АРМИЯ-2022. Конкурентоспособные продукты нового поколения в кратчайшие сроки: Алексей Боровков выступил на круглом столе на тему цифровых испытаний при реализации инновационных проектов в сфере обороны и безопасности

18 августа 2022 года в рамках Международного военно-технического форума «АРМИЯ-2022» прошел круглый стол на тему «Цифровые испытания при реализации инновационных проектов в сфере обороны и безопасности».

С докладом о разработке цифровых двойников инновационных высокотехнологичных изделий вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ) выступил 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 Боровков.

В программу мероприятия также были включены выступления представителей Российского федерального ядерного центра — Всероссийского НИИ экспериментальной физики (ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»), Российского федерального ядерного центра — Всероссийского НИИ технической физики (ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ»), 12 ЦНИИ Минобороны России, МГТУ им. Н.Э. Баумана, НИЯУ МИФИ и других экспертов в области научных разработок в военной и оборонной сфере.

Основные обсуждения развернулись вокруг темы внедрения передовых цифровых и производственных технологий, а также отечественных программных решений в процессы разработки, испытаний и производства новых образцов техники. Как отметил модератор круглого стола, главный научный сотрудник Института теоретической и математической физики (ИТМФ) ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» Анатолий Донченко, в современных условиях перед российским сектором обороны и безопасности стоит задача – максимально сократить сроки создания высокотехнологичной продукции и минимизировать затраты.

• «Цифровые двойники и цифровое моделирование применяют за рубежом ведущие компании, но и в России данное направление активно развивается. В частности, СПбПУ успешно реализует проекты на основе технологии цифровых двойников и наукоемких цифровых технологий. Мы собрались, чтобы обсудить актуальные вопросы, обменяться опытом и еще дальше продвинуться в этих вопросах», – отметил Анатолий Анатольевич и передал слово Алексею Боровкову.

Проректор по цифровой трансформации СПбПУ подчеркнул, что цифровой двойник (ЦД) – это передовая технология, которая обеспечивает создание в кратчайшие сроки высокотехнологичной продукции нового поколения, превосходящей зарубежные аналоги.
На создании изделий с помощью данной технологии сфокусирован стандарт ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения», разработанный специалистами Центра НТИ СПбПУ и ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», который начал действовать в Российской Федерации с 1 января 2022 года.

Алексей Боровков отметил, что впервые в мировой практике стандартом установлены единые определения виртуальных (цифровых) испытаний, виртуальных испытательных стендов, виртуальных испытательных полигонов. Данная триада является одной из ключевых составляющих разработки цифровых двойников изделий. При этом цифровые испытания не заменяют натурные испытания, а через разработку цифрового двойника обеспечивают возможность пройти их с первого раза.

• «В соответствии с ГОСТ 16504-81 есть 46 видов испытаний, и для каждого испытания, вообще говоря, необходимого разработать цифровые (виртуальные) стенды и полигоны. Цифровые испытания позволяют создать существенно большее количество цифровых (виртуальных ) испытательных стендов, чем их существует в реальности.
• Например, виртуальный вибростенд можно виртуально поместить в виртуальную климатическую камеру и выполнить цифровые (виртуальные) испытания, для которых реальных стендов не существует. В этом случае у нас появляется возможность получить результаты, которые ни один реальный стенд не позволит получить.
• В настоящее время мы выполняем ряд проектов с директивными предписаниями проводить именно цифровые (виртуальные) испытания по той причине, что необходимых стендов просто не существует и в ближайшее время они построены не будут. Значит, единственный способ проверки работоспособности конструкции и проведения испытаний это цифровые испытания на специализированных цифровых стендах и полигонах»,
  – рассказал Алексей Иванович.

Спикер отметил, что разработка и применение цифровых двойников возможна на любых стадиях жизненного цикла изделия. Однако именно на этапе разработки закладываются все конкурентные преимущества будущего промышленного изделия или изделия ВВСТ.

• «Если на этапе разработки для удовлетворения требованиям технического задания, не заниматься рациональной балансировкой матрицы требований, целевых показателей и ресурсных ограничений, то доводка изделия до необходимых характеристик будет проходить через натурные испытания – мы все понимаем, что это будет "дорого и долго"»,
  – сказал Алексей Боровков.

Алексей Боровков познакомил участников круглого стола с концепцией Цифровой фабрики СПбПУ. Ее непрерывное и эффективное функционирование на протяжении нескольких лет обеспечивает уникальная Цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench™.

Разработка Инжинирингового центра (CompMechLab^®) СПбПУ включена в Единый реестр российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных. За период с 30 марта 2020 года проведено более 97 тысяч цифровых испытаний на десятках специализированных цифровых стендах и виртуальных полигонах. В среднем это около 120 цифровых испытаний в сутки, или 5 цифровых испытаний – каждый час.

• «На основе цифровых испытаний сгенерировано примерно 9 700 проектных решений, зачастую они находятся за гранью интуиции, знаний и опыта генерального конструктора. Он никогда таких решений не спроектирует, потому что учитывается количество требований и целевых показателей на порядок больше, чем может воспринять и учесть человеческий мозг», – заключил Алексей Иванович.

Спикер привел примеры проектов реализации технологии цифровых двойников в военно-промышленной отрасли. В частности, разработка и использование на этапе испытаний цифрового двойника блока оптико-электронной системы ЗРАК «Панцирь-М».

Тему продолжил доклад Анатолия Донченко. Представитель ИТМФ ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» рассказал о программных средствах, которые реализуют широкий набор функций для создания ЦД или суперкомпьютерных моделей.

• «Мы можем моделировать различные ситуации с образцами изделий. Уже был опыт моделирования гражданского лайнера МС-21, различных элементов подводных лодок, элементов авиационной техники, наземной техники, средств вооружения. Разработанные цифровые модели возможно использовать в процессе военно-научного сопровождения», – подчеркнул Анатолий Анатольевич. Спикер также представил инициативный проект создания программно-аппаратного комплекса военно-научного сопровождения при создании образцов ВВСТ.

Другой представитель Российского федерального ядерного центра – заместитель начальника научно-исследовательского отделения по вычислительным системам ИТМФ ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» Алексей Петрик рассказал о возможностях операционной системы (ОС) «АРАМИД». Данная ОС создана на базе программной платформы Linux и встроенных средств защиты информации (СЗИ) от несанкционированного доступа, прошла сертификацию под требования Федеральной службы по техническому и экспортному контролю (ФСТЭК) России.

Главный научный сотрудник Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (НИЯУ «МИФИ») Николай Максимов рассказал о моделях и средствах представления, поиска и обработки знаний в задачах интеллектуальной деятельности. Начальник лаборатории 12 ЦНИИ Минобороны России Виктор Еремин выступил с докладом о методике обоснования параметров вычислительных ресурсов для решения задач с закрытым исходным кодом.

Финальным стал доклад заместителя директора ООО «Вычислительная механика» Романа Ковалева. Он касался процесса компьютерного моделирования динамики гусеничных машин в программном комплексе «Универсальный механизм» на примере сотрудничества с Уральским конструкторским бюро транспортного машиностроения (АО «УКБТМ»). Спикер подчеркнул, что моделирование используется в том числе перед натурными экспериментами.

• «Это позволяет понимать, куда лучше поставить датчики, как правильно настроить измерительную систему, получить большее количество данных с меньшего числа натурных экспериментов. Мы знаем, что натурные эксперименты очень дорогие, компьютерное моделирование – это способ сокращения и бюджета, и сроков», – резюмировал Роман Васильевич.

После окончания всех выступлений участники обменялись мнениями, задали интересующие вопросы и выразили готовность к объединению усилий для достижения синергетического эффекта при создании высокотехнологичных продуктов. В проект итогового протокола круглого стола внесено предложение по созданию виртуальной лаборатории суперкомпьютерных технологий для научного сопровождения инновационных проектов в сфере обороны и безопасности.

Завершился круглый стол на торжественной ноте. Алексею Боровкову был вручен Диплом за лучший доклад на мероприятии научно-деловой программы Международного военно-технического форума «Армия-2022».

Напомним, в рамках форума проректор по цифровой трансформации СПбПУ выступил на конференции «Технологические тренды», принял участие в работе секции «Аддитивные технологии: импортозамещение и обретение технологической независимости», а также рассказал о возможностях и преимуществах Цифровой платформы CML-Bench™.

Международный военно-технический форум «Армия-2022» проходил с 15 по 21 августа 2022 года в г. Кубинка Московской области. Мероприятие является площадкой для обсуждения основных вопросов развития международной военно-технической кооперации, демонстрации исследований, новых технологий и разработок представителями отрасли.