О планах и перспективах, первых победах и проблемах одного из победителей проекта – Центра компьютерного инжиниринга Южно-Уральского государственного университета – рассказывает его научный руководитель, проректор по стратегическому развитию ЮУрГУ, профессор Андрей Владимирович Келлер.
– Андрей Владимирович, первый вопрос – традиционный: для чего создан и чем занимается Центр компьютерного инжиниринга?
– Предоставляет инжиниринговые услуги для автомобильного и транспортного машиностроения, включая автомобильный, железнодорожный и легкорельсовый транспорт, колесно-гусеничные машины и подъемно-транспортные системы. Деятельность Центра направлена на продвижение инновационных научно-исследовательских разработок, способствующих импортозамещению. Центр выполняет опытно-конструкторские и опытно-технологические разработки, осуществляет моделирование, расчёты и виртуальные испытания, техническое сопровождение изготовления опытных образцов и проведения испытаний, постановки машиностроительной продукции на производство, а также предоставляет удаленный доступ в рамках коллективного пользования.
Но основная идея центра связана с компьютерным инжинирингом. В ЦКИ инженеры получили универсальные инструменты, позволяющие проводить математическое моделирование максимально близко к реальности. Более того, современное математическое моделирование – ядро компьютерного инжиниринга – дает возможность проводить многокритериальную, параметрическую и топологическую оптимизацию, результаты которой часто лежат «за гранью интуиции генерального конструктора». Это позволяет максимально быстро создавать глобально конкурентоспособные разработки нового поколения с использованием новых материалов и современных технологий.
– Как вы оцениваете состояние отечественного рынка инжиниринговых услуг?
– Хочу отметить, что современный рынок компьютерного инжиниринга – это, прежде всего, рынок комплексных предложений. Сегодня он состоит из двух взаимодополняющих сегментов – собственно инжиниринговых услуг и инструментов их компьютерной поддержки, включающих программное обеспечение и аппаратную вычислительную базу.
Если же рассматривать ситуацию в мировом масштабе, то, по оценкам экспертного сообщества, мировой рынок инжиниринговых услуг составляет примерно 700 миллиардов долларов. Причем Россия занимает менее процента этого рынка. Почему? Дело в том, что в нашей стране инжиниринговая услуга до сих пор не оформлена в единицу статистической оценки. Вспомним 80–90-е годы: в эти десятилетия никакой сколь бы то ни было серьезной исследовательской, проектной деятельности в масштабах страны не велось. А в советской системе производства проектирование исторически было интегрировано в профиль отраслевых институтов, в специальные конструкторские бюро. При этом как отдельной сферы деятельности инжиниринга не существовало.
Между тем во всем мире инжиниринговые услуги давно оформились и выделились в отдельную отрасль, со сложившимся рынком и устоявшимися клиентскими базами. Поэтому можно с уверенностью говорить, что Россия всё ещё находится на стадии становления полноценного рынка инжиниринговых услуг.
По оценкам экспертов, объем мирового рынка инжиниринга за восемь лет увеличился с 542 до 725 миллиардов долларов, причем ожидается дальнейший рост в размере до четырех процентов в год. Согласно прогнозам, объем российского рынка будет расти вдвое быстрее мирового, со скоростью около восьми процентов в год, и к 2019-му достигнет 272 миллиардов рублей.
Хочу перечислить ключевые тренды развития рынка инжиниринга в России. Быстрые технологические изменения, рост сложности проектов приводят к необходимости сокращения жизненного цикла ввода новых продуктов, развитию цифровых технологий и выраженной мультидисциплинарности исследований. Происходит конвергенция отраслей – технологии и материалы, опробованные в одной отрасли, распространяются на другие. Параллельно появляются принципиально новые технологии и материалы.
Свой вклад в изменение трендов инжиниринга, бесспорно, вносит глобализация. Сегодня налицо расширение круга стран – технологических лидеров, повышение доступности идей, технологий и потенциальных партнеров. Продолжается географическая диверсификация рынка, идет сдвиг фокуса в поиске квалифицированной рабочей силы с развитых рынков на развивающиеся. Глобальные геополитические проблемы актуализируют вопрос переработки и вторичного использования ресурсов в инжиниринговых исследованиях.
– А если говорить о конкретных объёмах рынка?
– По данным пилотного статистического обследования, проведенного Институтом статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ, в котором приняли участие 102 крупных и средних инжиниринговых организации из 23 субъектов России, общий объем инжиниринговых услуг, оказанных собственными силами организаций, составил 67,1 миллиарда рублей, в том числе 3,1 миллиарда рублей на экспорт. При этом основная часть – чуть более 83 процентов – пришлась на инженерно-техническое проектирование, связанное с разработкой технических заданий и предложений, технико-экономических обоснований, проектной, рабочей и технологической документации.
Доля услуг по управлению инжиниринговыми проектами, включая услуги генерального подрядчика и генерального проектировщика, составила немногим более десяти процентов. На прочие инжиниринговые услуги и консультации, не относящиеся к конкретным проектам инженерно-технического проектирования, например, на технологический или энергоаудит, пришлось менее семи процентов рынка.
– Как, в связи с этим, вы оцениваете конкурентоспособность Центра компьютерного инжиниринга ЮУрГУ?
– В контексте конкурентоспособности ЦКИ ЮУрГУ хочу отметить, что мы выигрываем как за счет высоких компетенций по проектированию объектов машиностроения, так и вследствие уникальной оснащенности, в том числе благодаря наличию суперкомпьютерных расчетных мощностей.
Следует подчеркнуть, что возможности Центра базируются на научном кадровом потенциале сотрудников ЮУрГУ – одного из крупнейших университетов, имеющего многолетний успешный опыт выполнения работ по заказам предприятий реального сектора экономики, а также на тесной кооперации научно-технической и лабораторной базы современных университетских лабораторий – НОЦ «Машиностроение», лабораторий «Экспериментальная механика» и «Композитные материалы и конструкции».
Создание сложных технических систем в Центре компьютерного инжиниринга ЮУрГУ опирается на качественную работу в формате MBSE (от английского Model-Based Systems Engineering, системный инжиниринг на основе моделей), который предполагает важные изменения в подходах к инженерному анализу технических систем. Наши инженеры пошли по пути замены физического эксперимента, физического прототипа изделия на прототип виртуальный – цифровой макет. Так появилось одно из наших ключевых конкурентных преимуществ – удешевление и ускорение разработок за счет использования компьютерных технологий.
С другой стороны, применение компьютерного моделирования обеспечивает высокую скорость выведения продуктов на рынки, улучшает их качество и в конечном итоге позволяет радикально повысить производительность и обеспечить поставку необходимых компетенций промышленным заказчикам.
А рассматривая ситуацию в целом, нельзя не отметить, что сегодня на российском рынке инжиниринговых услуг конкуренция существует и, более того, как я уже отметил, имеет устойчивую тенденцию к росту. Основными участниками конкурентной борьбы являются инжиниринговые подразделения промышленных предприятий и инжиниринговые центры при вузах. Свою лепту вносят и зарубежные компании. Вместе с тем парадокс ситуации в том, что возможности отечественных инжиниринговых центров не покрывают в полном объеме существующий на рынке спрос.
– Андрей Владимирович, какие задачи сегодня стоят перед инжиниринговым центром?
– Наша главная задача – устойчивое развитие Центра как базы качественной инжиниринговой деятельности, формирование и продвижение пакета услуг в области инжиниринга и промышленного дизайна на основе интеграции ресурсов базового вуза – Южно-Уральского государственного университета (его факультетов, лабораторий, инновационных подразделений), а также стратегических партнеров – научных и инжиниринговых организаций, инженерных структур крупнейших промышленных машиностроительных предприятий России, федеральных органов власти, государственных институтов и фондов, осуществляющих поддержку импортозамещения и повышения конкурентоспособности продукции отечественных предприятий машиностроения.
– Какие механизмы государственной поддержки использовались Центром для становления и развития?
– Отвечая на этот вопрос, следует в первую очередь упомянуть Постановление Правительства РФ от 9 апреля 2010 года № 218 «О мерах государственной поддержки развития кооперации российских образовательных организаций высшего образования, государственных научных учреждений и организаций, реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичного производства, в рамках подпрограммы “Институциональное развитие научно-исследовательского сектора” государственной программы Российской Федерации “Развитие науки и технологий” на 2013–2020 годы».
Согласно этому Постановлению инженерами Центра осуществляется несколько крупных проектов. Среди них создание высокотехнологичного производства нового поколения энергоэффективных трансмиссий для грузовых автомобилей и автобусов, а также высокотехнологичного производства высокоточных многофункциональных роботизированных комплексов для обработки и производства крупногабаритных изделий.
Кроме того, инженеры Центра являются победителями Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы». В рамках господдержки по этой программе была осуществлена разработка научно-технических решений по управлению распределением мощности в трансмиссиях грузовых автомобилей для повышения их энергоэффективности и топливной экономичности; разработаны научно-технические решения компонентов мобильных зарядных устройств для аккумуляторных батарей гибридного и электрического приводов городского грузового и пассажирского автомобильного транспорта.
– С какими проблемами вы сталкиваетесь в развитии Центра?
– Проблем действительно немало, перечислю лишь некоторые из них. Во-первых, рыночные тренды сегодня таковы, что инвесторы всё больше склоняются к получению услуг комплексного инжиниринга, предпочитая выполненные «под ключ» проекты. Дополнительный негативный оттенок здесь вносит усиление конкурентного давления со стороны зарубежных, прежде всего китайских, инжиниринговых компаний, которые предлагают продукт именно в этом формате. Это серьезный вызов, и мы планируем выходить на выполнение Центром проектов именно «под ключ».
В качестве ещё одного вызова хочу отметить необходимость построения устойчивых кооперационных связей между инжиниринговыми компаниями, предприятиями и наукой с целью объединения компетенций, создания интегративного эффекта. Это большая и важная стратегическая задача, за один день это не делается, но без этого эффективная деятельность инжинирингового центра невозможна. Мы сейчас активно ее решаем.
– Расскажите, как вы в условиях кризиса на рынке ищете свою нишу, как привлекаете заказчиков и работаете с ними?
– Это очень интересная и многоплановая работа. Сразу отмечу, что у небольших машиностроительных предприятий в настоящее время наблюдается проблема доступа инженерного состава к современным средствам проектирования и расчета. Плюс налицо проблема отсутствия самих инженерных кадров, способных работать с современными инструментами. Прекрасной возможностью выхода из сложившейся ситуации является использование возможностей Центра компьютерного инжиниринга. Это одна из наших реальных рыночных ниш.
Одна из составляющих стратегии продвижения услуг Центра – участие в отраслевых кластерных структурах, что позволяет обеспечить охват большого количества заказчиков – как предприятий, так и научно-исследовательских и образовательных организаций. Позиционируя себя как единый коллективный инжиниринговый центр региона, Центр компьютерного инжиниринга минимизирует риски, связанные с инновационной деятельностью предприятий, что позволяет повысить конкурентоспособность продукции за счет сокращения сроков и ошибок проектирования, трудозатрат и расходов.
Ну и конечно, не могу не упомянуть наших главных стратегических партнеров – лидеров отечественного рынка машиностроения. Среди них производственные предприятия – постоянные заказчики и партнеры нашего Центра. Это крупнейший производитель грузовых автомобилей в России ПАО «КАМАЗ», предприятия корпорации «Уралвагонзавод», один из лидеров российского рынка оборудования для металлургии, горнодобывающей промышленности, промышленности строительных материалов и энергетики – ПАО «Уралмашзавод», ведущий разработчик и производитель подвижного состава для железных дорог, городских транспортных систем – ЗАО «Трансмашхолдинг» и многие другие.
Кроме того, Центр компьютерного инжиниринга тесно сотрудничает с крупнейшими научными и инжиниринговыми организациями – государственными научными центрами: ведущей научной организацией Российской Федерации в области развития автомобилестроения – Центральным научно-исследовательским автомобильным и автомоторным институтом «НАМИ», Всероссийским научно-исследовательским институтом авиационных материалов, а также НИИ Железнодорожного транспорта.
– Можете назвать проекты, нацеленные на замещение импортной продукции, которые реализуются Центром?
– Если говорить в целом, то вся проектная деятельность Центра направлена именно на импортозамещение. При этом хочу отметить, что выполнение утвержденных Правительством планов развития машиностроения по направлениям «Автомобильный транспорт», «Железнодорожный и легкорельсовый транспорт», «Сельскохозяйственный транспорт», «Дорожно-строительная техника», «Лесозаготовительная техника» и «Подъемно-транспортные системы» требует разработки конкурентоспособных технических систем нового поколения с использованием новых материалов на основе современных производственных технологий. Именно эти мы и занимаемся.
Конечно, самой передовой технологической цепочкой, способной обеспечить реальное импортозамещение, я считаю триаду «Материалы & Компьютерный инжиниринг & Производство». Безусловным драйвером в этой цепочке выступает компьютерный инжиниринг, обеспечивающий прорывной характер разработок. На него мы делаем основной упор в своих проектах.
– Андрей Владимирович, Центр компьютерного инжиниринга планирует выходить на международный рынок?
– Конечно. Мы осознаем, что сегодня государство ставит перед инжиниринговыми центрами задачу достижения глобального технологического превосходства, технологического лидерства России с учетом трендов мирового развития. Поэтому в части международной деятельности Центр компьютерного инжиниринга рассматривает следующие перспективные направления международного сотрудничества.
Во-первых, хочу сказать пару слов о нашем проекте повышения пассивной безопасности автомобильных транспортных средств и средств защиты пешеходов. В результате его реализации Центр создаст суперкомпьютерные модели несущей части кузовов автомобилей, манекенов для виртуальных сертификационных испытаний – лобового столкновения, боковых ударов, опрокидывания и так далее. Инженеры Центра проведут оптимизацию геометрии и мест расположения зон деформации кузова, усиливающих и энергопоглощающих элементов и тому подобное. Проект планируется реализовать совместно с Лёвенским католическим университетом в Бельгии.
С этим же университетом ведем работу и над проектом оптимизации характеристик трансмиссии и несущей системы автомобилей для улучшения плавности хода, управляемости, устойчивости и снижения массы конструкции. В результате реализации проекта будет создан комплекс многодисциплинарных расчетных моделей автомобилей на базе ПО LMS, ANSYS, pSeven. Это позволит реализовать концепцию сквозного цифрового проектирования, начиная с ранних этапов и заканчивая готовым изделием.
Еще одно направление нашей работы – расширение международной базы характеристик и свойств материалов для прочностных расчетов. В результате международная база данных известной британской компании GRANTA Design будет дополнена характеристиками жаропрочных сталей, параметрами моделей материалов, широко используемых в отечественной атомной энергетике и авиационном моторостроении.
Наконец, есть интересный проект совместно с мировым лидером в области производства станков – германской компанией Kliengelnberg. Он посвящен развитию международного инструментария расчета элементов зубчатых передач под нужды отечественного машиностроения. В результате реализации проекта этот инструментарий будет развит и адаптирован с учетом отечественных материалов и технологических возможностей, выявленных при совместной работе Центра компьютерного инжиниринга с ПАО «КАМАЗ», предприятиями группы «ГАЗ», ООО «УМЗ» и другими.
– Не секрет, что одним из важнейших условий технологического прорыва России является опережающая подготовка кадров. Участвует ли в ней Центр? Расскажите об этом подробнее.
– Совершенно согласен с тем, что наука, технологии и образование должны развиваться вместе, дополняя и подпитывая друг друга. Это требование времени, только так можно добиться качественного импортозамещения и технологического рывка отечественной промышленности. И мы в этой работе участвуем.
Центр компьютерного инжиниринга совместно с мировым лидером – компанией Siemens в сентябре этого года запускает крупный образовательный проект. На базе ЦКИ будет создан учебный центр Siemens, который займется подготовкой кадров в области управления жизненным циклом изделия и производством. В настоящее время мы комплектуем Центр высокопроизводительным программным обеспечением. С его помощью будет вестись обучение студентов, аспирантов и докторантов, повышение квалификации и профессиональная переподготовка инженеров, а также научно-исследовательская деятельность. По сути, это позволит построить комплексный образовательный процесс на примерах решения инженерных задач и вести подготовку квалифицированных кадров по обширному ряду инженерных и междисциплинарных специальностей в соответствии с требованиями современных промышленных предприятий.
Открытие учебного центра состоится 14 сентября, но уже сейчас идет активная подготовка. Университет выделил прекрасные удобные помещения в центре города, закупается мебель и техника, а на открытии планируется провести большую научно-практическую конференцию, собрав инженерную элиту региона.
– Давайте заглянем в будущее. Какими перспективными проектами сегодня занят Центр?
– Конечно, в будущее заглядывать всегда непросто, но могу точно сказать, что у нашего Центра всё впереди. Мы совсем недавно начали работать, и сейчас перед нами огромное количество задач, направленных на активный рост и увеличение доли рынка.
Мы планируем расширение сразу по нескольким составляющим для создания устойчивого бизнеса. С первого дня начали работу по развитию кадрового потенциала и привлечению талантливых инженеров. Собираем в регионе кадры буквально по крупицам – и опытных конструкторов, и молодых талантливых выпускников инженерных факультетов. Мы осознаем, что инженерный интеллект – основа нашего будущего, и будем и дальше вести работу по поиску и привлечению талантливых специалистов.
А еще мы уверены, что успех бизнеса высоких технологий зависит от компетентности управленцев, их способности принимать сильные и эффективные решения. Поэтому много внимания уделяем управленческому развитию команды – обучаем топ-менеджмент в Сколково, получаем управленческое образование в магистратуре. Параллельно сверяем свои идеи, учимся у коллег – принимаем участие во всех важных профессиональных форумах и выставках. Уже в ближайший месяц планируем ввести в действие CRM систему и тем самым начать выстраивать управление взаимоотношениями с нашими партнерами и заказчиками на принципиально новом уровне.
В перспективе Центр нацелен на расширение предложений инжиниринговых услуг. Мы заинтересованы в предоставлении максимально широкого спектра услуг на всех стадиях жизненного цикла изделия и во всех отраслях машиностроения. Уже сейчас изучаем потенциал новых рынков – например, исследуем потребности в инжиниринге рынка сельскохозяйственной техники. Планируем развивать проекты в области роботизированных средств производства. Отдельно выделили как перспективное направление развития проектирование автономных транспортных средств.
Одним словом, работы и планов у нас много. Мы с оптимизмом смотрим в будущее. Уверены, что сможем существенно развить возможности Центра и уже в ближайшие годы увеличить рыночную долю более чем в два раза.