В Передовой инженерной школе СПбПУ «Цифровой инжиниринг» будущие инженеры прошли полный цикл разработки БПЛА
С 22 июня по 3 июля в Передовой инженерной школе СПбПУ «Цифровой инжиниринг» (ПИШ СПбПУ) состоялась летняя производственная практика для студентов третьего курса бакалавриата институтов Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. За две недели 16 будущих инженеров прошли все ключевые этапы создания современного высокотехнологичного продукта: от цифрового проектирования – до сборки и испытаний готового прототипа.
Программа практики предполагала отработку навыков разработки, производства, реализации, эксплуатации и сопровождения продукта (полный жизненный цикл изделия). Такой принцип позволил студентам последовательно применить современные технологии цифрового инжиниринга и получить опыт решения комплексной инженерной задачи, объединяющей проектирование, расчеты, производство и настройку готового изделия.
Разработка велась на примере квадрокоптера. Работа началась с цифрового проектирования: участники разработали трехмерные модели деталей и сборки в системе КОМПАС-3D (рис. 1). Далее конструкция прошла инженерный анализ в системе конечно-элементного анализа: студенты выполнили расчеты на прочность и модальный анализ, подтвердив прочность конструкции и отсутствие опасных резонансных режимов (рис. 2).
 |
 |
|
Рисунок 1. Общий вид 3D-модели квадрокоптера |
Рисунок 2. Первая форма собственных колебаний |
На производственном этапе практиканты ознакомились с технологиями изготовления изделий из полимерных композиционных материалов методом вакуумного формования, подготовили модели к FDM-печати в программе OrcaSlicer и приняли участие в изготовлении деталей будущего изделия.
 |
 |
 |
Завершающим этапом стала сборка: студенты выполнили электромонтаж, настройку и калибровку полетного контроллера в программном обеспечении Betaflight. Каждый участник самостоятельно выполнял задания на своем рабочем месте, а итогом совместной работы группы стал общий прототип квадрокоптера, успешно прошедший тестовый запуск.
Практика включала не только работу над инженерным проектом, но и знакомство с научной инфраструктурой университета. Студенты посетили Суперкомпьютерный центр «Политехнический» – один из самых мощных вычислительных комплексов в системе Минобрнауки России производительностью 4,5 Пфлопс – и узнали, как высокопроизводительные вычисления применяются при разработке авиационной, ракетно-космической и энергетической техники, а также при решении сложных задач цифрового инжиниринга для высокотехнологичных отраслей промышленности.
Также в программу вошли экскурсии в лаборатории Передовой инженерной школы. В лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» ПИШ СПбПУ участникам рассказали о цифровых симуляторах и применении технологий информационного моделирования (BIM) в строительстве, а также продемонстрировали VR-комплекс для обучения обслуживанию промышленного оборудования, разработанный совместно с индустриальным партнером.
Кроме того, студенты побывали в лабораториях композиционных материалов и водородных технологий, где ознакомились с современным исследовательским оборудованием и перспективными направлениями научных разработок.
Заместитель директора Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» ПИШ СПбПУ (ИЦ) Николай Ефимов-Сойни рассказал студентам о работе ИЦ. Центр специализируется на решении сложных задач для высокотехнологичных отраслей. В настоящий момент, значительная часть его работ выполняется для атомного машиностроения в интересах Госкорпорации «Росатом». Деятельность ИЦ сосредоточена в том числе на разработке и применении цифровых двойников промышленных изделий с использованием уникальной Цифровой платформы CML-Bench®. Инжиниринговый центр участвует в таких прорывных проектах, как создание цифровых двойников для активной зоны реактора ВВЭР в интересах АО «ТВЭЛ», работы по цифровому моделированию в газоцентрифужном направлении в интересах ООО «Центротех-инжиниринг», работы по моделированию процессов, связанных с утилизацией радиоактивных отходов в интересах АО «МАЯК» и радиевый институт.
 |
 |
 |
В отделе системного инжиниринга под руководством Дмитрия Журавлева ребятам показали, как компьютерный инжиниринг и конечно-элементное моделирование помогают компаниям-заказчикам Инжинирингового центра в совершенствовании наукоемкой высокотехнологичной продукции. Студенты узнали о целом ряде проектов, над которыми работает или с которыми успешно справился отдел системного инжиниринга.
 |
 |
 |
В Лаборатории по бережливому производству под руководством старшего преподавателя ПИШ СПбПУ Владислава Терещенко участники практики смогли ознакомиться с базовыми аспектами построения и оптимизации производственного процесса. В результате лабораторного практикума команде студентов удалось ускорить сборку учебного изделия более чем в два раза.
Отдельной частью программы стали инженерные соревнования: студенты спроектировали и изготовили мосты из бумаги, после чего конструкции прошли испытания на прочность. Такие соревнования – традиционная часть практики, которая дает студентам возможность продемонстрировать свою инженерную интуицию и проверить, как простые материалы в сочетании с грамотными конструктивными решениями могут привести к впечатляющему результату.
«Наша задача заключалась не только в том, чтобы познакомить студентов с отдельными инженерными инструментами, но и показать взаимосвязь всех этапов разработки изделия. Такой подход помогает сформировать системное инженерное мышление и понять, как цифровые технологии применяются при создании современной техники».
За две недели участники применили современные методы цифрового проектирования, инженерного анализа, работы с композиционными материалами и аддитивными технологиями, а также получили практический опыт сборки и тестирования продукта. Такой формат подготовки позволяет будущим инженерам пройти весь путь создания высокотехнологичного изделия и понять, как университетские знания применяются при решении реальных инженерных задач.
«В таком формате мы проводим практику в четвертый раз, то есть участники первой практики в этом году уже получили свои магистерские дипломы. Нашей целью всегда было предоставить студентам возможность как можно раньше попробовать свои силы на каких-то реальных примерах и задачах. Все мы по себе знаем, что этого часто не хватает во время учебы, как не хватает и возможностей взаимодействия со старшими коллегами. Надеемся, что летняя практика дала ребятам некий заряд для дальнейшей учебы и профессионального роста».
