Проект «Производственная лаборатория — Фаблаб СФУ»

[На фото: реплика скульптуры Даши Намдакова TRANSFORMATION от Фаблаба]

1. Суть проекта (задача, цель)

— Производственная лаборатория (Фаблаб) — вещь не новая в мировой практике ни для вузов, ни для крупных организаций. Удивительно, что у нас её до сих пор не было. Фаблаб даёт возможность создания общего междисциплинарного пространства для студентов, преподавателей и инженеров, где они могут делать прототипы узлов, конструкций, макетов и экспериментальных установок, проверять результаты теоретических расчётов на практике.

Конкретно наша лаборатория предоставляет возможность работать на оборудовании с применением цифровых технологий. Она полностью вписывается в концепцию создания современных производств с применением цифровых методов. В состав лаборатории будут входить участки прототипирования металлообработки, производства моделей для фасонного литья цветных металлов и сплавов, сборочный участок и студенческое конструкторское бюро, где применяются современные технологии автоматизации систем управления, проектирования и расчётов. Навыками применения совокупности этих технологий для решения технических задач должен обладать каждый современный инженер.

Сейчас при реализации проектов и тестирования гипотез в ряде направлений университет вынужден привлекать сторонние организации для изготовления опытных деталей и узлов. Это приводит к увеличению сроков выполнения проектов и росту затрат на их реализацию. FabLab СФУ позволяет реализовывать на практике проекты студентов и преподавателей. Планируется, что FabLab СФУ станет драйвером для развития лабораторных исследований в таких направлениях, как литьё, обработка металлов давлением, материаловедение и термообработка металлов, техническая механика, архитектура, дизайн и др. Появится возможность замкнуть циклы реализации проектов, исследований и разработок внутри университета.

Фаблаб также идеально подходит для подготовки специалистов с применением комплексного подхода к инженерному образованию в рамках практико-ориентированного обучения, использующего стандарты CDIO (Conceive — Придумывай, Design — Разрабатывай, Implement — Внедряй, Operate — Управляй), где инженер, выпускник вуза, должен уметь придумать новый продукт или новую техническую идею, осуществить все конструкторские работы по её воплощению, внедрить в производство то, что получилось.

2. Команда проекта

— Работаем совместно с директором Института цветных металлов Владимиром Николаевичем БАРАНОВЫМ и руководителем направления по кооперации и сотрудничеству с промышленными партнёрами Офиса развития научной деятельности Александром Иннокентьевичем БЕЗРУКИХ. Вовлечён в проект также руководитель Учебно-научной производственной лаборатории ИЦМ Олег Олегович ВИНОГРАДОВ.

В реализации конкретных проектов Фаблаб тесно контактирует со многими структурами и институтами СФУ: с лабораторией спектрального анализа, с кафедрой материаловедения и термической обработки, с рядом кафедр Политехнического института, несмотря на то, что у них есть свой ресурсный центр (мы дополняем друг друга). Из институтов в первую очередь назову Институт цветных металлов, у которого есть пул задач по фасонному литью и литью по выплавляемым моделям, на него сейчас есть спрос.

Продуктивно выстроена работа с Институтом архитектуры и дизайна. Евгений Аркадьевич ЗЫКОВ со студентами лично участвует в совместных проектах, а мы предоставляем возможность реализовывать их на новом уровне.

Одним из примеров является кофе-корнер, расположенный на первом этаже нашей библиотеки. Идея, дизайн и конструкторская документация были выполнены студентами ИАД, а реализация проекта осуществлялась специалистами ИЦМ и департамента технического обеспечения СФУ.

Интересное сотрудничество выстраивается с Гуманитарным институтом, где сильная школа цифровой гуманитаристики. Есть ряд общих задач с Институтом гастрономии, у которого свой яркий стратегический проект.

И это мы только начали… Любой институт может прийти к нам с проектом, мы будем рады. Есть и отдельные инициативные руководители (их становится всё больше), которым небезразличны студенты; они выходят на нас и просят помочь в том или ином проекте.

3. Что нужно для развития Фаблаба (шаги, дорожная карта)

— Мы купили оборудование, расставили, спроектировали помещение. Сейчас всё это нужно подключить к инженерным сетям. Нужен хороший ремонт, потому что это витринная лаборатория, открытое пространство — сюда могут прийти школьники, сторонние специалисты не из университета, чтобы за абонентскую плату реализовать свой проект; может прийти малый и средний бизнес.

Предстоит ещё большая организационная работа по разработке обучающих курсов на базе лаборатории, чтобы студенты могли осваивать современное оборудование с ЧПУ и применять его для решения производственных и проектных задач. Это будут дополнительные курсы, часть их могут быть платными.

4. Сегодняшний срез (что происходит на данный момент)

— У нас уже есть пул презентационных проектов, которые показывают наши возможности.

Например, миниатюрная реплика скульптуры «Трансформация» Даши Намдакова, наш совместный проект с гуманитариями. Специалисты лаборатории компьютерной графики ГИ фотограмметрическим методом сначала отсканировали всю скульптуру, перевели в 3D-модель. Мы как технологи-литейщики определили, как эту модель нужно рассегментировать, чтобы получилась серийная история. В КРИТБИ (на тот момент своих принтеров у нас не было) нам напечатали модели. Эти модели были заформованы в жидкую резину — и дальше технология литья по формованным моделям. Литейщик с завода, видя такую работу, сразу поймёт, что в СФУ умеют. Сделать такую штуку может далеко не каждый. И разговор о том, какие у вас компетенции, отпадает.

Второй пример: тот самый кофе-корнер в библиотеке. Это пространство сделано благодаря собственным компетенциям СФУ. Проект уголка, мебель, рабочая документация, конструкторские решения, первая в университете онлайн-касса — получился междисциплинарный проект, в котором были задействованы почти все службы университета. Но важно даже не то, что мы сделали это сами (мы многое умеем делать), а что наши студенты учатся делать такие вещи современными методами, и делать хорошо. Когда, выходя из вуза, студент не имеет опыта междисциплинарной работы, он не понимает, как взаимодействовать. А наш выпускник может сказать: я реализовал вот это. Как девочка, которая проектировала кофе-корнер — ей есть что показать. С директором ИАиД Евгением Аркадьевичем Зыковым мы даже придумали отлить и прикрепить в этой зоне маленькую табличку «Спроектировано и изготовлено в СФУ в 2023 г.». Через 50 лет придут новые люди, а табличка висит. Ведь швейцарцы на часах ставят год основания компании, почему нам так не делать.

Ещё один кофе-корнер готовится в Институте нефти и газа, он будет больше и интереснее. Но опять же — это проекты не просто для того, чтобы было где кофе пить. В кофе-корнере библиотеки дополнительная идея: исследовать, как живые растения (а там живые растения) в условиях искусственного освещения существуют. Уголок в ИНиГ реализует идею углеродной нейтральности, т.е. его электроснабжение будет от солнечных батарей.

Другой пример реализован со специалистами Гуманитарного института. Это стенд для фотограмметрии малых изделий и археологических находок, артефактов, съёмка которых производится автоматически. Ребята придумали конструкцию, мы посчитали, где она уязвима, подключили специалистов в области механики, электроники, программирования. А это совсем другой уровень проработки проекта. И теперь по нему защищён диплом.

Совместно с красноярской компанией «Ledvizor», специалистами кафедры физики твёрдого тела и нанотехнологий Института инженерной физики и радиоэлектроники, Гастрономического института СФУ и Лаборатории управления биосинтезом фототрофов ФИЦ КНЦ СО РАН решаем задачу по управлению характеристиками растительной продукции в зависимости от освещения. Она актуальна для Центральной Сибири как зоны рискованного земледелия и для районов Крайнего Севера, востребована в сити-фарминге. Сейчас думаем над созданием демонстрационного фитобокса, оснащённого лампами переменного спектра на основе люминофоров, разработанных в ИИФиРЭ. В фитобоксе, например, выращивалась бы петрушка или салат, а мы могли бы демонстрировать этот прототип.

Все перечисленные примеры должны стать хорошо известными и внутри университета, и вне его. Это знаковые, имиджевые вещи, и они не должны быть на бумаге. Изделия и прототипы надо демонстрировать. Потому что конечный потребитель покупает изделие. А мы через него презентуем себя как специалистов в области инжиниринга, готовых дать технологию под ключ.

Во всех названных проектах команды включают в себя преподавателей и студентов. По тематикам защищаются курсовые и дипломные работы. Для этого и нужно пространство Фаблаба.

5. Окончательные сроки и результат

— По срокам мы формально ограничены программой «Приоритет» до 2030 г. Но в реальности история развития Фаблаба может быть бесконечной. Чем больше проектов реализовано, тем больше запрос, и это нас самих и наши службы подстегнёт работать. Придут малые компании, которым стало возможно взаимодействие с вузом. Кейс с «Ledvizorом» — пример этого.

Сейчас задача — разработать образовательные курсы и начать обучение. В идеале – сделать магистерскую программу по цифровым технологиям.

Знания и навыки, которые человек получает во время реализации таких проектов, можно назвать одним словом — инженерные. А инженер, в переводе с французского, это «изобретатель». Сегодня на рынке труда нам нужны именно изобретатели и инженеры, ведь если надо — инженер берёт и делает. Если не хватает компетенций в какой-то смежной области — он их нарабатывает и наращивает. И мотивированные студенты делают так же.