Цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®
Уникальный онлайн-курс «Цифровые двойники изделий»
События 22 Мая 2024 года
Данная новость была прочитана 1133 раза

В Передовой инженерной школе СПбПУ «Цифровой инжиниринг» завершилась программа повышения квалификации «Основы применения технологии цифровых двойников при проектировании ГТД» для сотрудников АО «ОДК-Климов»

С 8 по 27 апреля 2024 года в Передовой инженерной школе СПбПУ «Цифровой инжиниринг» проходила программа дополнительного профессионального образования (ДПО) «Основы применения технологии цифровых двойников при проектировании газотурбинных двигателей» для сотрудников АО «ОДК-Климов» (ГК «Ростех»). Программа ориентирована на формирование, расширение и актуализацию знаний в области технологии цифровых двойников и ее применения в процессе проектирования газотурбинных двигателей с использованием цифровой платформы CML-Bench®. В учебную группу вошли инженеры-конструкторы компании, которые выполняют проекты в данной области.

Программа повышения квалификации разработана на основе многолетнего успешного опыта выполнения НИОКР инженерами Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ, входящего в Передовую инженерную школу «Цифровой инжиниринг», в отрасли двигателестроения в интересах предприятий ОДК. Авторами образовательной программы стали специалисты ПИШ СПбПУ, обладающие уникальными инженерными компетенциями для решения стратегических задач высокотехнологичной промышленности, в частности, двигателестроения:

  • Александр Себелев, начальник отдела перспективных разработок в двигателестроении Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг», руководитель направления «Двигателестроение» в развитии Цифровой платформы CML-Bench®, руководитель образовательной программы «Передовые цифровые технологии в двигателестроении»;
  • Андрей Шенгальс, ведущий инженер отдела кросс-отраслевых технологий Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) ПИШ СПбПУ.

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).

Разработчики Платформы – специалисты экосистемы технологического развития Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ). Уникальная отечественная разработка применяется в НИОКР СПбПУ и крупнейших высокотехнологичных компаниях ГК «Ростех», ГК «Росатом» и др. На Цифровой платформе CML-Bench® реализованы десятки прорывных проектов с разработкой цифровых двойников промышленных изделий в области двигателестроения, автомобилестроения, атомного машиностроения и атомной энергетики, энергомашиностроения и нефтегазового машиностроения, судостроения и кораблестроения, железнодорожного транспорта, медицины и др.

Программа ДПО «Основы применения технологии цифровых двойников при проектировании ГТД» включала лекционные и практические занятия. Содержание было разделено на несколько модулей:

  • Введение в курс. Концепция цифровых двойников
  • Построение и управление архитектурой цифрового двойника. Многоуровневая система требований и целевых показателей
  • Цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®
  • Применение технологии цифровых двойников при проектировании газотурбинных двигателей
  • Итоговая аттестация

Обучение началось с общего знакомства с курсом и концепцией цифровых двойников. Александр Себелев представил основные понятия цифровой трансформации отрасли газотурбинного двигателестроения, рассказал о становлении и развитии технологии цифровых двойников изделия.

Спикер подчеркнул, что с 1 января 2022 года в нашей стране действует национальный стандарт Российской Федерации – ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения», разработанный специалистами Центра НТИ СПбПУ, ПИШ СПбПУ и ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ». Впервые в мире введен нормативный документ, сфокусированный на создании изделий с помощью цифровых двойников, а также установлено соответствующее единое определение данной технологии. В ноябре 2023 года ГОСТ Р 57700.37–2021 был официально включен в перечень взаимно признаваемых стандартов между Китайской Народной Республикой и Российской Федерацией, причем в качестве экспертной отрасли выступило авиастроение.

  • «Технология разработки и применения цифровых двойников неоднократно подтверждала высокую эффективность для двигателестроения как высокотехнологичной отрасли промышленности. Это инструментарий, который позволяет анализировать и вносить изменения на ранних этапах работы над проектами, значительно сократить время проектирования на основе выполнения инженерных расчетов, снизить сроки и стоимость создания новых изделий,
    – отметил Александр Александрович.
  • Мы знаем, что, например, газотурбинный двигатель является одной из самых сложных мультидисциплинарных систем, которую крайне трудно разработать быстро и без большого количества инженерных испытаний. Поэтому важно моделировать "в цифре" и использовать передовые методы проектирования. Только так есть возможность выполнить стоящую перед отраслью задачу достижения технологического суверенитета, наращивания производственных мощностей, увеличения поставок двигателей и силовых установок».

Второй модуль программы был посвящен построению архитектуры цифрового двойника и многоуровневой матрицы требований, целевых показателей и ресурсных ограничений.

Младший научный сотрудник отдела перспективных разработок в двигателестроении Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) ПИШ СПбПУ Дмитрий Евстратов представил основы модельно-ориентированного системного инжиниринга. Были рассмотрены иерархия и декомпозиция бизнес-процессов предприятия, информационные потоки данных об изделии, потоки данных в цифровом двойнике. Обсуждались вопросы формирования модели данных цифрового двойника в зависимости от этапов жизненного цикла изделия и требований к правам доступа.

Данную тематику продолжили инженеры отдела перспективных разработок в двигателестроении Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) ПИШ СПбПУ Дмитрий Усов и Михаил Красков. Они рассказали о балансировке матрицы требований и целевых показателей, преимуществах многоуровневой системы требований в процессе разработки изделий с применением технологии цифровых двойников.

Второй модуль включал также тему математического и компьютерного моделирования. Инженер отдела перспективных разработок в двигателестроении Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) ПИШ СПбПУ Дмитрий Соловьев рассказал об особенностях построения математических и компьютерных моделей, раскрыл понятия адекватности, верификации и валидации моделей и подходы к их проведению.

С третьего учебного модуля слушатели перешли к изучению возможностей Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®. Раздел включал такие темы, как основные функции и решаемые задачи Цифровой платформы, элементы пользовательского интерфейса, подсистема управления проектами, подсистема работы с документами, подсистема постановки заданий, диаграмма Ганта, функциональность согласования объектов и панель управления.

 

Инженер отдела кросс-отраслевых технологий Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) ПИШ СПбПУ Наталья Мельникова представила модуль управления требованиями Цифровой платформы CML-Bench®, рассказала о библиотеке требований, организации связи требований и расчетных вариантов, локальных и проектных матрицах требований и соответствия, статистике проектных требований в зависимости от узла и этапа жизненного цикла изделия, привязке и анализе требований для конкретного варианта сборки изделия.

Александр Себелев представил описание подсистемы управления расчетами и расчетными ресурсами, основы интеграции программного обеспечения в Цифровой платформе CML-Bench®, функциональность запуска и мониторинга расчетов в системе, а также рассказал об использовании локальных и высокопроизводительных вычислительных ресурсов и особенностях работы со SLURM кластерами.

 

Содержание финального четвертого модуля было посвящено непосредственно применению технологии цифровых двойников при проектировании газотурбинных двигателей. Программа включала занятия по решению задач газовой динамики и прочности, созданию автоматизированных расчетных цепочек на Цифровой платформе CML-Bench®, созданию и запуску задач компьютерного моделирования, подготовке макросов пост-обработки.

Завершением обучения стало экзаменационное тестирование. По итогам успешной аттестации слушателям вручили сертификаты об окончании программы ДПО «Основы применения технологии цифрового двойника при проектировании ГТД». Делясь впечатлениями, специалисты АО «ОДК-Климов» отметили высокую проработанность программы, разнообразие и уникальность информации, ее тесную связь с реальным практическим применением.

  • «Обучение прошло замечательно, работали очень активно, и по итогам программы у нас сформировался собственный проект, касающийся разработки цифрового двойника двигателя. Подтвердили требования, которые были заложены в проекте, прошли тестирование, практически все, с первого раза. Благодарим за объемный и содержательный курс и знания, которые обязательно найдут применение в нашей ежедневной работе»,
    – подвел итоги заместитель начальника ОКБ по расчетам отдела прочности и ресурса АО «ОДК-Климов» Александр Мусеев.
 

Напомним, в декабре 2023 года в Передовой инженерной школе СПбПУ «Цифровой инжиниринг» была реализована аналогичная программа ДПО для специалистов АО «ОДК» (ГК «Ростех»). Тогда обучение проходили инженеры-конструкторы, ведущие специалисты и руководители направлений производственного комплекса «Салют», входящего в АО «ОДК».