Консорциум институтов Сибирского отделения РАН и СПбПУ разработают цифровой двойник СКИФа

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого в лице проректора по цифровой трансформации Алексея Боровкова и Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения Российской академии наук в лице директора Михаила Марченко подписали соглашение о создании университетского зеркального инжинирингового центра «Центр цифрового инжиниринга «Цифровые двойники установок мегасайенс».

Основной задачей созданного зеркального инжинирингового центра станет создание и разработка цифрового двойника установки мегасайенс – источника синхротронного излучения поколения 4+ — «СКИФ», который строится в наукограде Кольцово (Новосибирская область). Цифровой двойник СКИФ определяется как информационно-математическая модель с двухсторонними связями с установкой и ее составными частями, воспроизводящая ключевые аспекты ее функционирования. Цифровой двойник будет содержать в себе следующую информацию об установке:

• данные о функциональных системах и их взаимодействии,
• физико-математические модели процессов, элементов, систем и взаимосвязей между ними,
• исследовательские методы,
• описание потоков данных между составными элементами,
• библиотеку конструкторской документации.

• «СКИФ – уникальная установка мегасайенс и разработка его цифрового двойника – важнейшая задача. Подписывая соглашение, мы открываем себе возможность сделать его на самом высоком уровне, мировом уровне, и, что очень важно, поддержать регион. Очень важно, когда передовые цифровые технологии приходят в регион и здесь служат общему делу в интересах всей страны и мировой науки. Я уверен, что совместно мы получим выдающийся результат»,
  – прокомментировал значимость подписанного соглашения директор ИВМиМГ СО РАН Михаил Марченко.

Также подписанты договорились осуществлять сотрудничество в научной, инновационной и образовательной деятельности, в том числе, с целью подготовки предложений по развитию передовых цифровых и производственных технологий по разработке новых видов высокотехнологичной продукции с учетом актуальности, научной новизны, ценности для индустриальных партнеров и технической реализуемости при текущем уровне развития существующих и перспективных технологий.

• «Кросс-дисциплинарное и кросс-отраслевое взаимодействие показывает нам, что стремительное развитие технологий сопровождается ростом их наукоёмкости и мультидисциплинарности. И часто лучшие решения для новых задач лежат за гранью интуиции и опыта генерального конструктора. Наша задача разработать цифровой двойник, который можно будет применять для получения новых знаний, а также масштабировать и тиражировать на ускорительный комплекс, на другие установки мегасайенс. В своей разработке мы одновременно пойдем по нескольким траекториям, чтобы, с одной стороны, определить лучшие, best-in-class–решения, а, с другой стороны, зарезервировать решения для дальнейшего устойчивого развития»,
  – отметил проректор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Алексей Боровков.

Далее слово взял Заместитель директора по научной работе ЦКП «СКИФ» Ян Зубавичус, который рассказал об актуальности технологии цифровых двойников:

• «Огромное количество факторов показывает, что цифровые двойники – это магистральное направление развития технологий и высокотехнологичных установок. В самом ближайшем времени ни один сложный объект не будет создаваться без разработки цифрового двойника. Я хочу подчеркнуть, что в рамках созданного консорциума мы планируем начать с разработки концепции использования технологии цифровых двойников для экспериментальных станций СКИФ».

• «Мы сможем цифровые модели валидировать по уже работающим станциям и использовать технологию цифрового двойника уже на стадии проектирования. Станции разные, но у них много общего»,
  – дополнил слова Яна Витаутасовича и.о директора Конструкторско-технологического института научного приборостроения Сибирского отделения РАН Станислав Шакиров.

Кроме того, в рамках работы университетского зеркального инжинирингового центра запланировано развитие, совершенствование и оптимизация использования учебно-лабораторной и исследовательской базы и инфраструктуры, а также реализация образовательных программ по таким актуальным направлениям, как «Новые производственные технологии», «Передовые цифровые технологии», «Цифровой инжиниринг».

В ходе совещания генеральный директор группы компаний РСК Александр Московский отметил, что компания всегда видела свою значимую роль в том, чтобы создавать решения, которые в наибольшей степени отвечают нуждам конечных потребителей: будь то научное или инженерное сообщество: «Мы всегда разрабатывали высокопроизводительные решения с точки зрения обеспечения эффективности работы тех, кто ежедневно ведет расчеты на наших вычислительных системах. Установки класса «мегасайенс», безусловно, генерируют огромный объем данных, и мы всегда видели потенциал в суперкомпьютерных комплексах, необходимых для решения задач, которые стоят сегодня перед российским научным сообществом и отечественной промышленностью. Нам очень приятно, что сегодня создается консорциум с участием наших заказчиков, в том числе Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого, в области создания и применения цифровых двойников. Это новое для нас направление, но мы достаточно гибко перенастраиваем наши решения под новые задачи и обеспечение уже не только научного, но и инженерного процесса, проектирования инновационных инженерных установок и продукции. Мы рады сотрудничать и поддерживать ваши проекты!».

В завершение встречи помощник губернатора Новосибирской области Марина Ананич поблагодарила Алексея Боровкова за вклад в развитие технологии цифровых двойников, а также отменила перспективы развития проекта для новосибирской области.

По окончании торжественного подписание соглашения Алексей Боровков посетил Сибирский суперкомпьютерный центр Сибирского отделения РАН. В настоящее время Сибирский суперкомпьютерный центр оказывает вычислительные услуги 24 институтам СО РАН и 5 университетам Сибири. Центр ориентирован на решение фундаментальных и прикладных задач в различных отраслях науки, а также подготовку специалистов в области суперкомпьютерных вычислений. На базе центра создана виртуальная среда для обработки данных физических экспериментов, проводимых в ИЯФ СО РАН. Создан виртуальный кластер Академпарк – ССКЦ, предназначенный для решения задач обработки больших данных, таких как геофизические данные, медицинские базы данных, базы данных финансового сектора экономики и др.

Справочно:

СКИФ - источник синхротронного излучения поколения «4+» с энергией 3 ГэВ и эмиттансом 75 пм·рад. Установка представляет собой один из крупнейших в России за последние десятилетия проектов в области научно-исследовательской инфраструктуры. По ключевым параметрам — эмиттансу и яркости — это установка в настоящее время уникальна. Она позволит совершать открытия мирового уровня в физике, химии, биологии материаловедении, станет драйвером для высокотехнологичных отраслей промышленности. Завершение строительства намечено на 2024 год.

Консорциум «Комплексные цифровые двойники ЦКП «СКИФ» в составе:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки (ФГБУН) Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, ФГБУН Федеральный исследовательский центр «Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН», Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» ФГБУН «Федеральный исследовательский центр Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН», ФГБУН «Конструкторско-технологический институт научного приборостроения» СО РАН основан для координации совместных действий и реализация общих проектов в области создания комплексных цифровых двойников Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов».