Лекция для сотрудников предприятий Государственной корпорации «Ростех». Алексей Боровков рассказал о решении проблем и задач организаций с помощью компьютерного проектирования и моделирования

22 октября 2024 года 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 Алексей Иванович Боровков выступил с онлайн-лекцией для сотрудников предприятий Госкорпорации «Ростех» по программе повышения квалификации «Управление инновационным развитием компаний с государственным участием».

Тема лекции – «Решение научно-технологических проблем и задач с помощью компьютерного проектирования и моделирования. Практика».

Свое выступление Алексей Иванович начал с рассказа про экосистему технологического развития СПбПУ «Передовые цифровые и производственные технологии», включающую ключевые подразделения:

Данные структурные подразделения направленны на выполнение НИОКР, разработку и коммерциализацию технологий, фундаментальные проблемно-ориентированные исследования, подготовку экспертно-аналитических докладов, а также решение фронтирных инженерных задач и подготовку «инженерного спецназа» с компетенциями мирового уровня. Этот научно-технологический и научно-методологический задел, включая опыт, компетенции и передовые цифровые и производственные технологии фактически формирует «золотой стандарт», являющийся основой для достижения значимых результатов в решении широкого спектра задач.

• «Мы ведем свою деятельность в 10 отраслях промышленности России, лидирующие из них – это двигателестроение и атомное машиностроение. В этих сферах за последние годы объем НИОКР у нас превышает 1 млрд. рублей в каждой отрасли.
• Истоки нашей работы с точки зрения разработки и внедрения технологий системного цифрового инжиниринга начались около 20 лет назад, когда мы включились в системное сотрудничество с мировыми лидерами автомобильной промышленности. Именно оттуда пришли передовые цифровые технологии и платформенные решения, поскольку это один из крупнейших, наиболее конкурентоспособных и динамичных высокотехнологичных рынков.
• Вся наша деятельность осуществляется на цифровой платформе по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench^®. Эта платформа позволяет трём сотням инженеров одновременно выполнять работу по 40 мультидисциплинарным проектам для разных высокотехнологичных отраслей.
• Однако ключевым моментом нашей деятельности является капитализация достигнутых результатов на цифровой платформе — на сегодняшний день на платформе CML-Bench^® представлено более 332 тысяч цифровых и проектных решений, что обеспечивает преемственность в инженерной деятельности и преемственность поколений инженеров.
• На цифровой платформе CML-Bench^® представлены математические и компьютерные модели, результаты их верификации и валидации, результаты повышения адекватности математических и компьютерных моделей, результаты многовариантных цифровых испытаний, в том числе на специально разработанных цифровых испытательных стендах и полигонах, ну, и, конечно, "цифровые следы" проектов, иллюстрирующих работу по управлению требованиями, изменениями и конфигурациями будущих изделий.
• Принципиально важно, что цифровая платформа CML-Bench^®, выступает, фактически, новой Системой управления знаниями, компетенциями, сложностью, требованиями, изменениями, конфигурациями, проектами и процессами цифрового инжиниринга».
  – отметил Алексей Иванович.

Далее лектор подробнее рассказал о деятельности Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг», которая является флагманским подразделением Экосистемы технологического развития вуза, подчеркнув, что программа ПИШ СПбПУ на начальном этапе федерального проекта «Передовые инженерные школы» была поддержана наибольшим числом гарантийных писем софинансирования от индустриальных партнёров – 22 компаниями и корпорациями, что подтверждает высокую востребованность высокотехнологичной промышленностью системного цифрового инжиниринга, технологий разработки цифровых двойников изделий и цифровой сертификации на этапе разработки конкурентоспособных изделий.

Далее Алексей Иванович рассказал о шагах по достижению технологического лидерства и дал определения ключевым терминам в этой области:

• «Технологическое лидерство» – это превосходство технологий и (или) продукции по основным параметрам (функциональным, техническим, стоимостным) над зарубежными аналогами. В это определение можно добавить «материалы», ведь можно создать материал, который по техническим характеристикам будет превосходить зарубежные аналоги, а все изделия (машины, конструкции, устройства и агрегаты) изготовлены из тех или иных материалов.
• Кроме этого в июне 2024 года в Федеральный закон «О промышленной политике в Российской Федерации» были внесены изменения в определение Инжиниринговых услуг (инжиниринговую деятельность) в сфере создания промышленной продукции, где был введен важный термин – цифровые двойники».

Для достижения цели технологического лидерства необходимо сделать определенные шаги. Данный процесс можно обозначить как «двойной прыжок лягушки» (Double Leap-Frogging). Это технологический прорыв, технологический суверенитет, технологическое лидерство и технологическое превосходство. И в решении этой сложной задачи может помочь именно технология разработки цифровых двойников совместно с технологией цифровой сертификацией.

• «Первый «прыжок» заключается в импортозамещении. На данный момент перед нами стоит основная задача — выйти на мировой уровень разработки и производства продукции, которая по своим характеристикам должна превышать функциональные. технические и стоимостные характеристики продукции ведущих мировых компаний. Однако показатели мирового уровня постоянно растут, и именно поэтому необходим второй “прыжок”. Совершая его, мы не только обгоняем производственного лидера, но и фактически движемся к достижению технологического суверенитета, а затем и технологического лидерства»,
  – отметил Алексей Иванович.
• «16 сентября 2021 был утвержден национальный стандарт Российской Федерации - ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения». Впервые в мире в нашей стране был разработан нормативный документ, сфокусированный на создании изделий с помощью технологии цифровых двойников и было установлено определение «цифрового двойника изделия“, «цифровой модели изделия», стандартизованы следующие понятия: «цифровые (виртуальные) испытания», «цифровой (виртуальный) испытательный стенд» и «цифровой (виртуальный) испытательный полигон.
• Технология цифровых двойников применяется на всех этапах жизненного цикла: на этапе разработки, на этапе производства и на этапе эксплуатации. Для этого используется программно-технологическая платформа SPDM-класса – цифровая платформа разработки и применения цифровых двойников CML-Bench^®. Эта технология и цифровая платформа порождают специализированный бизнес процесс – цифровую сертификацию»,
  – рассказал Алексей Боровков.

Лектор обратил внимание слушателей, что 7 ноября 2023 года Председателем Правительства Российской Федерации Михаилом Мишустиным было подписано Распоряжение Правительства № 3113-р о цифровой трансформации обрабатывающих отраслей промышленности. В Распоряжении представлено определение «цифровой сертификации», которое предложили и используют в своей деятельности с 2014 года специалисты Инжинирингового центра CompMechLab^® Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.

• «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.

Алексей Иванович подробно рассказал о разработке многоуровневой матрицы требований, целевых показателей и ресурсных ограничений – ключевом процессе при создании цифрового двойника изделия, а также представил процесс реализации и применения цифровых двойников на всех стадиях жизненного цикла. 

• «Применение технологии цифровых двойников эффективно решает задачи государственной важности — обеспечить успешное прохождение натурных, сертификационных и др. испытаний с первого раза, используя необходимое и достаточное количество цифровых (виртуальных) испытаний на специально разработанных цифровых (виртуальных) испытательных стендах и полигонах. Данный подход позволяет существенно сократить финансовые затраты, ускорить вывод продукции на рынки и повысить качество изделий»,
  – заметил Алексей Боровков.

Лекция вызвала живой отклик аудитории. Слушатели отметили пользу и ценность проведенной лекции и воспользовались возможностью задать вопросы напрямую Алексею Ивановичу и, естественно, получить развернутые ответы.