Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Центр компетенций НТИ «Новые производственные технологии» и Фонд поддержки инноваций и молодежных инициатив Санкт-Петербурга подвели итоги онлайн-конкурса «Инженеры Vs. COVID-19». Участники конкурса проводили исследования и работали над проектами, связанными с подготовкой учебных заведений к работе в условиях высокого риска распространения коронавирусной инфекции. Проект проводился при поддержке Правительства Санкт-Петербурга.
Одна из задач конкурса – предоставить студентам и специалистам возможность внести свой вклад в борьбу с распространением коронавируса и приобрести бесценный практический опыт решения проблем организации учебных процессов. «Инженеры Vs. COVID-19» помог участникам включиться в актуальную городскую повестку, принять участие в формировании безопасных условий для работы и учебы в Санкт-Петербурге.
«Петербургский Политех последовательно поддерживает и организует проекты, которые предоставляют студентам Санкт-Петербурга возможность профессионального развития, приобретения новых навыков, а главное – деятельного участия в жизни города, обеспечения его благополучия и развития. В числе таких проектов – «Инженеры против COVID-19», который отличает то, что участники не только приобрели бесценный профессиональный опыт, но и внесли свой вклад в общую для города и всего мира задачу противодействия распространению коронавирусной инфекции»
комментирует проведение конкурса Алексей Иванович Боровков
проректор по перспективным проектам СПбПУ, руководитель Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии»
Заявки на участие в конкурсе поступали из разных регионов страны: Москвы, Санкт-Петербурга, Самары, Ижевска, Иваново, Новосибирска, Набережных Челнов, Коврова и Балахны. Всего было зарегистрировано 102 участника по 4 направлениям:
- проектирование и моделирование (командный формат) – 16 команд;
- проектирование и моделирование (индивидуальный формат) – 18 участников;
- промышленный дизайн – 33 участника;
- исследования – 17 заявок.
Состязания в рамках направления “Проектирование и моделирование” (командный формат) проходило в три этапа:
1 этап. Разработка в системе Autodesk Revit BIM-модели школы или научно-исследовательского корпуса СПбПУ.
2 этап. Изменение конфигурации пространств учебных или офисных помещений с целью снижения риска распространения инфекции среди учеников, студентов и сотрудников с применением CFD-моделирования в системе Autodesk CFD.
«Конкурс «Инженеры против COVID-19» стал отличным примером решения наиболее актуальных практических задач, стоящих перед обществом, при помощи современных средств проектирования и моделирования. Уверен, что результаты конкурса могут и должны быть масштабированы и на другие сферы, где применение инженерной мысли и новых технологий способны стать катализатором качественных изменений в эффективности и безопасности работы. Конечно же, я очень рад за студентов и специалистов, ведь они заглянули в ближайшее будущее – стали полноценными участниками формирования новых передовых подходов, которые очень скоро должны стать привычной нормой проектирования отдельных объектов и городской среды в целом»
Петр Манин,
к.т.н., член Экспертного совета по BIM Минстроя России,
эксперт по цифровой трансформации строительства
3 этап (финал). Моделирование движений потоков людей в различных сценариях и формирование решений повышения уровня безопасности с применением системы имитационного моделирования AnyLogic. Решения должны основываться на рекомендациях Роспотребнадзора, ВОЗ и результатах собственных исследований.
«Конкурс «Инженеры vs. COVID-19» показал важность использования имитационного моделирования на этапе проектирования корпусов школ, университетов и других мест массового скопления людей. Такие модели позволяют легко проверить различные сценарии функционирования помещения с учетом реального перемещения потоков людей и всех особенностей его работы. Результаты имитационного моделирования можно использовать для организации пространства оптимальным образом с целью снижения плотности потока людей и времени эвакуации из здания, увеличения его пропускной способности и других смежных задач»
Павел Лебедев,
руководитель отдела поддержки пользователей The AnyLogic Company
Результаты работ участников помогут значительно снизить риски распространения вируса в образовательных учреждениях. Так, на основе моделирования воздушных потоков одна из команд внесла целый комплекс предложений по перекомпоновке учебного класса: перестановка столов, внесение изменений в вентиляцию, а также установку защитных экранов. Эффективность всех предложенных мер была проверена расчетно, что позволяет рекомендовать предложенные решения к дальнейшему внедрению.
Если же говорить о моделировании потоков учеников и сотрудников учреждений, то одним из наиболее показательных результатов оказывается корректировка режима работы школьной столовой. Участникам пришлось заложить в модель все этапы приема пищи: с мытья рук до уборки посуды. Среди предложенных решений фигурировали такие идеи, как: ограничение числа рядом стоящих посадочных мест, увеличение времени для приема пищи, использование разграничительных лент и ограждений, а также увеличение числа точек раздачи еды.
Призовые места разделились между командами студентов Инженерно-строительного института СПбПУ. Первое место досталось команде Ирины Зотовой, Александра Воронина и Ярослава Малышева. Их работы положительно выделяет системный подход к поиску решений, которые помогли бы обезопасить учеников и сотрудников учебных заведений.
Второе место получила команда Леонида Юрченко, Павла Кондрашева, Никиты Позднышева и Тимофея Волкова; третье место отдано команде Виктории Фомичевой, Ольги Шевчук и Фуада Бабаева.
В ходе индивидуальных состязаний по направлению «Проектирование и моделирование» задачей участников было адаптировать помещения школы или университета к безопасной работе в условиях наличия высокого риска распространения инфекции.
Участники провели серию виртуальных CFD-экспериментов по определению опасных зон и выявлению иных факторов, которые могут привести к распространению вируса. На основе результатов испытаний были внесены предложения по изменению рассматриваемых помещений с использованием различных методов и инструментов: расстановки столов, установки перегородок и экранов, изменения режима проветривания помещения, коррекции системы вентиляции и др.
Наиболее интересными были работы, обеспечивающие безопасность находящихся в помещении, при этом не требующих значительных временных или финансовых затрат. В ряде случаев оказывалось, что простая перестановка мебели уже может значительно снизить риск передачи инфекции от человека к человеку.
Победителями направления стали выпускница 2020 года Института передовых производственных технологий (ИППТ) СПбПУ Светлана Колесова и студент Института энергетики СПбПУ Алексей Тарасенко, показавшие высокий уровень навыков выполнения CFD-моделирования и комплексного анализа результатов моделирования, а также продемонстрировали творческий подход при поиске решений.
В направлении «Промышленный дизайн» требовалось разработать дизайн предмета или устройства, позволяющего снизить риск распространения инфекции, а также выполнить конструкторскую и технологическую проработку элементов своей разработки с учетом экономической целесообразности проекта. Работы участников оценивались по целому ряду критериев, среди которых: эффективность разработанного изделия, конструкторская и технологическая проработка, экономическая составляющая, а также художественный образ изделия.
Призовые места распределились следующим образом:
- 1 место – Браслет для санитайзера (Горшенева Анна, студентка СПГХПА им. А.Л. Штиглица);
- 2 место – Диспенсер для санитайзера (Евгений Назаров, студентка СПГХПА им. А.Л. Штиглица);
- 3 место – Компактный ультрафиолетовый рециркулятор (Полина Покровская, студентка СПГХПА им. А.Л. Штиглица);
- 4 место – Комплекс устройств для открытия двери ногой (Александр Григорьев, выпускник СПбПУ);
- 5 место – Полнолицевой защитный экран (Жанна Платова, студентка СПГХПА им. А.Л. Штиглица);
- 6 место – Устройство для дезинфекции гаджетов (Дарья Токарева, студентка СПГХПА им. А.Л. Штиглица).
В рамках направления «Исследования» было необходимо провести аналитическое или расчетное исследование или выполнить разработку, результаты которых позволят облегчить функционирование образовательных организаций в условиях высокого риска распространения COVID-19.
Темы предложенных исследований затрагивают самые разные аспекты борьбы с распространением коронавируса. Например, результаты одной из работ, направленой на корректировку аналитической модели распространения вируса на основе имеющихся данных, могут быть полезны при анализе целесообразности проведения различных массовых мероприятий или при решении об открытии образовательного учреждения или другого общественного пространства.
Другая работа посвящена проектированию простой конструкции обеззараживающего рециркулятора воздуха, который можно легко сделать из недорогих комплектующих и деталей, напечатанных на 3D-принтере.
По итогам конкурса гранты получили проекты:
- Анализ и модификация модели Уэллса-Райли с целью получения теоретически обоснованной оценки безопасности помещений с точки зрения возможности заражения COVID-19 (Владимир Филькин, выпускник ИППТ СПбПУ);
- Оценка безопасности проведения торжественных церемоний выпускников и Дня знаний в СПбПУ Петра Великого (Анастасия Суднева, выпускница Института прикладной математики и механики (ИПММ) СПбПУ);
- Технологический процесс создания индивидуальной маски для медработников (Гарик Долунц, студент Ивановского государственного энергетического университета (ИГЭУ));
- Проектирование DIY-доступного обеззараживающего рециркулятора (Марина Скалина, студентка ИППТ СПбПУ);
- Выявление актуальных проблем дистанционного обучения и рекомендации для их решения (Иван Шаньшин, выпускник ИПММ СПбПУ);
- COVID-кризис: диагностика уровня тревожности молодежи и степени доверия масс-медиа (Марина Арканникова, доцент СПбПУ);
- Управление расписанием студентов для снижения риска заражения COVID-19 (Антон Мандрик, ассистент СПбПУ).
Autodesk
Один из крупнейших в мире разработчиков решений для 3D-дизайна, проектирования в области промышленного и гражданского строительства, машиностроения.
AnyLogic
Всемирно известный разработчик программного обеспечения для решения бизнес-задач.