Команда Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» выступила на XV Международной научно-практической конференции «Транспортная инфраструктура Сибирского региона»

С 17 по 19 апреля 2024 года в Иркутске состоялась XV Международная научно-практическая конференция «Транспортная инфраструктура Сибирского региона», посвящённая 50-летию начала строительства Байкало-Амурской железнодорожной магистрали (БАМ).

Мероприятие прошло на базе Иркутского государственного университета путей сообщения при поддержке Федерального агентства железнодорожного транспорта, Правительства Иркутской области, Сибирского государственного университета путей сообщения, Восточно-Китайского транспортного университета, Белорусского государственного университета транспорта, Белорусско-Российского университета, Красноярского краевого Дома науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений, Иркутского научного центра СО РАН, Восточно-Сибирской железной дороги –  филиала ОАО «РЖД», Улан-Баторской железной дороги, а также Совета областной общественной организации ветеранов - строителей Байкало-Амурской магистрали.

На открытии XV Международной научно-практической конференции «Транспортная инфраструктура Сибирского региона» выступил проректор по научной работе Иркутского государственного университета путей сообщения Алексей Димов:

«В этом году Конференция юбилейная, при этом она совпала с еще одной значимой датой для всей железнодорожной отрасли - 50 лет с начала строительства БАМа. Для нас это особенная дата, потому что практически на каждом билборде и даже на бейджах Конференции вы можете увидеть один из наших лозунгов: «Вуз, рожденный БАМом». Поэтому достаточно разнообразные доклады постарались представить в рамках тематики заседания. Это и исторический очерк в части строительства БАМа, и современное состояние, перспективы и вопросы эксплуатации железнодорожной инфраструктуры, цифровые технологии и многие другие».

В работе Конференции приняли участие более 400 ученых, специалистов исследовательских центров, а также представителей предприятий, работающих в сфере развития транспортной инфраструктуры.  На протяжении двух дней в очно-дистанционном формате с докладами выступили более 100 человек в 11 секциях.

Напомним, что 23 апреля 2024 года на торжественном вечере, посвященном 50-летию начала строительства БАМ, Президент Российской Федерации Владимир Путин отметил трудовой подвиг строителей и подчеркнул важность развития одной из главных транспортных артерий нашей страны:

«…В этом году мы запускаем очередной, уже третий по счёту этап развития БАМа и Транссиба, повышаем пропускную способность Восточного полигона железных дорог. Такое стратегическое решение принято, необходимые нормативные документы Правительством выпущены. Конечно, теперь дело за практической реализацией. Но, по сути дела, работа-то уже идёт.

Как и наши предшественники, мы реализуем этот проект с привлечением передовых технологий и инженерных решений, сформируем дополнительный спрос на продукцию отечественных машиностроительных и металлургических предприятий, на услуги строительного комплекса и целого ряда других отраслей».

Руководитель отдела системного инжиниринга Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab^®) Передовой инженерной школы Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого «Цифровой инжиниринг» (ПИШ СПбПУ) Юрий Житков и ведущий инженер отдела системного инжиниринга Инжинирингового центра (CompMechLab^®) ПИШ СПбПУ Дмитрий Лавренко Трофимович приняли участие в мероприятиях деловой программы XV Международной научно-практической конференции «Транспортная инфраструктура Сибирского региона» в дистанционном формате. Специалисты ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» выступили на Конференции в рамках совместной научно-исследовательской, просветительской и образовательной деятельности Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» и Иркутского государственного университета путей сообщения, предусмотренной соглашением о сотрудничестве,  которое вузы заключили в июне 2023 года.

В рамках участия в деловой программе XV Международной научно-практической конференции «Транспортная инфраструктура Сибирского региона» руководитель отдела системного инжиниринга Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab^®) ПИШ СПбПУ Юрий Житков представил на пленарном заседании доклад о применении технологии цифровых двойников в железнодорожном машиностроении.

«Технология цифровых двойников – закономерный результат постоянного совершенствования методов деятельности инженеров и ученых, связанных на разработкой, производством, эксплуатацией продукции и получением новых знаний», – подчеркнул спикер.

Юрий Житков дал определение термину «цифровой двойник» и подробно описал его двусторонние связи между пространством цифровых моделей и пространством физических объектов. Докладчик отметил, что все основные определения, описывающие технологию цифровых двойников, обозначены в ГОСТ Р 57700.37-2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения». 

«Впервые в мировой практике был создан национальный стандарт, который описывает технологию цифровых двойников на всех стадиях жизненного цикла изделия: разработка, производство, эксплуатация. Документ был разработан в России при участии специалистов СПбПУ и признан не только на территории нашей страны, но и в Китайской Народной Республике, ввиду его значимости для отрасли авиастроения в Китае», – отметил Юрий Борисович.

Руководитель отдела системного инжиниринга Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab^®) ПИШ СПбПУ представил флагманский проект инженеров вуза – Цифровую платформу по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench^®, которая обеспечивает эффективное управление данными, процессами требованиями, изменениями, доступом, аппаратными и программными ресурсами в рамках проектной деятельности в интересах индустриальных партнеров вуза и является образовательным инструментом магистрантов в контексте принятого в Передовой инженерной школе СПбПУ «Цифровой инжиниринг» практико-ориентированного подхода к обучению.

Спикер перешел к демонстрации практического опыта и компетенций ПИШ СПбПУ в отрасли железнодорожного транспорта и рассказал о разработанной архитектуре цифрового двойника экипажной части локомотива, а также описал процесс создания математических и компьютерных моделей составных частей тележки локомотива.

«Для описания архитектуры цифрового была применена нотация IDEF0. Инженерами был использован графический язык для описания архитектуры, который характеризует функции системы, связанные с хранением данных, вычислением и проверкой соответствия целевых значений целевым показателям. Архитектура цифрового двойника экипажной части локомотива, включает: 7 функций, а также 14 объектов, среди которых 2 базы данных, 6 компьютерных моделей, 6 модулей с математическими моделями. При разработке и сопровождении цифрового двойника, благодаря широкому функционалу Цифровой платформы CML-Bench^®, инженерами вёлся оптимизированный учет специалистов, состава программно-аппаратного комплекса и документации», – заключил докладчик.

Юрий Житков наглядно показал интерфейс Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench^® в контексте проектной деятельности и отметил возможности мониторинга на всех этапах работы.

Спикер отметил, что применение технологии цифровых двойников позволяет перейти к передовому бизнес-процессу «цифровая сертификация», который направлен на прохождение дорогостоящих натурных испытаний с первого раза за счёт многочисленных цифровых испытаний на виртуальных стендах и полигонах. Юрий Борисович подчеркнул работу, проделанную командой инженеров Экосистемы технологического развития СПбПУ, которая состояла в создании 40 виртуальных стендов и виртуального полигона для многочисленных цифровых испытаний и проверок соответствия элементов конструкции локомотива матрице требований и целевых показателей в ходе создания цифрового двойника.

В завершение выступления руководитель отдела системного инжиниринга Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab^®) ПИШ СПбПУ пригласил участников Конференции  к прохождению онлайн-курса «Цифровые двойники изделий», который был разработан на основе, в дополнение и с целью развития  национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р 57700.37-2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения».

Ведущий инженер отдела системного инжиниринга Инжинирингового центра (CompMechLab^®) ПИШ СПбПУ Дмитрий Лавренко стал участником секции «Информационные технологии и проблемы математического моделирования транспортных систем» и выступил с  докладом по теме «Концепция внедрения метода FMEA в цифровом проектировании», который был подготовлен совместно с руководителем отдела системного инжиниринга Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab^®) ПИШ СПбПУ Юрием Житковым.

В начале выступления рассказал докладчик о методе FMEA, хронологии его создания и развития.

«Метод FMEA (Failure mode and effects analysis – анализ видов и последствий потенциальных отказов) представляет собой эффективный инструмент повышения качества разрабатываемых технических объектов (изделий, процессов, систем). Данный метод позволяет проанализировать потенциальные дефекты, их причины и последствия, оценить риски их появления и необнаружения на предприятии и принять меры для устранения или снижения вероятности и ущерба от их появления. Это один из наиболее эффективных предиктивных методов анализа по доработке конструкции технических объектов и процессов их изготовления на таких важнейших стадиях жизненного цикла продукции, как её разработка и подготовка к производству. Акцент делается на предупреждение и профилактику проблем», – заключил спикер.

Дмитрий Трофимович подробно остановился на принципах применения метода FMEA, состоящих в обеспечении многофункциональной командной работы экспертов; соблюдении иерархичности процессов и анализа не только изделия, но и его составляющих – деталей и операций; необходимости итеративности анализа и документальной регистрации его данных и результатов.

Дмитрий Лавренко отметил основные виды метода FMEA, разъяснил их отличия и предназначение, а также перечислил ключевые нормативные документы, регламентирующие его применение.

Далее спикер представил Концепцию реализации метода FMEA для проектирования Цифровой платформе CML-Bench^® и внедрения метода в структуру цифрового двойника. В основе технологии создания цифровых двойников лежит матрица требований и целевых показателей. Идея концепции предусматривает возникновение связи результатов FMEA-анализа с матрицей требований и целевых показателей на Цифровой платформе CML-Bench^®.

«Результаты проведения FMEA-анализа попадают в матрицу требований и целевых показателей на цифровой платформе, например, в виде ужесточения требований к ряду показателей, а также в виде новых расчетных случаев, для достижения соответствия показателей заявленным требованиям», – подчеркнул ведущий инженер отдела системного инжиниринга Инжинирингового центра (CompMechLab^®) ПИШ СПбПУ.

Участники секции обсудили представленную концепцию и задали уточняющие вопросы спикеру.

«Внедрение в условиях передового производственного подхода технологии цифровых двойников в производство изделий или процессов производства, усиленного применением метода экспертной оценки FMEA позволяет дополнительно влиять на качество выпускаемых изделий или внедряемых процессов производства», – подвёл итог Дмитрий Лавренко.

Участники Конференции обсудили актуальные вопросы и проблемы развития транспортной инфраструктуры в Сибирском регионе, а также обменялись опытом и инновационными решениями в данной области. Дискуссионная работа XV Международной научно-практической конференции «Транспортная инфраструктура Сибирского региона» послужила фундаментом для укрепления сотрудничество, углубления партнёрских связей и развития транспортной инфраструктуры на территории всей страны.

Фото с официального сайта Иркутского государственного университета путей сообщения

Структурные подразделения, входящие в Экосистему технологического развития Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, активно развивают передовые цифровые и производственные технологии в отрасли машиностроения, в частности, уделяют внимание внедрению технологии цифровых двойников в сферу инжиниринга железнодорожной техники.

Так, в конце 2023 года команда ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» победила в конкурсном отборе по поддержке совместного проекта с Объединенным институтом машиностроения НАН Беларуси с проектом «Разработка на основе технологий цифровых двойников и искусственного интеллекта, а также применение цифровой модели технической системы с элементами из нового конструкционного материала МОНИКА, работающей в условиях трения скольжения и механической усталости», который имеет широкие возможности реализации в машиностроении и в отрасли железнодорожного транспорта.

В преддверии 125-юбилея Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого многолетний труд и успехи специалистов подразделений Экосистемы технологического развития СПбПУ были отмечены ведомственными наградами, почетными грамотами и благодарностями. Руководитель отдела системного инжиниринга Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab^®) ПИШ СПбПУ Юрий Житков получил благодарность Министерства транспорта Российской Федерации.

Специалисты Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» СПбПУ разработали и применили методы цифрового инжиниринга и технологию цифровых двойников в разработке элементов подвижного состава железнодорожного транспорта на Цифровой платформе по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench^®.