Николай Ефимов-Сойни выступил на конференции «АтомРеверс 2024» с докладами о технологии цифровых двойников и проведении цифровых испытаний

17-18 апреля 2024 года в Москве проходила конференция «АтомРеверс 2024», посвященная обсуждению вопросов импортозамещения высокотехнологичных изделий на отечественной компонентной базе. Руководители предприятий Госкорпорации «Росатом» и высокотехнологичных производственных компаний России, эксперты и представители государственных организаций обсудили тренды в области цифрового инжиниринга, обменялись опытом практического применения цифровых моделей и цифровых решений, позволяющих эффективно поддерживать и наращивать технологические мощности предприятий.

Одним из ключевых спикеров конференции выступил начальник отдела энергетического машиностроения Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Николай Ефимов-Сойни.

Основные спикеры конференции

• Юрий Козеренко, директор департамента цифровых продуктов АО «ТВЭЛ»
• Павел Солоухин, начальник управления продвижения и продаж АО «ТВЭЛ»
• Виктор Дураничев, заместитель генерального директора по цифровому инжинирингу ООО «Центротех-инжиниринг»
• Андрей Федоровский, директор по цифровизации проектного направления «Прорыв» Госкорпорации «Росатом»
• Никита Зыбин, главный эксперт ООО «Русатом – Аддитивные Технологии»
• Николай Ефимов-Сойни, начальник отдела энергетического машиностроения Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг»
• Амир Хуснутдинов, технический директор ООО «Атоминтелмаш»
• Дмитрий Фомичев, руководитель программ, директор по математическому моделированию Госкорпорации «Росатом»
• Денис Болушевский, управляющий директор АНО «Агентство по технологическому развитию»
• Дмитрий Панов, главный конструктор ООО «КТС» (Космические Транспортные Системы)
• Михаил Ереев, начальник отдела обоснования прочности и ресурса РУ транспортного назначения ОКБМ Африкантов
• Владислав Тихоновский, первый заместитель генерального директора – директор дивизиона ИТ поддержки в эксплуатации промышленных комплексов ГК «НЕОЛАНТ»
• Дмитрий Силютин, руководитель отдела исследований и разработок АО ЦТКАТ

Основной день работы – 18 апреля – был ориентирован на представителей промышленных предприятий. Он открылся с приветствия директора департамента цифровых продуктов АО «ТВЭЛ» Юрия Козеренко. Подчеркивая актуальность темы конференции, он отметил, что перед российской промышленностью стоит цель – в кратчайшие сроки обеспечить технологический суверенитет и переход на новейшие технологии.

• «Я убежден, что у нашей страны есть огромный потенциал и все возможности, чтобы стать лидером в абсолютном большинстве отраслей промышленности. Но чтобы этого достичь, нам сегодня надо обеспечить возрождение ранее утраченных технологий и отраслей, чтобы наша промышленность стала независимой от поставок иностранных компонентов узлов и агрегатов. Уверен, что наша конференция станет отправной точкой возникновений новых идей, стратегических партнерств и взаимовыгодного сотрудничества»,
  – сказал Юрий Козеренко.

Начальник управления продвижения и продаж АО «ТВЭЛ» Павел Солоухин представил обзор рыночных и технологических трендов в области цифрового инжиниринга. Он подчеркнул, что еще несколько лет назад зависимость от импорта в критически важных отраслях промышленности могла доходить до 70-80%. В новой экономической реальности наряду с быстрыми решениями, такими как параллельный импорт и поиск поставщиков в дружественных странах, выстраивается долгосрочная стратегия развития собственной промышленной, научной, технологической базы. Она включает поддержку проектов в области импортозамещения и в том числе с применением реверс-инжиниринга.

• «Технологии реверс-инжиниринга позволяют при наличии некоторой информации об изделии или наличии самого продукта построить представление о структуре и выяснить принципы работы изделия с целью дальнейшего повторения или улучшения характеристик. По сути в результате проектирования создается новый продукт,
  – пояснил Павел Солоухин.
• Есть классические технологии реверс-инжиниринга, однако, в связи с уменьшением количества доступных ресурсов и времени на решение сложных задач дальнейшее развитие передовых образцов техники с ожидаемой обществом скоростью невозможно без применения цифровых моделей и методов цифрового инжиниринга».

Спикер подчеркнул, что цифровой инжиниринг выступает основой цифровой трансформации бизнеса, позволяет разрабатывать оптимизированные изделия с улучшенными свойствами, вести кастомизацию изделий при серийном производстве и заниматься предиктивной аналитикой на всех этапах жизненного цикла изделий. Кроме того, становится возможным проведение «цифровой сертификации» изделий.

• «Полностью избежать натурных экспериментов, очевидно, не представляется возможным в ближайшие годы, особенно когда мы говорим про сложные высокотехнологичные изделия, например, турбины или авиационные двигатели. Тем не менее, в ряде случаев возможно использовать так называемую «цифровую сертификацию». Это процесс, в рамках которого разработка изделия изначально ведется с использованием технологий системного инжиниринга, цифровых двойников и проведения виртуальных испытаний»,
  – подчеркнул Павел Викторович.

Эффективность технологии цифровых двойников отметил в своем докладе заместитель генерального директора по цифровому инжинирингу ООО «Центротех-инжиниринг» Виктор Дураничев. Он подчеркнул, что за период сотрудничества компании с Центром НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» и Передовой инженерной школой (ПИШ) СПбПУ «Цифровой инжиниринг» был выполнен ряд совместных прорывных проектов, результаты которых выступили драйвером в развитии цифрового инжиниринга как одного из направлений деятельности АО «ТВЭЛ». Впоследствии был создан цифровой продукт «АтомРеверс» как быстрый и эффективный путь к технологической независимости, наращиванию и освоению новых производственных мощностей. Спикер подробно познакомил аудиторию с особенностями технологии «АтомРеверс» на всех ее этапах.

• «По мере развития технологии цифровых двойников высокотехнологичных промышленных изделий и узлов мы столкнулись с проблемой нехватки высококвалифицированных инженерных кадров. Начали взаимодействовать с Передовой инженерной школой СПбПУ в образовательном направлении, открыли совместную магистратуру и в этом году ожидаем уже второй выпуск,
  – рассказал Виктор Валерьевич.
• Мы очень ценим те компетенции, которыми обладают специалисты Передовой инженерной школы СПбПУ и довольны знаниями выпускников.
• На мой взгляд, показателем высокого уровня подготовки является и тот факт, что руководитель ПИШ СПбПУ Алексей Иванович Боровков возглавлял группу разработчиков первого национального стандарта ГОСТ Р 57700.37 – 2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения». Данный стандарт уже переведен на другие языки, признан и используется в промышленности Китае. То есть, фактически, специалисты ПИШ СПбПУ выступают законодателями развития технологии цифровых двойников, специализированного бизнес-процесса "цифровая сертификация" и широкого применения цифровых испытаний в российской промышленности и за ее пределами».

С подробным докладом и конкретными примерами применения цифровых двойников в области атомного машиностроения выступил начальник отдела энергетического машиностроения Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Николай Ефимов-Сойни. Он представил подход СПбПУ к разработке цифровых двойников, в соответствии с которым основным элементом цифровых двойников является многоуровневая матрица требований, целевых показателей и ресурсных ограничений.

Разработка цифровых двойников ведется на уникальной Цифровой платформе CML-Bench^®, которая фактически представляет собой систему управления требованиями, изменениями конфигурациями, данными, знаниями, компетенциями, проектами. Спикер подчеркнул, что технология разработки цифровых двойников и Цифровая платформа CML-Bench^® выступают драйверами и интеграторами применения системы сквозных цифровых технологий класса Digital Engineering – Smart Design & Engineering.

Николай Константинович отметил, что ГОСТ Р 57700.37 – 2021 предполагает разработку цифровых двойников изделий на трех основных этапах жизненного цикла: этап разработки, производства и эксплуатации.

• «Технология цифровых двойников позволяет вносить большое количество изменений на ранних стадиях, начиная с концептуального проектирования, конструкторской проработки изделия, когда они имеют наименьшую стоимость. Иными словами, именно на этапе разработки закладываются ключевые конкурентные преимущества высокотехнологичного изделия.
• Применение технологии цифровых двойников в атомном машиностроении снижает себестоимость разработки, изготовления и эксплуатации изделий, а также позволяет уменьшить количество проводимых дорогостоящих и длительных натурных испытаний при доводке изделия до требуемых характеристик и сократить время вывода новой конкурентоспособной продукции на рынок. Это позволяет добиться заметных успехов в импортозамещении и решении глобальной задачи – достижения технологического суверенитета страны»,
  – пояснил Николай Ефимов-Сойни.

Переходя к примерам, спикер представил ряд прорывных проектов, реализованных специалистами Центра НТИ СПбПУ и ПИШ СПбПУ для атомной промышленности. В их числе – разработка цифрового двойника тепловыделяющей сборки (ТВС) ВВЭР-1000 с антидебризным фильтром и перемешивающими решетками для АО «ТВЭЛ». В рекордно короткие сроки (за 6 месяцев) была разработана и изготовлена новая конструкция антидебризного фильтра, которая оказалась в 10 раз эффективнее используемой на протяжении многих лет конструкции.

Другой проект – разработка архитектуры мультифизической цифровой модели печи остекловывания для утилизации высокоактивных радиоактивных отходов. Заказчик НИР –  ФГУП «Производственное объединение «Маяк» (входит в госкорпорацию «Росатом»). Подобный проект также был выполнен впервые в инженерной практике.

Продолжением дискуссии стала панельная дискуссия

• «Цифровой инжиниринг: от настоящего к будущему»,

где участники обсуждали различные аспекты реверсивного инжиниринга в сочетании с цифровыми технологиями. Было отмечено, что для промышленных предприятий это возможность в сжатые сроки обеспечивать потребности в компонентах и агрегатах, проводить мониторинг технического состояния оборудования и отдельных узлов, предсказывать время выхода техники из строя и своевременно планировать сервис и комплексный ремонт во избежание простоев и убытков. В глобальном смысле обратный инжиниринг является действенным инструментом для достижения технологического суверенитета атомной энергетики.

Отдельный день работы конференции был посвящен докладам представителей атомной отрасли и исследовательских организаций, которые выполняют НИОКР в данной сфере. Николай Ефимов-Сойни также вошел в число спикеров. Его доклад был посвящен цифровым (виртуальным) испытаниям как части разработок в атомном машиностроении. Цифровые испытания наряду с виртуальными испытательными стендами и виртуальными испытательными полигонами составляют ключевую триаду разработки цифровых двойников изделий. Спикер пояснил, что цифровые испытания не заменяют натурные, но через разработку цифрового двойника обеспечивают возможность пройти их с первого раза.

• «Технология цифровых двойников кроме создания цифровых двойников существующих реальных стендов позволяет создать существенно большее количество цифровых (виртуальных) испытательных стендов, чем их существует в реальности, в частности, для изучения поведения изделия под действием комбинации внешних воздействий и на разных эксплуатационных режимах, включая аварийные ситуации. В ряде случаев единственный способ проверки работоспособности конструкции в случае невозможности проведения полномасштабных натурных испытаний – это цифровые испытания на специализированных цифровых стендах и полигонах»,
  – заключил Николай Константинович.

Директор по цифровизации проектного направления «Прорыв» ГК «Росатом» Андрей Федоровский поделился опытом применения цифровых двойников в проектном направлении «Прорыв». Главный эксперт ООО «Русатом – Аддитивные Технологии» Никита Зыбин рассказал о практическом применении цифровых моделей на примере аддитивных технологий. На конференции также выступил руководитель программ, директор по математическому моделированию ГК «Росатом» Дмитрий Фомичев с докладом о практическом применении цифрового продукта «Логос» для создания цифровых моделей объектов использования атомной энергии. Управляющий директор АНО «Агентство по технологическому развитию» Денис Болушевский представил обзор программы предоставления грантов на обратный инжиниринг комплектующих изделий, детально остановившись на требованиях к их разработчикам, порядке проведения конкурсных отборов и возможности использования конструкторской документации производителями. Выступления также продолжила пленарная дискуссия, на которой были подведены общие итоги обсуждений.

Напомним, официальная презентация бренда «АтомРеверс» – цифрового сервиса Топливной компании «ТВЭЛ», объединяющего инженерные решения для воспроизведения и оптимизации оборудования и его компонентов, состоялась на одноименной конференции в 2023 году. В деловой программе принимал участие проректор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Алексей Боровков. Он выступил с подробным докладом о реверс-инжиниринге как начальной стадии импортоопережения и достижения технологического суверенитета в машиностроении.