09 Декабря 2024 10:05 09 Дек 2024 10:05 |

Поделиться

Олег Маковельский, «Росатом»: Чтобы стать лидером, нужно идти не параллельно с конкурентами, а перпендикулярно им

«Определение цифрового двойника до сих пор остается дискуссионным»

CNews: Почему цифровые двойники играют важную роль в современном производстве?

Олег Маковельский: Они важны для всего жизненного цикла объекта, прежде всего, для решения целого ряда задач, связанных с повышением эффективности и уровня безопасности, оптимизации, расчетному обоснованию стратегических целей. Моделирование производственных сценариев на основе ЦД позволяет выстраивает технологические процессы таким образом, чтобы избежать сбоев и аварийных ситуаций.

Цифровые двойники в целом являются инструментом наращивания конкурентоспособности промышленных предприятий: это передовая концепция, с помощью которой задачи импортозамещения и цифрового опережения можно выполнить продуктивнее с точки зрения ресурсного обеспечения. В полной мере это относится к использованию этой технологии в «Росатоме» и в экономике в целом.

CNews: Что из себя в принципе представляет цифровой двойник?

Олег Маковельский: Цифровой двойник — это система компьютерных моделей, цифровых данных, представляющая собой копию реального объекта на различных стадиях жизненного цикла. Такие модели помогают произвести расчеты, позволяющие понять, как будет вести себя реальный объект во время эксплуатации в разных условиях, как благоприятных, так и нет.

Нужно отметить, что с определением «цифровой двойник» до сих пор есть определенные сложности, потому что на этом направлении до сих пор не сложилась нормативная база. Существует только один ГОСТ, принятый четыре года назад. Но экспертные дискуссии о цифровом двойнике продолжаются, и следующим шагом в развитии нормативной базы могла бы стать серия стандартов по различным типовым разновидностям цифровых двойников. Например, цифровой двойник материала-компонента, цифровой двойник актива производства, цифровой двойник процесса, объекта и так далее.

CNews: А в чем различие между цифровым двойником и цифровой тенью?

Олег Маковельский: Цифровая тень — набор параметрических данных в цифровом виде, поступающих либо от компьютерных моделей, либо от объекта реального мира. А цифровой двойник, как я уже отметил, представляет собой систему компьютерных моделей и этих самых данных. То есть цифровой двойник объединяет понятие цифровой тени и компьютерных моделей. Цифровая тень — составная часть понятия цифровой двойник, который нужен для моделирования поведения объектов в тех или иных условиях. Также существует понятие цифрового прототипа, когда у системы компьютерных моделей нет информационной связи с объектом — данные могут синхронизироваться, но исключительно в «ручном» режиме.

«Сейчас цифровыми двойниками пользуются уже во всех промышленных областях»

CNews: В каких индустриях сегодня наиболее развито применение цифровых двойников?

Олег Маковельский: Само понятие digital twin появилось на рубеже 1990-2000-х годов. Хотя сам подход, только под другим названием, начали разрабатывать еще в 1950-х годах — поначалу в авиационной и аэрокосмической отраслях. Затем подключились другие направления, связанные с транспортным машиностроением и оборонно-промышленным комплексом. А сейчас цифровыми двойниками пользуются уже во всех отраслях промышленности.

CNews: А насколько активно технология цифровых двойников применяется в «Росатоме»?

Олег Маковельский: Это направление получило импульс развития с созданием несколько лет назад рабочей группы атомной отрасли по цифровым двойникам. Важно, что эта группа объединила представителей различных дивизионов, поскольку бизнес «Росатома» сильно диверсифицирован — есть электроэнергетическое, строительное, топливное, машиностроительное и иные направления. И жизненные циклы производства в атомной отрасли тоже разные, выделю три основных — дискретное производство, процессное производство и электрогенерирующее производство. Перспективным видом для цифрового двойника является также логистика. В зависимости от этого и проектируется применение цифровых двойников.

CNews: Какие проекты на основе цифровых двойников реализуются в «Росатоме»?

Олег Маковельский: Один из таких проектов на основе технологии цифрового двойника — виртуальный энергоблок ВВЭР. Его создал «Атомэнергопроект» (предприятие Инжинирингового дивизиона «Росатома») на базе комплекса SimInTech. Он позволяет описывать работу систем энергоблока. Важно, что у этого двойника есть возможность синхронизировать данные по опыту эксплуатации.

В качестве еще одного примера можно привести разработку Всероссийского научно-исследовательского института по эксплуатации атомных электростанций» (ВНИИАЭС, входит в Электроэнергетический дивизион «Росатома») — виртуально-цифровую АЭС. В основе этого цифрового двойника находится расчетный симбиоз кодов, которые позволяют делать, например, различные гидравлические или гидрогазодинамические расчеты, которые также синхронизируются с данными, полученными в результате реальной эксплуатации энергоблока.

Еще отмечу проект «Умный полигон «Далур» горнорудного дивизиона «Росатома». Здесь реализованы сразу несколько технологий цифровых двойников, позволяющие моделировать геотехнологические процессы месторождения и планировать процессы обеспечения производства в зависимости от динамично изменяющейся картины.

CNews: На площадке «Цифрума» работает отраслевой центр компетенции в области цифровых двойников. Какие вопросы сейчас стоят на повестке как приоритетные?

Олег Маковельский: Конечно, самая актуальная задача — это проект цифрового двойника атомной электростанции. Но следует отметить, что весь спектр наших инициатив носит отраслевой характер. Сейчас я бы выделил две из них: первая связана с системой управления расчетными данными. Вторая — единая отраслевая система ремонта по техническому состоянию. Это направление очень важно для «Росатома», поскольку оно направлено на сокращение ремонтно-восстановительных работ и устранение нештатных ситуаций.

Развивается такая тематика и в других дивизионах — у всех есть свои проекты по цифровым двойникам. И одна из наших задач состоит в том, чтобы помогать коллегам в реализации подобных проектов. К примеру, мы работаем с производственной системой «Росатома» (ПСР), в рамках которой сейчас идет активная интеграция цифры в ПСР-проекты.

CNews: Кто является участником процессов в области цифровых двойников в атомной отрасли? Есть планы по привлечению партнеров?

Олег Маковельский: В первую очередь, Отраслевой центр компетенций по развитию направления «Цифровой двойник». Также участниками этого процесса являются центры компетенций отраслевых организаций, таких как «Цифрум», Отраслевой центр капитального строительства (ОЦКС) сейчас активно занимается информационным моделированием. По ряду направлений мы взаимодействуем с ИТ-интегратором «Росатома» «Гринатом», у которого также имеются свои центры компетенций. Наконец, сами предприятия и дивизионы являются непосредственными участниками инициатив в области цифровых двойников. В отрасли все находится в тесном контакте.

При этом мы открыты к партнерству с ИТ-рынком: расширяем свои возможности и функциональность за счет решений различных отечественных компаний — доверенных интеграторов и консультантов.

«Искусственный интеллект — только одна из составляющих, а не некий супердрайвер или волшебная палочка»

CNews: Сегодня многие говорят о том, что совершенствование российских цифровых технологий и продуктов должно происходить на основе интеграции искусственного интеллекта, квантовых вычислений и других «технологий будущего». Как вы оцениваете такие перспективы?

Олег Маковельский: Отмечу, что развитие технологий будущего важно — это миссия «Росатома» как корпорации знаний. Но мне кажется, что возникший общественный ажиотаж и высокие ожидания осложняют повседневную работу профессионалов над развитием технологий — все ждут некоего мистического вау-эффекта, который случится сам по себе или по мановению генеративного ИИ. Это не так, и хорошо, что чрезмерное очарование ИИ стихает. Куда больше стоило бы говорить, к примеру, про математическое моделирование, в котором мы сильно продвинулись, и потенциал которого до конца не используется. Сейчас все основные решения базируются на гибридном подходе: это симбиоз искусственного интеллекта, математического моделирования и обработки больших данных. ИИ — только одна из составляющих, а не некий супердрайвер или волшебная палочка. Он может многое, но далеко не все.

CNews: Какие есть проблемы в использовании цифровых двойников при их создании и эксплуатации?

Олег Маковельский: Проблемы можно разделить на организационные и технологические. Если говорить об организационных трудностях, то я уже отметил, что за пять лет в области цифровых двойников появился только один ГОСТ. Это, в первую очередь, говорит о сложности самой сферы цифровых двойников. Целый ряд экспертов не согласен с приведенными в этом ГОСТе определениями, и поэтому в «Росатоме» был создан внутренний нормативный документ по данной технологии.

Отсюда вытекает проблема разрозненности: поскольку ГОСТ только один, а в разных отраслях не закрепилось должного представления о цифровых двойниках, все под этим термином понимают совершенно разные сущности.

Также в России, к сожалению, пока еще не созданы соответствующие технологические альянсы разработчиков, интеграторов, производства и бизнеса. За рубежом сформировали несколько точек компетенций, вокруг которых собрали вендоров из разных отраслей: условно, кто-то датчики делает, кто-то ПО создает. Например, Европейские центр цифровой трансформации. Такие альянсы позволяют выполнять уникальные проекты и развивать направление цифровых двойников во всем мире.

В нашей стране такие процессы только начинаются. Мы, безусловно, смотрим на лучшие мировые практики, но пытаемся осмыслить их с учетом наших реалий. Потому что понимаем: чтобы обеспечить технологическое лидерство, нужно идти не параллельно с конкурентами, а в перпендикулярном направлении.

CNews: А что можно сказать о технологических проблемах?

Олег Маковельский: Технологические проблемы во многом вытекают из организационных. Например, в сфере цифрового материаловедения даже у участников процесса не до конца сформировано понимание, что такое цифровой двойник — каждый решает свою локальную задачу, будь то разработка материала или конструкции или анализ поведения материала в различных условиях. Тогда как цифровое материаловедение — это набор различных программных продуктов, которые полностью взаимосвязаны и позволяют отследить весь жизненный цикл материала.

Вторая проблема, конечно, связана с обеспечением российскими программными продуктами. Без мощного математического аппарата, численного моделирования и системы сканирования создавать цифровые двойники достаточно проблематично. Поэтому сейчас ключевая задача — это создание российских аналогов такого ПО для моделирования. У нас есть хороший задел — система математического моделирования и инженерного анализа «Логос» достигла уровня функциональности, сопоставимого с зарубежными аналогами. Также есть великолепная платформа функционально-блочного численного моделирования REPEAT. Сейчас надо учиться использовать российские разработки для развития технологии цифрового двойника в промышленности.

Поделиться

Подписаться на новости Короткая ссылка