proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2021 год
  Агентство  ПРоАтом. 24 года с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. Информация: (812) 438-32-77, E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[03/02/2020]     «Завтра уже наступило»

Цифровизация — одно из главных направлений развития российской экономики сегодня. Цифровизация производства увеличивает его скорость, что обеспечивает конкурентное преимущество в современном мире. Цифровизация сегодня это уже не опция для промышленности, инфраструктурных или сервисных предприятий — это необходимость.



Обострение конкуренции в промышленности происходит на базе применения цифровых технологий. Пока вклад цифровой экономики в ВВП страны составляет всего 2,1% (по данным Российской ассоциации электронных коммуникаций), но в ближайшие годы он приблизится к 10%. 79% предпринимателей России считают свои компании цифровыми.

На первом заседании Совета по развитию цифровой экономики при СФ Федерального Собрания РФ (1.08.2018) проректор по перспективным проектам СПбПУ, руководитель Цетра НТИ «Новые производственные технологии» А.И.Боровков рассказал об особенностях и преимуществах использования цифровых двойников (ЦД) в высокотехнологичной промышленности.

Применение цифровых двойников -  интегратора «сквозных» цифровых технологий обеспечивает весомый вклад в создание глобально конкурентоспособной продукции нового поколения в кратчайшие сроки. В основе этой технологии лежит разработка сложных мультидисциплинарных математических моделей с высоким уровнем адекватности реальным материалам, объектам и физико-механическим/технологическим процессам, описываемым 3D нестационар­ными нелинейными дифференциальными уравнениями в частных производных. Это технология, объединяющая «Best-in-class» технологии мирового уровня, из которых путем комплексирования формируется цепочка создания глобально конкурентоспособной продукции. Если в цепочке появляется технология не мирового уровня (не лучшая для решения рассматриваемого класса задач), общий уровень продукции снижается. Уровень конкурентоспособности изделия определяется его наиболее слабыми компонентами, а не теми, которые произведены на мировом уровне.

Многоуровневая матрица целевых показателей и ресурсных (времен­ных, финансовых, технологических, производственных, экологических и др.) ограни­чений  предназначена для «балансировки» большого числа целевых характери­стик как объекта в целом, так и его компонентов, которые, как правило, «конфликтуют» между собой на разных стадиях жизненного цикла. Матрица целевых показателей должна обеспечивать возможность не только от­слеживать взаимное влияние компонентов, но и позволять вносить необходимые изме­нения/уточнения в кратчайшие сроки.

 Виртуальные испытания.  Виртуальные стенды.  Виртуальные полигоны

В процессе разработки полномасштабного цифрового двойника сложных систем необходимо выполнить десятки тысяч виртуаль­ных испытаний материалов, компонентов, подсистем и систем. Для их проведения и получения достоверных результатов необходима разработка высокоадекватных виртуальных аналогов испытательного оборудования, стендов и полигонов, применяемых при проведении физических и натурных испытаний.

Семейство сложных мультидисциплинарных математических моде­лей с высоким уровнем адекватности реальным материалам, реальным объектам, техническим и киберфизическим системам, физико-механи­ческим процессам (включая технологические и производственные процессы), описываемых 3D нестационарными нелинейными дифференциальными уравнениями в частных произво­дных, - это множество, по определению Центра НТИ СПбПУ, и является цифровым двойником объекта  (Digital Twin 1).

Множество высокоадекватных математических моделей (ВММ), виртуальных испытаний, стендов и полигонов, для разработки которых применены Best-in-class-технологии (для подсистем, компонентов, деталей) балансировку конфликтующих целевых показателей и ресурсных ограничений. Процесс проектирования становится прозрачным, принятие решений - обо­снованным (на основе сотен-тысяч виртуальных испытаний) и полностью задокументированным. При этом значительно снижаются многочисленные трансакционные издержки. Проектирование одновременно осуществляется по десяткам траекторий без увеличения длительности и стоимости про­екта, обеспечивая его развитие как непрерывный процесс прохождения «ворот качества».

Большой вклад в повышение уровня адекватности математических моделей вносит учёт данных о технологиях изготовления (литье, штамповка, учет «предварительного» напряженно-деформированного состояния, утонения, коробле­ния и деталей после технологических процессов). Множество ВММ технологических процессов, применяемых для изго­товления продукции, сопутствующих виртуальных испытаний, стендов и полигонов, называется цифровым двойником технологических процессов (Digital Twin 2).

Комплектование цифрового двойника объекта/продукта и цифрового двойника технологических процессов в рамках единой цифровой модели позволяет сформировать «умный» цифровой двойник первого уровня (Smart Digital Twin, SDT(1)).

SDT дает представление о расположении критических зон в кон­струкции, в которых имеет смысл размещать датчики, что позволяет радикально сократить число требуемых датчиков и получаемый объем больших данных, форми­руя необходимые «содержательные данные», увеличить скорость их обработки и внесения необходимых изменений в SDT(1) для его трансформации в «умный» цифровой двойник второго уровня SDT(2). В дальнейшем происходит постоянное «обучение» ЦД в соответствии с изменениями, происходящими на протяжении жизненного цикла реального объекта, а также по результатам математического моделирования ситуаций, в которых реальный объект не эксплуатировался (формируются SDT(3)….        SDT(n)).

Дополнительная информация, полученная на этапе эксплуатации, а затем учтённая в цифровом двойнике, повышает уровень его адекватности и позволяет в дальнейшем моделировать с его помощью различные возможные и «непредвиденные» ситуации и эксплуатационные режимы: оценивать уровень возможных повреждений, их накопление и развитие, оценивать вы­работанный и остаточный ресурс, осуществлять планирование и управле­ние обслуживанием и ремонтами высокотехнологичного оборудования.

Разработка изделий и продукции на основе технологии цифрового двойника по сравнению с традиционными подходами позволяет обеспечивать снижение временных, финансовых и иных ресурсных затрат в разы, в некоторых случаях в 10 и более раз.

С помощью разработанных цифровых двойников, «сидящих в засаде» [А.И. Боровков], компании-лидеры мировых высокотехнологичных рынков обеспечивают «гарантированное зарезервированное развитие». Производство («материализация цифрового двойника») и поставка продукции с конкурент­ными характеристиками реализуется в кратчайшие сроки. На этапе проектирования уже учтены все особенности и ограничения технологических и производственных процессов конкретного предприятия. Поставка продукции на вы­сокотехнологичных рынках (автомобилестроение, авиастроение и косми­ческая отрасль, судостроение, двигателестроение, нефтегазовое и дру­гие отрасли машиностроения) осуществляется в рамках реализации триады:

технологический прорыв => технологический отрыв => технологическое лидерство/ превосходство.

 

Конкуренция на этапе проектирования

Цифровое производство в мире уже реализовано. Конкуренция сместилась на этап проектирования, где за короткий период вкладывается как можно больше интеллекта. Вся промышленность ушла в цифровые двойники - не цифровые тени, когда всё обвешивается датчиками и получается 90% мусорных дан­ных. Это математические модели высокого уровня адекватности, позволяющие описывать с высокой степенью точности поведение объекта во всех ситуациях и на всех эта­пах жизненного цикла, включая аварийные ситуации. Половина бизнеса мировых лидеров в цифровых двойниках: разрабатывается продукт и материализуется за 3-4 месяца тогда, ког­да это требует конъюнктура рынка. Структура интеллектуальной собственности уходит в интеллектуальные ноу-хау и хранится в цифровых двойниках.

Экономика Китая выросла быстрыми темпами посредством «на­учения через копирование». Всё, что вышло на рынок материальное, мгновенно подлежит копированию во всех центрах реверсивного инжиниринга, вплоть до химического состава материалов. Поэтому темпы развития принципиально другие. Происходит цифровая трансформация бизнес-процессов. Ключевым понятием в цифровой экономике и промышленности становятся цифровые двойники.

 

Цифровые двойники

Основные положения концепции цифрового двойника были сформированы в начале 2000-х гг. ЦД стали претендовать на ключевую роль в IV промышленной революции. В высокотехнологичной промышленности произошло смещение центра тяжести на этап проектирования. Традиционные подходы и технологии, основанные на доводке изделий путём дорогостоящих испытаний, достигли своего «потолка» и становятся неконкурентоспособными (рис.1).

Рис. 1. Сравнение традиционного и передового подходов к производству

Продукты, сформированные на основе технологий цифровых двойников, стали предлагать компании, специализирующиеся на IТ-решениях для промышленных пред­приятий: IВМ, 0гасlе, SАР и др. Концепцию ЦД активно развивают такие промышленные гиганты, как «Сименс», «Дженерал Электрик», «Боинг», «Аэрбас». Значительное внима­ние уделяют цифровым двойникам и вендоры высокотехнологичного инженерного программного обеспечения: Dassault Systemes, Siemens PLM Software, ANSYS, Autodesk, PTC и др.

Первоначально технологии цифровых двойников появились в аэрокосмической отрасли и ав­томобилестроении. Теперь этот термин находит применение в различных отраслях промышленности, торговле, здравоохранении, городском планировании (концепция «умных городов») и сельском хозяйстве.

Одним из авторов концепции ЦД является профессор Технологического института Флориды Майкл Гривс, который  показал преимущества создания виртуального пространства, дублирующего реальное, при их посто­янной взаимосвязи с помощью потоков фактических данных реального пространства и инфор­мационных потоков виртуального пространства.

Базовыми составляющими цифрового двойника являются:

- реальный продукт в реальном окружении,

 - виртуальный продукт в его виртуальном окружении,

 - данные, связывающие физический и виртуальный продукт.

М. Гривс определил цифровой двойник как набора виртуальных информационных конструкций, полностью описыва­ющих потенциальный или реальный произведенный продукт от микроскопического до геометрического макроскопического уровня.

Первыми концепцию цифровых двойников на практике начали использовать оборонные ведом­ства и концерны США и Европы: NASA, Исследовательская лаборатория ВВС США, Командование авиационных систем ВМС США, Военно-морской инновационный совет.

В документе ВВС США понятие ЦД используется в тесной связи с понятием «цифровая нить» (Digital Thread). Digital Thread и Digital  Twin состоят из программных систем моделирования, соединяющих материалы, проекти­рование, производственные, технологические процессы и производство. Цифровой двойник и «цифровая нить» обеспечивают оперативность и кастомизацию под определенные задачи, не­обходимые для разработки и принятия изделий на вооружение.

Главная задача цифрового двойника - создание, тестирование и строительство техники в виртуальной среде. Обратную связь физической конструкции с цифровым двойником необходимо обеспечить при помощи датчиков таким образом, чтобы ЦД содержал всю инфор­мацию, которую можно получить при технических осмотрах данной физической кон­струкции.

Концерн «Siemens» определяет цифровой двойник как точную виртуальную модель продукта или производственной единицы, которая отражает все изменения в течение жизненного цикла. ЦД используется для прогнозирования поведения, оптимизации режимов функционирования, а также применения информации и внедрения ноу-хау, полученных в ходе проектирования и производства продукции. Больше внимания «Siemens» уделяет производственным процессам, используя технологии виртуальной пуско-наладки, позволяющие протестировать функционирование производственных линий и объектов до ввода в эксплуа­тацию, проработать различные варианты и выбрать оптимальный. В понимании «Siemens» цифровой двойник - неотъемлемая часть цифрового производства, предполагающего создание цифровой копии всего завода.

Реальная производственная площадка и ее цифровой аналог подключены друг к другу и обладают общей памятью об объекте, что позволяет оптимизировать продукт, повысить оперативность пуско-наладочных работ, ускорить переналадку производственного оборудования и обеспечить бесперебойную работу.

«Умные» продукты и «умные» заводы генерируют огромное количество данных относительно их использования и эффективности. ЦД процессов эксплуатации собирают данные от продуктов и установок, находящихся в эксплуатации, анализирует их для принятия обоснованных решений. ЦД процессов эксплуатации позволяют компаниям:

- создавать новые возможности для бизнеса;

- получать информацию для улучшения виртуальных моделей;

- собирать и анализировать эксплуатационные данные;

- повышать эффективность продукта и производственной системы.

При создании ЦД используется информация о том, как производился данный продукт: о применяемом оборудовании, материалах изготовления, сопутствующих производственных процессах. Цифровая модель вбирает все данные, начиная от стадии про­ектирования и заканчивая производством конечного продукта. Затем собираются данные в процессе эксплуатации, позволяя хранить историю использования продукта, включая все производимые манипуляции. Полученный ЦД позволяет спрогно­зировать дальнейшее поведение объекта при эксплуатации и использовать его возможности с максимальным КПД.

Другим важным достоинством ЦД является их потенциал для моделирования. С помощью цифрового двойника можно смоделировать процесс ремонта, чтобы убедиться в успешности его проведения, направить нужного специалиста в нужное время с нужными инструментами [Дебора Шерри, ген. директор GE Digital].

Цифровой двойник должен быть постоянно обновляемым представлением реального физического продукта, устройства или процесса. Информация с датчиков, отчеты от пользователей и другие данные, получаемые в процессе производства и эксплуатации, должны непрерывно передаваться цифровому двойнику. В свою очередь прогнозы и оценки, управляющие параметры и другие переменные, которые могут использоваться для разработки и эксплуатации реального устройства, должны непрерывно передаваться обратно из виртуального пространства в реальное. Цель использования ЦД заключается в возможности более детально понимать, прогнозировать, оптимизировать и контролировать реальную систему, основанную на виртуальной модели. Для сложных  дорогостоящих объектов стоимость ошибки, связанной с применением недостаточно адекватной модели, может оказаться очень высокой. Цифровой двойник должен обеспечивать от­личие между результатами виртуальных и физических испытаний в пределах ± 5% по сотням датчиков.

В своей основе  ЦД содержит многоуровневую матрицу целевых по­казателей и ресурсных ограничений (временных, финансовых, технологических, производ­ственных, интеллектуальных, экологических и т. д.) (рис. 2), которая позволяет осуществлять «балансировку» огромного числа конфликтующих параметров и харак­теристик объекта, его компонентов и деталей.

Рис. 2. Матрица целевых показателей и ресурсных ограничений

По опыту решения сложных промышленных задач специалистами Центра НТИ СПбПУ по заказам ведущих мировых высокотех­нологичных компаний, такая матрица может содержать десятки тысяч целевых показателей и ресурсных ограничений. Исходя из требований верхнего уровня (1-3), формируются функциональные блоки цифрового двойника в соответствии с типом решаемых задач (прочность, динамика и вибрации, газо­динамика, термодинамика, усталость и ресурс и т. д.), для каждого из которых происходит формирование набора математических моделей с высоким уровнем адекватности материалам, конструкциям и физико-механическим процессам. На основе полученных данных от заказ­чика, а также дополнительных экспериментов, для каждого функционального блока разрабатывается соответствующий набор цифровых моделей объектов и процессов. Каждая такая модель определяет большое число измеряемых, взаимозависимых и/или взаимоисключающих параметров, формирующих требования к характеристикам матрицы целевых показателей и ресурсных ограничений 4-8 уровней.

По мере каскадирования и декомпозиции показателей на уровень компонентов, узлов и де­талей происходит повышение уровня адекватности описания объекта цифровым двойником. После выявления основных взаимосвязей всех математических моделей, определения критиче­ских взаимосвязей, происходит процесс валидации ВММ на основе экспе­риментальных данных. Полученная модель позволяет значительно «приблизиться» к реальному объекту - обеспечить отличие между результатами виртуальных и натурных испытаний в пределах ± 5% (так, валидация «умных» моделей в краш-тестах в автомобилестроении происходит по 500 датчикам).

Большой вклад в адекватность модели вносят данные о технологиях изготовления («интеллектуальное» литье, штамповка, учёт «предварительного» напряженно-деформированного состояния и утонения, коробления и т. д. деталей после технологических процессов).

Для системного создания цифровых двойников в цифровую форму необходимо перевести результаты физических экспериментов и натурных испытаний, представленных в отрасли.

Разработка математических моделей высокого уровня адекватности позволит наряду с клас­сической триадой: физические испытания => стендовая база => натурные испытания дополнительно применять современную триаду: виртуальные испытания => виртуальные испытательные стенды => виртуальные испытательные полигоны.

Роль и значение базовых испытаний, испытательных стендов и полигонов не исчезнет никогда, так как даже в случае тотальной цифровизации эксперименты и испытания будут играть важную роль для валидации математических моделей, особенно в сложных нестационарных нелинейных физико-механических процессах.

Компании-лидеры, по-видимому, сознательно до 2017 г. «отвлекали» рынок другими «вспомогательными» инициативами (промышленный интернет, робототехника, киберфизические системы и др.) для обеспечения долгосрочно­го конкурентного преимущества, подготовив за это время не одно поколение best-in-class продукции, которая выйдет на мировой рынок только через несколько лет. Лишнее доказательство того, что «завтра уже наступило» [А.И.Боровков].

По данным консалтинговой компании «Gartner», специализирующейся на рынках информационных технологий, в 2019 г. 13% организаций, ре­ализующих IоТ-проекты, уже используют технологии цифровых двойников, еще 62% - находятся в процессе разработки ЦД. Данные приводятся по результатам опроса 599 компаний из Китая, Германии, Индии, Японии, Великобритании, США.

По прогнозу американской консалтинговой компании IDC (International Data Corporation), занимающейся изучением мирового рынка информационных технологий и телекоммуникаций, к 2022 г. 40% компаний-разработчиков платформ промышленного интер­нета интегрируют технологии цифрового моделирования для создания  ЦД, а 70% предприятий будут использовать цифровые двойники для моделирования и оценки возможных сценариев, что позволит снизить риск отказа оборудова­ния до 30%.

Мировые тренды развития технологии цифровых двойников будут акту­альными и для России. В рамках разработки дорожной карты по направлению развития «сквозной» цифровой техно­логии «Новые производственные технологии», Центром НТИ СПбПУ было проведено анкети­рование, охватывающее широкий спектр вопросов по технологиям, приоритетным для дости­жения технологического лидерства и выхода российских компаний на международные рынки. В опросный список были включены топ-5 технологий, приоритетных для достижения технологического лидерства (табл. 1)

Табл.1. Топ-5 технологий, приоритетных для достижения технологического лидерства и выхода российских компаний на международные рынки 

Приоритетные технологии

Частота включения в топ-5

Математическое моделирование, компьютерный и суперкомпьютерный инжиниринг / Имитационное и суперкомпьютерное моделирование

 

62,2%

Цифровые двойники

52,0%

Оптимизация многопараметрическая, многокритериальная, многодисциплинарная, топологическая, топографическая; оптимизация размеров и формы, бионический/генеративный дизайн

 

43,3%

Технологии разработки и производства материалов с заданными свойствами

 

38,6%

Технологии управления жизненным циклом изделий (PLM)

36,2%

Исходя из результатов опроса, на разработки в области технологий цифровых двойников существует высокий спрос. Внедрение цифровых двойников в первую очередь происходит на пред­приятиях автомобилестроения и машиностроения, авиастроения, нефтегазового и энергетического сектора.

В «Газпром нефти» осуществляются проекты по созданию цифровых двойников скважин, за­водов, производственных площадок и месторождений, ГК «Росатом» работает над созда­нием цифровой АЭС, дублирующей работу реальной станции, в планах РЖД - разработка цифровых двойников локомотивов - ин­теллектуальных моделей, позволяющих осуществлять эксплуатацию, обслуживание и ремонт тягового подвижного состава по показателям предиктивной диагностики.

Разработка ЦД является одним из ключевых направлений деятельности Цен­тра НТИ СПбПУ для решения инженерно-технологических проблем государственного значения, которые не удается решить с помощью традиционных подходов. Среди наиболее показательных приме­ров - разработка единой платформы для семейства автомобилей «Aurus» (проект «Кор­теж»), предназначенных для перевозки и сопровождения первых лиц государства. Ключевым этапом работы является реализация ком­плекса мероприятий «Формирование национального Digital Brainware» - "сквозной" цифровой технологии "Новые производственные технологии" - разработка и валидация математических моделей материалов, машин/конструкций/прибо­ров/установок/сооружений/, физико-механических и химических процессов, технологи­ческих и производственных процессов высокого уровня адекватности.

Важным требованием является также обеспечение функциональной совместимости разрабатываемых отечественных решений с широко распространёнными зарубежными решениями, так как на предприятиях реального сектора экономики активно используются им­портные решения.

 

Внедрение цифровых технологий в ГК «Росатом»

«Росатом» является одним из цифровых лидеров страны. Единую цифровую стратегию развития отрасли ГК «Росатом» приняла в ноябре 2018 г. Перед госкорпорацией была поставлена задача внедрения новых цифровых решений на предприятиях «Росатома», а также реализации дорожной карты по развитию «сквозных» цифровых технологий в стране.

 На международном форуме высоких технологий «NDExpo 2018» директор по цифровизации «Росатома» Екатерина Солнцева обозначила три главных приоритета:

- внутренняя цифровая трансформация отрасли, которая к 2030 г. должна перейти на единую цифровую платформу для повышения конкурентоспособности создаваемых продуктов и услуг;

- содействие развитию госпрограммы «Цифровая экономика»;

- создание цифровых продуктов специалистами «Росатома».

Цифровизировать отрасль, занять рынок тяжелых цифровых продуктов, перевести на цифровые рельсы всю страну — эта задача сопоставима с созданием ядерного щита. Работу над Единой цифровой стратегией «Росатом» начал полтора года назад, год назад она была утверждена. В 2018–2019 гг. корпорация лишь подступалась к «цифре», реализовывала стартовые проекты.

 В 2019 г. ответственность госкорпорации в национальном масштабе расширилась. При участии «Росатома» правительство подготовило и утвердило дорожные карты развития сквозных цифровых технологий. В начале декабря «Росатом» был награжден за эту работу в номинации «Вклад в развитие технологий» на форуме «Глобальное технологическое лидерство». Основная работа начнется в 2020 г. Цифровые продукты отрасли уже представили специалисты из цифрового блока, «Росэнергоатома», РАСУ, «Грин­атома», РФЯЦ-ВНИИЭФ, «Атомэнергопромсбыта», АСЭ, ТВЭЛ, проекта «Прорыв», НИКИЭТ. «Логос» и «Волна», Multi-D, «Призма 2.0», система полного жизненного цикла, аддитивные проекты, цифровые двойники, ЦОД — это неполный перечень разработок, вносящих вклад в цифровизацию отрасли.

Первым цифровым продуктом отрасли стал  модуль «Логос Аэро-Гидро», разработанный РФЯЦ-ВНИИЭФ. Этот программный модуль  — высокопроизводительный инструмент 3D-моделирования, созданный в помощь инженерным аналитикам в авиации, авиа- и  ракетостроении, создателям всех типов надводных судов и подводных аппаратов. «Логос Аэро-Гидро» позволяет еще на стадии проектирования оптимизировать характеристики ключевых узлов и агрегатов, сокращает количество, сроки и стоимость натурных экспериментов, уменьшая, таким образом, расходы на стадии проектирования и на этапе испытаний. «Логос Аэро-Гидро» позволяет моделировать режимы, не доступные для экспериментальной отработки.

Пакет отечественных расчетных программ и собственная база супервычислений является важным вкладом в импортозамещение, весьма актуальное на фоне усиления санкционных рисков. "Росатом" использует и собственные разработки, и лучшие разработки мировых вендоров. Сегодня госкорпорация уже не только потребитель, но и производитель цифровых продуктов. На цифровые технологии приходится до 20% выручки от проектов по созданию АЭС для сторонних клиентов. Без них АЭС, которые строит "Росатом", не могут быть конкурентоспособными. «Сегодня мы видим переход наших зарубежных заказчиков к новым требованиям. Они говорят: «Строителей котлованов под энергоблоки мы найдем, это простые процессы, вы лучше нам создайте цифрового двойника атомной станции, мы его с удовольствием купим и заплатим гораздо больше денег, чем за сами строительные работы"»  [К. Комаров, первый зам. гендиректора "Росатома"]. Речь идет о создании цифрового двойника АЭС, который позволит сделать более безопасным жизненный цикл энергоблока. В едином информационном пространстве появится возможность управлять всеми процессами - от проектирования АЭС до ее вывода из эксплуатации.

Создание цифрового двойника предприятия, полностью повторяющего характеристики реального оборудования, на котором можно менять режимы, прогнозировать изменения состояния и прочее является одним из перспективных цифровых продуктов. Такая технология повысит безопасность атомной станции и даст возможность управлять всеми этапами ее жизненного цикла.

Помимо "Логоса" создан целый ряд других цифровых продуктов, включая инфраструктурные решения, продукты для моделирования различных процессов, для поддержки возведения сложных инженерных объектов. Суперкомпьютеры, созданные «Росатомом», давно поставляются сторонним предприятиям, равно как и доступ к суперкомпьютеру "Росатома" по облачной модели. Цифровые решения "Росатома" используются и другими отраслями. Так, разработанная госкорпорацией система математического моделирования физических процессов используется в авиастроении, машиностроении, автомобилестроении и ряде других отраслей. Создается платформа «Цифровой добычной комплекс».

В рамках системы управления производством (MES), разработанной ВНИИАА, "Росатом" интегрируется с одним из решений российского резидента "Сколково". Это решение обеспечивает подключение к системе с числовым программным управлением станков, оборудования для металлообработки, приборостроения, гальваники. Оно позволяет мониторить состояние их работы, получать обратную связь от оборудования. Кроме того ВНИИА поставляет робототехнические комплексы. "Росатом" использует технологии виртуальной и дополненной реальности  для решения эксплуатационных задач. Они применяются также для специфических задач, таких как виртуальный тренажер атомной станции для тренировки персонала АЭС. Технология мульти-D, разработанная в корпорации, имеет мировое признание, множество сертификатов и запросов на ее применение не только в России. На цифровизацию в значительной степени завязана одна из важнейших задач атомной отрасли - снижение себестоимости электроэнергии.

Подготовкой дорожной карты по развитию новых производственных технологий и импортозамещению «Росатом» займется совместно с «Ростехом». Одна из важнейших задач, которые поручены «Росатому», — ​построение квантового компьютера и формирование системы, позволяющей создать благоприятные условия для развития квантовых вычислений в стране. Квантовые компьютеры — новый класс вычислительных устройств, способных за счет квантовых эффектов делать то, что недоступно самым мощным суперкомпьютерам: моделировать поведение сложных молекул для разработки лекарств и материалов, решать многосоставные логистические задачи.

Квантовую тему в «Росатоме» ведет ВНИИА им. Духова. Над созданием квантового компьютера работают также ученые МГУ, МФТИ, МИСиСа, НОЦ «ФМН», ФИАНа и ряда других академических институтов. В качестве индустриального партнера АО «РАСУ» совместно с «Международным центром квантовой оптики и квантовых технологий» - победителем конкурсного отбора исследовательских центров по разработке продуктов, сервисов и платформенных решений на базе сквозных цифровых технологий, займется развитием квантовых вычислений, созданием универсальных квантовых компьютеров, квантовых алгоритмов и программного обеспечения. С НИУ «МИЭТ» «РАСУ» будет работать над созданием доверенных сенсорных систем. За три года планируется создать экспериментальный образец аппаратно-программного комплекса для

технологии квантовых вычислений на основе ионов, а также внедрить на одном из предприятий «Росатома» масштабируемую доверенную платформу сбора и обработки сенсорной информации, которая обеспечит формирование сквозных процессов в экономике и социальной сфере.

Основные принципы цифровизации «Росатома» — единая для отрасли цифровая архитектура, независимость от зарубежных технологий в критичных областях, базирующаяся на собственных решениях и цифровых продуктах,  четкая ориентация на экономический эффект. В пилотном режиме тестируются продукты цифровой энергетики и системы управления спросом. Ожидается, что к 2025 г. емкость этого рынка составит более 35 млрд руб.

Проходит апробацию корпоративная коммуникационная платформа Atom Space. Заявлены планы по созданию отраслевой RPA-платформы (robotic process automation — роботизация бизнес-процессов), запуску образовательных продуктов, производству сетевого телекоммуникационного оборудования, организации цифровой платформы контроля и управления доступом для массовых мероприятий «Пилот» и многого другого.

Главные задачи цифровизации  — ​научиться делать продукты и предлагать решения не только для себя, но и для всей страны, внедрять новейшие технологии и использовать все возможные механизмы государственной поддержки. «Росатом» становится центром компетенций по новым производственным цифровым технологиям, которые должны сыграть одну из главных ролей в решении национальной задачи по импортозамещению. Создано огромное количество отраслевых решений на базе информационных технологий — инструменты для проектирования, управления полным жизненным циклом сложных изделий, для управления процессами, для коммуникации, киберзащиты. ​Но, по мнению Е. Солнцевой, недостаточно опыта производства цифровых продуктов в части ПО и «железа». Это новое важное направление, опыт придется нарабатывать. 

В будущем перед «Росатомом» стоят еще более амбициозные цели: массовое импортозамещение тяжелых цифровых продуктов — ERP и PLM-систем класса транснациональных холдингов, финансовые сервисы, беспрецедентный уровень защиты критической инфраструктуры и государственной тайны. Вся эта работа сопряжена с технологическими рисками. Но это не отменяет задачи обеспечения устойчивого функционирования национальной цифровой инфраструктуры, усиления позиций на международных рынках.

Цифровизация — одно из главных направлений развития российской экономики сегодня. Виртуальных двойников для управления процессами на предприятиях уже создают в ряде отраслей промышленности. В октябре 2019 г. ГК «Росатом» провела первое заседание клуба «Цифровые сезоны» в рамках всероссийского форума «Новые производственные технологии», на площадке Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. «Росатом» организовал профессиональное сообщество в области внедрения цифровых технологий. Задачи участников клуба: анализ лучших российских и мировых практик в области внедрения цифровых технологий на производственных предприятиях; поиск перспективных идей в области цифровизации производства; обмен практическим опытом реализации цифровых технологий в отрасли; поддержка внедрения цифровых технологий на предприятиях «Росатома». «Цифровые сезоны» станут рабочей площадкой для общения тех, кто уже имеет опыт внедрения цифровых технологий на предприятиях отрасли.

На пленарном заседании форума «Новые производственные технологии в цифровой экономике РФ» участники обсуждали пути реализации дорожной карты по развитию «сквозной» цифровой технологии «Новые производственные технологии», изучали кейсы предприятий, имеющих опыт успешного внедрения цифровых технологий. О результатах внедрения технологий в производственный процесс на предприятиях «Росатома» рассказали представители АО «ТВЭЛ», НПО «Центротех», ФГУП «РосРАО», НПО «ЦНИИТМАШ», ФЦНИВТ «СНПО «Элерон», ОКБМ им. Африкантова, АО «АЭМ-технологии».
Первое заседание Клуба прошло на площадке  СПбПУ не случайно.  Будучи Центром компетенций в области «сквозных» цифровых технологий, ГК «Росатом» является стратегическим партнером СПбПУ, где зарождался советский атомный проект.

Цифровизация – важнейший фактор повышения эффективности всех отраслей экономики. Создание качественно новых систем управления и организации производства на базе цифровых решений стало общемировой тенденцией, ведущим вектором технологического развития современных индустрий. Цифровая трансформация атомной энергетики создаст существенные конкурентные преимущества основному бизнесу «Росатома».

Без цифровых систем безопасности на современных блоках большой мощности уже невозможно обойтись, поскольку они позволяют совершенствовать технологические и производственные процессы, ускоряя и повышая их эффективность, снижая издержки. По мнению советника гендиректора АО «РАСУ» В. Сивоконя, «при внедрении цифровых технологий, нет другого пути, кроме как обеспечить приемлемость и безопасность атомных объектов на всех этапах их жизненного цикла. Для этого цифровые решения надо правильно спроектировать и интегрировать в систему управления АЭС, только так будет получен эффект от их внедрения».

При подведении итогов 2019 г. в сфере энергетики, зам. гендиректора Группы СВЭЛ А. Туголуков констатировал факт того, что цифровизация стала основным трендом как уходящего, так и наступающего года. «Энергетики начали осознавать, что означает термин цифровизация, и в следующем году будет востребовано только то оборудование, которое адаптировано к концепции цифровой трансформации». В рамках IV промышленной революции лидировать будут те компании, которые перенесут акценты своей деятельности в область цифрового проектирования и моделирования, компьютерного и суперкомпьютерного инжини­ринга.


Подготовила Т.А. Девятова

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Реформы и диалог с обществом
· Новость от proatom


Самая читаемая статья: Реформы и диалог с обществом:
Как разваливают атомную промышленность. Взгляд изнутри

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 1.5
Ответов: 10


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 8 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: «Завтра уже наступило» (Всего: 0)
от Гость на 03/02/2020
В статью впихнули всё, что нашли в интернете. Красивая девушка Солнцева нверняка слышала, что Логосу много лет и к цифровизации в их понимании пакет отношения не имеет)Помимо "Логоса" создан целый ряд других цифровых продуктов, включая инфраструктурные решения, продукты для моделирования различных процессов, для поддержки возведения сложных инженерных объектов. Суперкомпьютеры, созданные «Росатомом», давно поставляются сторонним предприятиям, равно как и доступ к суперкомпьютеру "Росатома" по облачной модели. Цифровые решения "Росатома" используются и другими отраслями. Так, разработанная госкорпорацией система математического моделирования физических процессов используется в авиастроении, машиностроении, автомобилестроении и ряде других отраслей. Создается платформа «Цифровой добычной комплекс».А вот тут ничего не понял: кому поставляем суперкомпьютеры, кому даем доступ?? Что реально сделано?


[ Ответить на это ]


Re: «Завтра уже наступило» (Всего: 0)
от Гость на 03/02/2020
Электронный бюрократизм еще страшнее человеческого. Очень тяжело исправлять ошибки. Система обезличена, не с кого спросить. Это, граждане, большой брат ))


[
Ответить на это ]


Re: «Завтра уже наступило» (Всего: 0)
от Гость на 03/02/2020
Наступило, но не в Росатоме. Не исключено, что Солнцева даже верит в те сказки, которые рассказывает так увлеченно и за большую зарплату. Картинка очень смешная: на сладкоголосых менеджеров в Росатоме деньги есть. А на инженеров разработчиков с зарплатами в 3 раза меньше денег нет..........................


[ Ответить на это ]


Re: «Завтра уже наступило» (Всего: 0)
от Гость на 04/02/2020
Хорошо, если в 3 раза, а не, по крайней мере, в 10 раз


[
Ответить на это ]


Re: «Завтра уже наступило» (Всего: 0)
от Гость на 04/02/2020
"Роль и значение базовых испытаний, испытательных стендов и полигонов не исчезнет никогда, так как даже в случае тотальной цифровизации эксперименты и испытания будут играть важную роль для валидации математических моделей, особенно в сложных нестационарных нелинейных физико-механических процессах".Это ключевая фраза обзора. Без экспериментов, испытаний и физического моделирования заклинания о цифровизации останутся пудрой для начальственных мозгов.


[
Ответить на это ]


Re: «Завтра уже наступило» (Всего: 0)
от Гость на 24/02/2020
Замена сначала железа цифрой, затем хлеба цифрой возможны при замене человека цифрой. В этой системе человеку места нет.


[
Ответить на это ]


Re: «Завтра уже наступило» (Всего: 0)
от Гость на 04/02/2020
За всеми красивыми рассуждениями о цифровизации стоит усиление контроля. В нашей стране компьютеризация и цифровизация пока не сыграли какой-либо существенной роли в углублении уровня разделения труда или повышения его производительности в  производственных отраслях. 


[ Ответить на это ]


Re: «Завтра уже наступило» (Всего: 0)
от Гость на 07/02/2020
Это точно!


[
Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.09 секунды
Рейтинг@Mail.ru