Ассоциация «Технет»
Инфраструктурный центр «Технет»

ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения»

16 сентября 2021 года приказом № 979-ст руководителя Росстандарта  А.П. Шалаева был утвержден национальный стандарт Российской Федерации - ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения».

Как отмечает Росстандарт, ГОСТ Р 57700.37–2021 является полностью отечественной разработкой. Впервые в мире вводится нормативный документ, сфокусированный на создании изделий с помощью технологии цифровых двойников, а не оцифровке производственной инфраструктуры и логистики, и устанавливается соответствующее единое определение «цифрового двойника изделия».

Также в документе впервые введено определение «цифровая модель изделия», стандартизованы следующие понятия: «цифровые (виртуальные) испытания», «цифровой (виртуальный) испытательный стенд» и «цифровой (виртуальный) испытательный полигон».

На пленарном заседании Десятого форума по цифровизации оборонно-промышленного комплекса России «ИТОПК-2021» руководитель Росстандарта Антон Шалаев заявил:

«В день рождения ведомства должен с вами поделиться чем-то принципиально новым. Вчера Приказом Росстандарта утвержден новый национальный стандарт в серии «Численное моделирование».

Коллеги, в Российской Федерации первым в мире появился национальный стандарт на цифровые двойники изделия. Впервые в мировой практике ГОСТом установлены единые определения цифровой модели изделия, цифрового двойника изделия, виртуальных (цифровых) испытаний, виртуальных (цифровых) испытательных стендов, виртуальных (цифровых) испытательных полигонов.

Я ещё раз благодарю многочисленную рабочую группу, которая участвовала в разработке, и, в первую очередь, руководителей – РФЯЦ-ВНИИЭФ и СПбПУ Петра Великого».

Стандарт разработан специалистами Центра НТИ «Новые производственные технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) совместно со специалистами ФГУП «Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики» (ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ») в соответствии с «Программой национальной стандартизации на 2020» год и «Программой национальной стандартизации на 2021 год».

Работа выполнялась в рамках деятельности технического комитета 700 «Математическое моделирование и высокопроизводительные вычислительные технологии» (ТК 700), председателем которого является заместитель Министра промышленности и торговли Российской Федерации Олег Рязанцев.

Заместитель Министра промышленности и торговли Российской Федерации Олег Рязанцев на прошедшем 12 августа 2021 года заседании технического комитета № 700 «Математическое моделирование и высокопроизводительные вычисления» отметил:

«В российской нормативно-правовой системе впервые разработан Стандарт, устанавливающий определение, общие положения и требования по созданию и применению цифровых двойников изделий.

Это передовая технология способная внести наиболее весомый вклад в разработку конкурентоспособных изделий промышленности в кратчайшие сроки. <…>

Добавлю также, что разработанный Стандарт является частью системной работы Минпромторга России по созданию и внедрению цифровых двойников в организациях ОПК, которая активно ведётся совместными усилиями Центра НТИ СПбПУ и ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ».

Для разработки нацинального стандарта на заседании ТК 700 21 июля 2020 года была создана рабочая группа «Цифровые двойники», которую возглавил проректор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии», Центра компетенций НТИ «Новые производственные технологии» и Инжинирингового центра CompMechLab® СПбПУ Алексей Боровков.

Активное участие в деятельности рабочей группы приняли полномочные представители 25 высокотехнологичных предприятий и отраслевых институтов России, таких как: ФГУП «Крыловский государственный научный центр», ФГУП «ВНИИ «Центр», Концерн ВКО «Алмаз-Антей», Корпорация «Тактическое ракетное вооружение», ФГУП «ЦАГИ», Госкорпорация Роскосмос, Госкорпорация Росатом и другие.

«Важно отметить, что настоящий стандарт не является переводом зарубежного стандарта. В основу документа лег многолетний опыт СПбПУ и ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» в области цифрового проектирования и моделирования, и практика организаций – участников обсуждений стандарта, а также ряд уже существующих нормативно-технических документов, использующихся при разработке изделий промышленности» - прокомментировал Рашит Шагалиев, заместитель председателя ТК 700, заместитель директора и заместитель научного руководителя «РФЯЦ-ВНИИЭФ», руководитель приоритетного технологического направления «Технологии высокопроизводительных вычислений, включая суперкомпьютерные технологии».

 

«Хочу подчеркнуть коллективный характер работы над Стандартом и поблагодарить всех участников его создания: с конца 2020 года, когда была представлена первая редакция Стандарта, проект прошел стадию публичного обсуждения, с марта по август 2021 года прошло 37 рабочих и согласительных совещаний, получено около 500 замечаний и предложений, что представляет собой своеобразный рекорд, свидетельствующей об огромном интересе и востребованности технологии разработки цифровых двойников – благодаря этому национальный стандарт действительно стал отражением согласованной позиции ведущих центральных научных институтов и высокотехнологических промышленных корпораций и компаний» - отметил Алексей Боровков, руководитель рабочей группы ТК 700 по разработке национального стандарта.

Согласно ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения» ЦИФРОВОЙ ДВОЙНИК ИЗДЕЛИЯ определяется так

  • «цифровой двойник изделия; ЦД: Система, состоящая из цифровой модели изделия и двусторонних информационных связей с изделием (при наличии изделия) и (или) его составными частями.

Примечания

  1. Цифровой двойник разрабатывается и применяется на всех стадиях жизненного цикла изделия.
  2. При создании и применении цифрового двойника изделия участникам процессов жизненного цикла (по ГОСТ Р 56135) рекомендуется применять программно-технологическую платформу цифровых двойников».

Как следует из определения, в основе цифрового двойника изделия лежит цифровая модель изделия - 

  • «Система математических и компьютерных моделей, а также электронных документов изделия, описывающая структуру, функциональность и поведение вновь разрабатываемого или эксплуатируемого изделия на различных стадиях жизненного цикла, для которой на основании результатов цифровых и (или) иных испытаний по ГОСТ 16504 выполнена оценка соответствия предъявляемым к изделию требованиям».

Цифровой двойник разрабатывается и применяется на всех стадиях жизненного цикла изделия, изменяясь в сторону повышения своего уровня адекватности на каждой стадии.

«Цифровой двойник – это передовая технология, созданная на пересечении материального и цифрового миров, которая становится драйвером устойчивого экономического развития высокотехнологичных компаний в рамках четвертой промышленной революции.
Активное применение этой наукоёмкой мультидисциплинарной технологии наблюдается во всех отраслях, именно эта технология выступает технологией-интегратором других передовых технологий и технологией-драйвером устойчивого развития.
Учитывая это, крайне важна своевременная разработка и принятие нормативно-технических документов, регулирующих терминологию, общие положения и применение передовых технологий для создания высокотехнологичных промышленных изделий».

Проректор по цифровой трансформации СПбПУ
Алексей Боровков
 

 

Настоящий национальный стандарт Российской Федерации
- ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения» - 
определяет общие положения разработки и применения цифровых двойников изделий.

Текущий уровень развития науки и техники позволяет создавать математические и компьютерные модели, описывающие с высокой степенью адекватности поведение изделий промышленности на всех стадиях жизненного цикла.

Разрабатываемые математические и компьютерные модели могут отражать различные характеристики и свойства изделий. Объединяя различные математические и компьютерные модели в единую систему, можно получить новую сущность — цифровой двойник — которая позволяет всесторонне описать изделие и системно подойти к разработке, производству и эксплуатации изделий. Применение цифровых двойников изделий в промышленности является развитием парадигмы компьютерного моделирования и цифрового инжиниринга изделий. Для целей настоящего стандарта классификацию компьютерных моделей рекомендуется выполнять по ГОСТ Р 57700.22.

Настоящий стандарт определяет общие положения создания цифровых двойников как для вновь разрабатываемых изделий (еще не созданных), так и для ранее спроектированных или уже эксплуатируемых изделий.

Положения настоящего стандарта предназначены, в первую очередь, для применения предприятиями и организациями в целях обеспечения конкурентоспособности производимых изделий и повышения скорости их вывода на рынок.

Достижение этих целей возможно за счет сокращения количества циклов разработки, производства и испытаний опытных образцов изделия, а также сокращения количества изменений, вносимых в конструкцию при производстве и испытаниях опытных образцов изделий. 

При таком подходе к созданию изделия основная доля его изменений происходит на стадии разработки. В рамках данной стадии применение цифровых двойников позволяет обосновывать принятые решения за счет быстрой проверки изменений, вносимых в конструкцию изделия и его составных частей, в ходе цифровых (виртуальных) испытаний, и анализировать влияние изменений показателей одних составных частей на другие. Кроме того, с помощью цифрового двойника возможно определить критические зоны и оптимальное количество датчиков, которое необходимо разместить на изделии для сбора данных для дальнейшего использования с целью обеспечения технической эксплуатации и модернизации изделия.

Цифровой двойник разрабатывается и применяется на всех стадиях жизненного цикла изделия, изменяясь на каждой стадии. Наполнение и функциональность цифрового двойника зависит от стадии жизненного цикла изделия.

В настоящем стандарте жизненный цикл изделия рассматривается в соответствии с ГОСТ Р 56136. Действие стандарта ограничивается стадиями разработки, производства и эксплуатации изделия.

Внедрение технологии цифровых двойников на стадии разработки изделия позволит улучшить качество проектирования изделия, обеспечить выполнение технических и тактико-технических требований, сократить количество и повысить результативность проводимых испытаний опытного образца и проработку конструкторской документации изделия на технологичность.

Внедрение технологии цифровых двойников на стадии производства серийных изделий позволит откорректировать и (или) разработать технологическую документацию изделия в зависимости от конкретных производственных условий.

Внедрение технологии цифровых двойников на стадии эксплуатации изделия позволит:

– при применении (использовании) изделия по назначению – автоматизировать и выполнять обоснованное планирование применения изделия в зависимости от его функциональных свойств и технического состояния;

– при выполнении мероприятий технической эксплуатации – принимать обоснованные решения о техническом обслуживании и ремонте изделия.

Новизну Стандарта подчеркивает тот факт, что из 27 приведенных в документе определений 11 вводятся впервые: «адекватность модели», «валидация модели изделия», «валидация программного обеспечения компьютерного моделирования», «верификация программного обеспечения компьютерного моделирования», «многоуровневая система требований», «сертификация программного обеспечения компьютерного моделирования», «цифровая модель изделия», «цифровой двойник изделия», «цифровые (виртуальные) испытания», «цифровой (виртуальный) испытательный стенд» и «цифровой (виртуальный) испытательный полигон». 

ГОСТ Р 57700.37–2021 является первым в серии национальных и отраслевых стандартов по цифровым двойникам, планируемых к разработке в ближайшее время.

12 августа 2021 года в ходе заседания ТК 700, на котором была одобрена окончательная редакция стандарта, Председатель ТК 700 Олег Рязанцев предложил организовать в его развитие работы по разработке серии национальных и государственных стандартов (в рамках «Программы национальной стандартизации на 2022 год»), которые определят порядок разработки цифровых двойников, типовые требования к структуре и порядку их сопровождения при эксплуатации изделия, порядок учета и хранения.

Стандарт начнет действовать с 1 января 2022 года и распространится на изделия машиностроения, однако, при необходимости, на его основе в дальнейшем могут разрабатываться стандарты, устанавливающие требования к цифровым двойникам изделий различных отраслей промышленности с учетом их специфики.

Примерами того, как применение новых производственных технологий (цифровых двойников, виртуальных испытательных стендов и полигонов) позволяет значительно ускорить разработку и снизить её себестоимость, а также достичь принципиально новых потребительских качеств изделия, могут служить:

Интересно, что данные технологии применяются не только в машиностроении, но и, например, для изучения поведения внутренних органов торса человека при внешнем механическом воздействии. Напомним, что с начала деятельности Центра НТИ СПбПУ в 2018 году специалистами Центра было выполнено более 250 НИОТКР проектов с применением технологии цифровых двойников.


Справка

Уникальная серия национальных стандартов ГОСТ Р 57700, первые стандарты которой появились в 2017 году, объединяет уже более 25 документов по стандартизации и формирует систему нормативных технических требований для применения компьютерных моделей и виртуальных испытаний в процессе создания и обеспечения эксплуатации высокотехнологичных промышленных изделий, в том числе военной техники.


История создания ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения»

Центр НТИ СПбПУ выступил организатором круглого стола «Общественное обсуждение проекта первой редакции национального стандарта ГОСТ Р «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники. Общие положения»

2 декабря 2020 года в рамках деловой программы II Международного Форума «Новые производственные технологии» состоялся круглый стол «Общественное обсуждение проекта первой редакции национального стандарта ГОСТ Р «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники. Общие положения».

Подробнее >>

Специалисты Центра НТИ СПбПУ совместно с РФЯЦ-ВНИИЭФ представили проект первой редакции национального стандарта ГОСТ Р «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники. Общие положения»

Специалисты Центра НТИ «Новые производственные технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) под руководством проф. Алексея Боровкова, проректора по перспективным проектам СПбПУ, руководителя Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии», Центра НТИ «Новые производственные технологии» СПбПУ и Инжинирингового центра CompMechLab® СПбПУ совместно со специалистами ФГУП «Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики» (ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ») под руководством заместителя директора и заместителя научного руководителя «РФЯЦ-ВНИИЭФ», руководителя приоритетного технологического направления «Технологии высокопроизводительных вычислений, включая суперкомпьютерные технологии» Рашита Шагалиева в соответствии с Программой национальной стандартизации на 2020 год разработали и представили на публичное обсуждение первую редакцию проекта национального стандарта ГОСТ Р «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники. Общие положения» (далее – проект стандарта).

Подробнее >>

В рамках форума ИТОПК-2021 было объявлено об утверждении первого в мире стандарта в области цифровых двойников изделий

15–17 сентября 2021 года в Москве состоялся Десятый Форум по цифровизации оборонно-промышленного комплекса (ОПК) России ИТОПК-2021, ключевой целью которого стала выработка системного подхода к процессу цифровой трансформации предприятий ОПК. Юбилейное мероприятие проводилось при поддержке коллегии Военно-промышленной комиссии Российской Федерации, Минпромторга России, Минцифры России, ФСБ России, ФСТЭК России, Росстандарта, ГК «Росатом» и ГК «Роскосмос». Организатор мероприятия – Издательский дом «Коннект».

<...>Руководитель Росстандарта Антон Шалаев представил основные векторы модернизации и планы развития нормативно-технической базы обеспечения цифровой трансформации в ОПК. Кроме того, Антон Павлович рассказал о ключевом событии – в России утвержден первый в мире стандарт в области цифровых двойников изделий«В день рождения ведомства должен с вами поделиться чем-то принципиально новым. Вчера Приказом Росстандарта утвержден новый национальный стандарт в серии «Численное моделирование» - ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения». Коллеги, в Российской Федерации первым в мире появился национальный стандарт на цифровые двойники изделия. Впервые в мировой практике ГОСТом установлены единые определения цифровой модели изделия, цифрового двойника изделия, виртуальных (цифровых) испытаний, виртуальных (цифровых) испытательных стендов, виртуальных (цифровых) испытательных полигонов. Я ещё раз благодарю многочисленную рабочую группу, которая участвовала в разработке, и, в первую очередь, руководителей – РФЯЦ-ВНИИЭФ и СПбПУ Петра Великого», – подытожил спикер.

Подробнее >>

 

СМИ об утверждении ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения»

Российская газета

"В России утвержден первый в мире стандарт в области цифровых двойников изделий"

(15 сентября 2021)

"Новый стандарт разработан рабочей группой под руководством Центра НТИ "Новые производственные технологии" Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) и ФГУП "Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики» (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") в рамках деятельности технического комитета №700 "Математическое моделирование и высокопроизводительные вычислительные технологии" (ТК 700) и вводится в действие с 1 января 2022 года."

Читать статью полностью на сайте rst.gov.ru, также можно прочитать на сайтах: