Применение цифровых двойников в вертолетостроении: специалисты Центра НТИ СПбПУ провели круглый стол на международной выставке HeliRussia
Разработка технологий и решений в области вертолетостроения (и шире – аэрокосмического машиностроения) – одно из основных направлений деятельности ИЦ «Центр компьютерного инжиниринга» CompMechLab и входит в программы как Центра НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии», так и НЦМУ «Передовые цифровые технологии». Например, нашими специалистами создан виртуальный испытательный полигон «Вертолет» и разработан ряд цифровых двойников вертолетной техники, которые используются, в частности, для оптимизации узлов конструкции вертолетов.
В этой связи ценной для нас стала возможность организовать круглый стол и пообщаться со специалистами отрасли на крупнейшей международной выставке вертолетной индустрии HeliRussia, проходившей 19–21 мая 2021 года в Москве. Это единственная выставка в России, где представляются мировые достижения всего спектра продукции и услуг вертолетной индустрии – от проектирования и производства до эксплуатации.
Международная выставка HeliRussia 2021 состоялась в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации № 1606-р от 19.07.2019, которое предполагает демонстрацию продукции военного назначения. Это поднимает престиж российского международного вертолетного мероприятия, позволяет расширить обмен опытом отечественных и зарубежных разработчиков и производителей вертолетной техники, специализированного оборудования, комплексов управления, навигации и связи. Организатор выставки – Министерство промышленности и торговли Российской Федерации.
HeliRussia не только позволяет показать достижения российской индустрии, но и привлекает на российский рынок лучшие фирмы мира, способствует развитию международной кооперации в вертолетной индустрии. Она предоставляет возможность встретиться с руководителями отрасли, директорами компаний и обсудить вопросы сотрудничества и взаимодействия. На HeliRussia традиционно проходит насыщенная деловая программа, которая является важнейшей частью выставки и служит площадкой для обсуждения проблем вертолетной отрасли. Темы для обсуждения на круглых столах, конференциях, семинарах направлены на решение самых важных задач текущего периода.
21 мая на выставке HeliRussia специалисты Центра НТИ СПбПУ с коллегами из «ОДК-Климов» и «НИЦ Радиотехники» провели дискуссию «Цифровизация 1.0 – 4.0: от АСУ до цифровых двойников».
| СПИКЕРЫ | |
|
|
Александр Тамм, Руководитель отдела кросс-отраслевых технологий Центра НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии». Тема: Технология цифровых двойников как ключевой инструмент проектирования и разработки глобально конкурентоспособной продукции в авиастроении и вертолетостроении. |
|
|
Андрей Удодов, Заместитель директора программы САУ-заместитель главного конструктора АО «ОДК-Климов». Тема: Практические аспекты цифровизации разработки и производства систем автоматического управления. |
|
|
Александр Кротов, Управляющий директор ООО «НИЦ Радиотехники». Тема: Практические аспекты цифровизации разработки и производства систем автоматического управления. |
|
МОДЕРАТОР |
|
|
|
Андрей Таршин, Заместитель руководителя Дирекции Центра НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии». |
Участники дискуссии обсудили технологии, необходимые для цифровой трансформации процессов производства, эксплуатации и, прежде всего, разработки высокотехнологичных изделий – важнейшего этапа с точки зрения обеспечения конкурентоспособности продукции.
Поскольку сегодня центр тяжести в конкуренции на высокотехнологичном глобальном рынке смещается на этап проектирования, ключевыми инструментами, драйверами и интеграторами становятся технологии разработки «умных» цифровых двойников (Smart Digital Twins), а также кросс-рыночные и кросс-отраслевые наукоемкие цифровые платформы.
Опытом применения специалистами Центра НТИ СПбПУ таких платформ – на примере Цифровой платформы CML-Bench™ – и создания на их основе цифровых двойников в процессе проектирования различных изделий для аэрокосмической отрасли поделился с участниками Александр Тамм.
|
Цифровая платформа разработки и применения цифровых двойников CML-Bench™ – единственная отечественная разработка подобного рода. |
В свою очередь, Андрей Удодов и Александр Кротов представили созданный ООО «НИЦ Радиотехники» и применяемый в работе «ОДК-Климов» универсальный базовый комплекс (УБК), который имитирует работу систем автоматического управления сложными техническими системами (САУ СТС) в процессе разработки, производства и эксплуатации изделий. Комплекс обеспечивает согласованное изменение параметров сигналов (датчиков, органов управления, исполнительных механизмов), передаваемых в САУ СТС, а также отклик на выдаваемые системой управляющие воздействия. Тем самым комплекс позволяет проверить функционирование аппаратной части и программной части САУ СТС.
Однако залогом эффективной работы таких систем является лежащий в их основе цифровой двойник. В парадигме Центра НТИ СПбПУ цифровой двойник определяется как комплексная технология, процесс проектирования, в основе которого лежит разработка и применение семейства сложных мультидисциплинарных математических моделей, описываемых 3D-нестационарными нелинейными дифференциальными уравнениями в частных производных, с высоким уровнем адекватности как поведению в различных условиях эксплуатации реальных материалов, объектов / систем / машин / конструкций, так и разнообразным технологическим процессам, с помощью которых создаются реальные материалы и реальные объекты / изделия / продукты.
Необходимые ключевые компоненты цифрового двойника – best-in-class («лучшие в классе») технологии мирового уровня, модельно-ориентированный системный инжиниринг, многоуровневая матрица MDT требований / целевых показателей и ресурсных ограничений, «виртуальные испытания» / «виртуальные стенды» / «виртуальные полигоны».
Только наличие отвечающих этому стандарту цифровых двойников позволяет использовать их на стадии эксплуатации изделия и создавать цифровые двойники третьего уровня (ЦД-3) – комплексные системы, состоящие из цифрового двойника первого уровня (разработка), при необходимости – второго (производство), а также информации, которая поступает с эксплуатируемого изделия или, как в случае с представленной разработкой «НИЦ Радиотехники», с имитационного комплекса.
Кроме темы применения современных технологий разработки, участники обсудили и более широкий круг связанных вопросов: новые бизнес-процессы и бизнес-модели, новые требования к роли инженеров в организации и к их компетенциям.
Так, Андрей Удодов отметил, что применение современных технологий разработки значительно снижает финансовые и временные затраты, причем на всех этапах жизненного цикла изделия. По опыту Александра Тамма, новая парадигма проектирования делает процесс разработки полностью прозрачным, а принятие решений – обоснованным и полностью задокументированным, при этом значительно снижая многочисленные и разнообразные коммуникационные и трансакционные издержки.
Также участники сошлись в мнении, что применение новых производственных технологий и цифровая трансформация организаций влечет за собой появление новых бизнес-процессов и бизнес-моделей и в свою очередь меняет роль инженеров в этих процессах. Так, по мнению Александра Тамма, роль инженера-расчетчика уступает место фигуре системного инженера, определяющего комплексные требования к разрабатываемому продукту. При этом, по замечанию Александра Кротова, с учетом сложности применяемых процессов и технологий, важным остается фундаментальное математическое и техническое образование специалистов.
1146 прочтений 
