Алексей Боровков с рабочим визитом посетил ведущие вузы и научные центры Новосибирска

12 декабря 2022 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 Боровков с рабочим визитом посетил ведущие вузы и научные центры Новосибирска – Новосибирский государственный университет (НГУ) и Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики (СибГУТИ), а также Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения (СО) Российской академии наук (РАН), Институт ядерной физики имени Г.И.Будкера СО РАН. Рабочие встречи стали в том числе продолжением обсуждения применения технологии и методологии полнофункционального моделирования в ходе создания Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»), которое состоялось в ноябре 2022 года в СПбПУ с участием представителей команды разработчиков цифрового двойника ЦКП «СКИФ».

Учитывая важность технологии цифровых двойников для проведения научных исследований и развития научно-технологической инфраструктуры, Алексей Боровков принял участие в научной сессии конференции «Установки мегасайнс и медиумсайнс: вопросы диверсификации программно-аппаратного обеспечения и информационной безопасности» на базе НГУ. В ходе доклада Алексей Иванович представил замкнутую экосистему разработки, применения и развития передовых цифровых и производственных технологий в СПбПУ, куда входят Передовая инженерная школа «Цифровой инжиниринг», Научный центр мирового уровня «Передовые цифровые технологии», Центр компетенций НТИ «Новые производственные технологии» и Инфраструктурный центр НТИ «Технет».

В продолжение спикер отметил, что Центр компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» является лидером цифровой трансформации промышленности на основе цифровых двойников. Алексей Боровков подробно рассказал о выручке по технологиям за 2021 год (более 1,5 млрд рублей), а также перечислил ключевые работы по 10 высокотехнологичным отраслям: двигателестроение, атомное машиностроение, автомобилестроение, железнодорожный транспорт, авиа- и вертолетостроение, аэрокосмическая отрасль, судостроение и морская техника, нефтегазовое машиностроение, медицинский инжиниринг.

Переходя к особенностям разработки и применения цифровых двойников на стадиях жизненного цикла: разработка, производство и эксплуатация, спикер представил график качественной зависимости адекватности цифровых моделей изделия от различных факторов: «Адекватность модели – соответствие модели моделируемому изделию (процессу, явлению) по обоснованному перечню характеристик. Среди факторов, влияющих на разработку цифровых моделей высокого уровня адекватности изделию, – квалифицированные кадры (инженеры), технологии, высокопроизводительные вычислительные системы, сроки, финансирование».

Особую роль в создании цифровых двойников играет Суперкомпьютерный центр «Политехнический», который располагает высокопроизводительными вычислительными системами разной архитектуры с общей пиковой производительностью более 1.3 ПФлопс, что выводит его на вторую позицию среди аналогичных центров университетов и исследовательских организаций России. Алексей Иванович наглядно продемонстрировал ключевые показатели Цифровой фабрики, сформированной на основе Цифровой платформы CML-Bench™. Так, например, за 140 недель проведено 104 326 виртуальных испытаний на десятках специализированных виртуальных стендах и виртуальных полигонах, «в среднем» – свыше 107 виртуальных испытаний в сутки, около 5 виртуальных испытаний каждый час.

В завершение Алексей Боровков подробно рассказал, а также проиллюстрировал направления развития Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench™, среди которых отраслевая специализация, интеграция с отечественными программными продуктами (CAD, CAE, CAO, CFD), сертификация средств защиты информации во ФСТЭК на соответствие CML-Bench™ требованиям по 6-му уровню доверия, обучение и техническое сопровождение, интеграция с Siemens Teamcenter.

Также в рамках научной сессии участники дискуссии обсудили обзор задач, перспективы развития, проблемы диверсификации аппаратного и программного обеспечения Центра коллективного пользования «Сибирский суперкомпьютерный центр СО РАН» (ЦКП ССКЦ СО РАН), прогресс в реализации проекта, планируемую ИТ-инфраструктуру ЦКП «СКИФ». Вместе с тем серия докладов была посвящена Суперкомпьютерному центру «Лаврентьев»: его текущему состоянию и планам на будущее.

В продолжение дискуссии Алексей Боровков посетил Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения Российской академии наук, где ознакомился с его научным заделом, потенциалом и возможностями. В частности, Алексею Ивановичу продемонстрировали производственные мощности Сибирского суперкомпьютерного центра Сибирского отделения РАН. В настоящее время Сибирский суперкомпьютерный центр оказывает вычислительные услуги 24 институтам СО РАН и 5 университетам Сибири. Центр ориентирован на решение фундаментальных и прикладных задач в различных отраслях науки, а также подготовку специалистов в области суперкомпьютерных вычислений. На базе центра создана виртуальная среда для обработки данных физических экспериментов, проводимых в ИЯФ СО РАН. Создан виртуальный кластер Академпарк – ССКЦ, предназначенный для решения задач обработки больших данных, таких как геофизические данные, медицинские базы данных, базы данных финансового сектора экономики и др.

Далее состоялось торжественное подписание соглашения о создании университетского зеркального инжинирингового центра «Центр цифрового инжиниринга «Цифровые двойники установок мегасайенс». Подписи на документе поставили проректор по цифровой трансформации СПбПУ Алексей Боровков и директор Института вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения Российской академии наук Михаил Марченко.

Основной задачей созданного зеркального инжинирингового центра станет создание и разработка цифрового двойника установки мегасайенс – источника синхротронного излучения поколения 4+ — «СКИФ», который строится в наукограде Кольцово (Новосибирская область). Цифровой двойник СКИФ определяется как информационно-математическая модель с двухсторонними связями с установкой и ее составными частями, воспроизводящая ключевые аспекты ее функционирования. Цифровой двойник будет содержать в себе следующую информацию об установке: данные о функциональных системах и их взаимодействии, физико-математические модели процессов, элементов, систем и взаимосвязей между ними, исследовательские методы, описание потоков данных между составными элементами, библиотеку конструкторской документации.

«СКИФ – уникальная установка мегасайенс и разработка его цифрового двойника – важнейшая задача. Подписывая соглашение, мы открываем себе возможность сделать его на самом высоком уровне, мировом уровне, и, что очень важно, поддержать регион. Очень важно, когда передовые цифровые технологии приходят в регион и здесь служат общему делу в интересах всей страны и мировой науки. Я уверен, что совместно мы получим выдающийся результат», – прокомментировал значимость подписанного соглашения директор ИВМиМГ СО РАН Михаил Марченко.

Также подписанты договорились осуществлять сотрудничество в научной, инновационной и образовательной деятельности, в том числе, с целью подготовки предложений по развитию передовых цифровых и производственных технологий по разработке новых видов высокотехнологичной продукции с учетом актуальности, научной новизны, ценности для индустриальных партнеров и технической реализуемости при текущем уровне развития существующих и перспективных технологий.

«Кросс-дисциплинарное и кросс-отраслевое взаимодействие показывает нам, что стремительное развитие технологий сопровождается ростом их наукоёмкости и мультидисциплинарности. И часто лучшие решения для новых задач лежат за гранью интуиции и опыта генерального конструктора. Наша задача разработать цифровой двойник, который можно будет применять для получения новых знаний, а также масштабировать и тиражировать на ускорительный комплекс, на другие установки мегасайенс. В своей разработке мы одновременно пойдем по нескольким траекториям, чтобы, с одной стороны, определить лучшие, best-in-class–решения, а, с другой стороны, зарезервировать решения для дальнейшего устойчивого развития»,
– отметил проректор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Алексей Боровков.

В ходе дискуссии участники консорциума Консорциум институтов Сибирского отделения РАН также отметили важность объединения усилий по созданию цифрового двойника ЦКП «СКИФ». Так, заместитель директора по научной работе ЦКП «СКИФ» Ян Зубавичус подчеркнул неоспоримую актуальность технологии цифровых двойников: «Огромное количество факторов показывает, что цифровые двойники – это магистральное направление развития технологий и высокотехнологичных установок. В самом ближайшем времени ни один сложный объект не будет создаваться без разработки цифрового двойника. Я хочу подчеркнуть, что в рамках созданного консорциума мы планируем начать с разработки концепции использования технологии цифровых двойников для экспериментальных станций СКИФ».

«Мы сможем цифровые модели валидировать по уже работающим станциям и использовать технологию цифрового двойника уже на стадии проектирования. Станции разные, но у них много общего», – дополнил слова Яна Витаутасовича исполняющий обязанности директора Конструкторско-технологического института научного приборостроения Сибирского отделения РАН Станислав Шакиров.

Генеральный директор группы компаний РСК Александр Московский отметил, что компания всегда видела свою значимую роль в том, чтобы создавать решения, которые в наибольшей степени отвечают нуждам конечных потребителей: будь то научное или инженерное сообщество: «Мы всегда разрабатывали высокопроизводительные решения с точки зрения обеспечения эффективности работы тех, кто ежедневно ведет расчеты на наших вычислительных системах. Установки класса «мегасайенс», безусловно, генерируют огромный объем данных, и мы всегда видели потенциал в суперкомпьютерных комплексах, необходимых для решения задач, которые стоят сегодня перед российским научным сообществом и отечественной промышленностью. Нам очень приятно, что сегодня создается консорциум с участием наших заказчиков, в том числе Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого, в области создания и применения цифровых двойников. Это новое для нас направление, но мы достаточно гибко перенастраиваем наши решения под новые задачи и обеспечение уже не только научного, но и инженерного процесса, проектирования инновационных инженерных установок и продукции. Мы рады сотрудничать и поддерживать ваши проекты!».

В завершение встречи помощник губернатора Новосибирской области Марина Ананич поблагодарила Алексея Боровкова за вклад в развитие технологии цифровых двойников, а также отменила перспективы развития проекта для новосибирской области.

Конференция «Установки мегасайнс и медиумсайнс: вопросы диверсификации программно-аппаратного обеспечения и информационной безопасности» завершилась полномасштабной работой круглого стола «Выработка стратегии совместной научно-технической работы по созданию отечественного вычислительного инструментария и разработке новых образовательных программ». В ходе дискуссии профессор Боровков подробно рассказал о вычислительной инфраструктуре СПбПУ. Так, Суперкомпьютерный центр «Политехнический» представляет вычислительное поле, объединяющее в себе четыре суперкомпьютера: «Политехник – РСК Торнадо», «Политехник – РСК Cascade», «Политехник – ИИ», «Политехник – ПЛИС».

Суперкомпьютерный центр, ориентированный на решение междисциплинарных естественно-научных задач и поддержку проектирования сложных технических систем для высокотехнологичных наукоемких секторов науки и промышленности, позволяет создавать десятки прорывных проектов в интересах высокотехнологичной промышленности России для достижения технологического суверенитета. Так, в качестве примера Алексей Иванович продемонстрировал результаты проекта «Разработка цифрового двойника тепловыделяющей сборки ВВЭР-1000 с антидебризным фильтром и перемешивающими решетками»: «Оптимизированная конструкция антидебризного фильтра и геометрии перемешивающих решеток тепловыделяющей сборки была разработана в интересах АО «ТВЭЛ» (входит в Госкорпорацию «Росатом») за 6 месяцев. Новая конструкция антидебризного фильтра ТВС в 10 раз эффективнее исходного изделия».

В тот же день в Сибирском государственном университете телекоммуникаций и информатики состоялось мероприятие, направленное на реализацию проекта по развитию Технополигона СибГУТИ.

Технополигон СибГУТИ – не имеющий мировых аналогов проект инновационной инфраструктуры – специализированный центр, представляющий собой адаптивную киберфизическую систему для решения актуальных образовательных, научных и воспитательных задач различного уровня. В состав системы входит 9 базовых модулей и цифровая среда в виде Метавселенной.

«Чуть больше года назад мы делали первые шаги, а сейчас уже видим, что к этой работе присоединяются и другие регионы страны. Лидерство СибГУТИ говорит о том, что у Сибири есть огромный потенциал в таких направлениях, как IT-отрасль, цифровизация и кибербезопасность», – отметил начальник департамента по инвестиционной политике и территориальному развитию аппарата полномочного представителя Президента Российской Федерации в Сибирском федеральном округе Иван Гончаров.

С приветственным словом к участникам и гостям мероприятия обратились помощник губернатора Новосибирской области Марина Ананич, заместитель министра цифрового развития и связи Новосибирской области Ирина Савельева, проректор по цифровой трансформации Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого Алексей Боровков.

Координатор федерального проекта «Цифровая Россия» в Новосибирске и исполняющий обязанности ректора СибГУТИ Бари Хаиров в ходе презентации Технополигона СибГУТИ рассказал о концепции, департаментах и модулях проекта, а также о скором открытии Технополигонов в Екатеринбурге, Хабаровске, Улан-Удэ, Омске, Самаре, Владимире, Петропавловске-Камчатском, Южно-Сахалинске и Якутске.

«Деятельность Технополигона связана с преобразованием системы образования в части интеграции цифровых технологий в образовательный процесс. Совместно с Департаментом информационных систем Минобороны России, министерством цифрового развития, связи и массовых коммуникаций России, Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого была создана сеть Технополигонов, первые подразделения которой появились в СибГУТИ и его филиалах. Потом присоединились 10 школ и 5 техникумов. Сейчас ВУЗы разных ведомств начали включаться в процесс и речь идет о создании Всероссийской сети Технополигонов», – рассказал Бари Хаиров.

В продолжение темы Советник министра цифрового развития, связи и массовых коммуникаций России Алан Салбиев рассказал о планах создания киберГТО на базе фитнес-центров, а также презентовал Метавселенную, способную на базе Технополигона трансформироваться под любую задачу образования, науки и воспитания. Данный проект позволяет применять инструменты виртуальных лабораторий, контента и сервиса нового поколения. «Сегодня в Стамбуле российская делегация представляет Метавселенную и в листе ожидания ещё 5 стран. Мы начинаем новую эру цифровой многополярности мира, и Россия представляет собственный продукт, позволяющий на своей базе создавать реальность, которая не порабощает, а помогает человеку», – подчеркнул Алан Салбиев.

«С помощью современных технологий виртуальной реальности мы можем погрузиться в другой мир, где нет потери времени на перелеты и проблем часовых поясов. Важно, что представленная среда позволяет быстро, практически мгновенно, собирать научные и образовательные группы, мы обычно говорим – локальные консорциумы –для эффективной совместной работы по актуальным задачам науки, образования и воспитания. Сейчас всё будет зависеть от контента, поэтому технологии будут только совершенствоваться», – высказал своё мнение о Метавселенной Алексей Боровков.

Напомним, ранее, в августе 2022 года, Алексей Боровков и ректор Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатики Бари Хаиров выступили модераторами секции «Цифровые интеллектуальные двойники: шаг вперёд» IX Международного форума технологического развития ТЕХНОПРОМ-2022, в рамках которой участники дискуссии обсудили архитектуру и инструментальные платформы для цифровых интеллектуальных двойников, применение технологий искусственного интеллекта для систем поддержки принятия решений, а также проблемы информационной безопасности цифровых двойников.