Инновационные технологии. Научно-производственный симбиоз.

 


Сложно найти отрасль промышленности, которая не использовала бы научные разработки для развития производственных направлений. Что же касается наукоемких отраслей, то здесь тесное сотрудничество ученых и промышленников становится главным условием создания качественного, современного и конкурентоспособного продукта.

Современная атомная промышленность в своей основе имеет многолетние научные изыскания, а сегодня, в условиях открытого рынка и жесткой конкуренции со стороны иностранных производителей, связь отрасли с наукой становится не просто доброй традицией, но определяющим фактором эффективного развития. «Наше производство имеет высокую степень автоматизации, и кажется, что здесь нечего делать человеку, — рассказывает Александр Александров, директор по техническому развитию ОАО «НЗХК», одного из ведущих предприятий ядерно-топливного цикла. — На самом деле потому все и работает, что в оборудование, в технологии заложено достаточно много знаний. А чтобы эти знания получить, обработать и реализовать, требуется деятельность, связанная с наукой. Процесс совершенствования наших изделий идет непрерывно: к примеру, 30 лет назад наши тепловыделяющие сборки работали два года, а сегодня мы перегружаем ТВС через четыре года. И для того чтобы увеличить ресурс изделия, необходимо изменить конструкцию и конструкционные материалы, внутреннюю начинку. Все это возможно только в сотрудничестве с учеными».

Взаимодействие новосибирского предприятия с институтами Академии Наук и Сибирского отделения АН имеет многолетнюю историю и различные организационные формы. Задачи решались как при непосредственном сотрудничестве с отраслевыми институтами, так и через различные научно-технические советы. «Наше предприятие гораздо старше, чем Сибирское отделение АН, — говорит Александр Александров. — Изначально основные отраслевые силы были сконцентрированы в Москве. Мы заказывали столичным ученым различные расчеты, и уже позднее, когда мы начали работать с институтами Сибирского отделения, выяснилось, что местные научные кадры тоже трудились над нашими задачами через московских коллег.

Конечно, если речь идет об основном изделии, то конструктор и разработчик находятся в Москве, и все задания идут оттуда. Но есть технология и ее реализация, и для решения конкретных производственных задач мы сами выбираем партнеров, в том числе и здесь в Сибири».

Конструкторско-технологический институт научного приборостроения (КТИ НП) — один из давних партнеров НЗХК, создавший для предприятия множество контрольно-измерительных приборов. Стоит заметить, что сотрудничество предприятия с учеными КТИ НП началось задолго до придания институту сегодняшнего статуса. В середине 70-х годов прошлого века председатель Сибирского отделения АН, академик Гурий Марчук принял решение развивать и укреплять связи со знаменитой «девяткой» министерств. Одной из главных задач деятельности Сибирского отделения было ускорить внедрение достижений науки в производство. Одним из первых предприятий, на котором обкатывались механизмы внедрения научных решений в производство, был НЗХК. «Ряд задач был связан с контролем геометрических размеров тепловыделяющих элементов, — рассказывает директор КТИ НП Юрий Чугуй. — В то время завод готовился к освоению производства тепловыделяющих элементов для реакторов ВВР-1000. Уже тогда промышленники понимали, что атомная продукция требует очень деликатного обращения, а применение контактных измерительных средств, традиционных для того времени, так или иначе приводит к дефектам. Поэтому все должно быть бесконтактно, с высокой производительностью, надежностью и объективно, то есть без участия оператора. Нам удалось сделать бесконтактный измеритель диаметров труб».

После нескольких удачно выполненных задач в 1987 году для более эффективного взаимодействия было принято решение создать межотраслевую лабораторию технического зрения на базе Сибирского отделения и Минатома. «Я был назначен заведующим этой лабораторией, — вспоминает Юрий Чугуй. — В том же году я стал руководителем СКБ НП. Впоследствии лаборатория превратилась в ядро института, вокруг которого наращивался кадровый и научно-технический потенциал для решения важнейших задач Минатома. Спустя несколько лет был сформирован концерн ТВЭЛ, и наше сотрудничество с атомной промышленностью расширилось. Помимо НЗХК, мы решали некоторые задачи и для Машиностроительного завода в Электростали и для Чепецкого механического завода в Глазове».

Внедрение научных разработок в производство позволяет не просто совершенствовать продукцию, но и менять технологию, получать новые знания о привычных процессах и с их помощью оптимизировать схему изготовления. Одно из сложных изделий в производственном цикле НЗХК — это дистанционирующая решетка, определяющая жесткость каркаса тепловыделяющей сборки. При использовании стандартных координатно-измерительных машин для того, чтобы промерить всю решетку в одном сечении, требуется около четырех часов. При выборочном контроле такой срок допустим, но если требуется постоянно отслеживать соответствие размеров, то четырехчасовая задержка сильно снижает производительность. «Нам была поставлена задача сократить время измерения до 10–12 минут, — рассказывает Юрий Чугуй. — Мы такую машину создали, и с 2002 года она успешно эксплуатируется на предприятии. Аппарат позволяет контролировать изделие в 16 сечениях и восстановить профиль любой ячейки, ее конфигурацию и дефекты. Чуть позже мы получили от завода заказ на новое поколение машин, которые могут обмерить не только решетки отечественного производства, но и зарубежные типа «квадрат». Буквально в феврале мы подписали акт о приемке такой машины в опытную эксплуатацию».

«После запуска измерительной установки мы не только повысили производительность, но получили новую информацию, — говорит Александр Александров. — На основе этой информации мы изменили схему контроля и вообще требования к данному изделию. С помощью современных средств измерения мы получаем информацию об изделии, достаточную для того, чтобы не только знать объект, но и настроить процесс так, чтобы меньше вмешиваться и заранее предсказывать, какое изделие получится».

Сегодня на НЗХК эффективно работает около десятка систем, разработанных в КТИ НП, причем большинство из них используется как штатные измерительные средства. Такое плодотворное сотрудничество стало возможно благодаря пониманию сильных и слабых сторон участников процесса и взаимному уважению интересов. При взаимодействии науки и производства неизбежно возникают противоречия. «Очень часто промышленники ставят задачу институту и хотят, чтобы она была решена в кратчайшие сроки с минимальными финансовыми вложениями, — сетует Юрий Чугуй. — А создание наукоемкого продукта требует серьезного научного поиска, изготовления опытных образцов и доработки в промышленной эксплуатации. Потому что иногда сам заказчик, формулируя техническое задание, не до конца все предусмотрел. Если партнеры понимают возможности друг друга и разбираются в процессе, в котором участвуют, то вероятность решения задачи оптимальным образом значительно возрастает.

К счастью, Минсредмаш — одна из самых высокоинтеллектуальных отраслей в истории развития нашего государства. Там были собраны лучшие специалисты, которые работали и в фундаментальных, и в прикладных областях. Эта культура взаимодействия производства и науки передавалась из поколения в поколение. И сегодня представители отрасли понимают, что сила Академии наук — в хорошем уровне научно-исследовательских разработок, но дальше внедрять их нужно совместно. Сегодня новое руководство СО РАН придает большое значение прикладной деятельности институтов отделения и налаживанию тесных взаимовыгодных контактов с крупнейшими системообразующими корпорациями и предприятиями страны».

На НЗХК связующим звеном между отраслевой и академической наукой и производством выступает заводская лаборатория. «Успешный опыт сотрудничества с КТИ НП основан на совместном внедрении научных разработок в производство, — уверен Александр Александров. — Институт обладает методами контроля, хорошо выполняет измерительную часть работ, но мы стали действовать более продуктивно, когда к процессу подключилась наша лаборатория автоматики. Установку изготавливает лаборатория, ее сердце создает КТИ НП — вместе получается изделие, которое удовлетворяет нас по производительности. Нашу механику, нашу логику управления, связи с другими объектами — мы это лучше знаем, чем сторонние специалисты. Когда мы встраиваем что-то в производственные линии, там, где задан ритм подачи изделий, — нам в этой ситуации все знакомо и все технические решения понятны. Поэтому когда мы встраиваем измерительные средства в наши системы совместно, у нас это получается быстро и хорошо».

Сегодня НЗХК развивает связи с научным сообществом в двух направлениях — текущая производственная деятельность и создание новых продуктов. «Что касается текущей деятельности, то здесь есть производственные планы, налаженные связи с научными кругами, примеры выполненных работ и задел на будущее, — рассказывает директор по техническому развитию ОАО «НЗХК». — В IV квартале 2009 года мы планируем запустить установку пирогидролиза для получения порошка диоксида урана сухим способом. Сегодня этот порошок производится по «мокрой» схеме; при этом неизбежно возникают жидкие отходы, которые необходимо либо перерабатывать, либо складировать. Кроме того, расходуется огромное количество воды и требуются большие трудозатраты. Сухой способ предусматривает переработку гексофторида урана в парогазовой среде; при этом получаются двуокись урана и плавиковая кислота, которая в дальнейшем может быть использована в народном хозяйстве. Никаких жидких отходов нет, трудозатраты на этом производственном участке существенно ниже. И это, кстати, тоже яркий пример развития производства при непосредственном участии достижений отраслевой науки — и не просто развития, но его совершенствования и повышения экологической безопасности. Сегодня мы находимся на стадии завершения этого проекта.

Есть также большой объем работ, связанный с экспериментальной базой. Мы не в состоянии приобрести все измерительные средства, а иногда требуется специализированное оборудование. Электронная микроскопия, специфические методы измерения материалов, расчетные матметоды в области гидродинамики, теплофизики, термомеханики — эти модели эффективны в жизни, и они позволяют ускорить процесс технической оптимизации.

Помимо этого, мы находимся в постоянном поиске новых перспективных продуктов. Развитие неядерного производства — это и источник дополнительного дохода, и диверсификация бизнеса в условиях жесткой конкуренции и нестабильной экономической ситуации. Сейчас на предприятии идет процесс оптимизации, высвобождаются производственные площади, и мы готовы заняться освоением новой, востребованной рынком продукции. В этом вопросе мы открыты для сотрудничества и ждем предложений, в том числе от сибирской науки».

Несмотря на возникающие разногласия, результат сотрудничества науки с производством гораздо значимее, нежели усилия, требуемые для разрешения противоречий. И каждая сторона заинтересована в развитии партнерства. Наука, занимаясь фундаментальным поиском без внедрения своих разработок в производство, не получает обратной связи и рано или поздно замкнется в себе. Производство же без науки развивается значительно медленнее и проходит гораздо более сложный путь проб и ошибок, прежде чем достигнет поставленной цели. «Мы не можем существовать без реального сектора, — утверждает Юрий Чугуй. — Устав и статус института предполагают, что основную часть деятельности мы должны осуществлять в сотрудничестве с отраслями. Мы занимаемся созданием техники нового поколения, а так как финансирования со стороны Академии наук недостаточно, то, только выполняя конкретные проекты для промышленного заказчика, мы в полной мере можем реализовать наш научный, инженерно-конструкторский и промышленный потенциалы. В этом случае наши разработки являются востребованными и не лежат на полке».

«Без науки нет развития, — заявляет в свою очередь Александр Александров. — А наше производство не может стоять на месте, оно постоянно должно совершенствоваться. Наверняка в атомной энергетике еще очень много непознанного: наши знания сегодня меньше, чем мы думаем. Наша отрасль связана с производством электроэнергии, и первейшая здесь задача — обеспечение безопасности. Там, где есть сомнения или недостает знаний, мы закладываем коэффициенты запаса. А если знания углублять, то, может быть, и не нужны лишние предосторожности: мы могли бы за счет этих запасов повысить эффективность, получать больше энергии. Стремление совершенствоваться, удешевить процесс всегда существует. Кроме того, в производстве электроэнергии существует конкуренция между органическими энергоносителями и атомным топливом, равно как и конкуренция между отечественными и иностранными производителями топлива для АЭС. И для того чтобы оставаться конкурентоспособными, мы должны постоянно развиваться, предлагать более удобную и совершенную продукцию. А она будет такой только благодаря интеграции научных знаний в производство».

Данил Овчинников

Источник: "Континент Сибирь" 3 апреля 2009 г., №12