхемы. Чем меньше их размер, тем более компактным будет устройство. Московские ученые придумали тончайшую микросхему в мире, ее толщина – всего лишь одна молекула.

Когда новая российская технология будет внедрена в производство, появятся миниатюрные гаджеты, кардиостимуляторы и прочие приборы. Это изобретение, по мнению экспертов, способно «перевернуть мир». Оно уменьшит потребление энергии, вес и габариты гаджетов, а производительность поднимется на новый уровень.

Студенты из Перми задумали сделать робота, способного не только к самостоятельному передвижению, но и к общению с людьми. Они создали Promobot, который определяет возраст и половую принадлежность человека, распознает лица. Он владеет огромным словарным запасом, подключен к интернету и может дать ответы на многие вопросы. Такой робот подходит для выполнения функций продавца, официанта или администратора. Promobot используют некоторые пермские торгово-развлекательные центры и банки. Стоимость его составляет десять тысяч долларов, что намного дешевле корейских аналогов.

В ближайшем году в планах Томского политехнического университета заняться созданием нового рентгеновского томографа. Он будет отличаться тем, что сможет работать с фазой электромагнитной волны. В то время как обычные аппараты работают лишь с ее амплитудой. Это позволит устройству получить гораздо большее количество информации о структуре объектов исследования.

Помимо применения в медицинской сфере, изобретение подойдет для того, чтобы проводить диагностику композитных изделий.

Проект активно финансируется со стороны государства и промышленных партнеров.

Беспилотники разрабатывают не только в Америке, но и в нашей стране. На Урбанистическом форуме компанией «Волгабас» из города Волжский разработан и презентован первый беспилотный автобус. Он изготовлен полностью из запчастей отечественного производства. Такой автобус подходит для того, чтобы перевозить пассажиров по закрытым территориям. Планируется, что в 2018 году первые экземпляры уже появятся в столице.

Корпорацией Ростех представлена новейшая уникальная камера. Ее главная особенность в том, что она имеет коротковолновый ИК-диапазон. В нем достигаются высокие уровни природных контрастов и лучшая ночная освещенность.

«Всевидящие» камеры могут найти применение в разных областях. Среди них:

• мониторинг сельскохозяйственных угодий;
• навигация судов;
• проверка подлинности денежных купюр.

В России много талантливых людей, которые способные привнести еще много интересных идей и изобретений. В ближайшие годы появится еще немало новых технологий, которые кардинально изменят мир.

Довольно часто сегодня можно услышать выражения «инновационные технологии», «космические технологии» и подобные им. Каково их значение и что такое технологии в общем? Давайте узнаем все это.

Что такое технология: определение

Рассматриваемый термин имеет одновременно несколько значений. Мы рассмотрим каждый из них:

• В первую очередь, объяснить, что такое технологии, можно так - это совокупность методов изготовления, обработки, переработки (и подобных процессов) сырья, в результате которых исходное вещество изменяет свои свойства, превращаясь в желаемую продукцию.
• Кроме того, говоря простым языком, это знания и умения изготовления чего-либо, будь то кефир из молока, атомная энергия или обучение детей чтению и арифметике.
• Также технологиями именуются непосредственно сами технологические процессы изготовления чего-либо.

• Такое название носит и наука о мастерстве. Как научная дисциплина она концентрируется на изобретении и изучении способов и методов осуществления различных производственных процессов. В сферу ее интересов входит их оптимизация, путем поиска менее затратных, но более эффективных путей изготовления той или иной продукции, а также анализ и прогнозирование развития промышленности в целом.

Структура

Узнав все варианты ответа на вопрос о том, что такое технологии, следует рассмотреть составляющие элементы, без которых данное явление не способно существовать:

• Технологический объект или, как его еще именуют, предмет технологического влияния. Так называют предмет труда, то есть сырье, подвергающееся воздействию.
• Средства труда (также именуются технологическими). Это те инструменты (программы и т. п.), которые помогают мастеру изготавливать продукцию.
• Носитель технологических функций (мастер). Примечательно, что в этой роли может выступать не только один человек, но и целый коллектив, а также запрограммированное оборудование.
• Уровень технологического развития общества. Именно от него зависит вид технологий, используемых в современном мире. К примеру, изобретение электричества было началом нового витка в развитии промышленности - с его помощью стало возможно не только более эффективно и безопасно освещать все, но и применять его как элемент питания для серии приборов.

Жизненный цикл технологии

Узнав, что такое технологии и от чего они зависят, важно рассмотреть каков цикл жизни у любой из них. Он состоит из пяти этапов:

1. Новая технология. Период, когда она зарождается и имеет больший потенциал, нежели все существующие до нее (в своей отрасли).
2. Передовая. На данном этапе технология уже зарекомендовала себя на практике как лучшая в своем роде. Однако при этом еще не получила достаточного распространения. Как правило, это связано с необходимостью модернизации производства, а это всегда требует затрат.
3. Современная технология. Этап ее превращения в некий эталон, на который все равняются.
4. Не новая. Период, когда данный способ все еще актуален и эффективен, но уже существует более новый. В качестве примера пребывания технологии на этом этапе, можно привести методику очистки воды хлором. В былые времена она считалась самой эффективной и доступной. Однако сегодня все прогрессивные государства отказываются от хлорирования, выбирая озонирование. Данная технология более безопасна и эффективна, хотя и дороже. При этом большинство стран постсоветского пространства продолжают применять устаревающее хлорирование, поскольку не имеют достаточно средств на модернизацию системы очистки питьевой воды.
5. Устаревшая. Постепенное полное вытеснение старой методики более современной.

Общая классификация технологий

Рассмотрев, что такое технология производства, стоит уделить внимание ее видам. Данное понятие классифицируют по различным категориям:

• Уровень сложности - простая и сложная.
• Область применения - научные технологии, образовательные, производственные.
• Тип необходимых ресурсов - капиталоемкие, энергоемкие и наукоемкие.

• В зависимости от качества переработки сред - низко-, средне-, высокоуровневые.
• Цель - созидательная, разрушительная, двойного назначения.
• По приоритетам создания - первичная, конверсионная.

Виды технологий по отрасли производства

Стоит отметить, что приведенные выше способы классификации изучаемого понятия не единственные. Большинство современных ученых до сих спорят на этот счет. На практике все виды методик и способов производства разделяют на виды, по сферам их применения:

• Производственные технологии. К ним относятся все методики, применяемые при изготовлении различной продукции. Данный вид имеет целый комплекс подвидов. Как правило, их выделяют либо по сфере производства (машиностроительные, пищевые технологии, биотехнологии и подобные), либо по типу используемых материалов (химические, ядерные и т. п.).
• Военные - направлены на обеспечения эффективного проведения боевых действий.
• Космические - связаны с попытками человечества освоить космос.

• Транспортные - специализируются на обеспечении перевозок пассажиров и грузов.
• Информационные технологии - это про-грамм-но-тех-ниче-ские и тех-но-ло-ги-че-ские средства и методы, направленные на сбор, сохранение, анализ, об-ра-бот-ку и рас-про-стра-не-ние информации в обществе. К ним относятся также тех-нические и про-грамм-ные сред-ст-ва, ор-га-ни-за-ци-он-но-ме-то-дическое обес-пе-че-ние.
• Телекоммуникационные - направлены на обеспечение связи. В современно мире это телевидение, радио, телефония, Интернет и подобное.

• Социальные - система практических знаний, а также способов решения задач по управлению поведением людей в социуме. Они вырабатываются и используются для социального планирования проектирования.

Инновационные социальные технологии

Особняком ото всех вышеперечисленных видов технологий стоят инновационные. Их еще именуют "технологиями технологий". Они направлены на успешное внедрение новейших методик и способов производства. Получается, что любая разработка и использование технологий (собственных или заимствованных у других стран) невозможна без них.

Различают несколько их подвидов:

• внедрение;
• подготовка кадров и инкубация малых предприятий (тренинг);
• консалтинг;
• трансферт;
• аудит;
• инжиниринг.

Что такое педагогическая технология

Рассматривая данную тему, стоит остановиться и на таком явлении, как педагогические технологии. Они относятся к образовательному виду - то есть к нематериальному производству.

Что такое педагогическая технология? Это совокупность методов и приемов, применяемых для достижения заранее запланированных целей воспитательно-образовательного процесса.

Подобная технология представляется тремя аспектами:

1. Научный - сконцентрированный на разработке научной основы для любых педагогических действий.
2. Процессуально-описательный - это описание алгоритма любой педагогической технологии.
3. Процессуально-действенный - реализация вышеупомянутого алгоритма.

Новым направлением на стыке научно-технологической и промышленной политики становится развитие передовых производственных технологий. Лидерами в разработке новых мер и подходов выступают США, некоторые страны ЕС и Китай. В России обсуждение вопросов «новой индустриализации» только начинается. Проблемы есть во всех сопряженных сферах - науки, разработки технологий, а также государственного регулирования. Вместе с тем в научно-технологической сфере в стране накоплен опыт, который, после корректировки, может быть использован для встраивания России в новые технологические ниши.

Направления развития передовых производственных технологий, иногда их также называют «подрывными» или «прорывными», подчеркивая то, что они не совершенствуют, а принципиально меняют структуру производства стали активно обсуждаться в развитых и новых индустриальных странах. Внимание к ним неслучайно: передовые производственные технологии создают новые рынки и целые отрасли, способствуют росту производительности труда, повышению конкурентоспособности.

Более того, нередко их связывают с зарождением следующего экономического уклада: они ведут к сворачиванию массовых производств, индивидуализации товаров, снижению зависимости от дешевых трудовых ресурсов, а развивающиеся цифровые технологии обеспечивают связанность производственных процессов. С технической точки зрения новые производственные технологии ассоциируются в первую очередь с 3D-печатью, интернетом вещей, новыми материалами, робототехникой. Новые производственные технологии определяются скорее как сумма компетенций, нежели через перечень критических технологий. Именно поэтому они регулируются не только мерами промышленной, но и инновационной, научной и образовательной политики.

Тесно связанным с понятием передовых производственных технологий является локализация - то есть размещение новых производств рядом с центрами разработки и дизайна, приближение научных и проектных подразделений к производству. Это особенно характерно для США, где в последнее 10-летие страна потеряла треть промышленного производства из-за переноса его в другие страны. Это стало рассматриваться, в том числе, как угроза национальной безопасности, и потому была поставлена задача локализации. Одновременно акцент был сделан на создании новых институтов - региональных «хабов», занимающихся разработками и прототипированием, и увязывание их в сеть.

Для стран, правительства которых активно включились в процесс разработки мер поддержки новых производственных технологий, причины внимания к ним различны. Так, Германия считает себя глобальным лидером в области производства промышленного оборудования и потому стимул к развитию - растущая конкуренция с США, Индией и Китаем. Соответственно, фокус поддержки - не на создании новых структур, а совершенствование процессов - стандартизации, организации работы, проведения тренингов и нормативно-правового регулирования.

В то же время для Китая проблемой становится растущая стоимость трудовых ресурсов, поэтому развитие передовых производственных технологий рассматривается как одно из средств решения данной задачи. Соответственно, акцент в политике сделан на технологиях, снижающих зависимость от трудовых ресурсов. Несмотря на разность мотиваций, новые производственные технологии - это определенным образом очерченные области исследований и разработок, определенные с той или иной степенью детализации. Так, в США изначально экспертами были определены 11 ключевых областей, которые в дальнейшем были детализированы до 135 технологий, определенных на основе краудсорсинга, к участию в котором были приглашены только представители частного сектора.

В стратегических документах стран-лидеров по развитию передовых производственных технологий Россия рассматривается только как растущий рынок для новой продукции. Действительно, начиная с 2010 г. Россия расширяет закупки производственного оборудования, и планируется, что она останется одним из основных импортеров. Вместе с тем в России может быть найдена собственная ниша для развития. Основание для таких предположений - имеющиеся заделы в области математического моделирования, разработки новых материалов. Ряд экспертов называют потенциально выигрышными биомедицинское направление и сферу IT. Согласно оптимистичному прогнозу ЦМАКП, по основным направлениям развития передовых производственных технологий, кроме гибких производственных линий - отставание от мировых трендов на десятилетие и роботов-андроидов - Россия не представлена на технологической карте до 2030 г., горизонт развития в России совпадает с мировым.

Однако хотя бы примерного согласованного перечня приоритетов в этой сфере в России нет, не говоря уже о краудсорсинге промышленных компаний, хотя интерес правительства к этому направлению растет. Пока передовые производственные технологии рассматриваются в узких рамках промышленной политики либо точечных мер. Так, в настоящее время гипертрофированное внимание стало уделяться развитию инжиниринга, однако с акцентом на создание таких центров при вузах. Это, по крайней мере, недостаточно, поскольку в вузах нет необходимых компетенций для того, чтобы организовать у себя центры полного цикла производства, от инжиниринга до продвижения готовых продуктов. Вне обсуждаемого контекста находятся и инструменты, связанные со стимулированием связей науки и ее практических приложений.

Между тем за рубежом регулирование развития новых производственных технологий рассматривается в значительной мере в рамках научной и инновационной политики. Отсюда - и те меры поддержки, которые выбирают государства. В качестве основных направлений изменений можно отметить следующие:

Технологические приоритеты превращаются в ориентир, не предполагая жесткого финансирования именно по выделенным темам. Они определяются не только на основе специально организованной экспертизы или прогнозных исследований, но и краудсорсинга. Такие приоритеты предназначены скорее для последующего мониторинга развития, а не для структурирования по ним программ или центров.

Одной из наиболее распространенных форм поддержки развития новых производственных технологий становятся консорциумы. В их состав входят компании, университеты, региональные органы власти, сервисные и консалтинговые организации. Финансирование обеспечивается, в том числе, из федерального бюджета, однако лидирующая роль принадлежит промышленности. Именно компании предоставляют софинансирование, которое составляет, как правило, более половины суммарного бюджета консорциумов.

Следует также отметить такие особенности консорциумов, как: Фокус на прототипирование и расширение производства. Сетевой тип взаимодействия. Обязательное партнерство с научными и образовательными учреждениями. Бессрочный характер деятельности: предполагается, что после прекращения бюджетного финансирования консорциумы продолжат работу.

В качестве примеров можно привести создаваемые в США Институты в рамках Национальной сети производственных инноваций, «Заводы будущего», финансируемые ЕС на основе государственно-частного партнерства, а также «Центры катапультирования» в Великобритании. В ходе реализации инициатив проводится диагностический мониторинг или диагностический контроль. Его основная цель - выявление проблем и выработка решений для их корректировки, а не оценка достижения заранее сформулированных целей.

В России также накоплен определенный опыт реализации инициатив, которые могут способствовать формированию консорциумов в области передовых производственных технологий. Первый опыт - в 2002 г. была инициирована программа мегапроектов - важнейших инновационных проектов государственного значения. Это крупные проекты, выполнявшиеся коллективами, объединяющими представителей науки и промышленности. Проекты должны были решать ключевые проблемы конкурентоспособности, в том числе снижения издержек производства за счет ресурсосбережения. Мегапроекты отбирались в значительной мере на основе консенсуса представителей науки и бизнеса, их внебюджетное финансирование должно было составлять 60%. Системной оценки итогов их работы нет, однако по формальным показателям мегапроекты были признаны бюджетно эффективными. Данный опыт, в том числе в части мониторинга проектов, может быть пересмотрен с точки зрения возможности его использования для развития передовых производственных технологий.

Второй потенциальный инструмент - технологические платформы. Через них возможна мобилизация компаний для определения критических областей, необходимых для развития передовых производственных технологий. Кроме того, как показывает опыт Европейских технологических платформ, из них могут вырастать консорциумы при лидирующей роли крупных компаний.

В то же время пока проблемные аспекты доминируют, причем как в сфере науки, так и инноваций. Во-первых, согласно обзору компании Thomson Reuters, обнародованному в 2013 г., Россия не входит в группы лидеров ни по одному из ста наиболее перспективных научно-технологических направлений. Во-вторых, в мире происходит переход к трансдисциплинарным исследованиям, которые лежат в основе развития многих передовых технологий, а в России еще только обсуждают важность междисциплинарности.

Принципы бюджетной поддержки разработки технологий также требуют серьезной коррекции: пока практикуется финансирование выпуска новых образцов, а не системного обновления технологий. Кроме того, проводимая в настоящее время политика «принуждения к инновациям» в отсутствии на них экономического спроса также играет скорее отрицательную роль. Поэтому определяя стратегию и меры развития передовых производственных технологий, важно учитывать имеющиеся ограничения, включая кадровую ситуацию в российской науке.