III Международный форум «Передовые цифровые и производственные технологии»: круглый стол «Применение цифровых двойников в разработке: практика применения, новые кейсы»

1 декабря 2021 года начал свою работу III Международный форум «Передовые цифровые и производственные технологии», организатором которого выступил Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ) и его структурные подразделения: Научный центр мирового уровня СПбПУ «Передовые цифровые технологии» (НЦМУ СПбПУ) и Центр компетенций Национальной технологической инициативы СПбПУ «Новые производственные технологии» (Центр НТИ СПбПУ).

Основная тема Форума в 2021 году – цифровая трансформация экономики на основе применения передовых цифровых и производственных технологий.

Одним из мероприятий первого дня рабочей программы стал круглый стол «Применение цифровых двойников в разработке: практика применения, новые кейсы», модератором которого выступил Олег Рождественский, заместитель руководителя Центра НТИ СПбПУ, руководитель дирекции НЦМУ СПбПУ.

С докладами выступили:

• Ефимов-Сойни Николай Константинович, начальник сектора общего машиностроения, ведущий инженер отдела по взаимодействию с ОПК НЦМУ СПбПУ;
• Назаров Егор Вадимович, начальник лаборатории №2 НИО-101 МАИ;
• Болонин Алексей Дмитриевич, руководитель проекта, ООО «Проект И5»;
• Сальников Антон Владелинович, начальник отдела 077 «Цифровое сопровождение жизненного цикла ГТД» ФАУ «ЦИАМ им. П.И. Баранова»;
• Бубнов Михаил Александрович, к.т.н., с.н.с., главный специалист Центра цифровой трансформации РХТУ им. Д.И. Менделеева;
• Киаука Михаил Юрьевич, инженер отдела кросс-отраслевых технологий, н.с. отдела по взаимодействию с оборонно-промышленным комплексом НЦМУ «Передовые цифровые технологии», СПбПУ Петра Великого

Общение экспертов показало, насколько широко понимается термин «цифровой двойник» в научно-технической среде вообще и в инженерном сообществе в частности – и насколько актуальна в этой связи разработка национальных стандартов в данной области. Напомним, 16 сентября 2021 года приказом № 979-ст руководителя Росстандарта  А.П. Шалаева был утвержден национальный стандарт Российской Федерации – ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения». Разработке стандарта посвящена статья нового Дайджеста «Передовые цифровые технологии и материалы» (№2 (11–12)/2021, с. 132–147).

В докладе «Цифровые двойники в производстве» Николай Ефимов-Сойни поделился сложностью проектирования и моделирования доменной печи как с точки зрения сложности самой системы, так и в части проблематичности получения исходных данных и валидации расчетов. Цифровой двойник в данном случае – эффективный инструмент разработки, позволяющий увязать различные результаты моделирования на единой цифровой платформе.

Егор Назаров выступил с докладом «Применение методологии цифровых двойников в задачах проектирования и сертификации композитных конструкций», в котором констатировал консерватизм системы сертификации, а также сложности в применении методик расчета, многие из которых были разработаны уже несколько десятилетий назад. В том числе по этой причине проектные расчеты и данные испытаний могут давать критичные расхождения, что негативно сказывается на качестве, сроках и стоимости всего проекта.

В числе необходимых шагов в отрасли Егор Назаров обозначил следующие: кооперация КБ, вузов, НИИ, разработчиков ПО для совершенствования методов проектирования и расчета; решение комплексных междисциплинарных задач; построение цифровых двойников изделий на всем жизненном цикле; подготовка высококвалифицированных кадров.

Болонин Алексей Дмитриевич в докладе «Интеллектуальная производственная платформа» рассказал о продуктах компании, предоставляющих производителям инструменты автоматизации технологических и бизнес-процессов. Применение этих инструментов, включающих цифровые двойники продуктов (трехмерных моделей деталей), на предприятиях самого разного профиля (в том числе применяющих аддитивные технологии) позволяет не только оптимизировать производство, но и перейти к принципиально иной бизнес-модели в логике цифровой трансформации промышленности.

Вопросам профессиональной подготовки конкурентоспособных специалистов был посвящен доклад «Демонстратор цифровых двойников – платформа для подготовки кадров для цифровой экономики» Антона Сальникова. Было отмечено, что в рамках классической образовательной модели студенты физически не способны освоить тот объем знаний и получить тот набор навыков, который необходим для выполнения инженерных задач на современном высокотехнологичном производстве. Изучение новейших инструментов автоматизации проектирования и моделирования упрощает разработки, однако способствует «отрыву» студентов от понимания устройства реальных изделий, механизмов, систем и соответствующих физических процессов.

В качестве решения Антон Сальников предложил разработанную в ЦИАМ им. П.И. Баранова концепцию «демонстратора цифровых двойников», на базе которого строится курс обучения будущих инженеров.

Михаил Бубнов выступил с докладом «ЦД в нефтехимии и химической технологии: взгляд центра цифровой трансформации РХТУ им. Д.И. Менделеева» рассказал об образовательных курсах по цифровым двойникам и цифровому дизайну: курсе «Цифровая трансформация бизнеса в химической отрасли», разработанном на базе национального стандарта в области цифровых двойников, и курсе «Цифровой дизайн процессов и аппаратов ХТ» на базе решений ведущих мировых вендоров ANSYS, Dassault, Aspen Tech.

Последним в работе круглого стола стал доклад Михаила Киауки «Моделирование конструкций из композиционных материалов» в котором был представлен кейс разработки взаимосвязанных методик, включающих моделирование всех стадий технологического процесса 2D- и 3D-армированных композиционных материалов с термореактивной матрицей и учитывающих механические и физико-химические свойства компонентов.

По мнению докладчика, внедрение разработанных методик в инженерную практику позволит минимизировать ресурсы, требуемые на проектирование, создание опытных образцов, оптимизацию технологии и запуск изделий из композиционных материалов в серийное производство в любой отрасли, а также может служить базой для создания цифровых двойников изделий и технологических процессов.

Как отметил в завершение дискуссии модератор круглого стола Олег Рождественский, мероприятие в рамках форума было предпринято с целью «сверить часы» в области разработки и применения цифровых двойников, а также определить возможные точки сотрудничества научно-исследовательских, образовательных и производственных команд.

В этом смысле круглый стол достиг своей цели: прямо в ходе мероприятия сразу несколько его участников высказали готовность к совместному решению схожих задач.