Учёные Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) создали новую компьютерную программу для подбора морозоустойчивых строительных материалов. Алгоритм помогает выбирать наиболее долговечные составы для строительства зданий и конструирования оборудования в экстремальных условиях — прежде всего в Арктике.

Как пояснил директор Высшей школы бизнес-инжиниринга Института промышленного менеджмента, экономики и торговли СПбПУ Игорь Ильин, материалы, которые отлично служат в средней полосе, на Крайнем Севере могут выйти из строя за считанные дни.

При этом существует десятки тысяч вариантов материалов, каждый из которых обладает какими‑то преимуществами: например, материалы для замков должны иметь коррозионную стойкость, а составы для свёрл – высокую твёрдость. Однако улучшение одной характеристики зачастую приводит к снижению других параметров.

Разработанная программа – не просто справочник, а интеллектуальная надстройка. Она подсказывает, какой материал лучше подойдёт для конкретных деталей и узлов в условиях Арктики.

По словам ассистента Высшей школы бизнес‑инжиниринга СПбПУ Нины Трифоновой, принцип работы программы можно сравнить с работой опытного эксперта‑материаловеда.

Система:

­ анализирует требования к детали;

­ учитывает физико-химические свойства полимеров (основное внимание в алгоритме уделено именно им);

­ предлагает решение, которое обеспечит максимальную надёжность и долговечность изделия.

Программа уже получила неформальное название «умная кулинарная книга»: с её помощью сложные свойства полимеров переведены на понятный язык для инженеров‑конструкторов.

Практическое применение

Вот как это может работать на практике:

1. На арктической нефтегазовой платформе выходит из строя пластиковая заглушка.
2. Инженер обращается к программе и мгновенно подбирает оптимальный состав полимера.
3. Деталь печатают прямо на месте с помощью 3D‑принтера.

Такой подход сокращает время ремонта в разы — вместо недель ожидания новой детали ремонт выполняется за считаные часы.

Планы на будущее

В перспективе учёные планируют дополнить программу цифровыми двойниками (так называемыми «образами») материалов. Это позволит прогнозировать, как конкретная деталь будет вести себя в процессе длительной эксплуатации.

Исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда (№ 23‑78‑10190).