Цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®
Уникальный онлайн-курс «Цифровые двойники изделий»
События / Мероприятия 25 Октября 2024 года
Данная новость была прочитана 1010 раз

В рамках VI Международного форума «Передовые цифровые и производственные технологии» состоялся экспертный трек по отечественному инженерному программному обеспечению: ключевые достижения, перспективы развития, итоги

15-16 октября 2024 года в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого состоялся VI Международный форум «Передовые цифровые и производственные технологии» – ежегодное масштабное экспертное мероприятие Экосистемы технологического развития СПбПУ. Ключевая тема Форума – развитие и применение передовых цифровых и производственных технологий как основы технологического лидерства России. Научно-техническая повестка мероприятия была направлена обсуждение наиболее актуальных вопросов достижения национальных целей в контексте разных отраслей промышленности, экономики, науки и образования.

В рамках Форума серия мероприятий была посвящена отечественному инженерному программному обеспечению. Сегодня развитие отечественного инженерного программного обеспечения является важным шагом на пути к технологической независимости и укреплению национальной безопасности страны. Достижение технологического лидерства – превосходства технологий и (или) продукции по основным параметрам (функциональным, техническим, стоимостным) над зарубежными аналогами – возможно, в том числе, благодаря оперативному и эффективному решению задач-вызовов промышленности. Обеспечить проектирование и производство в кратчайшие сроки глобально конкурентоспособной высокотехнологичной продукции в различных отраслях и на новых рынках призвана уникальная российская разработка – Цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®.

Сессия «Цифровая платформа и технологии для разработки цифровых двойников. Лучшие практики» собрала большое количество представителей промышленных предприятий, инжиниринговых центров, вузов и разработчиков ПО, а также те организации и компании, куда была успешно интегрирована Цифровая платформа CML-Bench®. В ходе дискуссии участникам были продемонстрированы лучшие практики использования Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench® для создания изделий мирового уровня в различных отраслях промышленности, в частности, двигателестроении, энергетическом машиностроении, БАС и многих других.

 
Спикеры сессии «Цифровая платформа и технологии для разработки цифровых двойников. Лучшие практики»
  • Себелев Александр Александрович, начальник отдела перспективных разработок в двигателестроении Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» 
  • Фалалеев Сергей Викторинович, заведующий кафедрой конструкции и проектирования двигателей летательных аппаратов, профессор Передовой инженерной аэрокосмической школы Самарского национального исследовательского университета имени академика С. П. Королёва
  • Ефимов-Сойни Николай Константинович, заместитель руководителя Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ
  • Чишко Сергей Давидович, начальник отдела исследования и проектирования механизмов Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг»
  • Гордеев Александр Николаевич, заместитель руководителя опытно-конструкторского бюро Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг»
  • Алексашкин Антон Сергеевич, ведущий специалист Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ, директор департамента «Дистрибьюция программных систем компьютерного инжиниринга» ООО «Лаборатория “Вычислительная механика” (CompMechLab®
  • Никулин Александр Сергеевич, архитектор цифровых двойников ООО «ПЛМ Урал»

В ходе мероприятия заместитель руководителя Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ Николай Ефимов-Сойни представил методы, подходы, практику применения технологии цифровых двойников в энергетическом машиностроении. Спикер отметил, что технология цифровых двойников в атомной отрасли представляет собой одну из самых перспективных и инновационных концепций, которая позволяет значительно повысить эффективность проектирования, эксплуатации и обслуживания энергетического оборудования.

Николай Константинович представил передовые проекты в интересах отрасли. В частности, проиллюстрировал результаты проекта «Разработка цифрового двойника начальной стадии ядерного цикла в части ТВС-К PWR и ТВС ВВЭР», выполненного в интересах Топливного дивизиона Госкорпорации «Росатом», а также рассказал о разработке на базе Цифровой платформы CML-Bench® цифрового двойника компрессора низкого давления. Ключевыми задачами в рамках реализации данного проекта стали разработка параметризованной цифровой модели изделия на основе существующего задела, создание программ виртуальных испытаний, виртуальных испытательных стендов для создания газодинамического проекта проточной части компрессора (создание CFD-модели компрессора), верификация цифровой модели изделия, оптимизация верифицированной параметризованной цифровой модели изделия с целью достижения заданных эксплуатационных характеристик, а также подготовка расчетно-конструкторского обоснования разработанной конструкции изделия и постамента.

«Технология цифровых двойников в энергетическом машиностроении открывает новые горизонты для повышения эффективности и надежности энергетических систем. Она позволяет не только оптимизировать процессы, но и способствует инновациям в проектировании и эксплуатации оборудования, что в конечном итоге приводит к улучшению качества энергетических услуг и снижению затрат», – подытожил спикер.

В продолжение начальник отдела исследования и проектирования механизмов Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Сергей Чишко рассказал о разработке виртуального испытательного стенда для исследования плавких предохранителей: «Современные концепции проектирования электротехнических изделий базируются на создании компьютерных моделей, которые, по сути, представляют выполненные в компьютерной среде математические модели мультифизических процессов. Разработка корректных компьютерных моделей для процессов, происходящих в плавких предохранителях, позволяет уменьшить объем необходимых натурных испытаний и сократить время разработки новых конструкций под требуемые характеристики. В рамках работы была спроектирована трехмерная нестационарная компьютерная модель предохранителя, выполнено сопряжение компьютерных моделей предохранителя и экспериментальной установки в единую компьютерную модель. На основе единой компьютерной модели разработан виртуальный испытательный стенд, располагающийся на Цифровой платформе CML-Bench®, проведены цифровые испытания предохранителя, а также выполнена валидация результатов численного исследования на основе данных натурных испытаний плавкого предохранителя».

О преимуществах работы на Цифровой платформе CML-Bench® и лучших практиках реализации проектов в интересах двигателестроительной отрасли рассказали начальник отдела перспективных разработок в двигателестроении Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Александр Себелев и заведующий кафедрой конструкции и проектирования двигателей летательных аппаратов, профессор Передовой инженерной аэрокосмической школы Самарского национального исследовательского университета имени академика С. П. Королёва. Так, Александр Себелев в качестве передового проекта представил разработку экспериментальной технологии создания цифрового двойника морского газотурбинного двигателя. Одна из ключевых задач – произвести адаптацию под нужды АО «ОДК» единой программно-технологической платформы CML-Bench®. Проект был полностью реализован в 2023 году: в соответствии с техническим заданием по проекту за три года было разработано 6 программных продуктов, входящих в состав модулей цифровой платформы, более 380 численных математических моделей систем и узлов газотурбинных двигателей, проведено почти 2000 виртуальных испытаний. В продолжение темы Сергей Фалалеев поделился особенностями и процессом создания компьютерной модели микрогазотурбинных двигателей в учебном процессе на базе Цифровой платформы CML-Bench®.

 

В последние годы наблюдается стремительное развитие беспилотных технологий, и цифровые двойники становятся ключевым инструментом, который позволяет оптимизировать процессы на всех этапах жизненного цикла БПЛА. Заместитель руководителя опытно-конструкторского бюро Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Александр Гордеев в своем выступлении рассказал участникам встречи о подходах к проектированию и производству беспилотных летательных аппаратов, в частности представил понимание и представление ведущего технического вуза страны: «В понимании СПбПУ беспилотный летательный аппарат представляет собой технически сложное конструкционное решение авиационного назначения, управляемое в полете пилотом-оператором или выполняющее автономный полет по заданному предварительному маршруту. Присутствует глубокая научно-техническая проработка процесса проектирования и производства, осуществляемая передовыми специалистами в области инженерного авиастроения. Важным остается проведение виртуальных испытаний и цифровой сертификации в соответствии с требованиями Федеральных Авиационных правил, часть 21 и требованиями Росавиации».

Далее спикер проиллюстрировал декомпозицию функциональной и конструктивной структуры БПЛА и основные стадии проектирования. Отдельно Александр Гордеев остановился на возможностях Цифровой платформы CML-Bench® и архитектуре Цифровой платформы CML-Bench.БАС®. Спикер представил ее основные компоненты Платформы и передовую разработку на ее основе – БПЛА «Снегирь – 1.5», созданный Передовой инженерной школой СПбПУ «Цифровой инжиниринг» в 2024 году для проведения летных испытаний, отработки системы управления, валидации и верификации математических, компьютерных и цифровых моделей.

Напомним, в рамках Форума состоялось торжественное открытие Опытно-конструкторского бюро Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг». Основными задачами нового структурного подразделения станет выполнение прорывных разработок и исследований в отрасли БАС, безэкипажных катеров (БЭК) с применением подходов системного цифрового инжиниринга и Цифровой платформы CML-Bench®.

Совместный доклад ведущего специалиста Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ, директора департамента «Дистрибьюция программных систем компьютерного инжиниринга» ООО «Лаборатория “Вычислительная механика” (CompMechLab®Антона Алексашкина и архитектора цифровых двойников ООО «ПЛМ Урал» Александра Никулина проиллюстрировал возможности и потенциал долгосрочного сотрудничества и взаимодействия в области цифровых платформ, обеспечивающих взаимодействие программных систем мирового уровня, используемых в инженерно-конструкторских разработках. Важно отметить, что Группа компаний «ПЛМ Урал» является дистрибьютором Цифровой платформы CML-Bench®.

В продолжение тематики состоялся семинар «Отечественные программные продукты как драйвер цифровизации инженерной деятельности Российской Федерации». Участниками оживленной дискуссии выступили представители «Тесис», «Фидесис», «НТЦ “АПМ”», «ПЛМ Инжиниринг», «КАДфло» и другие отечественные вендоры. Ведущие эксперты презентовали возможности актуальных версий разрабатываемых программных продуктов, поделились информацией о последних релизах и представили видение развития программного обеспечения на ближайшие годы.

Спикеры семинара «Отечественные программные продукты как драйвер цифровизации инженерной деятельности Российской Федерации»
  • Москалев Игорь Владимирович, директор по маркетингу ООО «ТЕСИС»
  • Попов Вячеслав Юрьевич, руководитель направления внедрения и технического сопровождения разработок ООО «Фидесис» 
  • Розинский Сергей Михайлович, заместитель генерального директора по развитию ООО «НТЦ “АПМ”» 
  • Никулин Александр Дмитриевич, руководитель проектов технологического направления ООО «ПЛМ Инжиниринг», ГК «ПЛМ Урал» 
  • Овчинников Андрей Иванович, технический директор по работе с предприятиями ОПК ООО «КАДфло» 
  • Алексашкин Антон Сергеевич, ведущий специалист Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ, директор департамента «Дистрибьюция программных систем компьютерного инжиниринга» ООО «Лаборатория “Вычислительная механика” (CompMechLab®

Открывая мероприятие, Антон Алексашкин представил spin-out компанию СПбПУ «Лаборатория “Вычислительная механика” (CompMechLab®)» как известного и опытного дистрибьютора ПО инженерного анализа. Кроме того, спикер сделал акцент на более чем 15-летнем опыте работы организации в сфере внедрения технологических цепочек в промышленность, на взаимодействии с ведущими российскими вендорами инженерного ПО, а также напомнил, что компания является генеральным дистрибьютором Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®. «Цифровая платформа CML-Bench® – полностью отечественная разработка, работы по созданию которой начались в 2006 году как совместный проект spin-out-компании СПбПУ – ООО Лаборатория «Вычислительная механика» (CompMechLab®) и сотрудников СПбПУ. С 2020 года развитие Цифровой платформы CML-Bench®  – одна из задач программы развития Научного центра мирового уровня СПбПУ «Передовые цифровые технологии», а с 2022 года развитие платформы  – одно из приоритетных направлений развития Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг», Платформа становится фундаментальной основой для выполнения десятков НИОКР в интересах предприятий из различных высокотехнологичных отраслей промышленности в рамках деятельности ПИШ СПбПУ».

Далее Антон Алексашкин подробно рассказал о возможностях Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®, последних обновлениях и преимуществах. Так, спикер отметил, что применение Цифровой платформы CML-Bench® на предприятиях российской промышленности позволяет автоматизировать процесс работы с инженерными вычислениями, существенно сокращает трудозатраты на администрирование инженерной деятельности и значительно увеличивает производительность совместной работы инженеров, что, в свою очередь, позволяет значительно повысить эффективность расчетного сопровождения процесса разработки, проведения многовариантной оптимизации продукции и обеспечить ее конкурентоспособность.

В продолжение руководитель направления внедрения и технического сопровождения разработок ООО «Фидесис» Вячеслав Попов рассказал о новинках CAE Fidesys, вышедших в версии 7.0, а также сделал акцент на выделении функциональных возможностей по моделированию процессов 3D-печати, в частности, селективного лазерного плавления, в отдельный модуль Additive. Спикер добавил, что CAE Fidesys уже интегрировано с такими CAD-системами, как Inventor, NanoCAD, T-Flex CAD и BricsCAD. Напомним, компания «Фидесис» – разработчик ПО CAE Fidesys, предназначенного для решения различных задач прочности, анализа тепловых нагрузок, расчета собственных форм и частот колебаний, оценки эффективных свойств композиционных материалов и моделирования процессов аддитивного производства.

 

Продолжил серию выступлений доклад Игоря Москалева, директора по маркетингу ООО «ТЕСИС» (компания входит в консорциум «РазвИТие»). Спикер представил новинки платформы FlowVision, назначение которой – решение задач гидрогазодинамики, акустики, задач взаимодействия «конструкция-жидкость» и электродинамики. Особый акцент Игорь Москалев сделал на адаптивной конечно-объемной сетке, используемой во FlowVision, которая позволяет строить качественные расчетные модели на сколь угодно сложной геометрии таким образом, чтобы при достижении максимальной точности результата расчетов экономить время вычислений. Была анонсирована версия платформы 3.15, в которой представлена возможность генерации автоотчета и интеграция с PLM-системой ЛОЦМАН:PLM.

 

Директор по развитию ООО «НТЦ “АПМ”» Сергей Розинский проиллюстрировал возможности научно-технического центра, который входит в консорциум «РазвИТие». ООО «НТЦ “АПМ”» – отечественный разработчик программных систем прочностного анализа KompasFEM и APM WinMachine. «Старшая» линейка продуктов WinMachine позволяет решать задачи статической и динамической прочности, тепловые задачи, оценивать усталостные напряжения в конструкции, рассчитывать свойства композиционных материалов, а также моделировать контактные пары. Спикер рассказал об основных новинках последней версии платформы WinMachine, а также особо подчеркнул успехи компании в развитии функциональных возможностей ПО для задач топологической оптимизации конструкций, в том числе оптимизации как под традиционное литье, так и под 3D-печать.

 

Компанию «КАДФЛО» представил Сергей Овчинников, технический директор по работе с предприятиями оборонно-промышленного комплекса. Спикер представил продукцию компании – программную платформу CADFlo, широкие функциональные возможности которой позволяют решать задачи гидрогазодинамики, теплообмена (в том числе для электроники, печатных плат), излучения, горения, оптики, прочности, а также моделировать фазовые переходы. Особый акцент спикер сделал на уникальной интегральной модели погранслоя, позволяющей работать с максимально сложной геометрией в плане решения CFD-задач, а также на интеграции платформы CADFlo с российским САПР, такими как T-Flex CAD и Компас-3D.

 

Завершил семинар доклад представителя группы компаний «ПЛМ Урал», руководителя проектов технического анализа Александра Никулина. Спикер представил спектр решений для моделирования производственных технологий, включающий в себя ПО для моделирования литья металлов (СКМ ЛП «Полигонсофт»), для обработки металлов давлением (QForm) и собственную разработку компании – линейку программных продуктов SIMMAX, обладающих единым интерфейсом и единым инструментарием подготовки расчетных моделей и позволяющих моделировать как различные процессы сварки металлов, термообработки, так и аддитивное производство из металлопорошков.

 

В дополнение в ходе Форума прошел Workshop вендоров российского программного обеспечения инженерного анализа. Участники мероприятия в режиме реального времени обсудили свои инженерные задачи и проблемы непосредственно с представителями разработчиков инженерного ПО и получили ответы на интересующие вопросы в виде наглядной демонстрации функциональных возможностей программных продуктов. Кроме того, гости смогли задать интересующие вопросы о возможностях Цифровой платформы CML-Bench®, а также интеграции программных продуктов российских вендоров с платформой. В частности, были представлены функциональные возможности Цифровой платформы CML-Bench®, позволяющей объединить «лучшие в классе» (best-in-class) технологии мирового уровня и наилучшие доступные технологии, за счет которых ведется разработка основных компонентов цифровых двойников высокотехнологичных промышленных изделий.

 

Масштабная групповая работа с участием российских вендоров и клиентов – промышленных компаний, нацеленная на выявление сложностей, задач и потребностей групп, состоялась в ходе стратегической сессии «CAD/CAE/PLM/PDM-решения – настоящее и будущее инженерного ПО в России».

Конструктивный диалог позволил увидеть некоторые детали, акценты и методы, которые могут выступить дополнением к той систематической работе, которую реализовывают государственные структуры в данном направлении. Также были обнаружены локальные критические зоны, которые требуют проработки и решения. В ходе стратегической сессии участники смогли выявить важные требования, существенно улучшающие взаимодействие групп – вендоры, бизнес, государство, а также их внутригрупповые запросы.

 

Продолжением дискуссии и итогом работы трека, посвящённого отечественному инженерному программному обеспечению, стала пленарная сессия «CAD/CAE/PLM/PDM-решения – настоящее и будущее инженерного ПО в России».

Открыл пленарную сессию директор Научно-образовательного центра «Суперкомпьютерное инженерное моделирование и разработка программных комплексов МГТУ им.Н.Э.Баумана» (НОЦ «СИМПЛЕКС»), заведующий кафедрой «Вычислительная математика и математическая физика» МГТУ им.Н.Э.Баумана Юрий Димитриенко с докладом на тему «Программный комплекс "Манипула" для моделирования композитов и композитных конструкций: современные возможности и перспективы развития». Спикер отметил, что программный комплекс предназначен для полного цикла моделирования композитных конструкций, в частности, моделирования свойств композиционных материалов и термо-напряженно-деформированного состояния конструкций из композитов, а также моделирования технологических процессов изготовления конструкций из композитных материалов. Юрий Иванович представил основные классы решаемых задач, структуру программного комплекса, обширную библиотеку 3D-моделей микроструктур композиционных материалов и многое другое. В завершение, докладчик перешел к примерам решения некоторых модельных задач, в частности, процесс моделирования технологии изготовления композитных конструкций: моделирование укладки тканевого наполнителя, отверждение конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ), процесс пропитки конструкций из ПКМ и т.д.

 

Также в ходе мероприятия эксперты обсудили текущее состояние рынка CAD/CAE/PLM/PDM-решений и перспективы его развития, рассмотрели задачи по разработке и внедрению отечественного промышленного ПО в рамках дорожной карты «Новое индустриальное программное обеспечение», было представлено сравнение функциональных возможностей российского и зарубежного инженерного программного обеспечения. Кроме того, были подведены итоги одноименной стратегической сессии, которая состоялась в рамках Форума.

 

Так, выступая перед участниками сессии, проректор по цифровой  трансформации Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, руководитель Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг», Научного центра мирового уровня СПбПУ «Передовые цифровые технологии», Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» и Инжинирингового центра (CompMechLab®️) СПбПУ Алексей Боровков напомнил, что в соответствии с протоколом заседания президиума Правительственной комиссии по модернизации экономики и инновационному развитию России от 30.03.2023 г. № 1 под руководством первого вице-премьера Андрея Белоусова в перечень экспертных организаций, привлекаемых для проведения научно-технической экспертизы в целях развития отдельных высокотехнологичных направлений по направлению «Новое индустриальное программное обеспечение» включены: Центр НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» и Инфраструктурный центр «Технет» СПбПУ.

В 2024 году структурные подразделения Экосистемы технологического развития СПбПУ подготовили 5 экспертно-аналитических докладов при содействии Министерства промышленности и торговли Российской Федерации в интересах АНО «Центр компетенций по импортозамещению в сфере информационно-коммуникационных технологий» (АНО «ЦКИТ»). Результаты анализа отражают состояние рынка отечественных и зарубежных программных продуктов и реальные потребности предприятий в разрезе функциональных возможностей ПО. Общий объем разработанных материалов докладов составляет более 800 страниц. «Четыре доклада посвящены основным классам инженерного ПО: CAD-, CAE-; САМ- и PLM-системам, а пятый – отражает мнения вендоров ПО относительно взаимодействия с системой образования, полученные путем опроса», – отметил Алексей Иванович.

Спикер подчеркнул, что сравнительный анализ функциональных возможностей отечественных и зарубежных классов инженерного программного обеспечения для подготовки экспертно-аналитических докладов был проведен по450 характеристикам для CAD-систем, 404 характеристикам и 23 типам расчётов для CAE-систем, 338 характеристикам для CAМ-систем, 265 характеристикам для PLM-систем. Для оценки потребностей промышленных предприятий в функциональных характеристиках индустриального программного обеспечения Министерством промышленности и торговли Российской Федерации с помощью государственной информационной системы промышленности было направлено приглашение к участию в опросе в адрес 10 тысяч российских компаний.

 

Напомним, что результаты экспертно-аналитической деятельности подразделений Экосистемы технологического развития СПбПУ, а также экспертно-аналитические доклады, отражающие состояние рынка отечественных и зарубежных программных продуктов и реальные потребности предприятий в разрезе функциональных возможностей ПО, были презентованы ​на IX конференции «Цифровая индустрия промышленной России» (ЦИПР-2024) в Нижнем Новгороде.

В дополнение к теме пленарной сессии руководитель Центра компетенций по новым производственным технологиям АНО «ЦКИТ» Александр Данилин рассказал о распределении «белых пятен» (решений, в которых не достигнут достаточный уровень зрелости для перехода, или они отсутствуют вовсе на ИТ-рынке) по бизнес-функциям и степени функциональной зрелости отечественного программного обеспечения, а также проиллюстрировал основные проблемы на стороне разработчиков промышленного ПО, заказчиков (предприятий промышленности), системы образования и государства. Спикер также перечислил сдерживающий фактор развития открытого рынка промышленного программного обеспечения и дополнительные возможности для рынка промышленного ПО.

 

Завершая, модератор пленарной сессии, директор департамента по науке и образованию Фонда «Сколково» Александр Фертман выразил уверенность в скором решении задач и «болей» и клиентов, и вендоров. «Команды бизнеса, вендоров, университетов растут, омолаживаются, «богатеют» (с точки зрения финансов и, разумеется, опыта). Значит, развитие идет. Ничего не случится «по велению волшебной палочки»: это колоссальная работа. И тот факт, что и университеты, и бизнес, и вендоры пользуются открывающимися для них возможностями – здорово! Если удерживать баланс между технологической и бизнес-логикой – можно достичь хороший результат», – подытожил Александр Давидович.

VI Международный форум «Передовые цифровые и производственные технологии» стал одним из значимых экспертных мероприятий, авторитетной площадкой для обсуждения актуальных вызовов и задач, стоящих перед инженерным сообществом нашей страны и определения ключевых направлений совместной работы на предстоящий период

За два дня работы Форум собрал более 800 участников из 35 регионов России и иных стран. Деловая программа включала проведение дискуссий, научных и образовательных обсуждений, питч-сессий, презентаций, круглых столов, тематических заседаний. Всего в рамках программы состоялись 38 мероприятий на 7 современных площадках Политехнического университета. Большинство событий были доступны для участников в очном и дистанционном формате.

VII Международный форум «Передовые цифровые и производственные технологии» состоится в октябре 2025 года.

Новости на сайте по теме публикации: