Мост между наукой и бизнесом

Кооперация науки и производства на Урале уже дает поразительные результаты

Запуск нацпроекта «Наука и университеты» и программы «Приоритет 2030» задал стимулы для выстраивания кооперационных цепочек между учеными и региональными компаниями 

Уральский инжиниринговый центр (УрИЦ) и Южно-Уральский госуниверситет (ЮУрГУ) в этом году приступают к реализации проекта создания высокотехнологичного производства компонентов следящего гидропривода. Это позволит отказаться от импортных аналогов. 

Инструмент объединения

Раньше гидропривод на 100% комплектовался из деталей импортного производства. ЮУрГУ и УрИЦ начали искать замену еще в 2019 году. Недавно проект получил субсидию на 166,1 млн рублей. 

— Запуск производства датчика на отечественном оборудовании планируется в 2024 — 2025 годах, — рассказал руководитель проекта профессор кафедры «Технологии автоматизированного машиностроения» ЮУрГУ Дмитрий Ардашев. — Таким образом, к 2025 году производство следящего гидропривода будет замещено в полном объеме. Это позволит не только отказаться от импортных компонентов, но и упростить проведение процедуры технического обслуживания оборудования.

По мнению ученого, кооперация ЮУрГУ и УрИЦ представляет собой образец удачного сочетания научных и практических компетенций. 

Запрос на инновации в российской экономке в последние годы был достаточно высок. С уходом западных компаний и закрытием международных рынков потребность в технологиях и научных разработках перешла в разряд критической. Ответить на этот вызов государство решило с помощью национального проекта «Наука и университеты». В рамках нацпроекта создаются научно-образовательные центры мирового уровня (НОЦ), передовая инфраструктура для научных исследований и обучения, развивается сеть современных вузов. Таким образом, предполагается повысить эффективность вовлечения вузовской и академической науки в решение практических задач реального сектора. Нацпроект реализуется с 2018 года, но сейчас его фокус сместился в сторону задач обеспечения технологического суверенитета страны.

Для обеспечения динамичного развития системы высшего образования в прошлом году была запущена масштабная программа стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Ее цель — сформировать в России к 2030 году более 100 прогрессивных современных вузов. Они должны стать центрами научно-технологического и социально-экономического развития регионов. В рамках программы университеты-победители получают базовый и специальный гранты. «Приоритет 2030» сегодня охватывает 129 университетов, 48 из них являются получателями специальной части гранта. В 2023 году объем финансирования программы составит более 32 млрд рублей. Уже появились конкретные исследования вузовских команд, которые внедряются в производство, усиливают экономику и технологическую независимость страны.

Каждый университет выбирает свой фокус исследований. К примеру, работа Уральского федерального университета в рамках «Приоритета 2030» построена вокруг трех тем: цифровые технологии и новые материалы; экологически чистая и ресурсосберегающая энергетика; эффективное взаимодействие человека, природы и технологий.

Южно-Уральский государственный университет в рамках программы «Приоритет 2030» реализует проект «Новые перспективные материалы». Ученые работают над задачами сокращения времени выхода инновационных материалов на рынок и расширением их эксплуатационных свойств.

Тюменский госуниверситет выбрал пять направлений: биобезопасный мир, экосистемы будущего, мультипарадигмальное образование, природовдохновленный инжиниринг, устойчивое развитие макрорегиона (см. «Масштабные технологические задачи», с. 24).

Большие надежды возлагаются на кооперацию науки и бизнеса через научно-образовательные центры мирового уровня. Сейчас в стране работает 15 НОЦ. Среди них четыре НОЦ созданы на территории Урала и Западной Сибири. Это Пермский научно-образовательный центр «Рациональное недропользование», Западно-Сибирский межрегиональный НОЦ (объединяет Тюменскую область, ХМАО и ЯНАО), «Евразийский научно-образовательный центр» (Башкирия) и Уральский межрегиональный научно-образовательный центр «Передовые производственные технологии и материалы» (Свердловская, Челябинская и Курганская области).

Для большей эффективности НОЦ в макрорегионе выстраивают взаимодействие друг с другом. В частности, в этом году Уральский и Западно-Сибирский НОЦ намерены провести цикл совместных проектно-аналитических сессий (см. «Кооперация компетенций», с. 23).

Пока рано оценивать результаты реализации нацпроекта, в его рамках решаются сложные долгосрочные технологические задачи. Но примеры объединения компетенций науки и реального сектора через запуск новых инструментов уже появляются. Создание производства компонентов гидропривода — не единственный кейс на Урале.

Можем заместить

Промышленность Урала на фоне санкционного кризиса столкнулась с необходимостью замены критически важных технологий. Причем многие решения нужно найти в сжатые сроки. С такой проблемой, например, столкнулась металлургическая промышленность. Ранее износостойкие покрытия, которые используются в машинах непрерывного литья заготовок, производились только за рубежом. С введением санкций начались проблемы с работой оборудования. Ученые института физики металлов УрО РАН совместно с екатеринбургским предприятием «Машпром» разработали свою технологию, причем отечественная разработка превосходит иностранные аналоги.

— Таким образом партнеры не дали остановиться сердцу сталелитейной промышленности. Это очень достойный научный результат, сейчас технология используется на наших ведущих металлургических комбинатах и показывает хорошую эффективность, — отмечает директор по развитию Уральского НОЦ Игорь Манжуров.

Однако спектр задач региональной промышленности шире вопросов импортозамещения. Многим компаниям нужно закрыть фундаментальные технологические вопросы. Раньше бизнес и научные учреждения часто работали над ними параллельно. Именно в рамках нацпроекта наконец удается найти точки пересечения. Например, Уральский федеральный университет вместе с корпорацией «Рос­атом» разрабатывают перспективную технологию замкнутого ядерного топливного цикла и технологию создания жидкосолевых реакторов.

Кроме того, в рамках программы «Приоритет 2030» УрФУ разрабатывает химико-фармацевтические препараты для профилактики и лечения инфекционных, нейродегенеративных заболеваний.

Для индустриального Урала всегда был актуален вопрос снижения экологического давления на окружающую среду. В частности, при производстве хромовых соединений в шламах образуется большое количество вредных для здоровья человека отходов. Больше ста лет компания «Русский хром 1915», расположенная в Первоуральске, не могла решить эту проблему. По словам директора института металлургии УрО РАН Андрея Ремпеля, ученые нашли технологию, которая позволит не только снизить объем выбросов, но и получать дополнительный продукт, который можно использовать в металлургической промышленности. Сейчас на заводе введен в эксплуатацию природоохранный комплекс, который оснащен инновационным очистным оборудованием — декантерными центрифугами.

Другой пример кооперации для решения фундаментальных задач — сотрудничество Института машиноведения УрО РАН и Каменск-Уральского металлургического завода. Партнеры совместными усилиями разрабатывают уникальную технологию термической обработки отходов алюминиевых сплавов. В последующем из этих отходов можно будет изготавливать заготовки для прессования.

Есть в регионах масштабные задачи, которые требуют времени и больших инвестиций в инновации. Как известно, использование полиэтиленовых пакетов наносит огромный вред природе. Не случайно в 40 странах уже введен их запрет. Решением проблемы может стать технология биоразлагаемых полимеров. Отслужив свой срок, такие изделия саморазлагаются на углекислый газ и воду, не нанося никакого вреда природе. За создание новых биоразлагаемых полимерных материалов взялись институт органического синтеза УрО РАН совместно с предприятием «Ника-Петротэк. Партнеры в рамках Уральского НОЦ сейчас занимаются разработкам и исследованиями в этой области.

Инновации для малого бизнеса 

Российские крупные компании уровень НИОКР в целом поддерживали всегда. Да, возможно, он был невысок по международным меркам, но игрокам «верхнего эшелона» все равно это было по силам. Между тем в России сформировалась достаточно сильная прослойка малого и среднего производственного бизнеса. Одним из ключевых ограничений развития таких компаний в последние годы эксперты называли недостаток вложений в инновации: у компаний такого уровня просто нет ресурсов для финансирования разработок. В рамках национального проекта начинают выстраиваться новые цепочки кооперации таких компаний и научных организаций. И уже есть примеры успешного сотрудничества. 

Конструктор Алексей Макаров и основатель сервиса заказа такси «Максим» Максим Белоногов из Курганской области в 2015 году разработали модель российского снегоболотохода «Бурлак». Техника давно себя зарекомендовала, она могла бы вполне успешно использоваться в экстремальных климатических условиях Арктической зоны РФ. Освоение Арктики сегодня — один из национальных приоритетов. Но для этого нужно усовершенствовать некоторые механизмы. В рамках Уральского НОЦ за проект взялись Институт машиноведения УрО РАН и Курганский государственный университет.

— Нам нужно решить задачу по увеличению срока эксплуатации и повышению надежности отдельных элементов этого автомобиля, — рассказывает директор Института машиноведения УрО РАН Владимир Швейкин. — Запуск двигателя в тяжелых климатических условиях приводит к очень частым поломкам. Самое главное, невозможно спрогнозировать, в какой момент это произойдет. Нам нужно усовершенствовать трансмиссию и гарантировать бесперебойную работу техники на период рейса. Задача нетривиальная, ее не решить просто увеличением массы или прочности материала. 

Партнеры провели много исследовательской работы, собрали входную информацию с огромного количества датчиков, которыми окутываются все узлы трансмиссии. Этот анализ позволяет определить, в каких местах возможно появление резонансных процессов, которые и приводят к разрушению: «Сейчас ищем конструкторские решения, которые позволяют продлить срок эксплуатации отдельных узлов и, самое главное, сделать работу снегоболотохода длительной и надежной», — говорит Владимир Швейкин.

Другой кейс эффективного взаимодействия малого бизнеса и академической науки на уровне региона связан с разработкой отечественных имплантов. С введением санкций первым делом тревогу забили стоматологи. Практически вся технология имплантирования в России построена на импортных материалах. В нашей стране свои производства есть, но они сталкиваются с множеством проблем. Челябинская компания «НС технология», к примеру, уже несколько лет занимается производством дентальных имплантатов из нанотитана под брендом «Dental Synthesis». Чтобы снизить зависимость от импортных составляющих и организовать замкнутый технологический процесс, компания решила создать производство титанового прутка. И эта задача решается вместе с учеными.

По словам Андрея Ремпеля, специально для этой компании сотрудники института разработали материалы из титана для отечественных имплантов: «Такая работа была проведена в 2022 году, мы эти разработки передали в фирму “НС технология”. Сейчас компания свое оборудование подстраивает под эту технологию, и в следующем году они выпустят уже 15 тыс. имплантатов с использованием своих материалов. И это не импортозамещение, мы разработали технологию с нуля, нашли свои источники материалов, химические элементы».

Кооперация компетенций В рамках национального проекта «Наука и университеты» найдены действенные инструменты реализации региональной технологической повестки, считает помощник полпреда президента РФ в УрФО Евгений Гурарий — Как вы оцениваете эффективность работы межрегиональных научных центров мирового уровня (НОЦ) на территории Уральского федерального округа? — Мы считаем, что НОЦ стал действенным инструментом реализации региональной технологической повестки. Такие организации обеспечивают кооперацию компетенций, возможностей и материально-технической базы вузов, научных учреждений и промышленных предприятий. При этом предприятия берут на себя активную роль в реализации проектов, обеспечивая более 80% их финансирования. Проекты Уральского и Западно-Сибирского НОЦ уже показали достижение ряда значимых результатов, применимых в различных отраслях экономики и обеспечивающих импортозамещение зарубежных аналогов.  Совместная профессиональная деятельность ученых и бизнес-сообщества способствует инновационному развитию и обеспечит дальнейший рост конкурентоспособности отечественного производства. — За счет чего достигается такой эффект? — Полномочным представителем президента РФ в УрФО Владимиром Якушевым поставлена предметная задача — оказать максимальную поддержку выполнению технологических проектов научными и образовательными институтами в кооперации с индустриальными партнерами и региональными властями. В портфели проектов, которые сейчас реализуются в регионе, входят как «зрелые» проекты, которые находятся на высоком уровне готовности в части производства технологической продукции, так и проекты, которые еще совсем недавно были на условной стадии стартапа. Работают понятные механизмы федеральной и региональной поддержки этих проектов, причем не только финансовой, но и организационной, научно-образовательной. За 2021 — 2022 годы сумма федерального гранта для наших двух НОЦ составила почти 500 млн рублей. Объем средств, поступивших от регионов, на реализацию проектов Уральского НОЦ составил около 400 млн рублей, на реализацию проектов Западно-Сибирского НОЦ выделено более 2,7 млрд рублей.  В рамках НОЦ также решаются задачи по повышению уровня компетенций специалистов и руководителей, занятых в реализации проектов. Только за последние два года в обоих НОЦ обучение прошли почти 3 тыс. человек. Еще одна важная задача НОЦ — включение в его работу молодых ученых, в том числе путем поддержки деятельности молодежных лабораторий. В наших двух НОЦ поддержано по шесть таких лабораторий. Каждая из них нацелена на усиление взаимодействия предприятий и научно-образовательных организаций в рамках реализуемых проектов. Это реально работающий механизм, и мы надеемсся, что Минобрнауки России продолжит практику создания молодежных лабораторий.  — В первой половине 2023 года два центра проведут совместную стратегическую сессию. Каких результатов вы ожидаете? — Основная цель запланированной стратсессии — выработка совместных взаимовыгодных форм взаимодействия между нашими НОЦ по нескольким тематическим направлениям. Это научная работа, образовательные проекты и продукты, создание правил кооперации для участия в общих проектах и в использовании инфраструктуры вузов и академических институтов. На установочном совещании мы разбили основные направления работы на составляющие, определили ответственных за проработку каждого из направлений. Полагаем, что в итоге состоится не одна большая стратсессия в одном месте, скорее мы пойдем по пути организации практических экспертных сессий в конкретных регионах Уральского федерального округа. Каждая из таких сессий сформирует итоговые предложения, которые в дальнейшем станут основой взаимодействия между нашими центрами.  — Какую роль, по вашему мнению, в достижении задачи формирования технологического суверенитета играет программа «Приоритет 2030»? — Программа «Приоритет 2030» позволяет нашим вузам за счет реализации своих стратегических проектов и использования имеющегося научно-технологического потенциала занять или закрепить лидирующие позиции в Уральском федеральном округе. Пять вузов нашего округа в 2021 году были отобраны в данную программу (УрФУ, ТюмГУ, Южно-Уральский госуниверситет, Уральский горный университет и Тюменский медицинский университет). За счет средств федерального гранта наши вузы получили возможность реализовать ряд прорывных научных проектов, в том числе в рамках консорциумов с другими образовательными и научными организациями, индустриальными партнерами. Так, УрФУ работает по проекту, связанному с созданием материалов и технологий для водородной и ядерной энергетики. ТюмГУ проводит научные исследования по повышению урожайности пшеницы и картофеля, изучает биологические средства защиты растений. Южно-Уральский госуниверситет выполняет работы по сокращению времени выхода инновационных производственных материалов на рынок, расширению функциональных и эксплуатационных свойств этих материалов. Именно за счет таких проектов, а также проектов НОЦ и будет обеспечено формирование технологического суверенитета наших регионов и страны.

Масштабные технологические задачи Программа «Приоритет 2030» способствует кардинальной трансформации роли университета в региональной экономике, считает директор технологического парка ТюмГУ Андрей Ермаков  — В рамках министерской программы развития университетов «Приоритет 2030» в Тюменском государственном университете реализуются пять стратегических проектов: «Биобезопасный мир», «Экосистемы будущего», «Мультипарадигмальное образование», «Природовдохновленный инжиниринг», «Устойчивое развитие макрорегиона».  Изначально ТюмГУ не был техническим или в полном смысле инженерным вузом, который обладал бы большими заделами в технологиях. Но за последние годы университет резко нарастил эти компетенции и готов их развивать. В вузе масштабно и продуктивно развивается биологический блок исследований (стратегический проект «Биобезопасый мир»). Акцент сделан на обеспечение продовольственной безопасности. Есть уже и результаты, за первый год участия в федеральной программе исследователи вуза получили биопестицид на основе двух штаммов бацилл, описали новые виды энтомофагов, перспективных для контроля вредителей в защищенном грунте. В ТюмГУ проводятся научно-исследовательские работы, которые выходят за рамки проекта «Биобезопасный мир», но неразрывно связаны с ним. Это, например, практически все подпроекты «Природовдохновленного инжиниринга»: катализаторы, создаваемые по принципу действующих в природе процессов, нано- и микроразмерные устройства (в том числе биоморфный нейропроцессор), оптика свободной формы, или, как ее еще называют, жидкая линза. Ровно год назад мы открыли первый в России Центр природовдохновленного инжиниринга. Кроме того, ТюмГУ — один из российских лидеров по анализу, апробации новых образовательных подходов и внедрению их в учебный процесс. С 2022 года университет реализует образовательную модель 2 + 2, основанную на системе индивидуальных образовательных технологий и нацеленную на предоставление обучающимся возможности формировать свой набор знаний и компетенций. Как отражение происходящих перемен, в вузе появились инновационные подразделения — «Передовая инженерная школа», «Антропошкола», «Школа естественных наук» и другие. Университет сейчас находится в процессе важных трансформаций: до 2030 года запланировано поэтапное достижение заявленных в программе «Приоритет» показателей. Однако даже первый год показал, что проект интересен региону и индустриальным партнерам. Договоры на выполнение научно-технических услуг заключены с НП «Сибирская ореховая компания», НПП «Алавеста Инжиниринг», компанией «Союзгазтехнология» и с другими предприятиями. Университет ведет активные переговоры с агропромышленными предприятиями Уральского федерального округа, реализуются совместные проекты с «Газпромнефтью», компанией «Сибур», «ГМС-Нефтемаш». Сейчас ключевое направление реализации стратегических проектов — коммерциализация идей. Университет на практике учится превращать фундаментальные исследования в реальные разработки, а также отрабатывает конкретные технологические задачи. Страна и регион ждут от вуза увеличения финансовых поступлений от научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР), научно-технологических услуг (НТУ), лицензий от результатов интеллектуальной деятельности (РИД). На данный момент это наши приоритеты.