Считается, что довести научную идею до потребителя в виде конкретного востребованного продукта непросто. А, собственно, почему? Редакция “Поиска” решила это выяснить и обратилась с одними и теми же вопросами к руководителям проектов, выполненных в рамках гранта ФЦП ИР. Мы намеренно выбрали тех, чьи усилия не были напрасны и в ближайшее время воплотятся в передовых отечественных разработках.
Научно-производственное внедренческое предприятие “Турбокон”
Олег Мильман, президент, директор по науке НПВП “Турбокон”, Заслуженный деятель науки и техники России
— Расскажите о сути вашего проекта.
— В 2011 году ЗАО НПВП “Турбокон” в результате победы в конкурсе, объявленном Минобрнауки в рамках ФЦП “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы”, заключило госконтракт по теме “Разработка технологии отвода тепла от паротурбинных установок энергоэффективными воздушными конденсаторами с изготовлением и испытанием опытного образца”. Контрактом общей стоимостью в 317,3 млн рублей предусматривались разработка и изготовление энергоэффективной секции воздушного конденсатора для паротурбинных установок единичной мощностью от 0,5 до 150 МВт, обеспечивающей уменьшение капитальных вложений, эксплуатационных расходов и шумности по сравнению с существующими в мире аналогами.Проблема, которую мы решаем, заключается в создании высокоэффективных воздушных конденсаторов. Современные электростанции расходуют большое количество воды. Выхлоп из турбин осуществляется в виде отработанного пара, который надо сконденсировать. Каким образом? Если в турбину идет 100 тонн пара в час, такое же количество воды надо испарить в градирне для его конденсации. Худшая схема теплоотвода для паровых турбин предполагает отвод тепла в водоем. То есть вода берется из озера или реки и в нее же возвращается, но уже подогретой градусов на десять. Такое тепловое загрязнение окружающей среды может в корне изменить биологическую ситуацию в водоеме. Мы же предлагаем при отводе тепла исключить воду из цикла охлаждения. Ставятся большие теплообменники, внутри которых конденсируется пар, образующаяся вода возвращается в паровую турбину, а тепло отводится в окружающую среду. И хотя это тоже своего рода тепловое загрязнение, вреда от него гораздо меньше. Сегодня при проектировании новых станций все чаще рассматривается вариант сооружения подобных воздушных градирен, и так происходит во всем мире. В составе гранта мы создали опытную секцию для воздушно-конденсатной установки и в 2013 году запустили ее при помощи Всероссийского теплотехнического научно-исследовательского института на его территории в Москве. На ней были проверены все характеристики воздушного конденсатора. Могу сказать, что наша установка имеет лучшие в мире показатели по эффективности теплопередачи. У нас коэффициент теплопередачи примерно на 30% выше, чем в аналогичных моделях. Это значит, что мы можем сделать меньшую поверхность теплообмена при тех же тепловых потоках. То есть наша установка более компактная, а за счет того, что это отечественное изделие, она еще и более дешевая.
— Кто выступает в качестве бизнес-партнера и как вы нашли друг друга?
— У нас есть партнер — бывший военный завод, расположенный, как и мы, в Калуге. Нынешнее его название — Научно-производственное предприятие “35-й Механический завод”. С этим предприятием у нас давно сложились партнерские отношения, оно работает с нами и по другим грантам в качестве поставщика оборудования.При изготовлении установки возникают некоторые сложности, которые требуют специального оснащения, — оно у этого завода есть. Нынешний заказ довольно масштабный, поэтому наши партнеры с удовольствием за него взялись.
— Что надо учесть при работе с бизнес-партнером или заказчиком?
— ЗАО НПВП “Турбокон” в мае 2016 года исполняется 25 лет. С первых дней своего существования предприятие занимается разработкой перспективных энергосберегающих и экологически чистых технологий по заказам Минобрнауки РФ, Минобороны РФ, крупных электрогенерирующих компаний и энергомашиностроительных предприятий. Ряд разработок с результатами мирового уровня отмечен международными, государственными и ведомственными наградами. Тем не менее потенциального заказчика мы нашли не сразу. Неоднократно обращались в “Газпром энергохолдинг” (это предприятие занимается электроэнергетикой), объясняли преимущества нашего оборудования. Уговаривать сотрудничать с нами пришлось долго, примерно полтора года. И на это были свои причины. Дело в том, что все это непривычно для энергетики. Была старая отлаженная система: подавали водичку, она шла в конденсатор, нагревалась, ее отводили — все было понятно. Наша схема другая. За паровой турбиной стоит большого диаметра труба. По ней идет пар, приходит в установку, конденсируется, вода возвращается в цикл. Размеры оборудования по сравнению с водяным конденсатором существенно больше, но зато здесь нет выброса воды. Сегодня установки, в которых в качестве охлаждающей среды используется воздух, становятся все более приоритетными, но заказчику это должна подсказать сама жизнь. Там, где пресная вода — достаточно дорогое удовольствие, не обойтись без того варианта охлаждения, который предлагаем мы. В общем, после долгих переговоров мы получили реальный заказ при строительстве Грозненской ТЭС (хотя там тоже для охлаждения пара сначала пытались найти воду, но оказалось, что взять ее практически неоткуда).
— Какие сложности, как показывает ваш опыт, возникают в ходе доведения разработки до логического конца — заказа потребителя?
— К сожалению, часто приходится сталкиваться с тем, что наука производству не очень требуется. Нет прямой заинтересованности. Наша разработка оказалась востребована, потому что заказчики попали практически в безвыходное положение — для работы по привычной схеме у них не было воды. Они просто вынуждены были на нас обратить внимание. У нас есть и другие разработки, которые надо внедрять. Но я вижу, что предприятия не заинтересованы в инновациях. У них нет стимула для того, чтобы использовать новое. Возможно, какие-то льготы по налогообложению для производства наукоемкой продукции, замещающей импортные поставки, могли бы изменить ситуацию.
— Есть ли у вас уверенность, что разработка выйдет на рынок и будет успешно коммерциализирована?
— Такая уверенность есть, поскольку сегодня мы выполняем реальный заказ по разработке и вводу в эксплуатацию “сухой” вентиляторной градирни для охлаждения вспомогательного оборудования двух блоков строящейся Грозненской ТЭС. Срок ввода определен — это 2017 год. Мы задействованы в качестве проектировщиков одного из главных элементов — сухой градирни, будем осуществлять также авторский надзор. Разработка базируется на тех материалах, которые были получены в процессе исполнения госконтракта в рамках гранта Минобрнауки.
Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского
Виктор Казанцев, проректор по научной работе и инновациям ННГУ им. Н.И.Лобачевского
— В ННГУ выполняется несколько проектов, поддержанных ФЦП ИР. В чем их суть?
— Полтора года назад два наших проекта получили финансовую поддержку в рамках реализации федеральной целевой программы. Один из них ориентирован на создание ключевых, как программных, так и аппаратных компонентов экзоскелетона (“Разработка системных компонентов инновационного роботизированного комплекса для реабилитации пациентов с нарушениями функций нижних конечностей вследствие травм и заболеваний головного и спинного мозга”, руководитель доктор физико-математических наук Г.В.Осипов). Другой проект сфокусирован на разработке интеллектуальной системы нейроуправления, использование которой позволило бы значительно упростить коммуникацию пользователя с экзоскелетоном, не прибегая к ручному управлению (“Система регистрации и декодирования биоэлектрической активности мозга человека (СРД-1)”, руководитель доктор физико-математических наук В.Б.Казанцев).Работу над созданием экзоскелетона мы начинали с нуля. И уже в декабре прошлого года на выставке ВУЗПРОМЭКСПО-2015 мы продемонстрировали прототип, обладающий основными функциональными свойствами. К концу 2016 года мы планируем вывести разрабатываемое изделие на коммерческую арену.Экзоскелетон — это электромеханическое устройство, предназначенное для ассистирования пациентам с нарушениями опорно-двигательного аппарата. Эти нарушения зачастую являются следствием заболеваний головного мозга (например, в результате инсульта, заболеваемость которым в последние годы приобрела катастрофические масштабы) или позвоночно-спинномозговых травм (также привносящих заметный “вклад” в общую степень инвалидизации населения). Иными словами, наша разработка поможет пациентам с дисфункцией нижних конечностей встать с инвалидной коляски и передвигаться в вертикальном положении, используя роботизированный комплекс. Идею, лежащую в основе функционирования этого устройства, можно выразить так: человек-пользователь нажимает на кнопку (а в перспективе достаточно будет только мысленно представить свое движение) — и “ноги” робота “идут”, а в “ногах” робота — ноги человека. Такие решения есть на рынке, хоть их и немного. Разработка экзоскелетона лежит на стыке наук и использует передовые решения нескольких научных дисциплин, что в совокупности с высокой степенью социальной значимости делает исследования в данном направлении крайне актуальными. Параллельно с конструированием прототипа экзоскелетонного комплекса наши ученые работали над системой, способной транслировать мысленные команды человека в сигналы управления исполнительным устройством. Это устройство считывает биометрические сигналы мозга (электроэнцефалограмму) и периферической нервной системы, проявляющиеся в изменении уровня нейромышечной активности, обрабатывает их и передает на внешнее управляющее устройство, в качестве которого могут выступать роботы, манипуляторы и т.п. К числу наиболее перспективных вариантов применения разработанного устройства декодирования мультимодальных сигналов биоэлектрической активности мозга человека относится его интеграция в систему управления экзоскелетона. Подобный “симбиоз” существенно расширяет горизонты применения экзоскелетона и позволяет рассматривать его в качестве реабилитационного комплекса. Например, у пациента частично сохранена мышечная чувствительность, и он может инициировать движение физиологическим способом. Пользователь представляет, что идет, у него начинают сокращаться мышцы, а тем временем этот сигнал перехватывается, усиливается, передается на электроприводы устройства, и в результате экзоскелетон начинает движение. Таким образом, стимулируются все необходимые для ходьбы мышцы, и есть надежда, что они со временем восстановятся. Кроме того, афферентная стимуляция, возникающая при совершении активных движений, мобилизует восстановительные механизмы, способные частично компенсировать поражения моторной области коры головного мозга, возникающие вследствие инсульта. Все это определяет отличие и конкурентные преимущества нашей разработки в сравнении с существующими аналогами, в том числе зарубежными.
— Кто выступает в качестве бизнес-партнера и как вы нашли друг друга?
— К моменту начала работы над конкурсной заявкой проекта в ННГУ им. Н.И.Лобачевского совместно с компанией ООО “Ниагара-компьютерс” уже реализовывалось несколько инфраструктурных проектов в области передовых технологий. Развитие совместного исследовательского проекта позволило вывести сотрудничество на новый уровень, что, безусловно, может считаться ярким примером успешного взаимодействия научно-исследовательских организаций и крупного бизнеса.Компания ООО “Ниагара-Компьютерс” оказала существенную поддержку нашим исследованиям и инвестировала достаточно серьезные средства в проект декодирования мультимодальных сигналов головного мозга, поскольку именно развитие и продвижение инновационных разработок, к которым относятся отмеченные исследования, являются неотъемлемой частью бизнес-стратегии компании. Разрабатываемый экзоскелетон с нейроинтегрированной системой управления станет в своем роде первым устройством, с которым в планах нашего партнера связано получение существенного сегмента российского рынка реабилитационной техники. К тому же это отличная возможность заявить о себе на международном рынке медицинских товаров.
— Что надо учесть при работе с бизнес-партнером или заказчиком?
— К числу главных задач, предваряющих этап опытно-конструкторских работ, на мой взгляд, следует отнести формирование единой и понятной как исполнителю, так и заказчику точки зрения относительно функциональных возможностей итогового изделия. Кроме того, необходимо учесть производственные возможности партнера, доступные для наладки серийного выпуска изделий. Вероятно, отдельное внимание следует уделить маркетинговым исследованиям, результаты которых также могут скорректировать курс развития проекта. Указанные особенности нужно в конечном итоге выразить в виде технического задания, которое должно быть составлено и проверено самыми квалифицированными специалистами и содержать непротиворечивые, а главное, проверяемые требования.
— Какие сложности, как показывает ваш опыт, возникают на пути доведения разработки до логического конца — заказа потребителя?
— Исполнитель ОКР завершает работу с комплектом конструкторской и программной документации и несколькими опытными образцами. Задача потребителя (индустриального партнера) — использовать полученные результаты, то есть возникает необходимость организации производства новой продукции на предприятиях заказчика. Здесь основная проблема — наличие кадров нужной квалификации. Но она существует всегда (“Кадры решают все!”), и сейчас в отечественном хайтеке она, наверное, самая главная.
— Есть ли у вас уверенность, что разработка выйдет на рынок и будет успешно коммерциализирована?
— Безусловно, разработка экзоскелетонного комплекса с интегрированным модулем декодирования мультимодальных биометрических данных будет востребована на рынке реабилитационных устройств. Это определяется в первую очередь широким спектром возможностей, включающим как пассивное ассистирование движениям нижних конечностей, так и использование в качестве реабилитационного устройства. Сейчас подобного эффекта можно добиться только с использованием специальных стационарных тренажеров (ярким примером устройств такого класса является тренажер Lokomat компании Hocoma). Кроме того, данного рода устройства являются дорогостоящими, бюджет далеко не каждой клиники может позволить приобрести такие стационарные тренажеры, не говоря уже о возможности их приобретения для персонального пользования. В совокупности отмеченные факторы позволяют полагать, что результаты наших исследований заложат основу успешной коммерциализации разработок.
Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева
Сергей Филатов, доцент кафедры химической технологии пластмасс РХТУ им. Д.И.Менделеева
— Расскажите о сути вашего проекта.
— Проект направлен на создание в России конкурентоспособной технологии производства лабораторного пластика для молекулярно-биологических исследований. Наиболее востребованными для выполнения таких исследований являются полипропиленовые пробирки (они бывают разного объема — от 0,1 до 50 миллилитров) и наконечники на дозаторы, устройства для точного отбора заданного объема жидкости, которые могут быть механическими и электронными. Наконечники бывают разные. Одни рассчитаны на дозирование в диапазоне от 0,1 до 2,5 микролитров, другие — от 100 до 1000 микролитров. Наконечники, как правило, одноразовые — добавил нужный объем жидкости и выкинул. Пробирки и наконечники должны быть прозрачными, так как исследователь визуально контролирует процесс отбора растворов. Пробирки, кроме того, должны обеспечивать высокую герметичность в закрытом состоянии в широком диапазоне температур — от минус 80оС до плюс 95оС, а также выдерживать интенсивное перемешивание и высокоскоростное центрифугирование. Мы разрабатываем две наиболее востребованные в практике лабораторных исследований позиции — пробирку на 1,5 миллилитра и наконечник на объем дозирования от 20 до 200 микролитров. В настоящее время 100% лабораторного пластика ввозится в Россию из США, Китая, Голландии, Германии, Южной Кореи и т.д. Страна тратит значительные средства, ведь речь идет о закупке миллиардов единиц лабораторного пластика в год. Затраты на закупку составляют десятки миллиардов рублей в год, так как, например, один наконечник на 0,2 мл или одна пробирка на 1,5 мл стоят от 2 до 5 рублей.Таким образом, нам была очевидна необходимость реализации проекта полного цикла по производству отечественного лабораторного пластика — от разработки до внедрения и замещения импорта.
— Кто выступает в качестве бизнес-партнера и как вы нашли друг друга?
— Индустриальным партнером по проекту выступает научно-производственная фирма “Синтол” — одна из ведущих биотехнологических компаний России. Также в проекте в качестве соисполнителей участвуют Институт пластмасс им. Г.С.Петрова и ООО “Техоснастка”. Головным исполнителем проекта является РХТУ им. Д.И.Менделеева. Уникальный коллектив сложился во многом благодаря эффективной работе Министерства образования и науки России, имеющего данные о том, кто и что разрабатывает как в науке, так и в бизнесе, а также о том, в чем бизнес может быть заинтересован.
— Что на этапе ОКР надо учесть при работе с бизнес-партнером?
— Очевидно, что бизнес-партнер должен обеспечить эффективную работу производства и сбыт. Но, прежде всего, должно быть обеспечено высокое качество продукции при доступной (конкурентной) цене. Для достижения этого значение имеет всё — профессионализм конструкторов и технологов, от которых зависит качество пресс-форм и материалов, производительность и ресурс пресс-форм и термопластавтоматов, строжайшие входной и выходной контроли качества. Необходимо обеспечить высокую чистоту на всех стадиях производственного процесса, ведь получаемый продукт не должен содержать никаких химических и биологических примесей, способных повлиять на качество и результат последующих исследований. Для этого все стадии производства должны быть полностью автоматизированы. Чрезвычайно важно наладить производство широкого ассортимента продукции: с двумя, пусть и самыми востребованными, изделиями на рынок не выйдешь.
— Какие сложности, как показывает ваш опыт, возникают в ходе доведения разработки до логического конца — заказа потребителя?
— Нюанс заключается в том, что в случае разрабатываемой продукции потребитель — это уже искушенный, имеющий возможность сравнения с импортными аналогами человек. Убедить его можно только тем, что отечественный товар имеет качественные преимущества. Сделать это крайне сложно, но можно. Мы сконцентрированы на том, чтобы подобранная рецептура пластика, качество стали и качество изготовления пресс-форм вкупе с оптимизированными температурно-временными условиями формирования изделий обеспечили получение продукции, превосходящей по ключевым характеристикам (герметичность, прозрачность, гладкость поверхности, низкая сорбция на поверхности биологических макромолекул — белков, нуклеиновых кислот — ДНК и РНК) лучшие импортные аналоги. При дизайне изделий нами применены элементы, обеспечивающие удобство в работе, например, легкость открывания и закрывания пробирок при сохранении высокой герметичности.
— Есть ли у вас уверенность, что разработка выйдет на рынок и будет успешно коммерциализирована?
— Есть. Работает коллектив профессионалов, имеющих успешный опыт и необходимые компетенции. Есть стратегическое мышление, желание трудиться и получать результаты мирового уровня.
ФГУП “Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов”
Александр Яненко, заместитель директора ГосНИИгенетики по научной работе
— Расскажите о сути вашего проекта.
— Проект “Создание на основе полногеномного анализа и метаболической инженерии промышленных штаммов микроорганизмов — суперпродуцентов незаменимых аминокислот и их использование в технологиях производства кормовых добавок для сельского хозяйства”, который мы выполняем, должен завершиться в этом году.Его целью является разработка уникальной биотехнологии производства незаменимой аминокислоты L-лизина с помощью бактерий, способных к сверхсинтезу лизина за счет направленной реконструкции генома с применением метаболической инженерии. Разрабатываемая технология позволит впервые в мировой практике создать производство лизина — важнейшей кормовой добавки для животноводства — на основе микробиологического синтеза и использования зерна пшеницы. К 2019 году планируется производить свыше 55 тысяч тонн аминокислотной кормовой добавки лизина в год (в расчете на лизин гидрохлорид) на общую сумму 2 млрд рублей в год, что составит более 30% потребляемого в России лизина, покупаемого в настоящее время за рубежом. Разрабатываемые технологии позволят решить проблему обеспечения животноводства самой востребованной кормовой добавкой — незаменимой аминокислотой L-лизином. В результате реализации проекта будет преодолена зависимость российских производителей от импортных поставок аминокислот и заложена основа создания эффективной кормовой базы для развития отечественного животноводства и птицеводства на основе продуктов биотехнологии.
— Кто выступает в качестве бизнес-партнера и как вы нашли друг друга?
— В качестве бизнес-партнера в проекте участвует ЗАО “Завод Премиксов №1” (Белгородская область). Этот завод является крупнейшим в стране производителем кормов для сельскохозяйственных животных. Он входит в группу компаний “Приосколье” из Белгородской области, которая, в свою очередь, является крупнейшим производителем мяса птицы в стране. Масштабы бизнеса по выращиванию птицы в “Приосколье” видны из следующих цифр: ежедневно осуществляется забой 1 млн кур, следовательно, каждый день необходимо получать 1 млн цыплят, все это хозяйство ежедневно съедает около 2 тысяч тонн кормов и образует до 1 тысячи тонн навоза. Это колоссальный комплекс, сравнимый с огромным заводом.Главная проблема развития российского АПК заключается в отсутствии отечественных кормовых добавок — компонентов корма, которые при добавлении в корм в небольших количествах (менее 1%) приводят к значительному повышению эффективности усвоения кормов. У “Приосколья”, как крупнейшего производителя мяса, появилась мысль об организации производства незаменимых аминокислот (наиболее эффективные кормовые добавки) в России. Они “походили” по миру, но желающих продать технологию не оказалось. В то же время ГосНИИгенетика является одним из мировых лидеров в создании штаммов — продуцентов аминокислот. Губернатор Белгородской области Савченко рассказал об этом сотрудникам “Приосколья” и состоялась встреча. Необходимо отметить, я бы сказал, отчаянную смелость бизнес-партнеров. Они не побоялись реализовать впервые в мировой практике технологию производства аминокислоты лизина на основе продуктов глубокой переработки пшеницы.
— Какие сложности, как показывает ваш опыт, возникают в ходе доведения разработки до логического конца — заказа потребителя?
— Логический конец разработки — это не заказ потребителя, а действующее производство, выпускающее конкурентоспособную продукцию.Создать такое производство — большая проблема. Необходимо конкурировать с крупнейшими компаниями мира, у которых накоплен огромный опыт и которые располагают мощным научным потенциалом.Российский производитель, а значит, и институт — разработчик технологии сталкиваются с комплексом проблем: отсутствием стандартного сырья в России, дефицитом кадров и отсутствием в России опыта эксплуатации огромных реакторов (свыше 500 м3) для биосинтеза.В связи с этим большой проблемой является перенос технологии с лабораторного уровня на заводской. Необходимо создавать в стране пилотные установки для масштабирования процесса. Второй проблемой являются жесткие сроки разработки. К сожалению, финансирование задельных прикладных исследований в области промышленной биотехнологии явно недостаточно. В результате уже сейчас намечается разрыв между потребностью бизнеса и возможностями научных организаций. Но именно сегодня в стране сложилась наиболее благоприятная ситуация для развития промышленной биотехнологии. У нас явный избыток зерна, который необходимо превратить в полезные продукты. Биотехнология призвана решить эту задачу.
— Есть ли у вас уверенность, что разработка выйдет на рынок и будет успешно коммерциализирована?
— Да, уверенность есть. Завод в Шебекине уже построен. Сейчас идет освоение производства. Хорошее взаимопонимание между ГосНИИгенетикой и заводом, тесные контакты между сотрудниками, общий настрой на конечный результат придают уверенности.
Спецвыпуск подготовили
Светлана БЕЛЯЕВА
и Наталия БУЛГАКОВА
Фотоснимки предоставлены участниками опроса
На верхнем фото: Опытный образец энергоэффективной секции воздушного конденсатора
На среднем фото: Экзоскелетонный роботизированный комплекс ЭРК-Б1 «Илья Муромец» в процессе отладки
На нижнем фото: Тестирование опытных образцов отечественного лабораторного пластика
ПОЛНОСТЬЮ МАТЕРИАЛЫ СПЕЦВЫПУСКА ДОСТУПНЫ В ФОРМАТЕ PDF
Нет комментариев