Инжиниринговый центр "Телекоммуникационные системы и новые материалы" (ИЦ "ТелеНово")

положение

Инжиниринговый центр «Телекоммуникационные системы и новые материалы» (РИЦ «ТелеНово») создан на базе Волгоградского государственного университета по итогам открытого конкурса, объявленного Минобрнауки и Минопромторгом РФ в 2018 году, в рамках реализации «Дорожной карты по развитию инжиниринга и промышленного дизайна», утвержденной Распоряжением Правительства Российской Федерации №1300-р от 23.07.2013 года.

РИЦ «ТелеНово» обладает развитой научно-образовательной инфраструктурой и исследовательско-технологической базой, включающей 7 центров коллективного пользования и 33 научно-исследовательских лаборатории, оснащенные высокотехнологическим оборудованием и высококвалифицированным специалистами.

Стратегические приоритеты Центра - ориентация на внедрение цифровых технологий в производственно-технологические и бизнес-процессы предприятий.

Основными направлениями деятельности РИЦ «ТелеНово» являются:

1) 3D-технологии:

Применение 3D-технологий позволяет осуществлять моделирование изделий любой сложности по данным из CAD-программ. Печать моделей на 3D-принтерах занимает небольшое количество времени: от нескольких часов до нескольких дней. Высокая скорость и небольшая стоимость изготовления сохраняет бюджет и время на этапе проектирования.

Основные преимущества 3D-печати и быстрого прототипирования:

• Низкая цена готовых изделий по сравнению с традиционными способами производства.
• Значительное повышение гибкости производства.
• Повышение конкурентоспособности производства.
• Снижение себестоимости продукции, особенно для мелкосерийного производства.
• Сокращение сроков выхода на рынок новой продукции.
• Интеграция компьютерных технологий и систем САПР.
• Можно вносить изменения в изделие на этапе 3D-моделирования.

Прототипирование и макетирование с использованием инновационных средств визуализации позволяют в кратчайшие сроки воплотить абстрактную модель будущего устройства в реальное изделие. Полноразмерные макеты и прототипы позволяют увидеть, потрогать руками, провести первичные тесты, выявить возможные недочеты или ошибки в изделии и исправить их на ранней стадии. Реализация идеи в материале является обязательным этапом в серийном производстве, который позволяет познакомиться с изделием еще до запуска производства.

Помимо решения производственных рисков прототипы и макеты являются наилучшим вариантом презентации продукции для инвесторов и демонстрации клиентам. Максимально схожий по своим свойствам с серийным изделием опытный образец позволяет оценить внешний вид, функционал, эргономику модели, провести маркетинговое исследование.

3D-печать и аддитивное производство - осуществление моделирования изделий любой сложности по данным из CAD-программ, материализация геометрии заданной 3D-модели из материалов (различные полимеры и металлические сплавы), обеспечивающих возможность использования полученного прототипа по его прямому назначению благодаря характеристикам материала. Позволяет создавать физические объекты из цифровых моделей для использования в различных сферах деятельности.

3D-печать дает возможность «выращивать» по слоям изделие с нужными параметрами и характеристиками, обеспечивая скорость, точность и снижение затрат на производство единичных образцов. 3D-печать осуществляется на высокотехнологичном профессиональном импортном оборудовании.

ВолГУ располагает широким парком современных высокоточных 3D-принтеров, позволяющих осуществлять 3D-печать различными способами и материалами. Выбор технологии 3D-печати зависит от потребностей Заказчика, параметров получаемого прототипа или конечного функционального изделия и соотношения цена–качество–прочность–время.

С 1 марта 2019 года в Инжиниринговом центре «ТелеНово» введена в эксплуатацию система аддитивного производства металлических изделий методом селективного лазерного плавления Concept Laser Mlab cusing R (Германия). Подобные установки являются уникальными в своем роде и занимают на мировом рынке лидирующие позиции среди других производителей аналогичного оборудования. В настоящее время 3D-печать металлом рассматривается, как одна из наиболее перспективных технологий, которая в недалеком будущем может вытеснить современные методы прототипирования. Система аддитивного производства поддерживает безопасную 3D печать из реактивных и нереактивных порошковых сплавов, таких как:

• нержавеющая сталь DIN1.4404 / 316LX;
• дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь DIN1.4542 /17-4 PH;
• алюминиевый сплав AlSi10Mg;
• алюминиевый сплав AlSi12;
• титановый сплав TiAl6V4 ELI Grade23;
• технически чистый титан Ti Grade2;
• сплав CoCr для стоматологического производства;
• медный сплав (бронза) CuSn

В обработке металлов 3D-технологии решают задачи изготовления:

• облегченных самостоятельных изделий и деталей для разнообразных агрегатов и узлов;
• сложных конструкций, в том числе цельнометаллических, которые ранее собирались из многих элементов, а также неразборных, меняющих геометрию в ходе эксплуатации (например, дисковые колеса, тормозные барабаны, сложные сопла, целиковые топливные форсунки, сложные импеллеры с повышенным КПД, камеры сгорания с повышенной перфорацией, титановые насосы для перекачки агрессивных сред, теплообменное оборудование со сложными каналами и т.д.);
• прототипов;
• элементов пресс-форм для литья, штампов;
• индивидуальных имплантатов и протезов в медицине и многое другое.

3D-сканирование - анализирует форму предмета и создаёт его цифровую копию, которая может быть распечатана на 3D-принтере. Позволяет быстро, буквально в считанные минуты, создавать 3D модели объектов различной формы и природы.

Услуга по 3D-сканированию востребована во многих областях современного производства. С его помощью можно быстро и просто решить даже самые сложные задачи.

Реверс-инжиниринг.

• Проектирование изделий, запасных частей и оснастки при отсутствии оригинальной технической документации на базовое изделие.
• Создание 3D-модели объекта для дальнейшего изготовления на станке с ЧПУ.
• 3D-сканирование сложных изделий, в том числе художественных форм и слепков.Создание 3D-модели человека или частей его тела для медицинских и других целей.
• Создание цифровых моделей рельефа.

Для создания цифровых копий объектов используются бесконтактные 3D-сканеры, основанные на технологиях активного и пассивного сканирования. В ВолГУ для сканирования используется следующее высокотехнологичное и инновационное оборудование:

1. Ручной 3D сканер Sense, позволяющий создавать цветные модели с размером от
20х20х20 см до 3х3х3 м и разрешением менее 1 мм. Хорошо подходит для сканирования людей, животных, предметов быта, техники и многих других объектов.

2. Ручной 3D сканер Artec Eva Lite, позволяющий создавать высокоточные модели с размером от 20х20х20 см до 3х3х3 м и разрешением менее 0.1 мм.

3. Оптические 3D сканеры Range Vision, имеющие изменяемые сканируемые зоны, что позволяет сканировать как очень мелкие объекты (ювелирные и стоматологические модели), так и крупные, например, кузовные элементы автомобилей с точностью до 40 микрон.

Трехмерное сканирование может осуществляться как монохромном режиме, так и с передачей цвета и текстуры. Результатом 3D-сканирования является файл в формате STL или OBJ, который может быть конвертирован в другой формат. Специалисты ВолГУ могут доработать полученную модель: исправить артефакты модели; осуществить сглаживание поверхности модели. Если сканируемая деталь состоит из нескольких частей, то ее трехмерная модель будет представлять собой единый объект. Такую цельную деталь можно разобрать на составные части или наоборот – из разных деталей собрать один объект.

3D-моделирование - процесс создания трехмерной модели объекта, разработка визуального объемного образа желаемого объекта, создание точной копии конкретного изделия, и разработка нового, не существовавшего ранее объекта. Позволяет представить реальный объект в виртуальном пространстве, для его дальнейшего исследования.

Возможности 3D-моделирования сегодня пользуются большим спросом во многих областях бизнеса и производства. 3D-модель реального объекта значительно упрощает производственные задачи. Трехмерное моделирование необходимо при проектировании, изготовлении архитектурных макетов, применяется в промышленности, строительстве, дизайне, декорировании интерьера, рекламной деятельности, науке и образовании. 3D-моделирование может быть использовано для:

• 3D-печати прототипа;
• выполнения расчетов на этапе проектирования;
• создания документации для конструкторов;
• производства изделия;
• тестирования новой продукции;
• дизайна квартиры, офиса или дома;
• производства мультимедийной продукции (мультфильмов, видеоигр);
• разработки новых образов в рекламе.

3D-моделирование осуществляется по фотографиям, рисункам, реальным объектам, чертежам и схемам на основе технологий 3D-сканирования, стереофотосъемки и векторизации. Создание 3D-моделей осуществляется квалифицированными специалистами в профессиональных программах для 3D-моделирования. Сроки изготовления зависят от сложности модели. Специалисты ВолГУ имеют большой опыт реализации проектов в самых разных областях: реверс-инжиниринг различных изделий и запасных частей; создание цифровых моделей рельефа; создание 3D-моделей людей, животных, различных технических и природных объектов, начиная от мелких с простой геометрией и заканчивая составными моделями из многих элементов.

Реверс-инжиниринг - создание трёхмерной компьютерной модели изделия, чертежа и/или технической документации по образцу.

По сути это обратный процесс разработки изделия, когда требуется получить документацию или, например, скопировать существующую деталь, корпус, механизм, а также доработать готовое изделие, когда его конструкция не известна, есть только образец.

Реверс-инжиниринг осуществляется посредством бесконтактного 3D-сканирования. На сложность и стоимость процесса в первую очередь оказывают такие факторы как размер и коэффициент рельефности объекта сканирования, форма и степень необходимой детализации итоговой 3D-модели, а также жесткость и цвет изделия. Процесс сканирования может осуществляться как в ВолГУ, так и выездной службой инженеров.

 2) Суперкомпьютерное математическое моделирование:

Создание цифровых двойников - виртуальных прототипов реального физического изделия, промышленного комплекса или процесса.

Строится модель, описывающая процессы и взаимосвязи как на отдельном объекте, так и в рамках целого производства. На ее основе создается программный аналог, моделирующий внутренние процессы, технические характеристики и поведение реального объекта в условиях воздействий помех и окружающей среды.

Таком образом, цифровой двойник позволяет смоделировать развитие событий в зависимости от различных факторов, найти наиболее эффективные режимы работы, выявить потенциальные риски, встроить новые технологии в существующие производственные линии, сократить сроки и стоимость реализации проектов.

Функционал цифрового двойника:

• Структурированная информация о промышленном предприятии;
• Техническая, описательная, технологическая и прочая информация о каждом объекте модели;
• Динамическая спецификация, отображающая все промышленное предприятие в целом или отдельные узлы и установки;
• Оперативный поиск информации по имеющимся критериям;
• Электронный архив инженерно-технической документации в привязке к трехмерной модели;
• Виртуальная трехмерная модель промышленного предприятия;
• Оперативное управление видимостью модели в целом и отдельных узлов, и деталей;
• Календарные планы в привязке к трехмерной модели.

Этапы проекта по созданию цифрового двойника:

• Лазерное сканирование объектов Заказчика, причем как наземной, так и подземной частей. В результате этого этапа на выходе получается сшитое облако точек (набор контуров) для дальнейшего построения твердотельных моделей.
• Происходит сбор необходимой технической информации и разработка параметризованных трехмерных моделей (этап цифровизации технической информации) на основании полученных ранее облаков точек сканируемых объектов и переданных Заказчиком чертежей.
• «Сшивание» информации (3D-моделей, чертежей, данных о ППР, капитальном ремонте) и получение цифровой модели предприятия.

Математическое моделирование - разработка наукоемкого программного обеспечения для моделирования природных, технических и физико-химических систем развитым функционалом по визуализации пространственных данных и пространственному анализу, а также предоставление услуг по созданию геоинформационных баз данных, обработки данных дистанционного зондирования, цифровых рельефов местности необходимой детализированности для гражданского и промышленного строительства, ландшафтного проектирования, поддержки справочных и навигационно-диспетчерских систем, градостроительного кадастра.

3) Индустриальный интернет вещей:

Технологии «Индустриального интернета» и «Интернета вещей» - объединение в единую сеть подключенного к Интернету оборудования и платформ расширенной аналитики, которые выполняют обработку данных, получаемых от подключенных устройств.

Разработка программного обеспечения - облачные технологии для организации работы и управления физических объектов со встроенными технологиями.

Информационная безопасность - разработка системы оценки уровня защищенности микропроцессорных и телекоммуникационных устройств и управляющей облачной инфраструктуры.

Объединенные в единую сеть приборы и датчики контроля работы оборудования и инфраструктуры позволяют предприятиям перейти к созданию «умного» цеха и даже «умного» завода (фабрики). В качестве результатов внедрения систем станет применение технологий, которые позволят производителю удаленно контролировать работу оборудования, своевременно проводить регламентные работы, предсказывать аварии и проводить планово-предупредительный ремонт или заранее подготовить необходимые детали на замену.

4) Бизнес макеты:

Инжиниринговый центр предоставляет услуги по изготовлению бизнес макетов и комплексов. Это могут быть макеты уже существующих объектов, объектов, разрабатываемых в перспективное строительство, а также концептуальных проектов, выражающих всю полноту идеи разработчиков проекта. ИЦ «ТелеНово» изготавливает бизнес макеты любой сложности и масштаба. Это могут быть: «Макеты аэропортов и аэродромов, Архитектурные макеты, Промышленные макеты, Ландшафтные макеты, Градостроительные макеты, Интерьерные макеты».

При проектировании и изготовлении бизнес макетов, ИЦ «Теленово» особое внимание уделяет точности воспроизведения общей концептуальности проекта, повышенной детализации объектов моделирования, максимальной демонстрации функциональности объекта. Для создания бизнес макетов используются современные аддитивные технологии: 3Д–печать, 3Д–сканирование и 3Д–моделирование. Для печати используются жидкие фотополимеры и цветные пластики, а также пластики со спецэффектами (стекло, камень, металл, дерево, люминесцентные, прозрачные и др.).

5) Лазерная резка и гравировка:

Услуги по лазерной резке и гравировке осуществляются с использованием лазерно – гравировального станка RJ 1060, который предназначен для среднесерийного производства и подходит для обработки листовых материалов в следующих сферах:

• Рекламное производство
• Наружная реклама
• Легкая и средняя промышленность
• Мебельный бизнес

Рабочая область лазерно-гравировального станка RJ 1060 (Д×Ш×Г): 1000×600×300 мм.

Точность позиционирования: 0.01 мм.

Лазерный станок RJ 1060 подходит для работы с материалами:

• Картон и бумага (гравировка и резка)
• Дерево, фанера, МДФ и ДСП (гравировка и резка)
• Акрил и оргстекло, ПЭТ, Полистирол (гравировка и резка)
• Двухслойные пластики, Rowmark (гравировка и резка)
• Монолитный поликарбонат (гравировка и резка)
• Мех, ткани, кожа, кожзам (гравировка и резка)
• Алюминий, латунь, камень (гравировка)
• Паронит, резина (резка)

В Инжиниринговом центре «ТелеНово» осуществляются следующие разработки:

1. «Умные» приборы учета израсходованной воды, газа, электричества.

Разработанные приборы работают по принципу работы сенсорных сетей. Сбор и передача информации осуществляется по беспроводному принципу. Все данные передаются в облачный сервис сбора и обработки информации каждый час. Все полученные данные прозрачны как потребителю той или иной услуги, так и ее поставщику. Потребителям пользующимся такими умными устройствами учета энергоносителей, имеется возможность устанавливать специально разработанное программное обеспечение на смартфоны, планшеты и т.п., и в режиме реального времени контролировать приборы учета, что делает прозрачным контроль за израсходованными объемы воды, тепла, газа, электричества.

2. Проект автоматизации производства на основе промышленного интернета.

С помощью этой технологии предприятию разрабатывается решение по подключению промышленных объектов со встроенными датчиками с соответствующим программным обеспечением для сбора и обмена данными, с возможностью удаленного контроля и управления в автоматизированном режиме, без участия человека. Принцип разработки заключается в следующем: первоначально устанавливаются датчики, исполнительные механизмы, контроллеры и интерфейсы на ключевые части оборудования, после чего осуществляется сбор информации, которая впоследствии позволяет компании приобрести объективные и точные данные о состоянии предприятия. Обработанные данные доставляются во все отделы предприятия, что помогает наладить взаимодействие между сотрудниками разных подразделений и принимать обоснованные решения.

3. Разработка аналитической платформы, предназначенной для сбора, хранения и анализа данных о технологических процессах и событиях в реальном времени.

Во избежание простоев и для сохранения безопасности на предприятии необходимо внедрение технологий, позволяющих обнаруживать и прогнозировать риски. Непрерывный мониторинг ключевых показателей дает возможность определить проблему и принять необходимые меры для ее решения. Для удобства операторов современные системы позволяют визуализировать условия протекания технологических процессов и выявлять факторы, оказывающие на них влияние через интернет посредством любого веб-браузера. Помимо этого, компании могут заменить быстро устаревающую бумажную документацию, а также аккумулировать экспертные знания специалистов. Полученная информация может быть использована для предотвращения внеплановых простоев, поломок оборудования, сокращения внепланового техобслуживания и сбоев в управлении цепочками поставок, тем самым позволяя предприятию функционировать более эффективно.

4. Разработка и внедрение программных комплексов «ЭкоГИС-v02», позволяющих осуществлять компьютерное моделирование:

 1) динамики поверхностных вод при расчете аварийных ситуаций на реках и водохранилищах, включая проблему, а также плановой динамики затопления прилегающих территорий в зависимости от режима прохождения воды через гидротехнические сооружения и определение наиболее эффективных режимов сброса воды;

 2) динамики распространения загрязняющих примесей в приземном слое атмосферы от различного рода промышленных источников с учетом многообразия метеорологических факторов, видов источников, химических и фотохимических реакций;

3) динамики распространения химико-биологических примесей в водохранилищах и других водоемах;

4) газодинамических и термохимических процессов в технических устройствах и решения общих задач динамики жидкости и газа и термохимии.

5. Проект бесконтактного контроля геометрии изделия. Позволяет с большой точностью контролировать геометрические параметры в том числе крупногабаритных изделий сложной формы,

• линейных размеров;
• координат центров отверстий и их диаметров;
• углов между гранями и ребрами.

Специализированное ПО производит сверку полученных данных с чертежами, эталонами, математическими моделями и выявляет отклонения.

3D-сканирование позволяет оперативно выявлять и устранять изъяны, корректировать размеры и проводить другие мероприятия, направленные на повышение качества.

Применяемый ВолГУ 3D-сканер, утверждён Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии как тип средства измерения.

Контактные лица:

Директор инжинирингового центра ВолГУ

«Телекоммуникационные системы и новые материалы»

Салихов Виктор Алексеевич

Тел.:  (8442) 40-55-55
Моб.: +7 (903) 371 42 21

E-mail: telenovo@volsu.ru