Мы поговорили с директором передовой инженерной школы ТПУ «Интеллектуальные энергетические системы» Вячеславом Першуковым о том, какие разработки проводят сотрудники ПИШ в атомной отрасли, а также о том, что создаётся в направлении моделирования технологий переработки нефти и газа.
Какие главные задачи решает передовая инженерная школа «Интеллектуальные энергетические системы»?
За последние 20–30 лет произошли серьёзные изменения во всех отраслях промышленного производства. Стали иными технологии и системы организации производств, интенсифицировался обмен информацией, как и её количество, усложнились процессы, практически свелось к нулю натуральное производство со всеми технологическими циклами. Это и определило возросшую роль коммуникационных возможностей отдельных производственных единиц и построение мировых систем распределения труда. Эти процессы затронули все отрасли материального производства, и предприятия топливно-энергетического комплекса не являются исключением. Все эти изменения требуют другого подхода к подготовке инженерных кадров. То, как это делалось раньше, просто не закрывает потребности индустрии. Если нам нужны новые технологии — нужны новые инженеры, которые их создают и эксплуатируют.
Для решения этой задачи — подготовки новых инженеров — и запущен проект «Передовые инженерные школы». Фокус ПИШ Томского политеха — на цифровой энергетике. Школа занимается разработкой и внедрением цифровых кросс-отраслевых решений для разных направлений ТЭК России. Это и нефтегазовая, и атомная, и угольная, и электроэнергетическая отрасли. То есть это задача цифровизации отечественной энергетики, построение которой осуществляется с использованием новых технологий и технологического оборудования. Такая постановка задачи и определяет изменения, которые необходимо сделать в области подготовки кадров.
Все образовательные программы в ПИШ собраны на стыке цифровых возможностей отображения и работы с информацией, которая формируется в отдельной подотрасли энергетики. Например, поставлена задача готовить проектировщиков цифровых двойников конкретных энергообъектов, месторождений, специалистов по системным инженерным решениям в новой технологической платформе атомной отрасли (первый такой опытно-демонстрационный энергокомплекс уже строится в Северске и соединяет информацию по управлению производственных единиц всей атомной отраслью любой страны на одной площадке), по цифровизации систем безопасности и управления кризисными ситуациями в реальном масштабе времени на основе использования современных физико-математических моделей и решений в области супер-компьютерной техники и искусственного интеллекта. Это сами по себе новые профессии, на которые спрос в будущем будет только расти.
На первый курс магистратуры в нашу ПИШ зачислен в этом году 91 человек. Первокурсники очень разные. Они приехали из разных регионов и даже стран — например, есть первокурсник из Южного Судана. Конечно, много в магистратуре действующих сотрудников предприятий ТЭК. Это студенты с высокой мотивацией, чётко понимающие, зачем им новые или более глубокие цифровые компетенции.
Расскажите об уникальности ПИШ ТПУ.
Школа создавалась и сейчас развивается по кросс-отраслевой модели. Это наше ключевое отличие. Мы видим свою роль синергетической площадки для разных отраслей ТЭК, так как цифра — это сквозные технологии и для атомной энергетики, и для нефтегазовой, и классической, и угольной. То есть ПИШ Томского политеха работает над технологиями не для одной конкретной компании, а для энергетической отрасли в целом или даже для нескольких отраслей.
Какие конкретные разработки проводятся для атомной отрасли в рамках проекта? Опишите их и расскажите, пожалуйста, как они будут использоваться.
В ПИШ Томского политеха идёт работа над несколькими технологическими проектами в интересах атомной отрасли. Например, политехники занимаются созданием комплекса из цифровых двойников, компьютерных тренажёров и расчётных кодов для моделирования сложных систем в замкнутом ядерном топливном цикле. Его внедрение позволит существенно ускорить процессы проектирования оборудования, сократить расходы на проверку его работоспособности в разных условиях, повысить эффективность и безопасность эксплуатации. В ПИШ также занимаются разработкой специальных приборов контроля технологических параметров радиохимических производств, построением систем управления процессами и аппаратами на основе искусственного интеллекта. Главное, что эти технические решения уже реализуются в промышленных масштабах и задача университета — подготовить специалистов, готовых к эксплуатации таких современных комплексов.
Отмечу проект по созданию программно-аппаратного комплекса на основе нейросетевых алгоритмов для раннего обнаружения, локализации и ликвидации возгораний на объектах атомной отрасли. Мы предлагаем интегрировать комплекс в существующие системы пожарной безопасности. Лежащая в основе комплекса нейросеть позволит с учётом специфики технологического процесса идентифицировать причину возникновения внештатной ситуации, понять, где это произошло, тип и характеристики очага пожара, а также своевременно определить механизм, как нужно локализовать и тушить пожар. Это решение позволит существенно минимизировать ущерб и снизить последующие риски от пожаров и возгораний на объектах атомной промышленности.
В настоящее время остро стоит вопрос импортозамещения программного обеспечения в области проектирования, моделирования и оптимизации процессов подготовки и переработки нефти и газа. Какие прорывные разработки создаются в направлении моделирования технологий переработки нефти и газа на площадке ПИШ «ИнЭС»?
Нефтегазовая отрасль сейчас вообще одна из самых цифровых в России. Здесь уже многое сделано, в том числе и по направлению импортозамещения. Но очевидно, что есть ещё много нерешённых проблем. Например, в нашей ПИШ учёные создают систему, разработанные модели которой уже сейчас используются не только для инженерного моделирования технологических процессов на стадии проектирования и эксплуатации, но и для решения более наукоёмких задач научного инжиниринга сложных химических процессов переработки нефти и газа. Это задачи по тестированию и подбору катализаторов, инжинирингу химических реакторов и вспомогательного оборудования, прогнозированию межремонтных периодов промышленных установок, планированию производства моторных топлив. Уверен, такой инструмент будет востребован как в центрах инженерного моделирования на предприятиях нефтегазовой сферы, так и в проектных организациях, научных центрах. При этом внедрение системы позволит сформировать новые подходы к подготовке кадров в сфере нефтепереработки, основанные на системной инженерии, а изучение технологии будет происходить через призму метода математического моделирования и системного анализа — от уровня компонентного состава нефти до процессов, протекающих в химических реакторах, и в целом до уровня целого завода.
Ещё по одному проекту для нефтянки работаем над системой для принятия оптимальных решений при планировании процессов добычи нефти и газа.
Представители власти подчёркивают, что одной из главных задач развития регионов является интеграция и кооперация науки с промышленностью. Расскажите, как эта интеграция происходит на примере вашей ПИШ.
Ключевой локальный партнёр ПИШ Томского политеха — это АО «Сибирский химический комбинат» (входит в топливную компанию «ТВЭЛ» Росатома). На его площадке успешно реализуется проект «Прорыв», идёт строительство энергоблока с реактором на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300.
Комбинат и университет плотно сотрудничают уже десятилетия. Многие выпускники ТПУ связали свою судьбу с атомной отраслью и с СХК. Совместные с ТПУ НИОКР помогают комбинату совершенствовать технологические процессы, повышать их эффективность при безусловном обеспечении безопасности. Поэтому ПИШ является логическим продолжением совместной деятельности СХК и ТПУ и выводит эти отношения на новый уровень. Предприятие участвует в софинансировании проекта ПИШ ТПУ, формировании инженерных задач для школы и кадрового запроса.
Так, в ПИШ разработаны новые расчётные коды для сложных процессов на комбинате, и эта работа продолжается. Выпускники ПИШ будут работать на комбинате в проекте «Прорыв». Уже действующие сотрудники комбината учатся в ПИШ на программах допобразования. Это программы «Эксплуатация АЭС с реакторами на быстрых нейтронах» и «Фабрикация ядерного топлива».
Разработка и реализация образовательных программ ПИШ проводится в соответствии с запросом от индустриальных партнёров с учётом вектора научно-технологического развития. У вашей школы много индустриальных партнёров. Расскажите, как они участвуют в процессе разработки образовательных программ. Все ли их запросы получается учитывать? Возможно, у вас уже есть четко выстроенная система взаимодействия?
Основной акцент в обучении в ПИШ сделан на прямое участие в образовательном процессе технологических компаний. Программы созданы в ответ на реальные задачи отрасли, и у каждой есть индустриальный партнёр из контура Росатома или нефтегазового сектора. Партнёры участвуют на всех стадиях работы: при формировании программы, при постановке задач и кейсов для практической работы студентов, в качестве преподавателей различных модулей программ.
Заместитель генерального директора АО «СХК» по управлению персоналом Станислав Вторушин поделился своим мнением о сотрудничестве с ПИШ ТПУ:
На сегодняшний день Сибирскому химическому комбинату необходимы уникальные кадры для проекта «Прорыв». Проект направлен на достижение нового качества ядерной энергетики, разработку, создание и промышленную реализацию замкнутого ядерного топливного цикла на базе реакторов на быстрых нейтронах. ПИШ Томского политеха позволяет подготовить подходящие кадры. Совместно с экспертами проекта «Прорыв» СХК разрабатываются и актуализируются программы подготовки студентов. То есть студенты подготавливаются под задачи проекта.
Также в рамках ПИШ мы организовываем обучение, повышение квалификации уже действующих сотрудников, для которых также были разработаны специализированные программы подготовки.
Для минимизации времени адаптации молодых специалистов в рамках работы ПИШ совместно с СХК организуются программы стажировки.