Инфраструктурный центр
«Технет» СПбПУ

2 Марта 2023 года
Данная новость была прочитана 2214 раз

В работе круглого стола «Цифровые двойники научного оборудования: методология, технология, безопасность, экономика» в Российском технологическом университете МИРЭА принял участие Алексей Боровков

17 февраля 2023 года в «МИРЭА – Российский технологический университет» (МИРЭА – РТУ) при поддержке АНО «Платформа НТИ» и ООО «Фарма» состоялся круглый стол

  • «Цифровые двойники научного оборудования: методология, технология, безопасность, экономика».

Основная цель мероприятия – объединить на одной площадке заказчиков и разработчиков цифровых двойников научных установок с целью обеспечения устойчивого развития научных исследований в Российской Федерации.

В рамках мероприятия выступили сотрудники ведущих российских высших учебных заведений, научных организаций и промышленных предприятий, работающих над развитием и реализацией концепции Индустрии 4.0.

Участники мероприятия
  • Александр Викторович Рагуткин, проректор РТУ МИРЭА;
  • Алексей Иванович Боровков, проректор по цифровой трансформации Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (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, лидер (соруководитель) рабочей группы «Технет» НТИ;
  • Александр Владимирович Ефимов, проректор по научной работе СибГУТИ;
  • Александра Евгеньевна Высоцкая, директор ООО «Фарма»;
  • Василий Юрьевич Красюк, директор ООО «ЮКИТЕХ ЛАБ»;
  • Шамиль Гасангусейнович Магомедов, заведующий кафедрой «Интеллектуальные системы информационной безопасности» РТУ МИРЭА;
  • Павел Русланович Кожеватов, директор Учебно-методического центра интерактивных технологий РТУ МИРЭА;
  • Алексей Алексеевич Золотарев, директор центра коллективного проектирования РТУ МИРЭА;
  • Андрей Сергеевич Зуев, директор Института информационных технологий РТУ МИРЭА;
  • Александр Александрович Савин, руководитель отдела перспективных разработок ООО «Тесарт»;
  • Ольга Викторовна Григоренко, руководитель Дискуссионного клуба, доцент, кандидат экономических наук РТУ МИРЭА;
  • Дмитрий Христофорович Михайлиди, научный сотрудник ФГАУ НИИ ЦЭПП;
  • Михаил Игоревич Сидоров, доктор технических наук;
  • Михаил Игоревич Ставровский, доктор технических наук;
  • Кирилл Дмитриевич Скобелев, аспирант РТУ МИРЭА;
  • Светлана Игоревна Кулешова, аспирант РТУ МИРЭА.

Открывая мероприятие, проректор РТУ МИРЭА Александр Рагуткин отметил, что мероприятие по направлению «Цифровые двойники научного оборудования» уже проводилось в октябре 2022 года: дискуссия была посвящена подготовке соглашения о концепции развития направления цифровых двойников научных приборов и оборудования.

  • «Мероприятие, которое проводится в МИРЭА во второй раз, имеет особую актуальность, поскольку мы понимаем, что цифровизация уже затронула все отрасли промышленности, а наши базовые предприятия-партнеры активно обращаются к нам для разработки цифровых двойников и оборудования, и изделий, и испытательной базы. Это то направление, которое мы обязаны развивать, чтобы наша страна соответствовала передовым направлениям науки и техники»,
    – рассказал Александр Викторович.

В своем выступлении проректор РТУ МИРЭА обратил внимание участников круглого стола и подчеркнул важность основного доклада круглого стола, который сделает проректор по цифровой трансформации Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (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, лидер (соруководитель) рабочей группы «Технет» НТИ Алексей Иванович Боровков, который является идеологом создания, развития и применения технологии цифровых двойников в России.

В приветственной речи Алексей Боровков представил особенности применения технологии цифровых двойников на основных стадиях жизненного цикла (разработка, производство и эксплуатация) изделия, а также отметил важность системного и последовательного внедрения цифровых двойников в производство:

  • «Есть точка зрения, что цифровой двойник стоит создавать тогда, когда изделие создано, когда оно эксплуатируется. На самом деле это принципиальное глубокое заблуждение, не оставляющее шансов на технологическое лидерство.
  • Принципиально важно понимать, что цифровой двойник изделия создается и наполняется содержанием от момента возникновения идеи создания продукта, стадии концептуального проектирования и материализуется на этапе производства, именно так – "цифровой двойник материализуется в изделие".
  • Основные результаты разработки и применения цифровых двойников высокотехнологичных изделий, к которым, безусловно, относятся научные установки, – снижение себестоимости разработки и вывода продукции на рынок, обеспечивая прохождение необходимых испытаний испытательного образца с первого раза, что принципиально важно при использовании цифровых двойников в дорогостоящих длительных экспериментальных исследований».

В обращении к участникам круглого стола директор компании ООО «Фарма» Александра Высоцкая обратила внимание на то, как цифровые двойники могут решать экономические проблемы.

  • «Развитие цифровых двойников поможет сократить проблемы дефицита бюджета при покупке научно-исследовательского оборудования, ведь если будут созданы такие цифровые двойники, то школьному классу или лаборатории в университете не понадобится покупать 20 осциллографов. Будет вполне достаточно цифровых аналогов для проработки той или иной темы».

Переходя к обсуждению, Алексей Боровков выступил с докладом на тему

  • «Технология разработки цифровых двойников научного оборудования».

Спикер начал свое сообщение с информации о структуре экосистемы технологического развития СПбПУ, а также представления Цифровой платформы разработки и применения цифровых двойников CML-Bench™.

Так, Алексей Иванович отметил, что Цифровая платформа CML-Bench содержит около 300 тысяч цифровых и проектных решений, важно – обоснованных и валидированных решений для десятков отраслей высокотехнологичной промышленности.

В продолжение Алексей Боровков подчеркнул, что фундаментальной основой цифрового двойника сложного технического объекта является матрица требований, целевых показателей и ресурсных ограничений, которая формируется в ходе системного анализа как структуры изделия, так и его стадий жизненного цикла.

  • «Если такой сбалансированной на этапе разработки матрицы нет, то это, безусловно, означает, что и цифрового двойника нет. Полученный результат можно назвать цифровой моделью того или иного компонента сложного изделия, обладающей той или иной степенью адекватности реальному изделию и реальным процессам эксплуатации»,
    – рассказал спикер.

В качестве примера создания цифрового двойника Алексей Боровков представил проект по разработке экспериментальной технологии создания цифрового двойника морского газотурбинного двигателя и редуктора в составе агрегата – флагманский проект государственного значения:

  • «Цифровая модель морского газотурбинного двигателя, которая лежит в основе цифрового двойника, представляет собой систему из 400 взаимосвязанных математических и компьютерных моделей разного уровня: от Excel-таблиц до нестационарных вихреразрешающих моделей турбулентности в гидрогазодинамике, которые требуют для решения задач более миллиарда вычислительных ячеек, соответственно, описываются несколькими миллиардами уравнений. Это значит, что для получения корректных и адекватных численных решений в ходе системы цифровых (виртуальных) испытаний, мы решаем несколько миллиардов нелинейных уравнений».

Продолжая доклад о цифровой трансформации промышленности, спикер выделил лидирующие отрасли, динамично применяющие технологию цифровых двойников, среди которых

  • атомное машиностроение – дивизионы госкорпорации «Росатом», в первую очередь, топливный дивизион "ТВЭЛ", машиностроительный дивизион "АтомЭнергоМаш" и научный дивизион "Наука и инновации";
  • двигателестроение – в первую очередь, предприятия Объединённой двигателестроительной корпорацией (АО «ОДК» входит в госкорпорацию «Ростех»). Так, Алексей Иванович отметил, что практически все основные двигатели страны делаются по технологии цифровых двойников:
  • «Впервые в отрасли газотурбинного двигателестроения инженерами Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» по заказу АО «ОДК-Климов» были выполнены  3 комплексных НИОКР и, в итоге, разработан цифровой двойник авиационного газотурбинного двигателя.
  • В январе 2023 года турбовинтовой двигатель ТВ7-117СТ-01 получил сертификат типа Федерального агентства воздушного транспорта Российской Федерации.
    То есть технология цифровых двойников
    это технология государственного значения, эффективно решающая серьезные задачи достижения технологического суверенитета и национальной безопасности нашей страны».

Алексей Боровков также поделился с коллегами примерами выполненных проектов по разработке цифровых двойников испытательных стендов и научных установок на 1 января 2023 года по заказу государственной корпорации «Росатом», в числе которых:

  • Создание цифрового двойника стенда «Урал» со свинцовым теплоносителем для реакторных испытаний материалов;

  • Создание цифрового двойника мишенного устройства для облучения образцов при испытаниях перспективных реакторных материалов на ускорителе ионов «Тандетрон»;
  • Создание цифрового двойника облучательного устройства для испытаний кандидатных материалов в исследовательском реакторе на быстрых нейтронах.

В завершении своего доклада Алексей Иванович рассказал участникам круглого стола об уникальном бесплатном онлайн-курсе «Цифровые двойники изделий», который позволит сформировать углубленное представление о разработке цифровых двойников изделий в высокотехнологичной промышленности.

Напомним, курс «Цифровые двойники изделий» подготовлен на основе, в дополнение и в развитие к национальному стандарту Российской Федерации ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения», действующему с 1 января 2022 года и разработанному в 2020–2021 гг. специалистами Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого совместно с Российским федеральным ядерным центром – Всероссийским научно-исследовательским институтом экспериментальной физики» (ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»), в рамках деятельности технического комитета 700 «Математическое моделирование и высокопроизводительные вычислительные технологии» (ТК 700).

Кроме того, спикер пригласил участников круглого стола принять участие в юбилейном пятом международном форуме «Передовые цифровые и производственные технологии», который состоится 12 и 13 октября 2023 года в СПбПУ.

Традиционно Форум станет площадкой для продолжения системной экспертной дискуссии на актуальные темы цифровой трансформации промышленности, применения передовых цифровых и производственных технологий, проведения наукоемких НИОКР в интересах высокотехнологичных предприятий, формирования межотраслевых и кросс-рыночных консорциумов, а также новых эффективных бизнес-моделей в условиях радикально меняющихся экономических и геополитических реалий.

Мероприятие продолжил директор ООО «ЮКИТЕХ ЛАБ» Василий Красюк. Спикер представил доклад на тему «Практическое применение решений на основе искусственного интеллекта», в ходе которого обратил внимание на то, что цифровой двойник позволяет значительно сократить срок итерационного процесса обучения искусственного интеллекта, а значит и снизить сроки и стоимость ввода в эксплуатацию новых методов предикативной аналитики.
В продолжение темы о создании цифровых двойников радиоэлектронного оборудования на основе Х-параметров рассказал руководитель отдела перспективных разработок ООО «ТЕСАРТ» Александр Савин.

Цифровые двойники решают большие и сложные экономические задачи. О каких именно задачах идет речь рассказала доцент кафедры экономики РТУ Ольга Григоренко.

  • «Капитал становится дороже, поэтому снижение финансовых рисков, повышение конкурентоспособности, рентабельности – очень важно»,
    подчеркнула спикер.

Участники также обсудили физическую интерпретацию информации, полученную статистическими методами в форме различных распределений, особенности разработки, совершенствования и оптимизации интерфейсов и систем искусственного интеллекта, процесс интеграции средств защиты от угроз информационной безопасности, возможности интероперабельности цифровых двойников и управления виртуальными активами, а также разработку цифровых копий и двойников научного, лабораторного, производственного и специального оборудования для сред виртуальной реальности.

Подводя итоги встречи, проректор РТУ МИРЭА Александр Рагуткин отметил высокую продуктивность дискуссии, а также высказал предложение о проведении серии круглых столов по патентным вопросам в области цифровых двойников, экономики и информационной безопасности в ближайшее время.