Передовые производственные технологии

Передовые производственные технологии определяют конкурентоспособность экономики на высокотехнологичных рынках будущего. Они применяются, когда малоэффективно или невозможно производить новые продукты и материалы на основе традиционных технологий. Возникает необходимость трансформации — массового и быстрого внедрения на предприятиях передовых производственных технологий, получивших название «Индустрия 4.0».

Новое направление программы — это возможность встать во главе 4-й промышленной революции, погрузиться в мир технологических процессов будущего, изучить современные технологии (аддитивные, «цифрового двойника», «интернета вещей», «зеленые», промышленной робототехники), найти и реализовывать новые возможности на стыке математики, физики, химии и биологии.

1. Мобильный «горячий» бокс для обращения с медицинскими и промышленными изотопами на АЭС с канальными уран-графитовыми реакторами
2. Предиктивная система аналитики и прогнозирования энергопотребления предприятия на основе IIoT
3. Разработка и создание фотополимерной смолы для 3D-печати
4. Концепция «Безлюдного месторождения»
5. Устройство для переработки и вторичного использования пластика в 3D-печати

Описание проектов
(проекты могут быть изменены и дополнены)

1. Мобильный «горячий» бокс для обращения с медицинскими и промышленными изотопами на АЭС с канальными уран-графитовыми реакторами

Руководители проекта: Соболева А.В., Бирюков А.Н., Подосинников А.А., Музалева М.С., Сидоров Н.М.

Аннотация: Начиная с 2000-х годов во всем мире растет интерес к неэнергетическим ядерным технологиям, прежде всего к использованию радиоизотопов в науке и производстве. Одно из перспективных и быстро развивающихся направлений изотопного бизнеса – медицинские изотопы и радиоактивные фармацевтические препараты (РФП) на их основе.

Одними из главных производителей радиоизотопов в нашей стране являются АЭС с канальными уран-графитовыми реакторами типа РБМК-1000. Производство изотопов медицинского и промышленного назначения на энергоблоках Ленинградской АЭС позволяет уникальная конструкция реакторов РБМК, в которых помимо каналов с топливом и каналов системы управления и защиты установлены облучательные каналы для загрузки в них исходного сырья, преобразующегося в процессе эксплуатации реактора и длительного облучения нейтронами в радиоизотоп с необходимыми свойствами.

Наработка изотопов производится в блок-контейнерах, которые на подвеске по несколько штук погружаются в облучательные каналы. Технология включает в себя множество этапов, основными из которых являются: выдержка и облучение стартового вещества нейтронами в активной зоне, извлечение, транспортировка к месту очистки и просушки блок-контейнеров, отделение блоков-контейнеров от лишнего материала и погрузка в транспортные контейнеры для отправки к заказчику. 

В связи с постепенным выводом из эксплуатации энергоблоков Ленинградской АЭС, технологию наработки изотопной продукции широкого перечня намереваются внедрить на энергоблоках Курской и Смоленской АЭС с аналогичным типом реакторов, при этом её реализация потребует доработки технологических каналов и разработки  нового оборудования для послереакторного обращения с облучёнными материалами.

Партнеры проекта: Научно‑исследовательский и конструкторский институт энерготехники имени Н.А.Доллежаля (АО «НИКИЭТ»), Госкорпорация «Росатом»

2. Предиктивная система аналитики и прогнозирования энергопотребления предприятия на основе IIoT

Руководитель проекта: Байкова А.В.. Литвиненко И.Д.

Аннотация: Энергоэффективность - это рациональное использование энергоресурсов для достижения экономической эффективности их использования при существующих уровнях развития техники, технологий и соблюдения требований к охране окружающей среды.

Как следует из энергетической стратегии развития Российской Федерации, повышение энергоэффективности в производстве является одной из стратегических задач на ближайшие годы. Уже сегодня в каждой крупной промышленной компании принята политика энергосбережения и энергоэффективности, которую она должна соблюдать. 

Так, в компании «Северсталь» было принято решение максимально сократить экономические и ресурсные потери из-за неточных прогнозов по потреблению электроэнергии, а также исключить несанкционированные подключения к энергосетям и кражу электричества. Большинство дочерних компаний «Северстали» не имеют собственных мощностей для производства электроэнергии и покупают ее на оптовом рынке. Они, в основном, делают ставки на то, сколько электроэнергии будут покупать в конкретный день и по какой цене. Если фактическое потребление отличается от заявленного прогноза, то потребитель несет дополнительные расходы, которые могут составить несколько миллионов в год для всей компании.

Поэтому предлагается разработать систему анализа и прогнозирования энергопотребления предприятия на основе IIoT, собирающую и обрабатывающую данные о планируемом и фактическом потреблении, а также технологии машинного обучения для более точного прогнозирования энергопотребления. Предлагаемое решение должно улучшить прогнозирование энергопотребления и экономить энергоресурсы за счет снижения штрафов, оптимизации закупок и борьбы с хищениями электроэнергии.

Партнер проекта: ПАО «Северсталь»

3. Разработка и создание фотополимерной смолы для 3D-печати

Руководитель проекта: Дергачев М.В.

Аннотация: Работа над проектом будет включать следующие цели:

– исследование фотополимеров, а также влияние зависимости длины волны на засветку фотополимера;
– изучение технологий фотополимерной 3D-печати, их виды, преимущества и недостатки;
– изучение конструкции 3D-принтеров, поиск аналогов, проведение сравнительного анализа параметров;
– составление схемы для фотополимерной засветки;
– выявление сферы применения технологий фотополимерной 3D-печати;
– разработка рецептуры;
– печать детали изготовленной смолой на SLA принтере.

Партнеры проекта: Комбинат «Электрохимприбор», Госкорпорация «Росатом»

4. Концепция «Безлюдного месторождения»

Руководители проекта: Коротков Р.Н., Овчаренко Д.М.

Аннотация: Необходимо предложить новый подход в одном из процессов эксплуатации нефтегазового актива, основанный на внедрении информационных технологий и искусственного интеллекта и автоматизации работы оборудования в рамках четвертой промышленной революции (Индустрия 4.0).

Задачи:

– Разработка методов распознавания условий соблюдения и нарушения промышленной безопасности на опасном производственном объекте;
– Определение сетевой архитектуры данных;
– Обработка и представление данных с конечных устройств;
– Разработка рабочего макета автоматизированной кустовой площадки нефтегазодобывающего промысла;
– Создание высокотехнологичного автоматизированного рабочего места (АРМ) для мониторинга состояния работы оборудования;
– Разработка упрощенного дизайна и интерфейса системы;
– Прогнозирование сценариев работы с данными, определение ключевых рисков.

Партнер проекта: ООО «Газпромнефть-Восток»

5. Устройство для переработки и вторичного использования пластика в 3D-печати

Руководитель проекта: Горбатов А.Д.

Аннотация: В числе удаленных регионов не только города и поселки, но и места разработки нефтегазовых месторождений, а также строительные, промышленные объекты. Их специфика заключается в отсутствии нормального транспортного сообщения. Как правило, причина этому кроется в сложном климате и неблагоприятных погодных условиях. Осложнено производство необходимых для нормальной жизни и работы товаров. И при выходе из строя какого-либо узла производства простаивают неделями в ожидании доставки, для экономии времени предлагается создание таких узлов сразу на месте, однако не каждое предприятие и населенный пункт обладают достаточными мощностями и знаниями. В связи с чем актуально создание передвижного мобильного комплекса, который обеспечивает изготовление деталей первой необходимости по современным технологиям, для обеспечения срочного ремонта в труднодоступных областях и регионах. В качестве современных технологий предлагается использовать часть аддитивных технологий (FDM, SLA, SLM), а также традиционных технологий и зоны реверсивного инжиниринга.

В рамках программы предполагается создать концепт Мобильного центра аддитивных технологий, подготовить конструкторскую документацию для создания его, создание 3D-модели в современных системах автоматизированного проектирования, просчитать себестоимость и создать комплексное экономическое обоснование для запуска в производство.

Партнеры проекта: Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Госкорпорация «Росатом»