Алексей Боровков принял участие во Всероссийской научной конференции «Цифровая индустрия: состояние и перспективы развития 2023»

В Челябинске на площадке Южно-Уральского государственного университета 21–23 ноября прошла всероссийская научная конференция с международным участием «Цифровая индустрия: состояние и перспективы развития – 2023» (ЦИСП’2023).

Конференция ЦИСП’2023, которая стала уже традиционной, была организована под председательством президента ЮУрГУ, доктора технических наук, профессора Александра Шестакова.
Задачи конференции – объединить новейшие знания о цифровых технологиях в промышленности. Эти технологии основаны на применении искусственного интеллекта, роботизации, анализа больших данных, создании цифровых двойников, разработке современных измерительных приборов, в том числе готовых работать в экстремальных условиях.

• «Чтобы оставаться конкурентоспособными, исследователям, практикам и представителям бизнеса важно быстро внедрять передовые технологии «умной индустрии» и реагировать на изменения в требованиях людей и рынков,
  — убежден Александр Шестаков.
• ЦИСП’2023 этому способствует. Мы предоставляем площадку для демонстрации результатов, а также для изучения инновационных методов и инструментов Smart Industry».

Программа форума предусматривала обмен опытом, обсуждение и презентации научных работ, обобщение результатов разработок инновационных моделей, методов и технологий для цифровой индустрии в университетах, научных и производственных ассоциациях Российской Федерации и зарубежья, а также внедрение разработок в крупных транснациональных и отечественных промышленных компаниях.

Конференция открылась приветствиями ректора ЮУрГУ Александра Вагнера, первого заместителя губернатора Челябинской области Ирины Гехт и заместителя министра образования и науки Челябинской области Виталия Литке.

В первый день работы ЦИСП’2023 спикеры пленарного заседания рассказали о цифровых и робототехнических решениях интеллектуализации промышленного производства, проблемах диагностики оборудования на основе анализа шумов с помощью искусственного интеллекта и об инновационных принципах построения измерительных систем.

В пленарном заседании второго дня конференции в режиме видеоконференцсвязи принял участие проректор по цифровой трансформации Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ), руководитель Передовой инженерной школы «Цифровой инжиниринг» СПбПУ, Научного центра мирового уровня (НЦМУ) СПбПУ «Передовые цифровые технологии», Центра компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ) СПбПУ «Новые производственные технологии», Инжинирингового центра (CompMechLab^®) СПбПУ Алексей Боровков.
Он выступил с докладом на тему

• «Цифровые двойники и цифровая сертификация изделий высокотехнологичной промышленности».

В начале своего доклада Алексей Иванович обратил внимание, что 7 ноября Председателем Правительства Российской Федерации Михаилом Мишустиным было подписано Распоряжение Правительства о цифровой трансформации обрабатывающих отраслей промышленности.

В Распоряжении на первой странице представлено определение «цифровой сертификации», которое предложили и используют в своей деятельности 10 лет, с 2014 года, специалисты Инжинирингового центра CompMechLab^® СПбПУ, Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии», Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» и Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг»:

• «Цифровая сертификация» – специализированный бизнес-процесс, основанный на сотнях / тысячах / десятках тысяч цифровых (виртуальных) испытаний как отдельных компонентов, так и системы в целом на цифровых (виртуальных) испытательных стендах и полигонах, целью которого является прохождение с первого раза всего комплекса натурных, сертификационных и прочих испытаний.
• «Этот бизнес-процесс полностью основан на технологии разработки цифровых двойников путем балансировки множества требований и целевых показателей, предъявляемых к создаваемому изделию, конечно, с учётом ресурсных ограничений. Это можно сделать лишь на основе системы математических и компьютерных моделей, обладающих высоким уровнем адекватности реальным материалам, физико-механическим и технологическим процессам, промышленным изделиям (машинам, конструкциям, агрегатам, установкам и др.). Эти модели должны пройти процедуры верификации и валидации. После этого, выполняются многочисленные цифровые (виртуальные) испытания, в некоторых случаях разрабатываются и применяются цифровые (виртуальные) испытательные стенды и полигоны.
• Это направление деятельности – "цифровая сертификация" – чрезвычайно актуально в настоящее время. Безусловно, значительный интерес к этой работе сформировался благодаря большим временным, интеллектуальным и финансовым затратам на повторные и многократные сертификационные испытания высокотехнологичной продукции, если испытания не пройдены с первого раза.
• Безусловно, значительный интерес к "цифровой сертификации" возник и благодаря старту 01.01.2024 национального проекта по развитию беспилотных авиационных систем (БАС), и, фактически, созданю и развитию новой отрасли "с нуля", когда нужно будет разрабатывать, производить, сертифицировать и эксплуатировать десятки тысяч БпЛА разных типов (самолетного типа, вертолетного типа, мультироторного типа, гибридных типов) с разными типами двигателей (малоразмерных турбовинтовых и турбореактивных», двигателей внутреннего сгорания, электродвигателей).

– заметил Алексей Боровков.

Далее он рассказал о структуре экосистемы технологического развития СПбПУ. СПбПУ является лидером в России в области развития и применения передовых цифровых и производственных технологий. Экосистема СПбПУ обеспечила получение многочисленных результатов в разных высокотехнологичных отраслях промышленности России, направленных в целом на обеспечение технологического суверенитета страны и глобальной конкурентоспособности экономики. Это удалось благодаря фокусировке интеллектуальных и финансовых ресурсов для развития актуального направления – передовые цифровые и производственные технологии, цифровой инжиниринг, разработка цифровых двойников и цифровая сертификация высокотехнологичных промышленных изделий.

Одновременно получены значительные успехи в кросс-отраслевом трансфере научно-технологических достижений в процессе реализации многочисленных проектов для различных отраслей высокотехнологичной промышленности на основе генерации и применения новых мультидисциплинарных знаний, формирования компетенций мирового уровня и многолетнего успешного опыта решения фронтирных инженерных задач по заказам высокотехнологичной промышленности, 

В экосистему технологического развития СПбПУ входят 5 федеральных структур, краткие характеристики деятельности которых представлены на слайде:

Далее Алексей Иванович рассказал про уникальную разработку – Цифровую платформу разработки и применения цифровых двойниковCML-Bench^®. Это цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников (Digital Twins) и «умных» цифровых двойников (Smart Digital Twins) высокотехнологичных промышленных изделий / продуктов, физико-механических процессов, технологических / производственных процессов изготовления изделий; система управления деятельностью в области системного цифрового инжиниринга (системного и модельно-ориентированного инжиниринга, математического, компьютерного и суперкомпьютерного моделирования, цифрового проектирования, компьютерного и суперкомпьютерного инжиниринга) в проектах для высокотехнологичных отраслей промышленности: двигателестроение, атомное, нефтегазовое и специальное машиностроение, аэрокосмическая отрасль, вертолетостроение, судостроение и морская техника, железнодорожный транспорт, автомобилестроение и электротранспорт, наконец, медицинский инжиниринг.

• «Мы и в условиях новой реальности сформировали новые бизнес-процессы и по-прежнему успешно работаем с мировыми компаниями, только в этом году мы выполняем 10 проектов для мировых автоконцернов – это экспорт высокотехнологичных инжиниринговых услуг в самой высоконкурентной отрасли в мире – в автомобилестроении.
• Работа над новыми машинами, которые выйдут на рынок в 2024-2026 годах, максимально важна, ведь эти перспективные проекты позволяют работать на мировом технологическом фронтире благодаря нашим уникальным компетенциям и опыту, а также передовым технологиям мирового уровня, интегратором которых выступает цифровая платформа CML-Bench^®, к которой сейчас подключено 150 лицензий и версий CAx-систем мирового уровня и на которой в настоящее время размещено ~ 320 тысяч цифровых и проектных решений, полученных за последние 10 лет в результате выполнения ~ 125 НИОКР ежегодно в интересах высокотехнологичных отраслей промышленности», 
  – поделился своим мнением Алексей Иванович.

Возвращаясь к определению цифровой сертификации, спикер отметил, что все мечтают и стремятся проходить натурные, сертификационные и др. испытания с первого раза. Так как повторное прохождение всех испытаний увеличивает себестоимость разработки и время до выхода продукции на конкурентный рынок, который стремительно убегает вперед. Перед высокотехнологичными компаниями стоит сверхактуальная задача спроектировать и разработать высокотехнологичное изделие с помощью передовых цифровых и платформенных решений так, чтобы сертификационные испытания были пройдены с первого раза.

• «Лидеры мирового автопрома уже более 10 лет назад вышли на этот уровень развития. Мы специализируемся на цифровых (виртуальных) испытаниях автомобилей и их компонентов, проведении цифровых (виртуальных) краш-тестов, "цифровой сертификация" по итогам десятков типов виртуальных испытаний по нормам пассивной безопасности, принятым в различных странах. Но опять же, надо отметить, что цифровая сертификация не отменяет натурные сертификационные испытания, она обоснованно и значительно снижает объем дорогостоящих и длительных испытаний, обеспечивая их прохождение с первого раза»,
  – пояснил спикер.

• «Например, для того, чтобы сертифицировать капот автомобиля в случае наезда на пешехода раньше нужно было манекеном головы в натурных экспериментах ударить в 300-500 точек. Далее шла обработка по специальному HIC-критерию, если прошли по всем этим точкам – капот сертифицируется. Многочисленные натурные эксперименты, фактически, сформировали валидационный базис, который использовался для разработки математических и компьютерных моделей с высоким уровнем адекватности этому сложному динамическому ударному контактному взаимодействию макета головы пешехода и деформируемого капота.
• Как происходит сертификация сейчас? Как применяется "цифровая сертификация"? Разрабатываются математические и компьютерные модели высокого уровня адекватности, на основе которых выполняются цифровые (виртуальные) испытания ударом макета головы по тем же 500 точкам, они обрабатываются в соответствии с HIC-критерием и с этими результатами цифровых испытаний компания обращается в сертификационный центр. Далее, в сертификационном центре генератор случайных чисел выбирает только 10 точек из 500, для выбранных точек выполняются реальные натурные испытания, и, если результаты натурных испытаний в случайно выбранных точках совпадают с результатами цифровых (виртуальных) испытаний в этих же точках, то это является достаточным основанием для сертификация капота и он выходит на рынок. Это пример эффективного и обоснованного применения "цифровой сертификации"»,
  – рассказал Алексей Боровков.

Далее проректор по цифровой трансформации СПбПУ рассказал о Национальном стандарте ГОСТ «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения». В нем впервые в нормативном поле Российской Федерации были определены 11 терминов, приведенных разработчиками стандарта:

• Адекватность модели;
• Валидация модели изделия;
• Валидация ПО КМ;
• Верификация ПО КМ;
• Многоуровневая система требований;
• Сертификация ПО КМ;
• Цифровой (виртуальный) испытательный стенд;
• Цифровой (виртуальный) испытательный полигон;
• Цифровые (виртуальные) испытания;
• Цифровая модель изделия;
• Цифровой двойник изделия

​Профессор Алексей Боровков пояснил:

• «Вчера я выступал перед китайским сообществом экспертов в Пекине, на сессии по стандартизации. В Китае в эти дни проходили заседания Межправительственной Российско-Китайской комиссии по инвестиционному сотрудничеству, российскую делегацию возглавлял Первый Заместитель Правительства Российской Федерации Андрей Белоусов. Одновременно проходила сессия по стандартизации – "China Russia Civil Aircraft Standards Coordination Working Group Workshop on Digital Standards in Civil Aviation Sector".
• Мой 40-минутный пленарный доклад "Practice of Digital Twins and its standardization work in the aviation industry in Russia"по просьбе организаторов сессии был посвящен российскому стандарту "Цифровые двойники изделий" в связи с тем, что Китай из ~ 40 стандартов, которые представила Российская Федерация для официального взаимного признания, наш стандарт «Цифровые двойники изделий» был признан китайскими экспертами с первого раза, что является огромным успехом. Китайские эксперты подтвердили, что наш стандарт первым в мире вышел на ключевую стадию жизненного цикла продукции – стадию "Разработка", на которой закладываются, обосновываются и обеспечиваются все конкурентные технические и потребительские характеристики высокотехнологичной продукции, а потому, как отметили китайские партнеры, играет важную роль и для развития китайской высокотехнологичной промышленности.
  В моём докладе, кроме общих положений и ключевых терминов были представлены примеры и проекты, которые мы в разное время, начиная с 2006 года, реализовывали в интересах авиастроения, причем, как российского ("ОАК", "Вертолеты России", "ОДК"), так и американского (Boeing), и китайского (COMAC)»
  – акцентировал внимание докладчик.

В завершение своего доклада, Алексей Иванович ответил на вопросы участников конференции в том числе о масштабной работе по импортозамещению нового индустриального программного обеспечения, созданного российскими разработчиками.

В продолжение трехдневной конференции ЦИСП’2023 слушателям рассказали о технологическом предпринимательстве, будущем высокопроизводительных вычислительных систем, методах самодиагностики измерительных приборов с помощью искусственного интеллекта, о феномене цифровизации в различных отраслях жизнедеятельности человека: строительстве, транспорте, бизнесе, образовании. В рамках проведения секционных мероприятий состоялись обсуждения научных работ: инновационных моделей, методов и технологий для цифровой индустрии, аддитивным технологиям в промышленности. Слушатели могли задать интересующие вопросы докладчикам об эксплуатационных возможностях разработок, научной новизне и перспективах последующего внедрения в работу.

Как сообщают организаторы, мероприятие собрало несколько сотен участников – инженеров, электронщиков, конструкторов и технологов, практиков и управленцев из Челябинска, Магнитогорска, Москвы, Санкт-Петербурга, Баку.