Ефимов В.С. Перспективы технологического развития реального сектора экономики Красноярского края_Красноярск,

Ефимов Валерий Сергеевич,

Директор центра стратегических исследований и разработок Сибирского федерального университета [email protected],

foresight.sfu-kras.ru

Проблемы и перспективы

технологического развития реального

сектора экономики Красноярского края

II Международная научная конференция

СИБИРСКИЙ ПЛАЦДАРМ: ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ

СИБИРИ И КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

mailto:[email protected]


Методология проекта

• Сканирование технологического горизонта на период до 2030

года (прогнозы, форсайты, стратегии, аналитика ведущих

российских и зарубежных фабрик мысли)

• Разработка концепта технологического развития с учетом

специфики Красноярского края

• Включение в работу более 200 высококвалифицированных

экспертов, представителей научно-образовательного сообщества,

бизнеса и власти.

• Активное сотрудничество с институтами развития (РВК, АСИ и

др.)

Проект реализуется по заказу Правительства

Красноярского края при поддержке:

• Агентства науки и инновационного развития

• Агентства развития инновационной деятельности

• Фонда поддержки научной и научно-технической

деятельности

Специфика технологического развития

Красноярского края

Группа Сектор Потенциал технологического развития

Ресурсодобывающие и перерабатывающие секторы

Горно-металлургический, нефтегазовый, агропромышленный, лесопромышленный

Ограниченный

Старопромышленные секторы

Точное и гражданское машиностроение, энергетика, связь и др.

Значительный

Социальная сфера, инфраструктурные отрасли, сфера управления

Здравоохранение, образование, транспорт, строительство, региональное и муниципальное управление

Значительный

«Новая экономика» Наукоемкие производства на основе IT, нано-, биотехнологий

Высокий

Глобальные тренды технологического

развития (2000-2050 гг.)

• Цифровизация (digitalization) деятельностей: цифровое проектирование материалов, узлов, машин, производственных процессов, процессов управления и др.

• Революция материалов и процессов: развитие нанотехнологий, производство новых материалов с заданными свойствами

• Революция живых систем: развитие биотехнологий, генная инженерия, новые виды агрокультур, инженерия тканей и органов

• Когнитивизация больших систем: переход к «умным процессам», «умным производствам», «умным городам», «умным странам»

• Институциональная трансформация: распространение сетевых форматов интеллектуальной деятельности; переход к сетевым производствам, к сетевой организации потребления; создание сетевых систем управления

• Антропологический сдвиг – трансформация человека: киборгизация, создание нейрокомпьютерных интерфейсов, изменение ценностей, стилей жизни, новое качество жизни

Общим трендом технологического развития является усиление

конвергенции технологий. Окончательное формирование полного

комплекса конвергентных технологий (нано-, био-, инфо- и когнитивных), и

изменение на его базе траектории социально-экономического развития,

можно ожидать не ранее 2020 г.

Концепция технологического развития


1. Стратегия технологического развития:

• Использовать возможности 5-6 технологического уклада (IT, нано-, биотехнологии) для технологического развития Красноярского края

• Интеграция в национальные и мировые сети технологического развития

• Создание эффективной региональной инновационной системы, обеспечивающей процессы технологического развития

2. Направления поддержки технологического развития:

• модернизация старопромышленных отраслей,

• технологизация социальной сферы, инфраструктурных отраслей и сферы управления,

• формирование перспективных направлений и секторов новой экономики за счет использования конкурентных преимуществ региона

Новые схемы организации производства и сбыта: от ВИНК к кластерам и сетям • ВНИК – вертикально интегрированные компании (монопольное присутствие на рынке,

особые конкурентные преимущества)

• Кластеры – локализовано распределенные системы деятельности (пространственная

концентрация разработчиков, производителей, сервисных компаний и др.)

• Сети – распределенные системы деятельности (национальные и глобальные сети

разработчиков, производителей, сервисной инфраструктуры, рынков)

Россия

Форсайт – навигация в будущее

Правительство КК

ВУЗЫ, институты

АРИД, КРИТБИ, др.

Бизнес

Технологический форсайт


Базовые секторы:

• Горно-металлургический,

• Нефтегазовый,

• Точное и гражданское машиностроение

• Лесной комплекс

Перспективные секторы:

• Биотехнологии,

• Нанотехнологии и новые материалы,

• IT технологии

Инвесторы

• долгосрочные перспективы на рынке

• повышение доходов

• повышение устойчивости

предприятия

Интересы

бизнеса

Глобальный мир

Схема и продукты проекта

«ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ГОРИЗОНТ» –

ориентиры для технологического развития Красноярского края

ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

– основные группы предприятий и базовые технологии

КАРТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО БУДУЩЕГО КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ –

основные секторы и новые кластеры

С

Е

К

Т

О

Р

С

Е

К

Т

О

Р

С

Е

К

Т

О

Р

С

Е

К

Т

О

Р

С

Е

К

Т

О

Р

С

Е

К

Т

О

Р

С

Е

К

Т

О

Р

СЦЕНАРИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО БУДУЩЕГО КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

ДОРОЖНАЯ КАРТА ДЕЙСТВИЙ ПРАВИТЕЛЬСТВА КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

ПРОДУКТЫ ФОРСАЙТА

• Знаниевая инфраструктура

• Глобальные тренды

• Технологический горизонт для базовых секторов и перспективных кластеров

• Приоритетные направления

• Оценка потенциала ПИР крупных компаний

• Производственно-технологическая карта базовых секторов

• Производственно-технологическая карта перспективных кластеров

• Карты технологического будущего базовых секторов экономики

• Карты технологического будущего перспективных кластеров

• Карта приоритетных направления научно-исследовательской и инновационной деятельности

• Поле сценариев, базовый сценарий, альтернативные сценарии

• Дорожная карта правительства для базовых секторов экономики

• Дорожная карта правительства для перспективных кластеров

Технологический горизонт и перспективные направления

технологического развития сектора точного и

гражданского машиностроения

Ключевые тренды, определяющие изменения в области

машиностроения:

• цифровая революция – цифровизация процессов

проектирования, разработки, организации производства,

управления изменениями;

• революция материалов и процессов (нанотехнологии) –

создание материалов с новыми свойствами; изменение

процессов обработки; новые возможности эксплуатации;

• когнитивизация больших систем – автоматизация и

роботизация производства, трансформация систем

управления – создание «умных производств» и «умных

заводов»;

• институциональная трансформация – глобализация

производства (создание глобальных производственных сетей);

переход к сетевым форматам управления инновациями,

производственными системами, циклами жизни продукции;

• антропологический сдвиг – изменение общественных

ценностей, снижение престижности инженерно-технической

деятельности, утрата позиции технологического и

цивилизационного фронтира.

Структура деятельности

в сфере машиностроения

• проектирование

деталей, узлов, машин,

оборудования,

технических систем;

• обработка материалов и

изготовление деталей;

• производство, сборка

узлов, машин,

оборудования;

• организация процесса

производства;

• управление жизненным

циклом изделия.

Оценка перспективности использования новых

технологий в области машиностроения

№ Направления научных исследований, технологических разработок, разработок новых продуктов

ОЦЕНКА

1 2 3

Новые парадигмы, технологии, программное обеспечение для проектирования машин, оборудования,

технических систем

1

Технологии и программное обеспечение для промышленного дизайна, проектирования эргономичных и эстетичных

машин и систем 3,0 3,2 3,5

2 Методы и методики конструирования и дизайна, учитывающего рециклинг компонентов машин 2,9 3,5 3,2

3

Технологии и программное обеспечение проектирования «дружественных человеку» производственных систем,

учитывающих особенности человека 2,8 3,0 2,7

4

Технологии и средства проектирования производственных систем, включающих промышленных и антропоморфных

роботов 3,2 3,2 3,2

5 Новые материалы, материалы с особыми свойствами

6 Методы проектирования и создания новых материалов с запланированными свойствами 3,5 3,1 2,9

7 Новые материалы для повышения эффективности, снижения веса, продления срока службы машин и оборудования 3,9 2,9 2,9

8 Новые сверхпрочные материалы и поверхности для создания режущих инструментов и оборудования 3,7 3,7 3,7

9

Новые материалы, устойчивые к воздействию агрессивной и сверхагрессивной внешней среды (температура,

химические реагенты и др.) 3,5 2,7 3,2

10 Новые материалы, устойчивые к долговременному воздействию космической среды 4,3 3,3 3,1

11 Композиционные и полимерные материалы с улучшенными потребительскими характеристиками 4,0 3,2 3,3

12

Новые материалы с переменными характеристиками, зависящими от условий среды, воздействий или управляющих

сигналов 3,0 2,3 2,0

11 Производственные процессы и системы

14 Новые способы обработки материалов давлением, температурой и др. 3,6 3,7 3,5

15 Новые способы обработки поверхностей – лазерная обработка и др. 3,6 3,8 3,8

16 Аддитивные технологии, 3D-принтеры для различных материалов 3,2 3,2 3,2

17

Новые технические средства и автоматизированные системы контроля состояния машин и оборудования,

управления их содержанием и ремонтом (датчики, приборы, каналы связи и др.) 3,9 3,7 3,4

18

«Умные системы» обеспечения производственной и экологической безопасности (датчики, приборы, каналы связи и

др.) 3,9 3,6 3,9

19 Гибкие (самонастраивающиеся) производственные линии для производства разнообразных продуктов 3,1 3,2 3,2

20

Промышленная робототехника нового поколения: многофункциональные, самообучающиеся роботы, способные

взаимодействовать с человеком 3,1 3,0 3,0

21

«Умные заводы» (высокая степень автоматизации производства и системы управления, логистики, контроля

производства, контроля качества, систем безопасности) 3,1 3,1 3,8

22

Машинно-машинные сети и новая эффективная производственная логистика, основанная на взаимодействии машин

в производственном процессе, их перенастройке и др. 3,0 3,3 3,4

Св

ер

хв

ыс

окая

пе

рсп

екти

вн

ос

ть

Вы

со

кая

пе

рсп

екти

вн

ос

ть

Вы

со

кая

и с

ред

ня

я

пе

рсп

екти

вн

ос

ть

Машиностроение: перспективные технологии и продукты

• Новые сверхпрочные

материалы и поверхности

для создания режущих

инструментов и

оборудования

• Новые материалы, устойчивые к долговременному

воздействию космической среды

• Композиционные и полимерные материалы с

улучшенными потребительскими характеристиками

• Новые технические средства и автоматизированные системы

контроля состояния машин и оборудования, управления их

содержанием и ремонтом (датчики, приборы, каналы связи и др.)

• «Умные системы» обеспечения производственной и экологической

безопасности (датчики, приборы, каналы связи и др.)

• Новые способы обработки материалов

давлением, температурой и др.

• Новые способы обработки поверхностей –

лазерная обработка и др.

• Технологии и программное

обеспечение для промышленного

дизайна, проектирования

эргономичных и эстетичных машин

и систем

• Методы и методики

конструирования и дизайна,

учитывающего рециклинг

компонентов машин

• Методы проектирования и создания

новых материалов с

запланированными свойствами

• Новые материалы для

повышения эффективности,

снижения веса, продления

срока службы машин и

оборудования

• «Умные заводы»

(высокая степень

автоматизации

производства и

системы управления,

логистики, контроля

производства,

контроля качества,

систем безопасности)

• Машинно-машинные

сети и новая

эффективная

производственная

логистика, основанная

на взаимодействии

машин в

производственном

процессе, их

перенастройке и др.

• Системы диагностики, контроля,

информирования о состоянии машин и

оборудования в процессе эксплуатации

• «Интернет вещей»: обслуживание, ремонт,

восстановление машин и оборудования на

основе автоматизированной организации

поставок запчастей и расходных материалов

с использованием интернет-каналов связи

• Системы мониторинга негативного

воздействия машин и производственного

оборудования на окружающую среду

• «Умные системы» и оборудование для

снижения выбросов транспортными

средствами и промышленными

предприятиями

• Средства и системы повышения

энергоэффективности на транспорте и в

промышленном производстве

2020 2030

Приоритетные направлении технологического

развития в области машиностроения

• Новые материалы: устойчивые к долговременному воздействию

космической среды; композиционные и полимерные материалы с

улучшенными потребительскими характеристиками; сверхпрочные

материалы и поверхности для создания режущих инструментов и

оборудования.

• Новые способы обработки: материалов давлением,

температурой и др.; поверхностей – лазерная обработка и др.

• Новые технические средства и автоматизированные системы

контроля состояния машин и оборудования, управления их

содержанием и ремонтом (датчики, приборы, каналы связи и др.).

• «Умные системы» обеспечения производственной и экологической

безопасности (датчики, приборы, каналы связи и др.)

Приоритетные направления технологического развития

в области машиностроения – сферы применения

Приоритетное

направление Компоненты технологии, продуктов Сфера применения

Новые

материалы

устойчивые к долговременному

воздействию космической среды;

композиционные и полимерные

материалы с улучшенными

потребительскими характеристиками;

сверхпрочные материалы и

поверхности для создания режущих

инструментов и оборудования

Точное машиностроение

Нефтегазовый сектор

Горно-металлургический сектор

Лесное хозяйство и лесная промышленность

Транспорт

Новые способы

обработки

обработка материалов давлением,

температурой и др.;

обработка поверхностей – лазерная

обработка и др.





Новые технические средства и автоматизированные

системы контроля состояния машин и оборудования,

управления их содержанием и ремонтом (датчики,

приборы, каналы связи и др.)





Транспорт

Медицина и фармацевтическая промышленность

Утилизация глубокая переработка промышленных

отходов

«Умные системы» обеспечения производственной и

экологической безопасности (датчики, приборы, каналы

связи и др.)





Транспорт

Медицина и фармацевтическая промышленность

Утилизация глубокая переработка промышленных

отходов

Оценка перспективности использования биотехнологий

для Красноярского края

БИОТЕХНОЛОГИИ

ОЦЕНКА 1 2 3

№ Промышленные биопродукты

1

Крупнотоннажные кормовые добавки: аминокислоты, витамины, кормовой белок

2,2 2,6 3,2

2

Ферменты: промышленные ферменты и биокатализаторы; кормовые и пищевые ферменты

3,8 3,8 3,8

3

Химикаты, включая мономеры для биодеградируемых полимеров: органические кислоты, спирты, диолы; углеводороды

3,8 4,3 3,0

4

Биологические средства защиты растений (биопестициды, биоинсектициды) 2,2 2,0

2,0

5 Полисахариды и другие средства для увеличения нефтедобычи

2,0 2,0 2,0

6

Биотехнологические продукты сельского хозяйства и для сельского хозяйства

7 Новые сорта сельскохозяйственных растений

3,9 3,9 3,5

8 Новые породы сельскохозяйственных животных

2,3 2,3 2,5

9

Новые биотехнологические формы деревьев с заданными признаками 3,7 3,3

3,3

10

Штаммы микроорганизмов и микробные консорциумы для создания симбиотических растительно-микробных сообществ, обеспечивающих питание и защиту растений

3,7 3,7 3,6

11

Растения и животные – биофабрики для получения биопродуктов промышленного и медицинского назначения

2,3 2,0 2,3

12 Консерванты кормов и силосные закваски

2,0 2,0 2,3

13 Сбалансированные комбикорма и премиксы

2,5 2,5 2,5

14

Тест-системы нового поколения для детекции возбудителей наиболее опасных для растениеводства и животноводства заболеваний 2,8 3,5

3,3

15 Биопестициды и биоинсектициды

1,8 1,8 1,8

16 Биотопливо и биоэнергетика

17

Биотопливо и компоненты из биомассы: продукты пиролиза (бионефть, биогаз); биодизель, биоэтанол, биобутанол, биоэфиры; биометан, биоводород и присадки 2,2 2,8 2,5

18

Энергетические продукты: биотопливные элементы, включая биоэлектрические, бионакопители энергии

1,3 1,0 1,5

19 Заменители сахара (глюкозо-фруктозные сиропы, сорбит)

2,0 2,0 2,3

20

Продукты пробиотического, пребиотического и синбиотического действия: пребиотики, пробиотики, синбиотики; стартерные культуры; высококонцентрированные закваски

2,0 2,0 2,3

21

Пищевой белок из малоценных отходов, из побочных продуктов переработки растительного и животного сырья; белковые продукты с улучшенными свойствами 2,0 1,7 1,7

22

Специализированные пищевые продукты: добавки, витамины, минеральные вещества; ароматизаторы и красители; ферменты и эмульгаторы; аминокислотные добавки; усилители вкуса; пищевые ингредиенты

1,7 1,3 2,0

23

Функциональные пищевые продукты: продукты функционального лечебного питания, детского питания; биологически активные добавки

2,3 2,3 2,3

24

Альтернативные источники пищевого сырья (водоросли, грибы, насекомые, микроорганизмы и др.)

1,7 1,0 1,7

25 Биотехнологические системы охраны окружающей среды

26

Средства переработки леса: средства для малоотходной переработки древесины, утилизации отходов лесопиления

4,3 4,3 4,2

27

Очистные сооружения: организмы-биодеструкторы; средства очистки вод, грунтов и атмосферы с помощью биологических объектов; биодеграданты

4,0 4,2 3,2

28

Экологически чистое жилье: технологии безотходного жилья; биопозитивные строительные материалы (полностью вторично используемые в условиях биотехнологической обработки): древесина, шерсть, войлок, натуральные клеи и каучук

4,1 4,2 3,2

1 – промышленные биотехнологии,

2 – биотехнологии для сельского хозяйства,

3 – биоэнергетика,

4 – биотех для охраны окружающей среды,

5 – биотех для лесного сектора,

6 – аквабиокультура,

7 – модификация и тиражирование геномов,

8 - биофармацевтика

Горизонт развития биотехнологий в Красноярском крае:

промышленные и природоохранные технологии

Задел

Модерни-

зация

производств -

край

Новые

произ-

водства -

край

Новые

произ-

водства -

Россия

Выход в

глобальную

экономику

знаний

Промышленные ферменты,

биокатализаторы

Производство биополимеров –

биодеградируемых, биосовместимых

ВЫСОКАЯ

ГОТОВНОСТЬ

Средства для малоотходной

переработки древесины, утилизации

отходов лесопиления

Технологии безотходного жилья

Средства очистки вод, грунтов,

атмосферы с помощью

биологических объектов,

биодеграданты

Очень высоко

перспективные

технологии

Высоко



Средне



Мало




биотехнологии для сельского и лесного хозяйства

Задел Модерни-зация

производств - край

Новые произ-

водства - край


водства - Россия

Выход в глобальную экономику

знаний

Новые сорта сельскохозяйственных растений

Биотехнологические формы деревьев с заданными признаками

Микробные консорциумы для защиты и питания растений

Тест-системы, диагностикумы для детекции патогенов

ГОТОВО К МАСШТАБИ-РОВАНИЮ

Средства и методы сохранения и воспроизводства лесных генетических ресурсов (клональное размножение ценных генотипов, криоконсервация, депонирование

Технологии генетического контроля за оборотом лесоматериалов и репродуктивного материала

Биоресурсные центры и биоколлекции (микроорганизмов, грибов, водорослей, клеток животных и растений)




Высоко



Средне



Мало




биотехнологии для медицины

Задел Модерни-зация

производств - край


водства - край


водства - Россия

Выход в глобальную экономику

знаний

Производство тест-систем (диагностикумов) нового поколения для детекции патогенов

Производство биосовместимых материалов

Производство тканевых и органных эквивалентов на основе генно-инженерных и клеточных технологий

Производство препаратов для терапии аутоимунных, онкологических и неврологических заболеваний

Производство таргетных биологически активных веществ для регенерации поврежденных тканей

Рекомбинантные штаммы E.coli, дрожжевых культур и др. для биофармацевтики

Линии клеток млекопитающих и растений для биофармацевтики

? ? ?




Высоко



Средне



Мало



Св

ер

хв

ыс

ока

я

пе

рс

пе

кти

вн

ос

ть

Вы

со

ка

я и

ср

ед

ня

я п

ер

сп

екти

вн

ос

ть

Биотехнологии: перспективные технологии и продукты

• Тест-системы нового поколения для детекции

возбудителей заболеваний человека, животных, растений

• Методики выявления генно-модифицированной продукции

• Средства и методы сохранения и

воспроизводства лесных генетических ресурсов

(клональное размножения ценных генотипов

древесных растений, криоконсервация и

депонирование и др.)

• Технологии генетического контроля за оборотом

лесоматериалов и репродуктивного материала

(семян, саженцев)

• Линии растительных клеток

• Линии клеток млекопитающих (CHO, BHK, гибридомные клетки)

• Гидробионты как источник биомассы: новые

(устойчивые, высокопродуктивные) породы и кроссы

• Новые сорта сельскохозяйственных растений

• Новые биотехнологические формы деревьев с заданными признаками

• Штаммы микроорганизмов и микробные консорциумы для создания симбиотических

растительно-микробных сообществ, обеспечивающих питание и защиту растений

• Генно-модифицированные организмы для разных областей применения

• Рекомбинантные штаммы E.coli , дрожжевых культур и др. микроорганизмов

• Биоресурсные центры и биоколлекции:

коллекции микроорганизмов, грибов,

водорослей; коллекции клеток высших

растений и животных

• Биодеградируемые полимеры и мономеры для

них: органические кислоты, спирты, диолы;

углеводороды

2020 2030

• Средства переработки леса и утилизации отходов лесопиления

• Очистные сооружения, организмы-биодеструкторы; биодеграданты

• Экологически чистое жилье: технологии безотходного жилья

• Промышленные ферменты и биокатализаторы; кормовые и пищевые ферменты

• Крупнотоннажные кормовые добавки:

аминокислоты, витамины, кормовой белок

Ефимов Валерий Сергеевич,

Директор центра стратегических исследований и разработок

[email protected],

foresight.sfu-kras.ru

Сибирский федеральный университет



Education

Ефимов В.С. Перспективы технологического развития реального сектора экономики Красноярского края_Красноярск,