«Росатом» разработал ПО для создания «цифровых двойников» территорий28.12.2021 10:45

Инженерное моделирование — важный элемент импортозамещения, «краеугольный камень», лежащий в основе процессов разработки индустриальных решений. Российское решение для САЕ активно развивают в «Росатоме», который является цифровой компанией и представляет российскому рынку профильные продукты с большой наукоемкостью.

В конце декабря госкорпорация «Росатом» анонсировала два новых модуля для своего флагманского цифрового продукта — пакета «Логос». Эти анонсы крайне важны, как как показывают выбранное направление развития и взятый при этом темп.

Что такое «Логос»?

Пакет для инженерного анализа и суперкомпьютерного моделирования «Логос», принадлежит к классу инженерного программного обеспечения и относится к категории САЕ (Computer-Aided Engineering). «Логос» разработан в РФЯЦ-ВНИИЭФ, входящем в «Росатом», как основа для импортозамещения целого класса промышленного программного обеспечения. Важно, что «Логос» может работать как на рабочих станциях под управлением Windows и Linux, так и на российских программно-аппаратных комплексах, обладающих полной санкционной защищенностью.

Как и положено современному продукту, «Логос» создавали в модульной структуре. Существует основной модуль, в котором реализована базовая математика, и есть для него специализированные модули, упрощающие проведение вычислений в ряде нишевых задач: моделирования аэро-, гидро-, газодинамики, тепломассопереноса, турбулентного перемешивания, прочности, деформации и т.д. Функциональное наполнение «Логоса» охватывает большую часть вычислительных задач промышленности, решаемых при проектировании и разработке высокотехнологичных изделий, но развитие продолжается.

Выход продуктов семейства «Логос» на рынок предваряет многолетнее внутреннее тестирование на предприятиях атомной отрасли, где инструменты применяют при решении самых ответственных задач, требующих высокого качества и точности расчетов, обеспечения безопасности сложнейших инженерных систем и сооружений, отмечает Екатерина Солнцева, директор по цифровизации «Росатома».

«Гидрогеология» — вычислительный модуль номер четыре

Предназначение модуля очевидно из его названия: «Логос Гидрогеология» создан для решения задач, связанных с взаимодействием в естественных условиях водной среды с объектами природного и естественного происхождения. Ранее были созданы модули «Логос Аэро-гидро», «Логос Тепло» и «Логос Прочность», а также дополнительные специализированные инструменты — «Логос Ресурс», «Логос Обледенение», «Логос Горение» и «Логос Атом».

Новый модуль «Логос» позволяет с высокой точностью прогнозировать уровень затопления территорий при наводнениях и паводках, риски прорыва плотин, изменения уровня воды в результате строительства плотин, дамб, каналов и других гидросооружений. Успешно могут быть решены и задачи описания динамичных процессов, в частности, моделирование поверхностного стока. Важно, что «Логоса Гидрогеология» позволяет моделировать происходящее как на поверхности, так и под землей, оценивая воздействие от техногенных объектов на подземные воды и грунт.

Разумеется, расчеты могут быть проведены как для штатного режима функционирования объектов, так и для возможных аварийных ситуаций, что делает новый модуль важным для обеспечения экологической безопасности страны. Можно моделировать возможный уровень загрязнений поверхностного пространства и подземных вод при нормальных и аварийных режимах работы предприятий, свалок и хранилищ отходов, влияние на экологическую ситуацию сезонных явлений, оценивать результаты развития пятен загрязнений, в том числе, распространяющихся по рекам. «Экологическая безопасность помещена в фокус государственной политики и международных экономических процессов, — напомнил Дмитрий Фомичев, директор по математическому моделированию «Росатома». — Новый цифровой инструмент будет крайне востребован федеральными надзорными органами, региональными структурами, промышленными компаниями».

Уникальной особенностью модуля «Гидрогеология» является возможность создания «цифровых двойников» объектов и территорий. Эта особенность выделяет новинку от «Росатома» среди конкурентов, которые такими возможностями не обладают, и расширяет области применения пакета на реальных задачах. «Модуль «Гидрогеология», как и другие компоненты «Логоса», поддерживает работу на суперкомпьютерах», — отметил Виталий Пронин, начальник научно-исследовательской лаборатории РФЯЦ-ВНИИЭФ.

Перед выводом на рынок «Логос Гидрогеология» был успешно апробирован: на девяти предприятиях атомной отрасли проведена валидация, а на четырех экологически-значимых объектах группы компаний реализовано внедрение, тоже успешное. Также новинку уже применили для решения расчетных задач в ряде федеральных проектов. «Новый модуль обеспечивает высокую достоверность выполненных оценок и качество принимаемых на их основе управленческих решений». — сказал Михаил Семенов, замначальника отдела ГИС-технологий и математического моделирования Центра «Гидроспецгеология».

«Логос Платформа» — модуль для интеграции других САЕ-модулей

Модуль «Платформа» создает унифицированную среду как для модулей разработчиков «Логоса», так и для расчетных модулей от сторонних разработчиков САЕ-решений. Привлечение внешних разработчиков и интеграциях их решений в «Логос» позволит существенно расширить классы решаемых задач. «Будущее — за платформенным подходом», — отметила Екатерина Солнцева. «Кроме того, такой подход обеспечит быстрый рост функциональности при уменьшении затрат», — сказал Роман Королев, заместитель начальника научно-исследовательского отделения в «РФЯЦ-ВНИИЭФ». Все модули будут объединены в едином графическом интерфейсе.

«Платформенный подход обеспечит максимальный охват потребностей предприятий различных отраслей промышленности в импортонезависимом ПО САЕ-класса, которое применяют для подготовки и расчета комплексных мультидисциплинарных задач и проведения параметрических и оптимизационных исследований», — говорит Вера Гурова, генеральный директор компании «Русатом — Цифровые решения». Предусмотрены три различных варианта интеграции программного обеспечения в «Логос Платформу», что существенно увеличивает гибкость возможных взаимодействий с поставщиками решений. Первое — «Встроенный модуль», в этом случае разработчики интегрируют свои исходные коды в пакет программ «Логос». Второй вариант, получивший название «Модуль Библиотека», создан для встраивания автономных коммерческих CAE-программ, разумеется, после проведения верификации и разработки совместного интерфейса интеграции. Наконец, третий вариант — «Автономный модуль» — обеспечивает взаимодействия с готовым программным решением, произведенным третьей стороной, на базе протоколов обмена данными.

«Под эгидой «Росатома» в июле создан Консорциум российских разработчиков CAD/CАЕ-систем, он развивается, к участию приглашаются другие российские вендоры. Перед консорциумом стоят две ключевые задачи: создание комплексного мультифизического решения по проектированию и математическому моделированию в рамках реализации промышленных проектов и выход на мировой рынок с комплексным решением, не имеющим аналогов в мире». — говорит г-н Фомичев. По предварительным оценкам, совместные усилия российских разработчиков приведут к тому, что к 2027 году доля используемых зарубежных CAE-систем в России будет снижена с нынешних 70% до 20%, а к 2030 г. будут созданы условия для полного импортозамещения в этом сегменте инженерного программного обеспечения.

Что дальше

Консорциум продолжит работы для обеспечения технологических потребностей российских инструментами математического моделирования, отметил Дмитрий Фомичев, а также развитие соответствующего сегмента российского рынка и укрепление позиций страны в деле создания наукоемкой продукции для сложнейших вычислений, в том числе, на суперкомпьютерных платформах. В ближайшее время в составе «Логоса» появятся новые модули, в частности, в завершающей стадии находится работа над «Логос ЭМИ», сейчас идет активно тестирование данного компонента, сказала Вера Гурова. Разрабатывают планы выхода с «Логосом» на международный рынок. «Мы объединяем усилия всех отечественных разработчиков для создания продукта математического моделирования, конкурентоспособного на международном рынке», — отметила Екатерина Солнцева.

Полный текст статьи читайте на CNews