«Цифра» в деле
Сегодня наиболее важными для получения конкурентного преимущества на аэрокосмических рынках являются технологии работы с данными, обеспечения мгновенного взаимодействия машин и людей, решения для анализа ситуации с применением машинного интеллекта.
Проекты «Весовая платформа» и «Цифровое дело» Центра компетенций «Математическое моделирование» МАИ призваны оптимизировать рабочий процесс и снизить издержки на разных этапах жизненного цикла авиационной техники.
Центр компетенций «Математическое моделирование» Московского авиационного института участвует во многих перспективных индустриальных проектах, реализует масштабные задачи стратегического проекта МАИ «Будущие аэрокосмические рынки — 2050» — модели развития университета в рамках программы «Приоритет‑2030». Выйти на новый уровень в качестве и скорости работы центру помог суперкомпьютер, мощность которого уже превышает 150 терафлопс, а в 2023 году будет увеличена более чем до 500 терафлопс.
Деятельность центра включает самые различные направления авиационной отрасли. В числе перспективных работ — участие в разработке широкофюзеляжного дальнемагистрального самолета CR929, где специалисты изучают процессы обледенения и аэроупругости, создают новые методы аэродинамических расчетов.
Важное направление деятельности — создание сверхзвукового пассажирского самолета. В интересах НЦМУ «Сверхзвук» специалисты центра ведут работы по разработке программной среды и методик многокритериальной оптимизации.
Немало внимания центр уделяет вертолетной технике. Специалисты МАИ исследуют работу несущего винта вертолета с использованием метода численного моделирования.
Отдельно стоит выделить такие передовые направления работы подразделения, как создание единого программного обеспечения для весового проектирования (цифровая платформа весового проектирования) и разработка общего цифрового пространства для хранения и управления технологическими данными (цифровое дело изделия).
Весовая платформа
Проект весовой платформы был представлен в 2021 году на Международном авиационно-космическом салоне (МАКС). Платформа создана с целью объединить разрозненные данные и программное обеспечение, которое используется для решения задач в области весового проектирования, анализа, контроля изделий авиационной техники. Ранее в этой области не было сквозной интегрированной системы, которая смогла бы обеспечить весовые расчеты, весовой анализ и весовой контроль на каждом этапе жизненного цикла авиационной техники. Проект поможет снизить количество ошибок проектирования, которые приводят к срыву сроков работ и, как следствие, увеличению стоимости готового продукта, а также повысить топливную эффективность готового изделия за счет четкого контроля весовых параметров.
На МАКС‑2021 МАИ заключил соглашения о тестировании и введении в эксплуатацию цифровой платформы с несколькими индустриальными партнерами. Сейчас проект находится на стадии внедрения на таких предприятиях авиационной промышленности, как ОКБ Сухого, ПАО «ИЛ», ООО «Инженерный центр программы СиАр929», ПАО «Корпорация «Иркут».
— С этими предприятиями подписано соглашение, сейчас они занимаются опытной эксплуатацией, — рассказывает начальник НИО‑101 МАИ Дмитрий Стрелец. — На территории этих предприятий развернуты соответствующие стенды, где они тестируют наше программное обеспечение на своих реальных задачах.
В Центре компетенций «Математическое моделирование» считают, что в 2023 году должен завершиться процесс опытной эксплуатации платформы на ключевых предприятиях авиационной отрасли, будут подписаны лицензионные договоры на внедрение и начата отработка на других предприятиях высокотехнологичных отраслей промышленности.
— В процессе тестирования у заказчиков появляются замечания, какие-то элементы могут не работать, поэтому в следующем году у нас будет продолжаться отладка данного программного продукта, — продолжает Дмитрий Стрелец. — Сроки внедрения весовой платформы разные для каждого предприятия. Например, для ОКБ Сухого мы уже закончили тестирование базовых сервисов и подписали лицензионный договор на поставку.
Цифровое дело изделия
Центр компетенций «Математическое моделирование» начал работу над проектом «Цифровое дело» в 2022 году. Целью проекта является разработка и внедрение на предприятии информационной системы, позволяющей накапливать, хранить и управлять технологическими данными, возникающими на этапе производства конкретного экземпляра изделия при существенном снижении трудовых и финансовых затрат.
— Проект начался с того, что к нам обратились несколько заказчиков: Комсомольский-на-Амуре авиационный завод имени Ю. А. Гагарина, Новосибирский авиационный завод им.В.П.Чкалова и филиал ПАО «Корпорация «Иркут» «Региональные самолеты», — рассказывает Дмитрий Стрелец. — Тот IT-ландшафт, который есть у этих предприятий, достаточно разнообразный. Зачастую он не интегрирован в рамках единого информационного пространства. Документы, которые необходимы для формирования конкретного изделия, могут находиться в разных местах: что-то в бумажном виде, что-то в электронном виде, но в разных системах. Сейчас век цифровой экономики, поэтому есть необходимость перевести все это в электронный вид и максимально автоматизировать процесс заполнения и создания цифрового дела.
«Цифровое дело» сократит время на обработку данных и автоматизирует сбор информации, которая зачастую находится в разных системах. Например, когда нужно посмотреть данные о самолете.
— У каждого борта — самолета в единичном экземпляре — есть свой серийный номер, свои паспорта. И на предприятии на самолет создается дело, — объясняет Дмитрий Стрелец. — Раньше оно существовало в бумажном виде — туда входит все, что связано с конкретным бортом самолета: материалы, комплектация, информация по технологии, и т.д. Когда самолет построен, дело поступает в архив, где хранится на протяжении всего периода эксплуатации самолета.
Еще одна важная задача, которую будет решать проект «Цифровое дело» — связывать данные о летательном аппарате, которые появились во время проектирования, с информацией, получаемой во время эксплуатации.
— У нас есть автоматизация в части проектирования и эксплуатации. Например, система «Эрлан», где эксплуатирующие организации ведут электронный формуляр, отмечают ресурс, указывают количество налетов и т.д. — рассказывает Дмитрий Стрелец. — Между цифровым делом борта и его эксплуатирующей базой не было автоматизации. И наш проект «Цифровое дело» эту связь должен создать, чтобы обеспечить цифровую поддержку разработки и эксплуатации самолета на всех этапах жизненного цикла, включая производство.
— На данный момент проект находится на стадии обсуждения технического задания, — объясняет начальник НИО-101 МАИ. — У каждого предприятия разные ТЗ, а мы хотим задачу унифицировать. Мы согласовали первый этап — создание макета «Цифрового дела», который будет связывать не множество документов, а всего один — например, ведомость дефектов. И дальше на этой базе начнем отрабатывать все требования предприятий и наращивать систему, которая будет все сложнее и сложнее. Надеемся, что в 2023 году будет активный этап разработки проекта.
Вовлечение студентов
Центр компетенций «Математическое моделирование» регулярно привлекает к работе на своих проектах студентов МАИ. Для этого совместно с институтом № 8 «Информационные технологии и прикладная математика» в 2020 году была запущена программа магистратуры «Технологии суперкомпьютерного моделирования сложных технических систем».
— На программе готовят специалистов одновременно по двум трекам: инженерная и IT‑подготовка, — рассказывает начальник НИО‑101 МАИ Дмитрий Стрелец. — С этого года мы хотим добавить третье направление — информационная безопасность. Эта программа и есть наш источник пополнения кадров для участия в таких крупных IT‑проектах, как «Весовая платформа» и «Цифровое дело».
В 2022 году в МАИ была создана лаборатория «Разработка цифровых платформ и информационной безопасности». Она наполняется студентами и специалистами, которые прошли дополнительное обучение.
— На наших проектах специалисты лаборатории занимаются разнообразными задачами, в основном внедрением и сопровождением, — продолжает Дмитрий Стрелец. — Сейчас эта группа работает на проекте весовой платформы: активно взаимодействует с предприятиями, обеспечивает ответы на вопросы в режиме 24/7, работает с нашими подрядчиками. У нас же здесь развернут стенд, где новым клиентам можно удаленно протестировать технологии, прежде чем принимать решение о покупке лицензии. И все это поддерживает и сопровождает группа внедрения, которая состоит в основном из бывших и нынешних студентов.
— Как и в любой другой области, цифровизация в авиационной отрасли считается одной из самых актуальных и важных задач, — считает Дмитрий Стрелец. — Перевод данных в «цифру» помогает оптимизировать рабочие процессы, быстрее собирать информацию и получать к ней доступ, модернизировать анализ ситуации, применяя возможности машинного интеллекта. Такие проекты, как «Весовая платформа» и «Цифровое дело», лишь часть задач, которые несет за собой цифровизация, но та часть, без которой сложно двигаться дальше.
Игорь Новиков
