Цифровые двойники и цифровая трансформация ОПК: Алексей Боровков выступил на конференции «Технологические тренды» в рамках форума «АРМИЯ-2022»

17 августа 2022 года в рамках Международного военно-технического форума «АРМИЯ-2022» состоялась конференция «Технологические тренды» с участием представителей Федерального кадрового резерва руководящего состава оборонно-промышленного комплекса (ОПК) РФ. Эксперты поделились опытом развития передовых технологий на предприятиях ОПК, обсудили инструменты и способы достижения технологической независимости.

Одним из ключевых спикеров стал проректор по цифровой трансформации Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ), руководитель Передовой инженерной школы "Цифровой инжиниринг", Научного центра мирового уровня СПбПУ «Передовые цифровые технологии», Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» и Инжинирингового центра (CompMechLab^®) СПбПУ Алексей Боровков.

Перед началом выступлений к участникам обратился модератор, руководитель Центра цифровизации организаций оборонно-промышленного комплекса ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт «Центр» («ВНИИ «Центр») Андрей Агеев. Он обозначил задачи цифровой трансформации и импортозамещения, отметил основные сложности. В частности, подчеркнул, что на переход с зарубежного программного обеспечения (ПО) на отечественное потребуется время.

• «Со стороны софта критическими являются системы проектирования, математического моделирования, системы управления инженерными данными, системы подготовки управляющих программ на станках с числовым программным управлением. Это основной базис, который в стране пока минимально импортозамещен. Замещение будет проходить после доработки компаниями в течение нескольких лет», – сказал Андрей Борисович.

Вместе с тем спикер напомнил об Указе президента РФ, который запрещает с 2025 года использовать иностранное ПО для объектов критической информационной инфраструктуры России без специальных согласований. И призвал искать решения, которые будут соответствовать и требованиям государства, и потребностям бизнеса.

Андрей Агеев напомнил, что Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций России выпустило методические рекомендации, в соответствии с которыми каждая компания может составить план цифровой трансформации, ориентируясь на собственные планы и стратегию развития. Что касается задач по цифровой трансформации и цифровизации, сформулированных на государственном уровне, они будут меняться с учетом новой реальности.

• «Ближайшие задачи четко определены. Мы видим, как на сегодняшний день развиваются меры господдержки. Да, есть определенные разбалансировки целей для бизнеса, для госкомпаний и для регуляторов. Мы должны эти разбалансировки убрать», – добавил спикер.

В заключение Андрей Борисович отметил, что цифровизация приводит к появлению новых производственных технологий, позволяющих создавать высокотехнологичные изделия мирового уровня. Для перехода к реальным примерам передал слово Алексею Боровкову.

Проректор по цифровой трансформации СПбПУ посвятил доклад технологии цифровых двойников (ЦД) и процессам создания глобально конкурентоспособной продукции.

Алексей Иванович познакомил участников с экосистемой инноваций СПбПУ «ТЕХНОПОЛИС ПОЛИТЕХ», уделив особое внимание проектам Центра компетенций НТИ «Новые производственные технологии», для которого разработка цифровых двойников изделий является одним из ключевых видов деятельности. Спикер отметил, что применение данной технологии обеспечивает создание в кратчайшие сроки высокотехнологичной продукции нового поколения, превосходящей зарубежные аналоги.

Алексей Боровков подробно остановился на подходе СПбПУ к разработке ЦД изделий, пояснил основные этапы разработки. Одним из ключевых этапов является формирование многоуровневой матрицы требований, целевых показателей и ресурсных ограничений.

• «Мы считаем, что если нет многоуровневой матрицы требований, целевых показателей и ресурсных ограничений, нет ее рациональной балансировки, то и цифрового двойника не может быть, как правило, чаще всего встречается тот или иной набор компьютерных моделей, а неформализованный балансировка, в основном, на основе опыта, происходит в голове генерального конструктора. Он принимает решения и дальше выходит на испытания, преследуя цель довести изделие до требуемых характеристик через испытания, как правило, длительные и дорогостоящие испытания.
• При разработке цифровых двойников изделий ставится задача – обеспечить прохождение этих испытаний с первого раза. Некоторые компании и корпорации работают системно над достижением этой цели при разработке новых продуктов, в первую очередь, отмечу Ростех / ОДК и Росатом / ТВЭЛ. Важно, что технология разработки цифровых двойников изделий направлена на прохождение с первого раза всех типов испытаний – государственных, межведомственных, сертификационных, всех необходимых испытаний, конечно, ни о какой замене испытаний речи не идёт. Речь идёт о рациональной цифровой трансформации процесса проектирования, который, в свою очередь, обеспечит снижение себестоимости разработки и сокращение сроков вывода высокотехнологичной продукции на рынок, что полностью отвечает важнейшим государственным задачам», – подчеркнул Алексей Иванович.

Спикер отметил, что важно уделять внимание верификации и валидации как модели, так и используемого ПО. Большое значение имеет такое понятие как адекватность, то есть соответствие модели моделируемому изделию (процессу, явлению) по обоснованному перечню характеристик.

• «Основная беда – это когда делают некую модель низкого уровня адекватности, а потом разводят руками: не было времени, не хватило квалификации, чтобы закончить. Требуются адекватные математические и компьютерные модели, которые описывают все имеющиеся эксперименты или даже будущие, которые можно поставить с помощью данной технологии с высокой точностью. Понятно, что высокоадекватные модели должны разрабатывать специалисты, обладающие необходимыми компетенциями мирового уровня», – сказал Алексей Боровков.

В ряде случаев для разработки ЦД применяются суперкомпьютерные технологии, проводятся высокопроизводительные и высокопродуктивные вычисления.  Основным инструментом разработки и применения ЦД выступает Цифровая платформа CML-Bench™.

• «Цифровая платформа позволяет управлять всем процессом. Каждый час в среднем работают ~2200 вычислительных ядер, которые генерируют содержательную информацию, вообще говоря, генерируют новые знания. За 2,5 года сгенерировано ~335 терабайт содержательной информации, так называемой Smart Big Data. Каждый час мы воплняем ~5 цифровых (виртуальных) испытаний и это происходит на протяжении многих лет, что и составляет фундаментальный научно-технический задел, который сейчас насчитывает 285 тысяч проектных и цифровых решений, представленных на цифровой платформе CML-Bench™», – рассказал Алексей Иванович.

Спикер добавил, что разработку Цифровой платформы CML-Bench™ с 2014 года ведут сотрудники Инжинирингового центра (CompMechLab^®) СПбПУ. Платформа прошла экспертизу и внесена в Единый реестр российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных. Обеспечена совместимость CML-Bench™ с российской операционной системой Astra Linux Special Edition. В настоящее время ведется сертификация по 6-му уровню доверия ФСТЭК и соответствия требованиям к ГИС 3-го класса. Наличие сертификата позволит обрабатывать в CML-Bench™ коммерческую тайну и сведения для служебного пользования (ДСП). Алексей Боровков также обозначил возможности СПбПУ по работе со сведениями, составляющими государственную тайну, и отметил выполнение НИР и ОКР в интересах Министерства обороны РФ.

Продолжая тему ЦД, проректор по цифровой трансформации СПбПУ рассказал о Национальном стандарте РФ ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения». Стандарт разработан специалистами Центра НТИ СПбПУ совместно со специалистами ФГУП «Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики» (ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»). С 1 января 2022 года начал действовать на территории РФ.

• «Проект прошел беспрецедентные обсуждения. Было получено около 500 замечаний и комментариев. По мнению Росстандарта, это рекорд в России и СССР – настолько тема интересовала все корпорации, которые принимали участие в процессе согласования. Поступающие предложения мы отрабатывали, встречались с заявителями, организациями – на это ушло полгода», – рассказал Алексей Боровков, добавив, что впервые в мире введен нормативный документ, сфокусированный на создании изделий с помощью технологии цифровых двойников, а не оцифровке производственной инфраструктуры и логистики.

В завершение Алексей Иванович назвал некоторые проекты Центра НТИ СПбПУ, реализованные с применением технологии ЦД в интересах высокотехнологичных компаний.

Один из таких – создание цифрового двойника морского газотурбинного двигателя. Ход проекта и адаптацию Цифровой платформы CML-Bench™ под особенности ПАО «ОДК-Сатурн» в июле 2022 года обсуждали на совещании с представителями компании. Как отметил присутствовавший на этой встрече Андрей Агеев, подобное взаимодействие позволяет ожидать прорыва и выхода на новый уровень применения передовых цифровых технологий.

• «Видно реальные проекты. Напротив друг друга находятся две команды. С одной стороны те, кому требуются системы управления инженерными расчетами – это «ОДК-Сатурн». С другой – те, кто хотят развивать свой продукт CML-Bench™, который уже сейчас зарегистрирован в Минцифры как полностью российское ПО», – отметил руководитель центра цифровизации организаций ОПК ФГУП «ВНИИ Центр».

Выступления по программе конференции продолжил директор департамента цифровой трансформации и машиностроения группы IT-компаний «ЛАНИТ» Александр Романов. Он представил доклад о цифровой трансформации машиностроительных предприятий. Как отметил спикер, важно формулировать так называемую целевую модель – объяснять заказчику, для чего необходима цифровая трансформация, и позволить быстро прочувствовать эффект.

• «Нет четко обозначенных целей цифровизации, все компании видят эти цели по-разному. Как правило, это повышение производительности труда, сокращение числа ошибок, улучшение качества планирования. Нужно понимать, что речь идет именно о трансформации процессов, а не простой оцифровке того, что уже делается. Цифровая трансформация – это не IT-проект, поэтому необходимо вовлекать специалистов соответствующей квалификации, повышать компетенции инженеров», – подчеркнул Александр Вячеславович.

Спикер отметил роль постоянного обмена опытом между всеми участниками процессов цифровой трансформации и рассказал о практике проведения кросс – НТС – технических советов, в которых участвуют главные конструкторы разных предприятий.

С докладом на тему автоматизации предприятий ОПК для повышения эффективности выступил руководитель подразделения «Развитие практик ERP» компании «1С» Алексей Кислов. Он озвучил статистические данные по переходу на отечественные ERP-системы и обозначил, что увеличивается доля клиентов, выбирающих российское ПО не только из-за невысокой стоимости, но и растущего функционала. Спикер также подчеркнул важность подготовки специалистов, которые внедряют программные продукты.

• «Квалификация специалистов, которые будут внедрять ПО, допустим, системы управления производством на предприятиях ОПК, не должна быть ограничена знанием просто среды разработки, кода, языка. Они должны прежде всего исходить из производственных процессов и понимать, каким образом устроены предприятия ОПК, знать их особенности», – выразил мнение Алексей Сергеевич.

Практическим опытом миграции данных с систем управления базами данных (СУБД) иностранной разработки на отечественные защищенные СУБД поделились представители ФГУП «РФЯЦ – ВНИИЭФ». Завершением деловой программы конференции стала дискуссионная сессия. Участники отметили важность непрерывного взаимодействия для достижения наилучших результатов в вопросах цифровой трансформации и импортозамещения. 

Напомним, Международный военно-технический форум «Армия-2022» проходит с 15 по 21 августа 2022 года в г. Кубинка Московской области. Мероприятие является площадкой для обсуждения основных вопросов развития международной военно-технической кооперации, демонстрации исследований, новых технологий и разработок представителями отрасли.

Форум объединил военные делегации более чем из 70 стран, руководителей и специалистов российских и зарубежных промышленных предприятий. Представители СПбПУ принимают активное участие в секциях в качестве слушателей и докладчиков, представляют научные разработки на стенде СПбПУ. Ранее Алексей Боровков выступил с докладом в секции «Аддитивные технологии: импортозамещение и обретение технологической независимости», а также рассказал о возможностях и преимуществах Цифровой платформы CML-Bench™.