Катализаторы науки: как запросы бизнеса стимулируют развитие R&D

Чем занимается прикладная корпоративная наука

Многие считают, что наука — это что-то очень абстрактное, а результаты исследований в 99% случаев просто ложатся на полку в виде отчетов. На самом деле это не так.

У бизнеса сегодня есть конкретный запрос на научные разработки и создание востребованных технологий. Более того, за последние два года этот запрос стал намного шире и актуальнее в силу объективных причин.

Прикладные исследования и разработки — не новое направление для промышленных компаний. «Сибур» начинал эту деятельность больше 15 лет назад, открыв научно-исследовательский центр в Томске. Там создавалась первая в нашей отрасли корпоративная прикладная наука.

Ее задачей было максимизировать стоимость компании через возможности R&D (англ. Research and Development — исследования и разработки). Например, за счет создания новых продуктов и развития марочного ассортимента, повышения операционной эффективности благодаря оптимизации технологических процессов, тестирования и отбора оптимального сырья и материалов. С недавних пор в эту повестку добавились декарбонизация и вторичная переработка.

Такие задачи решали не только в «Сибуре». Думаю, R&D-направление во многих промышленных компаниях развивалось примерно в одном ключе.

При этом во главе угла стояла экономика процессов. Компании разрабатывали технологии, у которых был понятный экономический эффект, покрывающий затраты на разработку и дающий бизнесу дополнительный доход.

Как изменились задачи после 2022 года

После введения санкций и прекращения зарубежных поставок все эти направления остались в нашей повестке и продолжают развиваться. При этом появился дополнительный фокус — задачи импортозамещения и обеспечения технологического суверенитета.

К началу 2022 года мы использовали около 700–750 наименований импортных химических реагентов и спецхимии на наших предприятиях. Нужно было быстро найти альтернативу продукции, которая раньше закупалась в странах, ставших недружественными. И все, что связано с выполнением этой задачи, автоматически стало приоритетом.

Мы решали задачу тремя путями.

• Искали альтернативы в дружественных странах и, естественно, на российском рынке. Большую часть списка мы закрыли аналогами из дружественных стран и России.
• Развивали существующих производителей как в РФ, так и за рубежом. Например, у них могла быть готовая технология, но отсутствовало производство. Или они производили нужный нам продукт, но не дотягивали по качеству. В таких случаях мы помогали своими ресурсами и компетенциями.
• Для ряда спецкомпонентов — в том числе таких, для которых не было ни аналогов, ни наработок — мы создали собственные технологии. В общей сложности чуть больше десятка компонентов мы разработали сами или с помощью партнеров.

  Одной из таких разработок стал катализатор, который используется в производстве линейных альфа-олефинов и позволяет выпускать специальные марки полиэтилена. Такие марки обладают улучшенными свойствами и применяются, например, в строительстве и медицине. Нам удалось в сжатые сроки — всего за девять месяцев — разработать технологию, масштабировать и организовать серийное производство.

  При этом раньше у «Сибура» никогда не было малотоннажной химии — только очень крупные производства. То есть подобные проекты для нас в новинку.

Какие подходы помогают ускорить разработки

Чтобы так быстро создать недостающие технологии, мы изменили некоторые подходы к разработке.

Обычно компания отталкивается прежде всего от экономической эффективности. Но в 2022 году самым критичным фактором стало время: если компоненты не получилось бы быстро создать, часть производств могла остановиться. Поэтому мы накачивали разработки всеми необходимыми ресурсами и делали все, чтобы ускорить процесс.

Во-первых, разные стадии разработки шли параллельно. Например, как только удавалось понять примерную методику синтеза, мы, не дожидаясь ее оптимизации, начинали проектировать и закупать оборудование для модельной или пилотной установки. А как только понимали перспективы масштабирования, запускали инвестиции в инфраструктуру для серийных разработок.

Во-вторых, мы сделали приоритетными и ускорили испытания новых компонентов. В условиях нехватки компонентов важно было, скорее, понять, работает технология или нет, чтобы в крайнем случае осталось больше времени для поиска альтернативных решений. Поэтому мы буквально с колес ставили на испытания химию и реагенты собственной разработки и тестировали их без всяких отсрочек.

В-третьих, пришлось перераспределять ресурсы в связи с изменением приоритетов. Например, поставить на паузу проекты по продуктам и технологиям для западных рынков. Важнее было не допустить остановки бизнеса здесь и сейчас, чем тратить ресурс на то, что понадобится в отдаленной перспективе.

Какие цифровые инструменты используют ученые

В создании новых компонентов и технологий для нефтегазохимии ученым помогают несколько цифровых инструментов. Вот лишь некоторые примеры.

• Технологическое моделирование позволяет создавать цифровые двойники реального производственного процесса. Например, на виртуальной модели можно с учетом законов химии и физики посчитать, какими параметрами должно обладать оборудование.
• Более продвинутый вариант — цифровые модели тройного подобия, которые воспроизводят работу промышленных реакторов в натуральную величину. Они учитывают не только химию процесса, но также термо- и гидродинамику: как перемешиваются компоненты, как происходит поглощение тепла. По сути, ученые получают возможность «заглянуть» внутрь реактора.
• Искусственный интеллект и, в частности, большие языковые модели могут давать подсказки разработчикам. Это расширяет воронку перспективных гипотез о том, как можно поставить эксперимент и быстрее достичь результата.

Как решить проблему масштабирования

По итогам двух лет разработок и поиска альтернатив наши предприятия обеспечены всем необходимым. У нас есть технологии производства ключевых катализаторов, промежуточных продуктов для полиэтилена, спецкомпонентов для каучуков и полимеров. Будут появляться собственные производства малотоннажной химии. Они позволят закрывать не только нужды наших предприятий, но и потребности смежных отраслей.

В то же время мы понимаем, что можем делать и более сложные разработки, увеличивать их число. Поэтому создаем новый R&D-центр в Казани, который запустим в 2026 году. По нашим оценкам, он обойдется в 8–10 млрд руб. В научном центре будут работать более 300 высококвалифицированных специалистов.

Площадка организована таким образом, чтобы снять ограничения, с которыми обычно сталкиваются ученые при создании новых технологий. Например, у разработчиков часто есть лабораторные мощности, но нет установки, на которой можно проверить и масштабировать идею. Или она есть, но находится далеко, а это дополнительно удлиняет процесс.

В Казани создадут собственный центр масштабирования. Можно будет просто перейти в соседний корпус и опробовать технологию на пилотной промышленной установке, сразу запустить синтез. Такой подход сократит сроки разработки не менее чем на 25%.

Какие растут расходы и потребность в кадрах

В 2023 году мы инвестировали в исследования и разработки практически вдвое больше, чем за предыдущий год. В 2024 году объем инвестиций еще увеличится. Думаю, эта динамика сохранится и в будущем, поскольку аппетит компаний к разработкам растет, и, следовательно, растут объемы инвестиций. Одновременно увеличивается и потребность отрасли в кадрах.

Хотя самые срочные вопросы решены, в нефтегазохимии еще много задач, связанных с R&D. Все, от чего зависит бизнес, компании стараются локализовать внутри страны, чтобы обеспечить свою независимость от любого импорта. Это касается не только нефтегазохимии, но и многих других отраслей промышленности.

Поэтому именно сейчас отличное время для молодых специалистов, чтобы прийти в корпоративную прикладную науку. Здесь уже работает много молодых ученых: средний возраст сотрудника в нашем R&D-центре — 34–36 лет.

Компании ощущают кадровый дефицит, охотно вкладываются в подготовку и развитие сотрудников. Это дает возможность строить карьеру и заниматься технологиями, которые будут внедряться в реальное производство в самые короткие сроки.