Развитие инноваций напрямую связано с приоритетами государственной политики. Особенностью «холодной войны» была гонка вооружений, которая привела к существенным научным открытиям во многих технологических и военных областях. Наращивание военной мощи было не только эволюционным, но и революционным – создание новых видов оружия, его транспортировка, хранение. Революционные прорывы произошли не только в области ядерного оружия и ракетной техники, но и во всем, что было связано с оборонно-промышленным комплексом.
После распада Советского Союза все в корне изменилось. Многие отечественные предприятия были приватизированы, стали частными. Как следствие, изменились и приоритеты государственной поддержки. До недавнего времени все было сконцентрировано вокруг добывающей отрасли, природных ресурсов, в то время как другие отрасли, такие как фармацевтика, автомобилестроение и другие, нуждавшиеся в поддержке, оставались без внимания.
В глобальном смысле упадок отечественной науки и промышленности привел к серьезному устареванию всей производственной цепи, от концептуального проектирования и наукоемких исследований до промышленного производства, включая производственные линии. В результате это сильно повлияло на замещение устаревшей отечественной продукции и технологий на рынке современными, зарубежными аналогами.
Взяв курс на инновационное развитие, государство целенаправленно продолжает продвигать эту идею и все больше внимания уделяет практически всем отраслям экономики и этапам производства инновационных изделий, стараясь переломить растущий импорт зарубежной продукции и увеличить внутрирыночное потребление.
В сентябре этого года Анатолий Борисович Чубайс выступил перед студентами МФТИ с лекцией «Инновационная экономика и технологическое предпринимательство». Он заявил: «Сейчас в стране исчерпался этап, который называется экономическим ростом, основанным на внешнем сырьевом драйвере. Если мы намерены развивать страну, то у нас остался единственно возможный ресурс – инновационное развитие».
На сегодняшний день существует много современных инструментов, используемых в процессе производства, начиная от специализированного программного обеспечения для конструкторских разработок до высокотехнологичного производственного оборудования. Один из таких инструментов – численное моделирование, то есть процесс создания и изучения виртуальной модели изделия с использованием высокопроизводительных вычислительных систем. Исследование, проводимое методом численного моделирования, на этапе концептуального и детального проектирования позволяет уменьшить количество натурных испытаний на последующих этапах до минимума. Как следствие, многократно сокращаются финансовые издержки, связанные с созданием и исследованием натурных моделей изделия, ускоряется процесс запуска нового изделия в производство и выхода готового продукта на рынок.
В ряде случаев, например при исследовании процесса ядерной реакции, при расщеплении атома, проведение натурных испытаний невозможно. С такими проблемами связаны и исследования структурных и механических свойств пенных пленок для качественного изменения свойств пенобетона. Поэтому остается единственно возможный выход – использование методов численного моделирования . Для производства пенобетона наилучшего качества необходимо использовать стабилизатор пены – пленки золей. Однако ввиду малой толщины самой пленки невозможно получить данные о структурных и механических свойствах пенных пленок экспериментальным способом, не прибегая к численному моделированию. А знание этих характеристик позволяет определить оптимальные параметры различных добавок и технологии производства пенобетонов, например, выяснить целесообразность применения золей размером порядка 1 нм.
Исследование это весьма актуально, ведь пенобетон – экологически чистый пористый искусственный камень, энерго- и ресурсосберегающий материал, экономически выгодный как при строительстве, так и при эксплуатации зданий и сооружений. У него повышенные прочностные свойства и значительно меньший вес по сравнению с распространенными строительными материалами.
Или другой пример – анализ турбулентных течений в воздухозаборниках и диффузорах авиационных двигателей. Подобная высокоэффективная технология управления потоком в каналах газотурбинных силовых установок относится к критическим технологиям федерального уровня. Их применение имеет и государственное значение в части экологической безопасности и ресурсосбережения. Только развитие методов прямого численного моделирования позволило рассчитать все интересующие процессы управления течением в каналах двигателей с помощью пассивных и активных средств. Оптимизированные устройства управления позволяют уменьшить газодинамические потери в каналах двигателей в два-три раза, что приводит к уменьшению удельного расхода топлива, улучшению экологических характеристик и повышает надежность двигателей.
«Численное моделирование с использованием высокопроизводительных вычислительных систем – это инструмент, который уже сформировался, но пока доступен не всем участникам рынка. Крупные промышленные предприятия активно используют его в своей работе, в то время как средний и малый бизнес не может себе это позволить ввиду отсутствия профильных специалистов и дорогостоящей программно-аппаратной составляющей. Этот разрыв было предложено компенсировать, создав общедоступный сервисный комплекс, который могли бы использовать все нуждающиеся в нем. Подтверждением жизнеспособности подобной модели стал реализованный корпорацией РОСНАНО, совместно с нами, проект, связанный с анализом и формированием рынка высокопроизводительных вычислений. Нашей целью была отработка бизнес-модели поставщика комплекса общедоступных суперкомпьютерных сервисов, а также детальное исследование существующей потребности рынка в высокопроизводительных вычисления. Результаты показали, что такая потребность существует. Многие научные и производственные организации готовы применять методы численного моделирования на этапе исследования изделий, чтобы в дальнейшем оптимизировать их, уменьшая себестоимость и увеличивая конкурентоспособность.
Можно привести массу примеров, в том числе и из решенных нашими специалистами задач, когда численное моделирование, казалось бы, незначительной детали позволяет оптимизировать всю конструкцию так, что она приобретает неоспоримые преимущества перед аналогами, – говорит Дамир Султанов, директор по маркетингу компании «Т-Сервисы». – Однако мы считаем, что поддержка государства важна на всех производственных этапах. Нельзя ограничиваться чем-то одним. Например, целевое финансирование лишь концептуальных научных исследований – лишь звено в длинной производственной цепи. По нашему мнению, такой подход не даст нужных результатов, потому что для дальнейшего детального проектирования и запуска изделия в производство необходимы современные ресурсы, недоступные или попросту отсутствующие: программное обеспечение, квалифицированные профильные специалисты, соответствующее производственное оборудование. На предприятиях используется устаревшее оборудование, многие специалисты не обучены работе с современными инструментами инженерного анализа».
Модернизация всей производственной цепи, от исследования и проектирования до производства готовой продукции, позволит достичь той цели, которую ставит перед собой государство, – инновационного развития. Усовершенствование всех производственных этапов во всех рыночных отраслях при поддержке государства позволит вывести на рынок множество высококачественных, импортозамещающих, конкурентных продуктов.
