Цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®
Уникальный онлайн-курс «Цифровые двойники изделий»
События 10 Февраля 2023 года
Данная новость была прочитана 2057 раз

Представители РКЦ «Прогресс» посетили с двухдневным визитом Передовую инженерную школу СПбПУ «Цифровой инжиниринг» и оценили возможности цифровой платформы CML-Bench™

18-19 января 2023 года Передовую инженерную школу «Цифровой инжиниринг» Санкт-Петербургского политехнического университета (ПИШ СПбПУ) посетила делегация Ракетно-космического центра «Прогресс» (РКЦ «Прогресс», Госкорпорация «Роскосмос»). В нее вошли представители конструкторских подразделений РКЦ «Прогресс», службы главного инженера и центра цифровой трансформации. Целью встречи стало знакомство с возможностями Цифровой платформы разработки и применения цифровых двойников CML-Bench™ (ЦП) для реализации высокотехнологичных проектов.

Участники рабочего совещания

Представители РКЦ «Прогресс»:

  • Субботин Даниил Евгеньевич, заместитель генерального директора по развитию;
  • Жуков Виталий Владимирович, заместитель главного инженера – начальник испытательного центра;
  • Стерликов Константин Владимирович, начальник центра цифровой трансформации;
  • Авдеев Дмитрий Владимирович, заместитель начальника отдела систем автоматизированного проектирования.

Представители ООО «ПТС»:

  • Мотовилов Дмитрий Эдуардович, заместитель генерального директора;
  • Солонцов Дмитрий Олегович, технический директор.

Представители Центра НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии»:

  • Боровков Алексей Иванович, проректор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг», Научного центра мирового уровня СПбПУ «Передовые цифровые технологии», Центра НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» и Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ;
  • Захарова Екатерина Анатольевна, заместитель директора Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ по проектной деятельности;
  • Бураков Вадим Витальевич, начальник отдела суперкомпьютерных технологий и разработки ПО Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ;
  • Калинина Татьяна Вячеславовна, ведущий специалист отдела планирования и сопровождения проектов Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ;
  • Климкин Владислав Александрович, инженер отдела по взаимодействию с оборонно-промышленным комплексом Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ;
  • Александров Егор Анатольевич, менеджер по развитию Цифровой платформы CML-Bench Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ;
  • Боровков Алексей Алексеевич, заместитель генерального директора по стратегическому развитию ООО Лаборатория «Вычислительная механика»;
  • Алексашкин Антон Сергеевич, директор департамента «Дистрибьюция программных систем компьютерного инжиниринга» ООО «Лаборатория «Вычислительная механика» (ГК CompMechLab®).

Заместитель генерального директора по развитию РКЦ «Прогресс» Даниил Субботин поблагодарил представителей ПИШ СПбПУ и лично ее руководителя Алексея Боровкова за организацию визита и рассказал о деятельности предприятия. РКЦ «Прогресс» является одним из лидеров мировой космической отрасли по разработке, производству и эксплуатации ракет-носителей среднего класса и спутников дистанционного зондирования Земли. Ракеты-носители используются в том числе для пилотируемых и транспортных миссий на Международную космическую станцию.

Даниил Евгеньевич отметил, что предприятие обладает обширной, территориально рассредоточенной инфраструктурой, что вызывает необходимость оптимизировать бизнес-процессы. Отдельно остановился на натурных испытаниях изделий ракетно-космической техники, подчеркнув высокий интерес к технологии цифровых двойников.

  • «Ракетно-космическая техника отличается от других отраслей невозможностью либо крайней сложностью обслуживания изделий во время орбитальной эксплуатации. Экстремальные условия космического пространства требуют тщательной наземной экспериментальной отработки и построения точных, высокоадекватных математических моделей. Сократить объем наземных испытаний возможно с помощью цифровых двойников. Помимо экономической эффективности, новые подходы позволят уменьшить сроки производства столь сложных изделий»,
    — сказал Даниил Субботин.
 

В крвтком выступлении прореĸтор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг», Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» СПбПУ, Центра НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии», Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ Алексей Боровков представил экосистему разработки, применения и развития передовых цифровых и производственных технологий в СПбПУ, в которую входят Инжиниринговый центр (CompMechLab®) СПбПУ (создан в январе 2014 года) как основа для формирования:

Алексей Иванович отметил, что цифровые двойники изделий являются ключевой технологией, которую развивают и применяют Центр НТИ СПбПУ и ПИШ СПбПУ, именно эта технология позволяет вести передовые разработки в высокотехнологичных отраслях промышленности: ракетно-космическая техника, двигателестроение, энергомашиностроение, атомное и нефтегазовое машиностроение, автомобилестроение и др.

В качестве эффективного инструмента используется разработанная в СПбПУ Цифровая платформа CML-Bench™, внесенная в Единый реестр российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных.

Терминология, общие положения, методика и принципы разработки и применения цифровых двойников соответствуют ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения», который разработан специалистами Центра НТИ СПбПУ и ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» в соответствии с Программой национальной стандартизации на 2020-2021 годы. Стандарт утвержден приказом №979-ст Росстандарта 16 сентября 2021 года, введен в действие на территории Российской Федерации с 1 января 2022 года.

 

Говоря о цифровых двойниках, руководитель ПИШ СПбПУ отметил, что их создание возможно на всех стадиях жизненного цикла изделия — от разработки до эксплуатации. При этом именно на этапе разработки закладываются все конкурентные тактико-технические и потребительские характеристики высокотехнологичного изделия. Алексей Боровков подчеркнул: чем позже обнаружена необходимость внесения изменений, тем выше цена внесения изменений и исправления найденной ошибки. В подтверждение спикер представил схему зависимости стоимости исправления ошибки от стадии подготовки к производству.

Алексей Иванович подробно остановился на возможностях Цифровой платформы CML-Bench™ в области разработки цифровых (виртуальных) стендов и цифровых (виртуальных) полигонов для проведения цифровых (виртуальных) испытаний на основе математических и компьютерных моделей с высоким уровнем адекватности. Спикер продемонстрировал, как проведение достаточного количества цифровых испытаний снижает количество натурных.

  • «Испытательные стенды и полигоны в нашей стране являются “узким горлышком” для научно-технологического развития, так как они все всегда полностью загружены, используются в круглосуточном режиме. Известны случаи, когда предприятиям приходится ждать своей очереди на испытательный стенд до двух лет. Цифровые (виртуальные) испытания и технология цифровых двойников, в целом, позволяют достичь идеальной ситуации, когда мы проходим натурные испытания с первого раза. Кроме того, на цифровых (виртуальных) стендах и полигонах мы можем оценивать работу изделий, в том числе в нештатных, аварийных, ситуациях», — отметил Алексей Боровков

Далее участники встречи перешли непосредственно к обсуждению функциональных и технических особенностей Цифровой платформы CML-Bench™. Ведущий специалист отдела планирования и сопровождения проектов Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ Татьяна Калинина подробно описала возможности ЦП CML-Bench™ по ряду направлений:

  • управление проектом;
  • работа распределенных команд;
  • представление результатов;
  • сбор и хранение расчетных данных, каталогизация данных;
  • мониторинг изменений в матрице требований и целевых показателей;
  • отслеживание всех вносимых в конструкции изделия изменений.

Татьяна Калинина отметила, что в настоящее время ЦП CML-Bench™ обеспечивает дистанционную работу более 300 инженеров, позволяя реализовывать проекты из различных отраслей промышленности и осуществлять непрерывный мониторинг более, чем 100 000 взаимосвязанных параметров.

  • «Цифровая платформа CML-Bench™ позволяет разрабатывать крупные проекты, будь то космический аппарат, автомобиль или газотурбинный двигатель. Данные изделия отличаются сложной матрицей требований, целевых показателей и ресурсных ограничений высокой размерности, что сильно осложняет ее контроль, не говоря о балансировке. Использование ЦП CML-Bench позволяет главному конструктору эффективно работать с матрицей, снижая риски и сокращая сроки принятия решений»,
    — рассказала Татьяна Калинина.

Дополняя доклад, Алексей Боровков пояснил, что Цифровая платформа CML-Bench™ фактически является системой управления требованиями, изменениями, конфигурациями, а также знаниями, компетенциями, проектами. На Цифровой платформе CML-Bench™ происходят процессы генерации и капитализации знаний в виде систем взаимосвязанных математических, компьютерных и цифровых моделей, цифровых (виртуальных) испытаний, стендов и полигонов, результатов выполненных проектов в виде множества траекторий принятия обоснованных проектных решений.

В настоящее время сверхактуальной задачей является миграция данных и моделей (например, Электронных моделей изделий, ЭМИ) на Цифровую платформу CML-Bench™ с платформы Siemens Teamcenter, которая является мировым стандартом де-факто во многих отраслях — именно на этой платформе представлены результаты разработок крупнейших высокотехнологичных компаний России, например, Обединенной авиастроительной компании, Объединенной двигателестроительной корпорации и холдинга "Вертолёты России", которые входят в госкорпорацию «Ростех».

  • «Мы не должны потерять эти данные, которые генерировались многие тысячи человеко-лет, — подчеркнул Алексей Иванович. — Мы хотим этот уникальный научно-технологический задел, называемый нами Digital Brainware, наработанный российскими организациями и хранящийся на платформе Siemens Teamcenter перевести на российскую платформу, например, на цифровую платформу CML-Bench™ и при этом вывести весь процесс проектирования на принципиально другой уровень – уровень разработки и применения цифровых двойников высокотехнологичных изделий, обеспечив балансировку матрицы требований, целевых показателей и ресурсных ограничений, что значительно сократит себестоимость разработки изделий и время вывода на рынок, а также прохождение натурных испытаний с первого раза».  

Говоря о совместных проектах с АО «ОДК», руководитель ПИШ СПбПУ отметил, что двигателестроение выступает ключевым драйвером развития ЦП CML-Bench™.

Так, Цифровая платформа CML-Bench™ развернута на мощностях ПАО «ОДК-Сатурн» с целью реализации совместного флагманского проекта государственного значения – разработки цифрового двойника морского газотурбинного двигателя и редуктора в составе агрегата. Ход проекта и перспективы дальнейшего развития платформы обсуждаются на регулярных встречах и рабочих совещаниях. В октябре 2022 года ПИШ СПбПУ посетил заместитель генерального директора – генеральный конструктор АО «ОДК» Юрий Шмотин и отметил высокую эффективность сотрудничества.

 

Большой интерес представителей РКЦ «Прогресс» вызвала IT-инфраструктура Цифровой платформы CML-Bench™. С подробным докладом выступил начальник отдела суперкомпьютерных технологий и разработки ПО Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ Вадим Бураков. Он представил архитектуру ЦП ЦП CML-Bench™, отметил технические характеристики, а также основные сервисы.

Целый ряд вопросов со стороны РКЦ «Прогресс» были посвящены возможности производства работ в защищенном исполнении. Вадим Витальевич отметил, что в настоящее время идет подготовка к сертификации ЦП CML-Bench™ по 6-му уровню доверия ФСТЭК и соответствия требованиям к ГИС 3-го класса:

  • «Сертификат ФСТЭК позволит обрабатывать в CML-Bench™ информацию с контролируемым доступом: коммерческую тайну и сведения для служебного пользования. В дальнейшем планируем усилить меры защиты, реализованные в CML-Bench™, и получить сертификат 2 уровня доверия, который позволит управлять данными, составляющими государственную тайну, потому что такие запросы к нам от промышленности уже сейчас поступают».
 

Стороны обсудили алгоритмы сборки и пусконаладки Цифровой платформы CML-Bench™, техническую возможность организации доступа разного уровня для разных пользователей, разграничение ответственности исполнителей при реализации масштабных проектов.

Сессия технических вопросов и ответов продолжилась в Суперкомпьютерном центре «Политехнический». Представителям РКЦ «Прогресс» продемонстрировали работу с ЦП CML-Bench™.

В рамках визита и по запросу гостей директор департамента «Дистрибьюция программных систем компьютерного инжиниринга» ООО «Лаборатория «Вычислительная механика» (ГК CompMechLab®) Антон Алексашкин представил портфолио программных продуктов инженерного анализа (CAE Fidesys, FlowVision, APM WinMachine, Универсальный механизм, Total Materia, COMSOL Multiphysics и др.), официальным дистрибьютором которых является группа компаний CompMechLab®.

Подводя итог двухдневной работы, участники совещаний отметили необходимость дальнейших встреч, а также целесообразность реализации пилотного проекта на Цифровой платформе CML-Bench™ в интересах Ракетно-космического центра  «Прогресс».