Как развивается инженерное ПО в России?03.11.2021 13:48

Переход на российское программное обеспечение идет по нескольким направлениям: кроме офисных пакетов и системных утилит, разработчики создают и развивают крупные платформенные продукты для промышленности. Одной из таких платформ является «Логос», предназначенная для решения сложных инженерных задач в области математического моделирования. Конференция «Логос: практика экспертов в инженерном ПО-2021» была посвящена вопросам внедрения и использования, а также перспективе развития «Логоса».

«Логос» — российский пакет программ суперкомпьютерного моделирования и инженерного анализа класса CAE, которые применяются для решения различных классов инженерных задач, включая моделирование аэро-, гидро- и газодинамических процессов, теплопередачи, химической кинетики, статической и динамической прочности, деформации и разрушения в промышленных конструкциях. Разработан госкорпорацией «Росатом», используется как в атомной отрасли, так и в других индустриях: авиационной, ракетно-космической, нефтегазовой, судостроительной и машиностроении.

Сегодня на базе «Логос» при участии ряда российских компаний идет создание полномасштабной национальной вычислительной платформы, которая позволит полностью закрыть потребности российских предприятий в системах инженерного анализа и математического моделирования. Системы, обеспечивающие инженерные расчеты для российских промышленных предприятий, должны быть импортонезависимыми — сегодня это аксиома, подчеркивает Екатерина Солнцева, директор по цифровизации Росатома.

Актуальность программного продукта «Логос»

Работа над созданием и развитием инструментов для инженерных расчетов требует наличия очень серьезной базовой подготовки. У российских разработчиков есть необходимые знания и опыт, которые позволят совершенствовать «Логос», а также программное обеспечение от других российских разработчиков. «Мы верим в российскую школу математического моделирования и считаем, что благодаря системно выстроенному партнерству мы сможем обеспечить стране технологическую независимость в этом значимом секторе инженерного ПО», — говорит Екатерина Солнцева.

Разработчики обеспечили возможность работы пакета «Логос» на различных вычислительных устройствах, от ПК до суперкомпьютеров. «Логос» запускается и на компьютерных системах, построенных на российских процессорах, обеспечивая российским предприятиям все преимущества суверенного технологического стека в инженерных вычислениях.

История и современность

Пакет «Логос» создан ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» (институт, входящий в состав госкорпорации «Росатом»), для предприятий атомной отрасли, напомнил Дмитрий Фомичев, директор по математическому моделированию Росатома. После многолетней апробации этого решения на предприятиях атомной отрасли его стали развивать, адаптируя под специфику различных прикладных инженерных задач.

На конференции рассказали об успешном применении «Логоса» для задач предприятий атомной, авиационной и ракетно-космической отрасли, судостроения и оборонно-промышленного комплекса. Выразительный пример привел Александр Корнев, главный конструктор суперкомпьютерных технологий в АО «Компания «Сухой»: при создании легкого истребителя Т-75 более 95% расчетных задач, возникающих при проектировании, было решено с помощью продуктов «Логоса».

Моделирование: на стыках, в составных средах и т.д.

В прошлом году функциональность «Логоса» изменилась, появилась возможность моделирования систем в разных агрегатных состояниях. Одним из примеров актуальных задач, как отметил Дмитрий Фомичев, является исследование поведения элементов конструкций в вечной мерзлоте, которая, кроме почвы и льда, всегда содержит некоторое количество воды. Новые функции нужны для моделирования плавающих объектов, работы винтов (в том числе, с учетом возникновения кавитации), обледенения (тут можно учитывать работу нагревателей) и т.д.

Недавно появившиеся возможности пакета «Логос» были применены в проектных работах морского бюро машиностроения «Малахит». Как отметил в своем выступлении на конференции Кирилл Кравченко, ведущий инженер «Малахита», специалисты бюро выполняли вычисления для решения комплексной задачи моделирования: гидроакустики винта и вибропрочности вала. В данном случае очень кстати пришелся обновленный модуль для вибрационного анализа, в котором, в частности, появилась возможность моделирования «спектра ответа».

Александр Корнев, также отметил важность новых возможностей для практических задач. В частности, инженеры применяли обновленный пакет «Логос Аэро-Гидро» для анализа процессов сброса с самолета дополнительных баков, имеющих разную степень заполненности.

Производители Государственного ракетного центра имени академика Макеева рассказали о вычислениях тепловых процессов в ситуациях, когда нужно учитывать поведение твердых тел, газов и жидкости в одной системе. Такие задачи часто встречаются при проектировании ракетных двигателей, напомнил Антон Чешко, начальник отдела аэрогидрогазодинамики и тепловых режимов в ГРЦ.

Аналогичные проблемы позволяет использовать «Логос» и для задач газодинамики — старта ракет космического назначения. Тут крайне важна корректность расчетов нагрузок на двигатели и на стартовый стол, так как ошибки могут привести к разрушению как двигателей, так и наземных сооружений. А также при моделировании вариантов поведения ракет нужно учитывать ветровые нагрузки, ударные нагрузки на стартовые сооружения, поведение систем при полете на до- и сверхзвуковых скоростях — и все это помогает выполнить «Логос».

«Логос»: направления дальнейшего развития

С 2014 года пакет «Логос» прошел много этапов развития, которое сегодня идет по двум направлениям. Во-первых, разработчики развивают и совершенствуют системы моделирования базовых физических процессов. Особенности этих модулей очевидны из их названий: «Логос Аэро-Гидро», «Логос Тепло» и «Логос Прочность», а также «Логос Препост», предназначенный для подготовки цифровых моделей и обработки полученных результатов. В настоящее время ведется разработка модулей «Логос Гидрогеология» и «Логос ЭМИ». Существуют и дополнительные специализированные модули — «Логос Ресурс», «Логос Обледенение», «Логос Горение» и «Логос Атом» и ряд других, развивающихся по заказам Минпромторга России.

Индустрии нужно все больше новых модулей, а также необходимо развивать и совершенствовать уже имеющиеся. В июле было подписано соглашения о создании консорциума российских разработчиков систем CAD/CAЕ, цель которого — обеспечить технологическую независимость промышленных предприятий и научно-исследовательских организаций Российской Федерации в области систем математического моделирования и инженерного анализа. Расширяя возможности сотрудничества, разработчики «Логоса» проводят интеграцию сторонних специализированных модулей, которые предоставляют другие предприятия, входящие в консорциум. Такой подход обеспечит быстрый рост функциональности при уменьшении затрат, отметил Роман Королев, заместитель начальника научно-исследовательского отделения в ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ». Уже есть примеры интеграций модулей, созданных в рамках такого сотрудничества. В качестве примера Дмитрий Фомичев привел интеграцию с программными продуктами «Лазурит» от Центрального института авиационного машиностроения (ЦИАМ) и «SimInTech» от 3В Сервис, которые успешно дополняют возможности «Логоса».

Что дальше?

Количество и функциональность модулей «Логоса» будет расти. Ситуация, в которой пользователь и разработчик представлены в одном лице, позволяет оперативно совершенствовать продукт, уверена Екатерина Солнцева. Согласно предварительным планам, полное импортозамещение инженерного программного обеспечения в Российской Федерации может быть достигнуто к 2030 году. Некоторые крупные предприятия предполагают, что полный переход случится еще раньше. Например, представители АО «Компания «Сухой» считают, что в их случае это произойдет значительно раньше — уже в 2027 году.

С оптимизмом смотрит в будущее и Росатом, активно работающий над системой развития и продвижения «Логоса». Росатом выступил организатором диалога государства, разработчиков и промышленных предприятий по вопросу стимулирования спроса на отечественное инженерное ПО с применением мер государственной поддержки. — говорит Екатерина Солнцева. — Мы убеждены, что это позволит обеспечить ускоренный переход на российское инженерное ПО, и к 2027 году при поддержке государства предприятия смогут полностью отказаться от зарубежных решений».

Государство активно участвует в развитии российского программного обеспечения. Например, в этом году предусмотрена возможность софинансирования Российским фондом развития информационных технологий — компенсация либо авансирование до половины затрат на проекты по импортозамещению ПО. Поддержка будет продолжена.

Дорожная карта по развитию высокотехнологичной области «Новые производственные технологии», разработанная ГК «Росатом» и «Ростех», была утверждена 23 июля 2021 года президиумом Правительственной комиссии по цифровому развитию, использованию информационных технологий для улучшения качества жизни и условий ведения предпринимательской деятельности. Среди основных классов российского промышленного программного обеспечения, на развитии которых сделан упор в дорожной карте, отдельным пунктом выделены мероприятия по развитию российских систем класса САЕ. Мероприятия, предусмотренные дорожной картой, в частности, предполагают снятие формальных барьеров в ходе реализации проектов развития и внедрения промышленного ПО, в том числе в части параллельного использования российского и зарубежного ПО в период перехода на отечественные системы. Также документ предусматривает финансовую и организационную поддержку предприятий в рамках таких проектов в различных отраслях промышленности.

Заметим, что «Логос» — лишь один из многих продуктов Росатома, развитие портфеля которого идет по шести приоритетным направлениям. Кроме направления «Наукоемкое моделирование и НИОКР», куда и входит «Логос», есть также «Управление предприятием и производством», «Цифровая инфраструктура», «Проектирование и строительство», «Информационная и физическая цифровая безопасность», а также «Цифровизация городских сервисов и процессов».

Полный текст статьи читайте на CNews