Интеграция
10.02.2021, Ср, 10:14, Мск
Индустриальные задачи импортозамещения требуют цифровых инструментов для проектирования машин и механизмов. В первую очередь — для моделирования и инженерного анализа. Российский софт сейчас на подъеме, но направление CAE/CAD можно считать одним из наиболее сложных в силу высокой наукоемкости. Правда, и оно развивается достаточно хорошими темпами.
Развитие сегмента CAD/CAE-решений требует привлечения достаточно серьезных инвестиций. При этом даже при вложении достаточных средств на создание современной функциональной системы уходят годы. Однако результат того стоит. Например, структуры «Росатома» 3 года создавали пакет программ «Логос» для математического моделирования физических процессов, который включал бы основные решатели для инженерных задач аэро- и гидродинамики, теплообмена и прочности.
«В ноябре 2018 года «Росатом» утвердил единую цифровую стратегию, одним из важных направлений которой стал выпуск на рынок цифровых продуктов, которые мы разрабатывали для собственного использования, но впоследствии сочли возможным предоставить их другим предприятиям страны», — сказала Екатерина Солнцева, директор по цифровизации госкорпорации «Росатом».
Что такое «Логос»
Цифровой продукт «Логос» относится к классу CAE (Computer-Aided Engineering, системы автоматизации инженерных расчетов). Такие решения позволяют производить численное моделирование поведения отдельных элементов и целых конструкций в разных условиях. Подобные инструменты помогают вести предварительную проверку проектируемых изделий в цифровой среде, что радикально уменьшает количество необходимых промежуточных воплощений в железе. А значит — сокращает время разработки и экономит средства.
«Логос» имеет модульную структуру с набором решателей под различные специализированные задачи. «Логос Аэро-Гидро», предназначенный для моделирования процессов в воздушной и водной средах, а также «Логос Тепло», созданный для моделирования тепловых характеристик, появились несколько раньше — в 2018 и 2019 гг. Разработка каждого модуля требует решения сложного и многопрофильного комплекса наукоемких задач.
Модуль «Логос Прочность» позволяет решить все задачи, возникающие при расчете прочностных характеристик
«Логос Прочность» — новый модуль в линейке продуктов, которые позволяют решать подавляющее большинство задач в области инженерного анализа и проектирования», — подчеркивает Екатерина Солнцева.
Создан «Логос» в Российском федеральном ядерном центре и ВНИИ экспериментальной физики, который входит в состав госкорпорации «Росатом». Специалисты, работающие в российской атомной отрасли, обладают прекрасным базовым физико-математическим образованием и высочайшими компетенциями в численном моделировании, что и позволило им создать CAE-систему «Логос», которая по своим возможностям не уступает зарубежным решениям своего класса.
Цели создания и история развития
Единая цифровая стратегия «Росатома», направленная на цифровизацию всей российской экономики, предусматривает создание и вывод на национальный рынок ряда сложных программных продуктов отечественной разработки. Изначально предполагалось, используя преимущества российского интеллектуального потенциала, создавать наукоемкие продукты, превосходящие присутствующие на рынке решения. Но реальность внесла некоторые коррективы в базовое целеполагание. Изначальная цель — создать программы для российской промышленности, задачи которой в силу их высокой сложности далеко не всегда можно было решать на продуктах глобальных вендоров — была в полной мере сохранена, но столь же актуальными стали вопросы импортозамещения.
Политическая ситуация настоятельно требует наличия решений — в том числе программных — обеспечивающих технологическую независимость страны. Только так можно реализовать непрерывность разработки индустриальных решений — от проектирования двигателей и мостов до разработки турбин и космических аппаратов. Программные продукты глобальных вендоров, разумеется, могут решать большинство подобных задач, но ситуация такова, что этот софт, как и любой другой, может оказаться под произвольными внешними ограничениями. Для российского продукта возникновение таких ограничений, способных создать серьезнейшие проблемы национальной индустрии, надо исключить полностью, а достичь этого можно только созданием собственных инструментов.
Эти две цели — создание российского наукоемкого продукта, уникального для рынка и превосходящего аналоги, который может обеспечивать технологический суверенитет — достигнуты в сегменте CAE разработкой трех специализированных модулей «Логоса».
Аппаратное обеспечение, необходимое для технологической независимости, в стране присутствует: созданы ПК, рабочие станции и суперкомпьютеры, способные обеспечить решение любых вычислительных задач современного уровня. В том числе — CAE- и работающие с ними в тесной связке CAD-системы (Computer-Aided Design, компьютерная поддержка проектирования). Продукты «Логос» поддерживают кластерные вычисления.
Гибридная рабочая среда вызывает привыкание
Бизнес
«В 2020 году мы завершили первый этап работы над российской CAE-системой, обеспечив цифровой продукт достаточно широким набором решателей для инженерных задач российской промышленности. Продуктизация разработок атомной отрасли ведется с 2018 года и, конечно, мы не остановимся на достигнутом. В ближайших планах — модуль для расчетов электромагнетизма, специализированные комплексные отраслевые решения, а также «Логос Платформа», предназначенная для интеграции модулей «Логоса» с отраслевыми и авторскими расчетными кодами для физического моделирования комплексных мультидисциплинарных систем. Я хочу отдельно отметить, что мы не только разрабатываем дистрибутивы и повышаем пользовательское качество продукта, но и развиваем сервисы, которые сопряжены с данными решениями. В частности, преобразована служба технической поддержки, которая в режиме 24/7 ведет методологическую и функциональную поддержку пользователей», — заявил Дмитрий Фомичев, директор направления продуктов для математического моделирования госкорпорации «Росатом».
Модуль номер три
Модуль «Прочность», как было отмечено на презентации продукта, создавали для задач российской промышленности. Он нужен для проектирования в автомобилестроении и судостроении, создания космических и летательных аппаратов, двигателей и т.д., а также крайне актуален в атомной отрасли. Инженеры получают возможность решать реальные прикладные и исследовательские задачи анализа прочности. В модуле реализованы инструменты для статического, динамического и вибрационного анализов, функции для исследования методом конечных элементов, методом конечных разностей и т.д.
Пользователям доступен набор критериев разрушения, есть модель прогрессирующего разрушения и пр. По заявлению разработчиков, пакет радикально упрощает и ускоряет расчет напряженно-деформированных состояний при квазистатическом нагружении и при динамических нагрузках, проведение модального анализа для определения собственных частот и форм колебаний конструкции, моделирование отклика конструкции при действии нагрузок, заданных гармоническим и вероятностным образом и т.д.
Общие преимущества «Логоса»
Основное преимущество решений CAE-системы «Логос» кроется в ее функциональности. Это касается как наукоемкой начинки, так и интерфейса, в том числе широких возможностей визуализации. При этом на базе цифровых продуктов «Логос» можно как выполнять специализированные профильные расчеты, так и, по заявлению разработчиков, создавать новые уникальные расчетные технологии, в том числе недоступные для экспериментальной отработки.
«Логос Прочность», как и другие модули системы «Логос», оказался востребован отечественной промышленностью
Использование продуктов линейки «Логос» обеспечивает импортонезависимость предприятий, исключает санкционные риски в отношении программного обеспечения. При этом российский программный продукт доступен по ценам, значительно более низким, чем предложения глобальных конкурентов. Эти цены зафиксированы в рублях, а потому не зависят от колебания валютных курсов, что также важно для российских заказчиков.
Что дальше?
Предприятия «Росатома» продолжают совершенствование программных продуктов линейки «Логос», поддерживая контакт с пользователями системы и анализируя тренды в развитии современных вычислений. Пользователей уже довольно много, и их количество продолжает расти.
В настоящее время свыше семидесяти крупнейших российских предприятий используют «Логос», хотя в качестве продукта он существует чуть более двух лет — до этого были разрозненные элементы прикладных систем, которые только с 2018 г. оформились в цифровой продукт, применимый в высокотехнологичных отраслях промышленности.
«Логос» тепло встречен российской индустрией. Его внедрили и активно используют в расчетах на предприятиях «Ростеха» и «Роскосмоса», в авиационной промышленности, в машиностроении и других отраслях. Возможность оперативного контакта с разработчиками CAE-системы позволяет российским инженерам быстро и без языкового барьера решать технические вопросы, которые могут возникать при использовании системы инженерного моделирования для решения самых сложных и прорывных задач.
Полный текст статьи читайте на CNews
