Виртуальная модель МКС, лазерный алкотестер и 3D-принтер для металла: как устроено производство компании «Лазерные системы»

Производство компании «Лазерные системы» расположено в пригороде Санкт-Петербурга, в особой экономической зоне в Стрельне. Двухэтажная черная промышленная постройка вмещает в себя как само производство, так и комнаты инженеров-разработчиков, испытательные лаборатории и офис отдела продаж. Под одной крышей создаются лазерные системы, новые промышленные 3D-принтеры, программное обеспечение и даже продукция для изучения космоса.

Сперва слушатели зимней школы «Тебе решать!» отправляются в цех сборки электронных изделий. Здесь инженеры работают бок о бок наподобие живого конвейера. Один сотрудник собирает узел или агрегат для будущего устройства, другой его калибрует и передает дальше.

«Приборы мы создаем уникальные, и автоматизировать их сборку и настройку не представляется возможным — продукция у нас не выпускается миллионами штук и ставить роботов нерентабельно, — рассказывает гостям инженер второй категории Александр Ширманов. — У нас, как правило, сотрудники универсальные, могут делать и сборку, и юстировку, и настройку. И все же мы стараемся выполнять подряд однотипные операции, чтобы не перестраиваться постоянно. Я, к примеру, преимущественно занимаюсь оптикой, хотя каждый может сделать от и до».

Здесь создается целый ряд устройств, которые представляют основной профиль предприятия — лазерные технологии. С помощью лазеров здесь научились определять степень алкогольного опьянения, высоту облаков, а также скорость и направление ветра. 

Какого цвета винные пары

Один из наиболее успешных продуктов, которые собираются в этом зале — лазерные алкотестеры «Алкорамка». Небольшое устройство размером немногим больше ноутбука способно за секунду определять степень опьянения человека. Для этого «в рамку» нужно просто сделать выдох и она за 1 секунду выдаст результат. Как объясняет слушателям Ольга Сажина, представитель пресс-службы «Лазерных систем», устройство разработано для того, чтобы определять пьяных в большой толпе, к примеру, на проходной крупного предприятия.

«Принцип работы устройства построен на анализе спектра поглощения этанола. Лазерный луч, переотражаясь от зеркал, создает «лазерную решетку», на которую человек делает выдох. После чего устройство обработает результат теста и выдает решение о допуске человека на предприятие, — рассказывает Ольга Сажина. — Прибор работает с точностью до 0,1 промилле, все занимает не более секунды. Это первая модель такого оборудования, которая пользуется большим спросом, сейчас разрабатывается следующее поколение»

Как утверждают создатели, обмануть тестер нельзя. Если встать слишком далеко, или выдохнуть недостаточно сильно, то система попросит повторить выдох. Все результаты хранятся в базе данных. При необходимости программное обеспечение, которое, к слову, разрабатывают здесь же, может даже отправлять смс-уведомления начальнику охраны или цеха.

Лазер светит в небо

Здесь свет помогает не только определять содержание спирта в выдохе человека, но и направление ветра. В этом же помещении собираются лазерные облакомеры и лидары для аэропортов и аэродромов. Два образца студенты могут видеть прямо посреди помещения — над ними работают инженеры компании. Сборка одного такого образца занимает около месяца, всего же компания сделала уже двадцать штук.

«Лидары позволяют определять скорость и направление ветра, а облакомер определяет нижнюю границу облаков, — рассказывает Александр Ширманов. — Облакомер просто посылает луч вверх и затем ловит его отражение от облаков. Лидар же фокусируется на определенной высоте и ловит отраженный рассеянный сигнал, после чего по эффекту Доплера вычисляет скорость и направление движения потоков воздуха. Таким образом создается трехмерная карта ветров»

Лидары, которые создаются в Стрельне, могут стрелять лучом на высоту до 12 километров. Для полноценной ветровой разведки у каждой взлетно-посадочной полосы следует установить одно такое устройство. То есть для сравнительно крупного аэропорта достаточно двух-трех устройств.    

«Для самолета самое опасное — резкий сдвиг ветра при взлете или посадке, — поясняет Александр. — Дело в том, что у самолета есть абсолютная скорость относительно земли и скорость по отношению к ветру. Так, если самолету резко задует ветер в хвост, то относительная скорость упадет, подъемная сила снизится и самолет провалится на несколько десятков метров. Именно поэтому надо постоянно смотреть за ветром» 

Тренажер для космонавтов

Следующий пункт экскурсии — комната разработчиков. Здесь создаются новые продукты компании, разрабатывается программное обеспечение. Здесь рождаются идеи и облекаются в форму. Кто-то пишет код, кто-то проверяет расчеты, кто-то выкроил время на отдых и собирает IQ-пазл, чтобы расслабиться.

Один из проектов, над которым работают сотрудники, — многофункциональный виртуальный тренажер для космонавтов, работающих на МКС. Это программный комплекс, состоящий из пяти модулей, который позволяет многократно отработать сценарий выхода космонавта в открытый космос на Земле, а затем на самой станции. 

   

«Выход в открытый космос длится до восьми часов, это огромная нагрузка на космонавтов, после таких операций они возвращаются выжатыми как лимон, — рассказывает Тимофей Сухов, руководитель отдела систем управления, — Чтобы все сделать правильно, необходима тщательная подготовка, которую можно упростить при помощи нашей разработки. Сейчас специалисты на Земле садятся, расписывают план операции, на бумаге рисуют, где космонавту встать, что сделать. Потом на Земле операция отрабатывается в гидролаборатории на копии модели МКС. Затем после внесения корректировок все происходит заново. Желательно, чтобы этот процесс был проще, а возможность отработать движения имели бы не только наземные специалисты, но сами космонавты»

Система включает в себя текстовый редактор, который позволит автоматизировать процесс составления бортовой инструкции. Далее инженеры могут в соответствии с этой инструкцией опробовать путь, который предстоит пройти космонавту. Для этого они могут надеть очки виртуальной реальности, взаимодействующие с модулем подготовки оператора. В нем создана точная трехмерная копия МКС — со всеми рычагами, шлангами и кабелями. В ней можно пройти весь путь до проблемного места, которое надо отремонтировать, держась, в соответствии с инструкцией, обеими руками за специальные поручни и перестегивая страховочные фалы от поручня к поручню. Студенты получили возможность опробовать на себе, каково это — оказаться в скафандре на высоте сотен километров от Земли, пытаясь ухватиться за маленькую ручку. Большинство при первом же движении унесло в открытый космос.

В будущем, после того как специалисты проработают маршрут на этом устройстве, он будет передаваться на станцию, где будет находиться аналогичный комплекс — ноутбук и 3D-очки. С их помощью космонавты смогут несколько раз пройти по маршруту и вспомнить все нюансы поверхности того или иного блока. Следующий модуль позволит передавать в ЦУП анимированные данные о действиях космонавтов в процессе проведения внекорабельной деятельности. Наконец, последний блок — это, как его здесь называют, «карманная википедия по МКС».

«Это планшет, на котором запущена база данных, куда записана информация обо всех выходах в открытый космос, — добавляет Тимофей Сухов. — Это важная вещь, так как люди забывают, что находится на поверхности»

3D-принтер для металла

Под конец экскурсии студентов ждет еще один сюрприз — промышленный 3D-принтер местной разработки, который печатает не обычными для этой технологии полимерами, а металлом. Данная установка только что получила сертификат СТ-1, и сейчас в Стрельне готовятся к ее промышленному производству.

Принтер способен печатать детали размером до 250x250x250 мм. Печать осуществляется на металлической подложке — на нее засыпается тонкий слой металлического порошка, затем два лазера начинают выплавлять из него по запрограммированному чертежу деталь. В результате из нержавеющей стали, алюминия, титановых сплавов и других материалов можно получить детали с крайне низкой пористостью — 0,02%. Ни литьем, ни фрезеровкой таких результатов получить не удастся.

«Важное преимущество данной технологии, помимо цены, скорость, — рассказывает студентам первый заместитель генерального директора Дмитрий Васильев. — Представьте, вам надо наладить производство лопаток для авиационных двигателей. Предположим, вам надо 5 000 штук. Чтобы разработать для них пресс-форму, понадобится полгода, еще полгода уйдет на создание пресс-формы для отливки деталей, а еще полгода — на ее отладку и выявление ошибок. То есть производство начнется только через полтора года. У нас этот цикл займет месяц. Безусловно, если речь идет о производстве миллионных партий, то вам надо в любом случае переходить на отливку, но на мелких и средних сериях вам имеет смысл вписаться в эти технологии»

О школе

На обратном пути студенты могут обменяться впечатлениями по поводу увиденного на производстве.

«Больше всего мне запомнился тренажер для космонавтов, было интересно послушать, как его делают, — рассказывает слушатель школы Никита Пазнюк, студент Томского государственного университета. — Полезно увидеть, как на таких производствах идет работа, чем занимаются люди, чем предстоит на аналогичном производстве заниматься мне после окончания университета. Это новый опыт»

Впрочем, не только «выход в открытый космос» поразил студентов в Стрельне.

«Мне понравился также 3D-принтер, никогда не видела такого, чтобы можно было печатать что-то из металлов», — делится впечатлениями студентка Университета ИТМО Ольга Власова.

К тому же многие слушатели интересуются, как попасть на работу именно в эту компанию после окончания вуза.

«Мне больше всего запомнился цех программистов, потрясающе интересно и познавательно, — рассказывает Сергей Стариков из Пермского государственного университета. — Кроме того, в таких поездках можно посмотреть для себя потенциальные рабочие места, ведь в магистратуре уже задумываешься об этом».

Добавим, что зимняя школа «Тебе решать!» всероссийской олимпиады «Я — профессионал» прошла в Университете ИТМО в третий раз. Главным партнером школы выступил Сбербанк. В программу, помимо посещения производств, включены лекции и воркшопы от преподавателей университета и сотрудников ведущих компаний.