Будущее за роботами? Алексей Швейкин – о развитии науки и промышленности

Пермский край — это регион, где преобладает индустриальный сектор экономики: достаточно сказать, что в валовом продукте Прикамья доля промышленности составляет 40 %. При этом один из трендов, сложившийся много лет назад, — тесное взаимодействие с наукой, которая сегодня призвана решить самые острые проблемы. Какие разработки помогут промышленности края стать сильнее? Об этом в преддверии Пермского инженерно-промышленного форума (ПИПФ-2025) рассказал проректор по науке и инновациям ПНИПУ, доктор физико-математических наук Алексей Швейкин.

Перспективы ИИ

Ирина Вервильская, «АиФ-Прикамье»: Стартовал ПИПФ-2025, где предприятия представят свои новейшие разработки. Как вы считаете, за какими будущее промышленности края?

— Я согласен с видением завтрашнего дня, отражённом в Госпрограмме научно-технологического развития Пермского края. На мой взгляд, будущее промышленности региона — за передовыми производственными и цифровыми разработками. В их числе аддитивные гибридные технологии (создание любых сложно-конфигурационных трёхмерных объектов путём послойного добавления материала, т. е. 3D-печать) для металлов и полимеров, применение ИИ, роботизация и автоматизация, цифровое проектирование продуктов и производств на основе многоуровневых математических моделей, новые материалы и вещества. Эти направления повышают эффективность предприятий и обеспечивают технологическое лидерство.

— В последнее время постоянно поднимается вопрос внедрения ИИ в производство. Насколько это перспективное направление? Не надёжнее, когда всеми процессами управляет человек?

— Технологии искусственного интеллекта не замещают, а дополняют человека и выступают в роли помощника в рутинных процессах (именно об этом зачастую пишут популяризаторы ИИ — я с ними согласен). Современные ИИ-агенты могут выступать в роли полноценного ассистента не только для бытовых и развлекательных целей, но и для повышения производительности труда и обеспечения высоких результатов и качества конечной продукции.

С осознанием важности этого направления в ПНИПУ при Передовой инженерной школе «Высшая школа авиационного двигателестроения» создана лаборатория прикладного искусственного интеллекта в промышленности. Совместно с индустриальными партнёрами ведутся разработки цифровых помощников для инженеров, конструкторов и т. д. Например, сегодня генеративные нейронные сети позволяют нам создавать различные технологические маршруты производства деталей. В будущем это поможет оптимизировать выпуск продукции и минимизировать расходы промышленных предприятий.

Также в ПНИПУ ИИ активно применяется при цифровом проектировании технологических процессов добычи полезных ископаемых, в частности — для автоматизации гидродинамического моделирования и контроля разработки месторождений углеводорода, оценки и прогноза энергетического состояния залежи нефти.

— В свете дефицита рабочей силы всё более актуальным в последние годы становится вопрос о роботизации производства. Есть ли у пермских предприятий ресурсы для такой модернизации? Или стоит двигаться в другом направлении?

— В Перми функционируют два крупных предприятия, занимающихся разработкой, выпуском и внедрением роботов. Перед отечественными изготовителями стоит фронтирная задача — массово обеспечить своей продукцией индустрию, чтобы к 2030 г. Россия вошла в число стран-лидеров по плотности роботизации производства.

ПНИПУ активно готовит кадры для таких предприятий. Более 10 лет функционирует Центр робототехники, осуществляется подготовка бакалавров и магистров по направлению «мехатроника и робототехника». По программе академического лидерства «Приоритет-2030» в этом году открыли студенческое конструкторское бюро «Центр робототехники». В университете ведутся исследования и разработки в этой области: создаются программно-аппаратные комплексы и системы управления роботизированными манипуляторами, конструктивные решения для нефтехимических производств.

Большое внимание мы уделяем популяризации молодёжного научно-технического творчества. Так, для обучающихся по инженерно-техническому направлению университет организовал фестиваль робототехники, который охватил сотни школьников, студентов и молодых специалистов края.

По программе академического лидерства «Приоритет-2030» в этом году открыли студенческое конструкторское бюро «Центр робототехники». В университете ведутся исследования и разработки в этой области: создаются программно-аппаратные комплексы и системы управления роботизированными манипуляторами, конструктивные решения для нефтехимических производств.

— Сейчас непростые времена для экономики страны в целом и края в частности. Складывается впечатление, что учёные Пермского Политеха стали активнее заниматься разработками, которые бы облегчили жизнь предприятиям региона. Так ли это?

— В программе развития «Приоритет-2030» мы уделяем особое внимание нашим стратегическим технологическим проектам, цель которых — именно разработка решений для промышленных предприятий. И в первую очередь — региональных. Пример — роботизированные ремонтные ячейки на основе аддитивных технологий (когда поломки и дефекты особо ценных и важных узлов и деталей можно устранить на месте производства путём выращивания недостающих фрагментов).

Есть и другая иллюстрация из сферы ИТ. Учёные ПНИПУ разработали ПО, которое существенно облегчает работу нашим нефтяникам и повышает эффективность добычи. Это инновационный цифровой продукт с применением ИИ, не имеющий аналогов. Он позволяет моделировать процессы исследования нефтяных или газовых скважин и пластов как ключевого элемента системы непрерывного мониторинга разработки месторождений углеводородов.

В тренде — коллаборация

— Одна из последних разработок университета позволяет получать промышленные детали с лучшими эксплуатационными свойствами. В чём её новизна и где бы она пригодилась?

— Это один из наших стратегических технологических проектов в рамках программы развития «Приоритет-2030» — «Создание функциональных систем «материал-технология-конструкция» в высокотехнологичных отраслях машиностроения». Необходимо создавать такие системы в непрерывной научно-технологической цепочке. Отталкиваясь от знаний технологий и материаловедческих исследований, сначала учёные университета разработали детальную компьютерную модель, описывающую трансформацию свойств металлов при меняющихся температурно-скоростных условиях изготовления детали. Она анализирует изменения структуры материала, прогнозирует его механические свойства и помогает предотвращать появление брака в готовых изделиях.

Мы отвечаем на вопрос, каким образом и какой геометрии создавать конструкцию, чтобы обеспечить наилучшие эксплуатационные свойства. Затем проводится многофакторная технологическая апробация, экспериментальные испытания прочностных свойств, материаловедческие исследования иерархической структуры материала. Безусловно, эта комплексная задача очень сложная, нужны специалисты множества профилей, чтобы её решить. К счастью, у нас, как у политехнического университета, они есть. В результате в 2025 г. по этому проекту мы, в частности, создали аддитивно изготовленные титановые лопатки для авиадвигателя.

— Насколько сложно учёным продвигать свои разработки сегодня? Бизнес проявляет интерес? Поддерживает науку?

— Сейчас предприятия страны ориентированы на поиск отечественных технологических решений, поэтому стало гораздо легче находить общий язык с бизнесом, появился особый интерес к нашим патентам и разработкам — он возрастает с каждым годом. Но есть и трудности. Бизнесу обычно сразу нужен готовый продукт, а не промежуточный прототип. Однако для доведения разработки до высокого уровня технологической готовности помимо научно-технологических компетенций необходимы время и финансирование. Сегодня мы совместно с бизнесом отрабатываем механизмы оптимального прохождения данного перехода, решая технологические задачи в том числе за счёт средств программы развития «Приоритет-2030», краевой поддержки и индустриальных партнёров.

— Растёт ли интерес к специальностям, которые можно получить в ПНИПУ?

— На мой взгляд, интерес к Политеху в таком индустриальном регионе, как Прикамье, стабильно высокий.

— Как привлечь ещё больше молодёжи в вузы, где можно получить технические специальности, так необходимые пермским предприятиям?

— Университет совместно с крупными индустриальными партнёрами организует так называемые базовые кафедры и учреждает собственные стипендиальные программы для студентов. Также предприятия активно участвуют в проведении научно-популярных мероприятий, где знакомят студентов и абитуриентов с передовыми разработками, элементами корпоративной культуры. В ПНИПУ помимо 60 академических кафедр совместно с индустриальными партнёрами открыто 12 базовых. Университет — не только кузница и источник кадров, но и центр для исследований и разработок. Кроме того, индустриальные партнёры активно участвуют в популяризации молодёжного научно-технического творчества, мы совместно трудимся над этим.

Предприятия активно участвуют в проведении научно-популярных мероприятий, где знакомят студентов и абитуриентов с передовыми разработками, элементами корпоративной культуры. В ПНИПУ помимо 60 академических кафедр совместно с индустриальными партнёрами открыто 12 базовых.

— Трудно ли сегодня молодым учёным? Как государство могло бы им помочь?

— Сегодня молодые учёные активно поддерживаются на всех уровнях. Их привлечение к исследованиям — обязательное требование для выполнения многих проектов и грантов. Благодаря федеральным программам в ПНИПУ с 2021 г. функционируют четыре молодёжные научные лаборатории. В 2025 г. вуз подал ещё три заявки. Дополнительно две молодёжные лаборатории созданы по проекту развития университета. Также в Пермском Политехе реализуется конкурсная программа поддержки «Аспирантура плюс». По ней аспирантам, работающим в ПНИПУ, выплачивается дополнительная стипендия.

Понять окружающий мир

— Почему вы решили пойти в науку?

— Как учёный, я работаю в области физико-математических и технических наук. Здесь можно соединить математическую строгость и научное творчество. Мне нравится в этом ключе продвигаться по пути понимания окружающего мира.

— Чем вы занимаетесь в свободное время?

— На первом месте, конечно, семейные дела. Кроме того, уделяю время чтению научной и художественной литературы, играю в волейбол.

— Какая ваша главная цель на ближайший год в плане научной деятельности?

— Моя ближайшая важная цель как проректора — повысить результативность процесса превращения наших лабораторных разработок в готовые и востребованные промышленностью края и страны научно-технологические продукты, сервисы и услуги. Важно, чтобы они быстрее доходили до конкретных предприятий и положительно влияли на экономику Прикамья и страны.

Как у учёного, работающего в области многоуровневого моделирования и цифрового проектирования технологических процессов, на ближайший год у меня цель адаптировать имеющиеся наработки по описанию изготовления изделий сверхпластического и горячего деформирования для перспективного отечественного алюминиево-магниевого сплава. Это будет востребовано для создания лёгких прочных изделий из алюминия для аэрокосмической и транспортной промышленности.

Секрет в клетке. Физики научились прогнозировать поведение живых тканей Подробнее