Цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®
Уникальный онлайн-курс «Цифровые двойники изделий»
События / Мероприятия 25 Мая 2024 года
Данная новость была прочитана 578 раз

Алексей Боровков принял участие в мероприятиях Дня национальных приоритетов на Международной выставке-форуме «Россия»

18 мая на Международной выставке-форуме «Россия» в рамках Дня национальных приоритетов состоялись панельные дискуссии на темы

  • «Кадры» и
  • «Рост мощности российских суперкомпьютеров».

Ведущие эксперты в данных областях представили успешные кейсы в области передового инженерного образования и подготовки кадров, а также обсудили перспективы развития суперкомпьютеров в России.
В панельных дискуссиях принял участие проректор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Алексей Боровков.

Панельная дискуссия

  • «Передовые инженерные школы – полигон новых моделей инженерного образования»

была посвящена обсуждению подготовки инженеров в ведущих университетах, на базе которых созданы передовые инженерные школы и реализуются современные образовательные программы в интересах промышленности. Доклады представили руководители ПИШ «Материаловедение, аддитивные и сквозные технологии» НИТУ МИСИС, ПИШ «Агробиотек» ТГУ, ПИШ МАИ и др. В роли модератора дискуссии выступил ректор НИЯУ МИФИ Владимир Шевченко.

Открывая дискуссию, Владимир Игоревич отметил, что за два года существования федерального проекта «Передовые инженерные школы» был пройден большой путь. Накапливаемый опыт обобщается в НИЯУ МИФИ, выполняющем функцию методологического оператора федерального проекта.

  • «Сверхзадача этого проекта заключается в перезагрузке системы инженерного образования нашей страны. С одной стороны, она должна учесть весь тот опыт, который имеется в традициях инженерного образования, а с другой – ориентироваться на инженерию будущего. За два года пройден большой путь, накоплен методический опыт, который мы с коллегами в методическом центре НИЯУ МИФИ трансформируем, пытаемся придать ему форму такого отчуждаемого методического продукта, который может транслироваться на другие университеты»,
    – сказал Владимир Шевченко. 
 

В то же время ректор НИЯУ МИФИ подчеркнул, что ПИШ начал развиваться как единый самостоятельный проект, в нем появились внутренние процессы и динамика, именно поэтому так важно получать информацию из первых рук. И попросил спикеров поделиться теми выводами, которые уже сформировались за это время.

Алексей Боровков начал выступление с представления результатов работы Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» по итогам деятельности в 2023 году. В числе показателей – объем привлеченного финансирования для развития ПИШ и компетенций инженеров, преподавателей, магистров и аспирантов, количество студентов, прошедших обучение по основным образовательным программам ("технологическим магистратурам") и завершивших обучение по программам ДПО, стажировки магистрантов на высокотехнологичных компаниях и трудоустройство выпускников. Алексей Иванович подчеркнул, что все планы выполнены более чем на 100%.

Спикер напомнил, что в передовых инженерных школах готовят не массовых инженеров, а элиту инженерного образования, системных инженеров-разработчиков, обладающих компетенциями мирового уровня в сквозных передовых цифровых и производственных технологиях и платформенных решениях, профессионалов, способных решать фронтирные инженерные задачи – так называемый инженерный спецназ. Именно на такого уровня разработках и исследованиях должна строиться вся образовательная деятельность ПИШ.

  • «Подготовка инженерных кадров мирового уровня должна исходить от реальных фронтирных инженерных задач высокотехнологичной промышленности – тех, которые она по разным причинам не может решить самостоятельно. Без этого важнейшего фактора, без тесной взаимосвязи с индустриальными партнерами и применения в образовании накопленного опыта выполнения передовых НИОКР мы можем готовить только о массовом инженерном образовании, а это – не является целью федерального проекта "Передовые инженерные школы". Как показала практика, эффективным форматом обучения является привлечение для каждого магистра ПИШ двух наставников — со стороны университета и со стороны индустриального партнера, как правило, будущего работодателя. Именно так построена работа в Передовой инженерной школе СПбПУ»,
    – сказал Алексей Боровков.

В подтверждение руководитель ПИШ СПбПУ привел примеры ключевых НИОКР, выполненных инженерами ПИШ СПбПУ в течение 2023 года. Так, была выделена разработка архитектуры цифрового двойника печи остекловывания для утилизации высокоактивных радиоактивных отходов по заказу ФГУП «Производственное объединение «Маяк» (входит в госкорпорацию «Росатом»). НИР выполнялась в соответствии с целями и задачами Федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2016-2020 годы и на период до 2030 года». Подобный проект был реализован впервые в инженерной практике в России .

Говоря об основополагающей для проектов ПИШ СПбПУ технологии цифровых двойников, Алексей Иванович подчеркнул, что она является основой для формирования в стране такого бизнес-процесса как «цифровая сертификация». И напомнил, что данное определение, разработанное специалистами Инжинирингового центра СПбПУ, закреплено в стратегическом направлении в области цифровой трансформации обрабатывающих отраслей промышленности России (Распоряжение Правительства РФ от 07.11.2023 № 3113-р).

  • «Влияние на формирование федеральной повестки, тиражирование лучших практик, изучение перспективных технологий, стандартизация их применения, включая формирование и улучшение локальной и федеральной нормативно-правовой базы для обеспечения внедрения новых технологий, – все это входит в направления инженерной деятельности Экосистемы технологического развития СПбПУ и ПИШ СПбПУ как ее основного структурного подразделения наряду с ключевой задачей развития кадрового потенциала высокотехнологичных предприятий»,
    – заключил Алексей Боровков.

В докладе была представлена подробная образовательная модель ПИШ СПбПУ. Алексей Иванович пояснил, что такое цифровой сертификат выпускника ПИШ на основании цифрового следа обучения и работы магистра в магистратуре, формируемого на Цифровой платформе разработки и применения цифровых двойников CML-Bench®.

В завершение спикер познакомил аудиторию с характеристиками работы цифровой фабрики ПИШ СПбПУ, сформированной на платформе CML-Bench®, где в настоящее время хранятся более 328 тысяч цифровых и проектных решений по проектам, выполненным в разные годы для разных отраслей промышленности.

 

О работе Передовой инженерной школы Московского авиационного института рассказала директор института N 14 «Передовая инженерная школа» МАИ Наталия Шовгеня. Она подчеркнула, что целью ПИШ МАИ является подготовка инженеров — лидеров изменений, создающих современный облик российской промышленности и способных решать комплексные задачи по разработке и внедрению перспективных продуктов и технологий в аэрокосмической индустрии. При этом формирование компетенций происходит на всех уровнях: от программ базового и специализированного высшего образования до обучения действующих работников и руководителей предприятий.

  • «Мы развиваем программы дополнительного профессионального образования, которые выполняют очень важные задачи бизнеса. В том числе благодаря этим программам выстроено тесное взаимодействие с индустриальными партнерами, мы понимаем их потребности и задачи непосредственно сегодняшнего дня. И через программы ДПО мы по6имаем на что нужно делать упор при разработке программ высшего образования и, самое главное, в нашей проектной деятельности – на какие кейсы мы можем опираться для того, чтобы эту проектную деятельность вести»,
    – сказала Наталия Евгеньевна.

Говоря о компетенциях выпускника ПИШ, она отметила, что такой специалист должен быть способен не только выполнять технические задания и расчеты, но и управлять проектом, собирать команду, обеспечивать творческое и продуктивное разрешение экономических, технических, концептуальных противоречий. По этой причине в ПИШ МАИ работают над моделью инженерного образования, включающей и гуманитарный блок, который может выступать связующим звеном между фундаментальной наукой и проектной деятельностью.

Директор ПИШ «Материаловедение, аддитивные и сквозные технологии» НИТУ МИСИС Иван Иванов обратил внимание, что обучающиеся по программам ПИШ не просто повышают свою квалификацию на предприятиях индустриального партнера – именно таким специалистам впоследствии предстоит модернизировать эти производства, внедрять передовые технологии. Поэтому передовая инженерная школа – это всегда работа на перспективу, умение прогнозировать развитие событий и быть на шаг впереди. Иван Алексеевич рассказал, что в рамках ПИШ МИСИС (ключевой партнер – ГК «Росатом») выработана идея фабрики для обучения, на которой студенты могут создавать опытные изделия и демонстрировать возможности использования новых материалов в атомном машиностроении в будущем.

Директор Научно-производственного центра НОЦ ПИШ «Агробиотек» Томского государственного университета Игорь Памирский представил принципы инженерного образования в агробиотехнологии и отдельно остановился на применении в образовании технологий виртуальной реальности.

  • «Программа ПИШ ТГУ предусматривает внедрение инженерного подхода в работе с живыми объектами. Мы развиваем гибкий подход к образованию, то есть наши студенты смогут получать микроквалификации и дополнительные рабочие специальности. Особое место будет уделено применению VR-технологий в образовании. Мы организовали исследования влияние VR-технологий на образовательный процесс с точки педагогики и нейрофизиологии. В этом году исследование будет завершено, после чего подготовим предложения с тем, чтобы это стало стандартом высшего образования»,
    – рассказал Игорь Памирский.

По итогам обсуждения эксперты сошлись во мнении, что инженер будущего – это специалист, который может взяться за любую задачу и быть успешным в ее решении. Для этого необходимо обладать фундаментальными знаниями, владеть навыками цифрового инжиниринга и способностью проводить исследования операций. Эксперты отметили важность баланса теоретических и практических знаний, междисциплинарное развитие и ориентацию на будущее инженерной профессии.

 

В этот же день в рамках Дня национальных приоритетов, посвященного экономике данных и цифровой трансформации государства, состоялась экспертная панель

  • «Рост мощности российских суперкомпьютеров».

Организатором выступило Министерство науки и высшего образования РФ. В качестве спикеров были приглашены представители Минобрнауки России, вузов и научных организаций.
Модерировал дискуссию заместитель директора Департамента цифрового развития Минобрнауки России Святослав Афанасьев.

Спикеры экспертной панели
  • Александр Матюнин, начальник отдела прикладной вычислительной инфраструктуры Департамента цифрового развития Минобрнауки России
  • Алексей Боровков, проректор по цифровой трансформации Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, руководитель Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг»
  • Владимир Воеводин, директор Научно-исследовательского вычислительного центра МГУ имени М. В. Ломоносова, директор филиала МГУ в г. Сарове
  • Борис Шабанов, заместитель директора НИЦ «Курчатовский институт»
  • Михаил Якобовский, заместитель директора по научной работе Института прикладной математики РАН имени М. В. Келдыша

Центральной темой обсуждения стали тенденции и перспективы развития суперкомпьютерной инфраструктуры и технологий высокопроизводительных вычислений в России. Суперкомпьютер значительно превосходит обычные компьютеры по техническим параметрам и скорости вычислений и может достигать максимальной производительности в параллельных вычислениях. Такой ресурс позволит быстрее превратить знания в технологии и повысить конкурентоспособность российской науки, образования, промышленности и экономики. Эксперты подчеркнули, что задача приобретает особую актуальность в свете перехода нашей страны к новому этапу технологического развития экономики. Приоритетом становится достижение национального технологического суверенитета, понимаемого как владение критическими и сквозными технологиями, к которым можно отнести высокопроизводительные вычисления, грид-технологии и суперкомпьютерную инфраструктуру.

Тенденции и перспективы развития суперкомпьютеров в сфере науки и высшего образования отразил в докладе заместитель директора НИЦ «Курчатовский институт» Борис Шабанов. Он напомнил, что в 2023 году Россия заняла 27 место в рейтинге ТОП-500 самых производительных суперкомпьютеров. В ходе Послания Федеральному Собранию Президент России Владимир Путин поставил задачу увеличить к 2030 году совокупную мощность отечественных суперкомпьютеров минимум в 10 раз, долю отечественных высокотехнологичных продуктов на внутреннем рынке — в 1,5 раза. На сегодняшний день уже создана национальная сеть суперкомпьютерных центров.
В нее входят МГУ имени М.В. Ломоносова, НИЦ «Курчатовский институт», Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Сибирский суперкомпьютерный центр СО РАН и др. 

Директор Научно-исследовательского вычислительного центра МГУ имени М. В. Ломоносова, директор филиала МГУ в г. Сарове Владимир Воеводин подчеркнул, что построение суперкомпьютерной инфраструктуры неразрывно связано с задачами высокотехнологичной промышленности и активным развитием передовых производственных технологий.

  • «Решать актуальные задачи индустрии можно по-разному. Есть математическое моделирование – и многие задачи решаются этими методами. Появляются технологии обработки больших данных, когда на основе анализа огромных массивов мы можем выявлять скрытые закономерности, находить аномалии, выявлять тенденции и тренды. Развиваются технологии искусственного интеллекта. Но что важнее всего – все эти технологии базируются на использовании очень серьезных вычислительных ресурсов. Они не замещают друг друга, а должны существовать вместе. Все говорят про искусственный интеллект, но мало кто понимает, каких реально вычислительных ресурсов он требует, чтобы получать действительно уникальный результат»,
    – пояснил Владимир Валентинович.

Спикер добавил, что не менее важна подготовка квалифицированных кадров для работы с суперкомпьютерными технологиями. Так, в МГУ имени М.В. Ломоносова для магистров реализуются образовательные программы «Вычислительные методы и методика моделирования» и «Суперкомпьютерные технологии и фундаментальная информатика».

Наряду с развитием суперкомпьютерной инфраструктуры в России ускоренными темпами идет внедрение технологий цифрового проектирования и моделирования, технологий цифровых двойников и цифровой сертификации как основы для основы для достижения национальных целей России – технологической суверенитета и технологического лидерства. Этой теме был посвящен доклад Алексея Боровкова. Алексей Иванович рассказал о разработке и применении цифровых двойников изделий как современной технологии проектирования глобально конкурентоспособных изделий в кратчайшие сроки.

  • «Парадокс заключается в том, что в гонке за технологическим лидерством мы постоянно движемся вперед, но при этом отстаем, растем медленнее, чем растет мир, например, у нас в России медленнее развивается суперкомпьютерная киберинфраструктура. Чтобы быть глобально конкурентоспособными, то нужно говорить о сложных технических (киберфизических) системах и всех стадиях жизненного цикла – только в этом случае возникают корректные оценки экономической эффективности наукрёмких, ресурсоёмких и многодисциплинарных  исследований и разработок (R&D. 
  • Технология цифровых двойников способна помочь за короткое время «подпрыгнуть» к мировому уровню развития и превзойти его,
    – отметил спикер.
  • Рациональная балансировка большого числа характеристик матрицы требований / целевых показателей и ресурсных ограничений, а также применение технологий оптимизации позволяют непрерывно совершенствовать цифровой двойник. Наступит момент, когда мы получим семейство цифровых двойников, превосходящих мировой уровень. Такой подход носит название «двойной прыжок лягушки». При этом само изделие может быть выведено на рынок не сразу, а когда этого потребует конъюнктура глобального рынка. Фактически это и есть технологический прорыв и технологическая независимость».
 

Алексей Боровков отметил, что разработка цифровых двойников изделий ведется в соответствии с первым в мире ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения», разработчиками которого выступили специалисты СПбПУ и РФЯЦ-ВНИИЭФ. В ноябре 2023 года данный ГОСТ был официально включен в перечень взаимно признаваемых стандартов в сфере авиастроения между Китайской Народной Республикой и Российской Федерацией.

Переходя непосредственно к теме применения суперкомпьютеров в науке и промышленности, Алексей Боровков рассказал о возможностях Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench® в проектах для высокотехнологичных отраслей промышленности, работающей на мощностях Суперкомпьютерного центра «Политехнический». Гибридный суперкомпьютерный комплекс петафлопсной производительности является уникальной научной установкой, лидирующей в системе Минобрнауки России. Вычислительные системы СКЦ используются не только научными коллективами СПбПУ, но и исследователями сторонних организаций, в том числе институтов и структур Министерства образования и науки РФ, РАН, промышленных предприятий, которым требуется применение высокопроизводительных вычислительных систем.

Подводя итоги выступлений, эксперты подчеркнули, что развитие национальной сети суперкомпьютерных центров в нашей стране будет продолжено. Фактически формируется единое научно-образовательное пространство информационных технологий. В будущем планируется создание единого оператора НСИ — ресурса, который будет анализировать и планировать потребности науки, образования, инноватики и реального сектора экономики в цифровой инфраструктуре, мониторить ее использование и другое. Кроме того, Минобрнауки разрабатывает Федеральную научно-техническую программу развития высокопроизводительных вычислений, грид-технологий и суперкомпьютерной инфраструктуры.

 

Добавим, что теме суперкомпьютерных технологий, параллельных вычислений и структуры алгоритмов был посвящен открытый научно-образовательный семинар, организованный в Передовой инженерной школе СПбПУ «Цифровой инжиниринг».

Кроме того, в ПИШ СПбПУ прошла открытая лекция профессора, доктора физико-математических наук, чл.-корр. РАН, заместителя директора по научной работе Института прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской Академии Наук Михаила Якобовского на тему «Математическое моделирование: задачи, алгоритмы, суперкомпьютеры».

Новости на сайте по теме публикации: