Цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®
Уникальный онлайн-курс «Цифровые двойники изделий»
События 20 Октября 2023 года
Данная новость была прочитана 1936 раз

В СПбПУ состоялась презентация нового релиза Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®

13 октября 2023 года в рамках второго дня V Международного форума «Передовые цифровые и производственные технологии» прошла презентация

CML-Bench® – цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников (Digital Twins) и «умных» цифровых двойников (Smart Digital Twins) высокотехнологичных промышленных изделий / продуктов и технологических / производственных процессов их изготовления; система управления деятельностью в области системного цифрового инжиниринга (системного и модельно-ориентированного инжиниринга, математического, компьютерного и суперкомпьютерного моделирования, цифрового проектирования, компьютерного и суперкомпьютерного инжиниринга).

Уникальная отечественная разработка развивается с 2006 года и применяется в НИОКР СПбПУ и крупнейших высокотехнологичных компаний ГК «Ростех», ГК «Росатом» и др.

На Цифровой платформе CML-Bench® реализованы десятки прорывных проектов с разработкой цифровых двойников изделий в области двигателестроения, автомобилестроения, атомного машиностроения и атомной энергетики, нефтегазового машиностроения, медицины и др.

Разработчики Платформы – сотрудники Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ):

– Передовой инженерной школы (ПИШ) СПбПУ «Цифровой инжиниринг»,

– Научного центра мирового уровня СПбПУ «Передовые цифровые технологии»,

– Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии»,

а также стратегического партнера ПИШ и Центра НТИ СПбПУ – ООО «Лаборатория "Вычислительная механика"» (CompMechLab®).

В коммерциализации Цифровой платформы CML-Bench® участвует Центр трансфера и импортозамещения передовых цифровых производственных технологий СПбПУ.

 

На презентации новой версии Цифровой платформы CML-Bench® были представлены обновления в архитектуре Цифровой платформы, новые функциональные модули интерфейса Платформы и возможности интеграции с отечественным инженерным программным обеспечением.

Разработчики Цифровой платформы CML-Bench® рассказали о критериях системной готовности организации к внедрению и применению цифровой платформы CML-Bench® (этапах внедрения, процессе кастомизации и адаптации), об областях применения CML-Bench® и оценке экономических эффектов (в их числе сокращение сроков реализации проектов, экономия трудозатрат, обеспечение всех уровней управления достоверной информацией о ходе проекта, управление рисками и др.), привели примеры решения мультидисциплинарных фронтирных инженерных задач в высокотехнологичных отраслях промышленности с применением цифровой платформы CML-Bench®.

Участие в презентации приняли и представители индустриальных партнеров Передовой инженерной школы СПбПУ "Цифровой инжиниринг", представившие положительный опыт применения цифровой платформы CML-Bench® для реализации актуальных проектов.

 

Открыл мероприятие руководитель направления разработки цифровой платформы CML-Bench® Олег Михайлов. Поясняя логику развития Цифровой платформы, докладчик выделил в качестве ключевых следующие пользовательские характеристики системы: многократное использование наработок разными командами, повторяемость и прозрачность всех процессов разработки. Рассказывая о мировых тенденциях создания SPDM-систем, развития технологии разработки цифровых двойников высокотехнологичных изделий, спикер подчеркнул их прямую связь с развитием технологий Индустрии 4.0, в первую очередь AI/ML (искусственный интеллект и машинное обучение). Отметил стремительное развитие наукоёмких цифровых технологий и закономерное постоянное усложнение технологий, используемых в работе на цифровой платформе CML-Bench®, при обеспечении неизменно высокого качества продуктов и одновременной минимизации финансовых и временных затрат на проектирование и производство.

Главный архитектор Цифровой платформы CML-Bench® Вадим Бураков отметил, что разработка Цифровой платформы CML-Bench® началась в 2000-х годах на основе мирового бенчмаркинга подобных программных продуктов, в первую очередь, нового класса инженерного программного обеспечения – SPDM-систем (Simulation Process and Data Managment). Главным принципом архитектуры стала модульность платформы и возможность «бесшовного» подключения внешних программных систем инженерного анализа (CAE-систем). Разработчик представил базовые и основные прикладные сервисы нового релиза Платформы, остановившись подробнее на усовершенствованных сервисах информационной безопасности.

Руководитель разработки, развития и применения цифровой платформы CML-Bench® Алексей Боровков, проректор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг», НЦМУ СПбПУ «Передовые цифровые технологии» и Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии», выступил с докладом о структуре Цифровой платформы, базовых принципах ее работы, подчеркнул технологическое соответствие ее инструментов разработанному и утвержденному ГОСТ Р 57700.37-2021 «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения».

Отдельная часть доклада была посвящена истории идеологического и технологического развития SPDM-систем и цифровых платформ в мире, а также соответствующих преимуществ CML-Bench® в ряде систем SPDM-класса. Были представлены примеры выполненных НИОКР – глобально конкурентоспособных разработок, реализованных на основе применения Цифровой платформы CML-Bench® в интересах и по заказам предприятий из различных высокотехнологичных отраслей промышленности.

Александр Себелев, начальник отдела перспективных разработок в двигателестроении ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг», руководитель направления двигателестроения в развитии Цифровой платформы CML-Bench® и Кирилл Виноградов, заместитель начальника ОКБ-1 по расчетно-исследовательским работам ПАО «ОДК-Сатурн», выступили с докладами, в которых были проиллюстрированы разработки на основе CML-Bench® в области двигателестроения.

Сотрудничество ОДК и СПбПУ началось с подписания дорожной карты в 2018 году, а уже в 2019 году стартовала серия проектов по разработке и наполнению цифрового двойника авиационного двигателя ТВ7-117СТ-01 (проекты были реализованы в интересах АО «ОДК-Климов»), которые в 2022 году были успешно завершены, и в декабре 2022 года двигатель получил сертификат типа.

Всего за 16 месяцев инженеры СПбПУ создали цифровые (виртуальные) испытательные стенды на Цифровой платформе CML-Bench® применительно к циклу проектирования узлов газотурбинных двигателей (ГТД) на примере узла турбины высокого давления для ПК «Салют» и узла турбины низкого давления для ПАО «ОДК-Сатурн». Произошло развертывание окружений Цифровой платформы CML-Bench® в рамках киберинфраструктур ПК «Салют» АО «ОДК» и ПАО «ОДК-Сатурн».

Александр Себелев особо отметил, что при развертывании Цифровой платформы CML-Bench® учитываются все специфические особенности киберинфраструктуры Заказчика и отдельно остановился на возможностях переноса инженерных данных и разработок с платформы Siemens Teamcenter на платформу CML-Bench®. Так, например, 1570 компонентов цифрового двойника двигателя ТВ7-117СТ-01 переносятся из Siemens Teamcenter за 17 минут.

Кирилл Виноградов, рассказывая о разработке цифрового двойника морского газотурбинного двигателя (МорГТД), отметил, что ГТД – одна из самых сложных мультифизичных технических систем, которую невозможно разработать в короткие сроки и без большого количества инженерных испытаний. По этой причине важно было выполнить большой объем цифрового моделирования, применяя при этом самые передовые методы проектирования:

  • «Мы в ОДК, начиная работать над этой НИР, понимали, что цифровой двойник – это новый подход к проектированию, требующий изменения основных процессов, которые происходят в наших КБ и на наших производственных площадках. При этом его суть и основа – это комплексная компьютерная модель (прим. – "цифровая модель" в ГОСТ Р)».

Спикер отметил, что ключевая составляющая цифровой платформы – модуль управления требованиями, так как большое количество требований к ГТД крайне сложно формализуется, поскольку они часто оформлены не цифровыми значениями, а абстрактными формулировками. В итоге были существенно расширены функциональные модули управления требованиями – суммарно было разработано около 1200 требований для морского ГТД в рамках НИР. Было создано более 800 высокоточных математических и компьютерных моделей, валидированных на основе имеющегося в АО «ОДК» опыта, а также по результатам инженерных испытаний морского ГТД.

В 2021 году между СПбПУ и ПАО «ОДК-Сатурн» заключен лицензионный договор на приобретение ПАО «ОДК-Сатурн» 200 лицензий Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®.

Кроме того, Цифровая платформа CML-Bench® позволяет оптимизировать процесс управления требованиями и, как результат, повысить качество разрабатываемого изделия и точность его соответствия требованиям заказчика и нормативной документации, позволяет создать единое пространство для выполнения цифровых (виртуальных) испытаний, систематизации, хранения и актуализации расчетных данных, а также реализовать взаимодействие со смежными информационными производственными и испытательными системами предприятия. Таким образом, бизнес-процессы, которые возникают при разработке ГТД, интегрированы на Цифровой платформе CML-Bench®.

Владислав Климкин, руководитель инженерных работ на Цифровой платформе CML-Bench® ПИШ СПбПУ кратко рассказал о применении Цифровой платформы для разработки беспилотных авиационных систем (БАС). Отметим, что подробно тема разработки и развития беспилотных авиационных систем обсуждалась на состоявшихся в тот же день круглых столах Форума «Участие магистрантов ПИШ «Цифровой инжиниринг» в решении фронтирных инженерных задач двигателестроительной отрасли» и «Применение передовых цифровых и производственных технологий в отрасли беспилотных авиационных систем: актуальные задачи и технологический стек».

Николай Ефимов-Сойни, начальник отдела энергетического машиностроения ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг», проиллюстрировал работу на Цифровой платформе CML-Bench® с точки зрения пользователя-инженера на примере проекта по разработке антидебризного фильтра тепловыделяющей сборки атомного реактора по заказу АО «ТВЭЛ» (ГК «Росатом»).

По ВКС с презентацией выступил ведущий инженер Института проблем безопасного развития атомной энергетики РАН (ИБРАЭ РАН) Алексей Кечков, который рассказал о системе «Урания», использующей в качестве основы функциональные возможности Цифровой платформы CML-Bench®: на базе Цифровой платформы были созданы специализированные модули для разработок в атомной энергетике, уже успешно прошедшие апробацию и применяющиеся в актуальных проектах ИБРАЭ в интересах АО «НИКИЭТ», АО «Прорыв», АО «ОКБМ Африкантов» госкорпорации «Росатом».

Еще одним представителем компании–партнера в развитии Цифровой платформы CML-Bench® стал Эмиль Деканоидзе, главный специалист ООО «Центротех-Инжиниринг», который рассказал о создании собственной киберинфраструктуры компании, включающей вычислительный кластер и Автоматизированную систему цифрового инжиниринга (АСЦИ). Управление вычислениями в рамках АСЦИ реализовано на Цифровой платформе CML-Bench®. В марте 2023 года АСЦИ была введена в промышленную эксплуатацию.

Применение и развитие Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench® как стратегического инструмента реализации проектов структурами экосистемы технологического развития СПбПУ не раз становилось предметом обсуждения на различных дискуссионных площадках V Международного форума «Передовые цифровые и производственные технологии». Партнеры – как разработчики систем инженерного анализа (CAE-систем), так и пользователи Платформы (индустриальные партнеры) – демонстрировали разработки, выполненные на основе Цифровой платформы CML-Bench® в самых различных высокотехнологичных отраслях промышленности. Отмечалось, что многие из них стали по-настоящему прорывными проектами.

В рамках Форума А.И. Боровков вручил заместителю начальника ОКБ-1 ПАО «ОДК-Сатурн» Кириллу Виноградову грамоту предприятию «За создание технологии цифрового двойника морского газотурбинного двигателя и неоценимый вклад в развитие передовых цифровых и производственных технологий».

С подробным описанием архитектуры, функциональных возможностей, модулей и сервисов нового релиза Цифровой платформы CML-Bench®, а также с историей развития и примерами разработок можно ознакомиться на сайте Цифровой платформы CML-Bench® и в буклете CML-Bench®.

 

Новости на сайте по теме публикации: