Представители Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» и Российского федерального ядерного центра – Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики обсудили направления сотрудничества в рамках развития технологии цифровых двойников

17 февраля 2025 года в Передовой инженерной школе Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого «Цифровой инжиниринг» (ПИШ СПбПУ) состоялась рабочая встреча с представителями Российского федерального ядерного центра – Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики (ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», входит в Госкорпорацию «Росатом»). Участники совещания обсудили совместную деятельность в рамках внедрения технологии цифровых двойников и цифровых испытаний в работу высокотехнологичных отраслей промышленности.

Напомним, что в соответствии с Программой национальной стандартизации на 2020-2021 годы Центр НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии», который входит в Экосистему технологического развития Политехнического университета, и ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» совместно разработали уникальный национальный стандарт ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения». Документ был утвержден приказом № 979-ст Росстандарта от 16 сентября 2021 года и введен в действие в России с 1 января 2022 года. Национальный стандарт прошел шестимесячную экспертизу и был принят в Китайской Народной Республике 24 ноября 2023 года.

Совместная работа над ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения» позволила подразделениям Экосистемы технологического развития СПбПУ и ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» выстроить тесное и продуктивное сотрудничество, направленное на развитие передовых цифровых и производственных технологий в интересах российской промышленности.

Заместитель директора – заместитель научного руководителя ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»  Рашит Шагалиев поблагодарил представителей ПИШ СПбПУ за организацию рабочего совещания и обозначил основные вопросы повестки встречи, среди которых обсуждение внедрения пакета программ «Логос», в том числе и в образовательную деятельность Политехнического университета, и рассмотрение перспективной программы стандартизации в интересах внедрения технологий цифровых двойников и цифровых испытаний.

Рашит Шагалиев рассказал о цифровых продуктах ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», главным из которых является отечественный многофункциональный пакет программ «Логос», созданный и развиваемый при поддержке Минпромторга России и Госкорпорации «Росатом».

• «Назначение “Логоса” состоит в проведении инженерного анализа и математического моделирования физических процессов в высокотехнологичных изделиях и системах в интересах разных отраслей промышленности. Пакет программ “Логос” направлен на достижение импортонезависимости и технологического лидерства Российской Федерации за счет повышения эффективности проектирования и создания высокотехнологичных изделий на основе внедрения технологий цифровых двойников и цифровых испытаний»,
  – заключил Рашит Мирзагалиевич.

Заместитель директора – заместитель научного руководителя ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» Рашит Шагалиев представил актуальный уровень внедрения пакета «Логос», осветил его специализированные версии для разных отраслей промышленности и выделил преимущества использования, а также поделился планами развития продукта.

Также Рашит Мирзагалиевич отметил важность перехода к цифровым испытаниям и рассказал о текущем состоянии разработки и реализации программы стандартизации технологии цифровых испытаний.

Сотрудник ИТМФ ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», руководитель проекта «Логос Обучение» Ксения Ермошкина выступила с презентацией, посвященной обучению инженерного анализа и математическому моделированию на базе пакета программ «Логос» в научно-образовательную деятельность вузов России.

После выступления Ксении Сергеевны участники совещания обсудили перспективы интеграции пакета программ «Логос» в процесс обучения в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого, а также реализацию партнерской программы «Логос Обучение», направленной на объединение усилий разработчиков программного обеспечения, ведущих технических вузов страны и организаций промышленности в интересах подготовки высококвалифицированных кадров на базе отечественного пакета программ «Логос».

Говоря о направлениях сотрудничества для внедрения пакета программ «Логос», Ксения Ермошкина выделила федеральный проект «Передовые инженерные школы» и программу «Крылья Ростеха», в которых Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого принимает активное участие, реализуя практико-ориентированную модель политехнического образования с помощью Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench^® и линейки современных образовательных инструментов. Так, летом 2024 года цифровой тренажёр «Бережливое производство», разработанный в ПИШ СПбПУ, стал частью образовательной программы «Крылья Ростеха».

В продолжение совещания проректор по цифровой трансформации СПбПУ, 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 представил Экосистему технологического развития СПбПУ и рассказал подробнее о деятельности её флагманского подразделения – Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг».  Алексей Иванович акцентировал внимание на положительной динамике сотрудничества с Госкорпорацией «Росатом»: 7 дивизионов корпорации поддержали программу ПИШ СПбПУ на старте федерального проекта и еще 2 дивизиона присоединились в процессе её реализации.

• «Подготовка высококвалифицированных инженеров в Передовой инженерной школе СПбПУ “Цифровой инжиниринг” включает освоение ими не только академической программы, но современных программных систем инженерного анализа и математического моделирования для проведения прорывных разработок.
• Преподаватели ПИШ СПбПУ, работающие инженерами, обладают глубокими знаниями об актуальном программном обеспечении, инновационных цифровых продуктах, кросс-отраслевых платформах и имеют навыки работы с ними, так как регулярно принимают участие в реализации наукоемких проектов в интересах индустриальных партнеров ПИШ СПбПУ»,
  – заключил проректор по цифровой трансформации СПбПУ.

В качестве примера среди успешных НИОКР для высокотехнологичных отраслей промышленности, выполненных подразделениями Экосистемы технологического развития СПбПУ на основе технологии цифровых двойников, Алексей Иванович отметил:

• разработку цифрового двойника тепловыделяющей сборки (ТВС) ВВЭР-1000 с антидебризным фильтром и перемешивающими решетками;
• разработку цифрового двойника морского газотурбинного двигателя и редуктора в составе агрегата.

Об опыте взаимодействия с государственными организациями и предприятиями реального сектора экономики в контексте перехода к цифровым испытаниям Алексей Боровков рассказал на примере участия ПИШ СПбПУ в отрасли беспилотных авиационных систем (БАС), в частности реализации стратегически важного контракта для АНО «Федеральный центр беспилотных авиационных систем» по развитию системы построения цифровых (виртуальных) испытательных стендов и цифровых (виртуальных) испытательных полигонов, проведению цифровых испытаний элементов беспилотных летательных аппаратов на базе единой цифровой платформы разработки и применения цифровых двойников БАС, которая в настоящее время разрабатывается сотрудниками ПИШ СПбПУ на основе цифровой платформы CML-Bench^®.

Далее руководитель образовательной программы «Системный цифровой инжиниринг в атомном машиностроении», доцент Высшей школы передовых цифровых технологий, старший научный сотрудник Инжинирингового центра (CompMechLab^®) Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» СПбПУ Илья Керестень продемонстрировал предложения по организации обучения инженерному анализу и математическому моделированию на базе пакета программ «Логос» в ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг»  в рамках образовательных программ и на уровне конкретных дисциплин.

В качестве площадок для реализации в ПИШ СПбПУ образовательной инициативы по внедрению в обучение пакета программ «Логос» Илья Алексеевич отметил открытое в 2023 году совместное АО «ТВЭЛ» (управляющая компания топливного дивизиона Госкорпорации «Росатом») научно-технологическое образовательное пространство «ТВЭЛ – СПбПУ» научно-образовательное и научно-технологическое пространство и экспертные мероприятия с индустриальными партнерами,  такие, как серия семинаров, открытые лекции  и практические занятия для студентов с участием специалистов ООО «Центротех-Инжиниринг».

• «Часть наших студентов уже успешно применяют “Логос” в процессе обучения и в рамках проектной деятельности. К примеру, многие из магистрантов активно осваивали с помощью “Логоса” основы вычислительной механики и цифрового инжиниринга в атомном машиностроении в летней школе ООО “Центротех-Инжиниринг”.
• Среди достижений в этом направлении стоит отметить первое и третье места студентов ПИШ СПбПУ “Цифровой инжиниринг” во Всероссийской олимпиаде по математическому моделированию “ВОММ-2024” в треке “Логос”. Призовые места наших магистрантов свидетельствуют о высоком уровне владения ими пакетом программ для проведения инженерного анализа и математического моделирования»,
  – подвёл итог Илья Керестень.

Заместитель директора Инжинирингового центра (CompMechLab^®) СПбПУ Николай Ефимов-Сойни подчеркнул, что образовательная деятельность ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» неотделима от решения актуальных фронтирных инженерных задач промышленности, и рассказал о научно-технологических проектах Экосистемы технологического развития СПбПУ, реализованных на Цифровой платформе по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench^® и с помощью пакета программ «Логос».

«В настоящий момент 5 программных модулей пакета “Логос” интегрированы с Цифровой платформой CML-Bench^® и 29 инженеров подразделений Экосистемы технологического развития СПбПУ систематически работают с этим функционалом в процессе исполнения проектных задач.

Так, в рамках проекта по моделированию аэродинамических процессов в зароторном пространстве быстровращающихся роторных систем в интересах ООО “Центротех-Инжиниринг” был разработан виртуальный испытательный стенд для анализа внутреннего сечения при высоких числах Тейлора. Различия в полученных полях между “Логос” и Ansys Fluent составили менее 1%. Решатели “Логос” были внедрены на Цифровую платформу CML-Bench^®.  По итогам работ можно сделать вывод о том, что “Логос” в связке с нашей платформой служит мощным инструментом для разработки компьютерных CFD-моделей различных задач, в том числе и в FSI постановке», – пояснил Николай Константинович.

Напомним, что в полном соответствии со стратегическими государственными задачами обеспечения технологического лидерства отечественных производств развитие Цифровой платформы CML-Bench^® направлено на активную интеграцию с инженерным программным обеспечением российских вендоров, в их числе: АО «Аскон», ООО «Тесис» (FlowVision), ООО «Фидесис» (CAE Fidesys), ООО «Вычислительная механика» (Универсальный механизм), ООО «Тор» (ELCUT), ООО «Кванторформ» (QForm),  а также ведутся работы по интеграции с APM WinMachine ООО НТЦ «АПМ».

Особо можно сказать о специализированной программной системе «Урания», которая в качестве ядра использует функциональные возможности Цифровой платформы CML-Bench^®. На базе CML-Bench^® сотрудники ИБРАЭ РАН создали программные модули для разработок в атомной энергетике, которые успешно прошли апробацию в АО «НИКИЭТ», АО «Прорыв» и АО «ОКБМ Африкантов» (входят Госкорпорацию «Росатом»).

При этом Цифровая платформа CML-Bench^® позволяет осуществлять бесшовную миграцию данных из ведущих мировых систем инженерного анализа и применять уже имеющиеся наработки вне зависимости от использованного ранее зарубежного ПО.

В заключительной части встречи участники рабочего совещания определили дальнейшие шаги по расширению сотрудничества в части внедрения пакета программ «Логос» в проектную и образовательную деятельность Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» и обсудили участие в партнерских инициативах.

После рабочего совещания гости ознакомились с новейшими экспертно-аналитическими исследованиями рынка передовых цифровых и производственных технологий, осуществленными Инфраструктурным центром «Технет» СПбПУ в 2024 году, и получили их подарочные экземпляры, а также монографию «Цифровые двойники в высокотехнологичной промышленности» с инскриптом проректора по цифровой трансформации СПбПУ, руководителя Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Алексея Боровкова.