Российские ИТ для «Роскосмоса». Как ведущие предприятия отрасли переходят на отечественное ПО и оборудование
В апреле 2023 года TAdviser посетил ряд ведущих предприятий «Роскосмоса», а также мероприятие, приуроченное к Дню космонавтики на площадке городских лабораторий ВЭБ.РФ, и выяснил, как продвигается в отрасли переход с импортных ИТ на отечественные, а также - как российские ракетостроители успешно конкурируют на мировом рынке, не имея таких же мощных вычислительных ресурсов, как некоторые другие страны.
Разработчик ракетных двигателей «Роскосмоса» вооружается российским ПО для моделирования, избавляясь от импортного
Ведущее предприятие в области ракетного двигателестроения и космической энергетики ГНЦ «Центр Келдыша» (входит в госкорпорацию «Роскосмос») стало одним из победителей конкурсного отбора РФРИТ на предоставление грантов, проведённого в 2022 году[1]. Под проект на 2023-2025 гг. по внедрению и доработке средств математического моделирования на предприятиях ракетного двигателестроения «Центр Келдыша» получил господдержку в размере 318,6 млн рублей. Проект имеет статус особо значимого. Его общая стоимость – примерно 400 млн рублей. Помимо гранта, «Центр Келдыша» вложит в него и собственные средства.
Чтобы рассказать о том, какие работы будут проводиться в рамках этого проекта, и какие задачи «Центр Келдыша» решает с помощью математического моделирования, журналистов пригласили на предприятие 5 апреля 2023 года.
На что идут сотни миллионов грантовых рублей
Гендиректор «Центра Келдыша» Владимир Кошлаков на встрече с прессой рассказал, что при грантовой поддержке планируется приобретение лицензий и доработка под отраслевые задачи программного продукта «Логос» (ПО класса CAE – Computer-Aided Engineering), который предприятие уже использует в своей работе. «Логос», который разрабатывает базирующийся в Сарове РФЯЦ-ВНИИЭФ (входит в госкорпорацию «Росатом»), может импортозамещать такие зарубежные программы моделирования и инженерного анализа, как Ansys CFX/Fluent, Ansys Mechanical, MSC Nastran, Dassault Systems FlowSimulation, Matlab.
Также в рамках грантового проекта планируется доработка других продуктов – среды динамического моделирования технических систем SimInTech и программы автоматизации и оптимизации вычислительных процессов pSeven.
 | Что самое важное – мы хотим реализовать совместную интеграцию этих трёх программных продуктов в единой среде для того, чтобы мы могли показать их качественное использование, - говорит Владимир Кошлаков. - Если «Логос» – трёхмерная программа для моделирования, достаточно «тяжёлая», трудоёмкая, требующая больших затрат машинного времени, то SimlnTech позволяет использовать результаты «Логоса», чтобы строить удобные, простые решения для быстрой и качественной оценки конструкций, изменений конструкций. |  |
Проект предполагает кооперацию с корпорацией «Тактическое ракетное вооружение», конструкторскими бюро «НПО Энергомаш», КБХА и рядом других.
В дальнейшем в «Центре Келдыша» видят интеграцию результатов, которые будут получены в рамках создания таких комплексных продуктов, с конструкторскими трёхмерными моделями для создания цифровых двойников изделий в целом.
Сейчас параллельно идёт проект, который возглавляет ЦНИИмаш, головной институт «Роскосмоса», по внедрению на предприятиях отрасли PLM-системы на базе отечественного решения T-FLEX. В «Центре Келдыша» рассчитывают в рамках своей работы в дальнейшем интегрироваться с результатами работы ЦНИИмаш. Это, среди прочего, позволило бы развиваться в области создания цифровых двойников и сокращать за счёт этого расходы на дорогостоящие натурные испытания.
Ранее «Центр Келдыша» уже получал грант через РФРИТ в размере около 84 млн рублей. Он был предназначен для проекта на 2021-2022 гг. по внедрению системы виртуального моделирования ракетных двигателей на базе пакета программ инженерного анализа «Логос». При этом взаимодействовать с разработчиком «Логоса», РФЯЦ-ВНИИЭФ, «Центр Келдыша» начал ещё раньше.
В рамках этого проекта проводилась адаптация и доработка «Логоса» под потребности «Центра Келдыша». Совместно с РФЯЦ-ВНИИЭФ были проведены 10 доработок продукта, и эта работа дала предприятию основу в продвижении закладываемой концепции по созданию цифровых двойников сложных систем, рассказал Владимир Кошлаков.
Сейчас на предприятии применяются модули «Логоса» по аэродинамике и гидродинамике, теплообмену, прочностному анализу, подготовке расчётных данных.
Гендиректор РФРИТ Александр Павлов отметил, что за счёт этого проекта по «Логосу» «Центр Келдыша» оказался в большей степени готов к ситуации с уходом зарубежных вендоров-разработчиков ПО, которая началась в 2022 году.
| | По итогам этой работы и накопленного вами опыта важно, чтобы вы, становясь центром компетенций, помогали в тиражировании разработанных, доработанных решений на все предприятия отрасли. Именно так определял председатель правительства, особенно по особо значимым проектам: предприятия-лидеры становятся функциональными заказчиками и формулируют потребности на основе того, что ушло с рынка, что нужно в срочном порядке доработать, в том числе, с использованием средств гранта. Грант выступает в качестве быстрого финансового инструмента, хорошего «плеча». У вас очень хороший задел, поэтому будем вас просить и организационно, и методически сопровождать работу по тиражированию, - сказал Александр Павлов, обращаясь к руководству «Центра Келдыша». | |
Самописное ПО для уникальных физических процессов
«Центр Келдыша» разрабатывает, производит и испытывает перспективные образцы различных типов ракетных двигателей, космических энергоустановок, генераторов пучков высокой энергии и ускорителей частиц. Среди его разработок – известный ракетный двигатель РД-180, который долгое время продавали американцам[2]. «Самый надёжный двигатель в мире: сотни успешных полётов, пусков без замечаний», - отмечает гендиректор «Центра Келдыша» Владимир Кошлаков.
А в настоящее время среди работ центра – разработка и проведение испытаний в области ионных двигателей для космического ядерного буксира.
«Центр Келдыша» курирует выполнение НИР в связанных с ним структурах, сам выполняет ОКР и доводит их до конечной реализации в конструкторских бюро – «НПО Энергомаш», «КБХА» и др. Задач, для которых требуется инженерное ПО, на предприятии и в его структурах множество, при этом, учитывая уникальность ведущихся разработок, некоторые из них – какие в мире никто ещё не решал.
В жизненном цикле изделия «Центр Келдыша» на сегодня участвует преимущественно в трёх этапах: исследования, проектирование и эксплуатация. А что касается производства, у себя «Центр Келдыша» может изготавливать двигатели небольшой размерности – до 10 тонн, на базе которых проводит отработку всех ключевых физических процессов.
Собрав базу знаний из экспериментальных данных, эмпирических данных, их потом закладывают в виде исходных данных во все расчётные модели. Фактически на базе этого эмпирического материала «Центр Келдыша» создаёт у себя программные продукты и внедряет их в конструкторские бюро, а те используют их для расчёта особых физических процессов. Софта собственной, авторской разработки в «Центре Келдыша» очень много.
| | Решая сложные задачи, мы всегда сталкиваемся с тем, что не все физические процессы изучены до конца, соответственно, сложно построить адекватную математическую модель сложного изделия. Наши сотрудники заняты тем, чтобы построить такие модели под конкретные изделия в области ракетной техники. Многолетний багаж знаний в области изучения процессов в ракетных двигателях позволяет нам самим создавать программные продукты, - объясняет Владимир Кошлаков. | |
Среди малоизученных вопросов в ракетных двигателях: например, когда происходит смешение жидких компонент топлива, и возникает возгорание. Моделирование процессов испарения капель, смешения жидкостей – задача очень сложная. Но в «Центре Келдыша» научились это делать. Ни один коммерческий продукт не сможет смоделировать смешение компонент топлива и последующее горение, говорит Владимир Кошлаков.
| | Когда мы около пяти лет назад с «Росатомом», с Саровом, взаимодействовали по адаптации их «Логоса» под наши изделия, на этом долго спотыкались, пока не сделали отдельный модуль, и в него это передали, - рассказал гендиректор «Центра Келдыша». - Это уникальная вещь. Никто в нашей стране такое моделировать не может, кроме нас. | |
Коммерческие программные продукты, в частности, «Логос», наиболее активно используются на этапе проектирования. В случае с «Логосом» берутся отдельные пакеты, к примеру, по гидродинамике или теплообмену, и дополняются авторскими кодами специалистов «Центра Келдыша», которые уточняют модели.
| | Фактически на текущий момент мы можем смоделировать любой физический процесс, который протекает в ракетных двигателях, - отмечает Владимир Кошлаков. | |
Причём, используя такие подходы, специалисты «Центра Келдыша» могут выявлять и разбираться в причинах нештатной работы изделий. В пример Владимир Кошлаков привёл случай с форсуночной головкой двигателя первой ступени ракеты-носителя «Союз». Когда было принято решение об увеличении энергетических характеристик двигателя, эти двигатели на испытательных стендах стали гореть, что представляет нештатную аварийную ситуацию.
По результатам проведённых работ выяснилось, что дело в акустических колебаниях, которые возникают при повышении давления: вибрация приводила к разрушению двигателя. Эта проблема была решена, двигатель работает без проблем.
Также на предприятии много моделируют и испытывают элементы турбонасосных агрегатов жидкостных двигателей. Такой агрегат – самый напряжённый элемент двигателя. Если посмотреть статистику по авариям ракетоносителей, то 50% их происходит по вине двигателей, а в этих 50% половина – по вине турбонасосного агрегата, привёл данные гендиректор «Центра Келдыша». И проблемы до сих возникают.
Применение аддитивных технологий, которое также имеет место, требует просчёта теплового состояния, напряжённого состояния, для чего необходимы программные продукты. Требует много расчётов и применение новых материалов в изделиях, например, расчёты прочностных характеристик.
Программные продукты активно используются и для плазмотрона, который позволяет получать потоки высокотемпературных газов – температура до 5-6 тыс. градусов. При таких температурах корректно смоделировать, как газ переходит в плазму, очень сложно. Для моделирования процессов плазмотрона используется в том числе собственное ПО.
Импортный софт: самым интересным никто не поделится
Существующее промышленное импортное ПО может смоделировать работу изделий, но зачастую не с той точностью, с которой необходимо, отмечает Владимир Кошлаков. Процессы, протекающие в ракетных двигателях, очень скоротечны – в случае с развитием аварийных ситуаций, например, речь о миллисекундах, и это смоделировать в коммерческих пакетах в принципе очень сложно.
При этом у зарубежных организаций, например, у NASA, есть ПО для моделирования специфических процессов в ракетно-космической отрасли. Его разрабатывают отдельные коллективы учёных.
| | Мы и раньше контактировали, да и сейчас контактируем с разработчиками за рубежом. Они создают свои программные продукты, но они нигде их не публикуют, они своё не показывают. То, что показывают на конференциях, – видно, что это специальная разработка, - отметил в разговоре с TAdviser Владимир Кошлаков. | |
На текущий момент некоторая зависимость от импортного промышленного софта в «Центре Келдыша» есть, но она не критичная, заявили TAdviser представители предприятия.
| | Мы не видим какой-то принципиальной проблемы. Все задачи, которые перед нами ставит и государство, и другие заказчики, мы решаем, - говорит Владимир Кошлаков. | |
В области CAE-решений, в частности, зависимость от импортного софта минимальная. Долгое время по этому направлению в «Центре Келдыша» опирались на собственные разработки, но затем решили подключить и коммерческое ПО, выбрав «Логос».
| | Уже несколько лет мы активно переходим на российские коммерческие программные продукты, - говорит гендиректор «Центра Келдыша». - Дальше всего мы продвинулись с «Логосом». Как результат нашей совместной работы с Саровом, мы нацелены на создание цифровых двойников на базе платформы, которую создают разработчики «Логоса», с включением туда отдельных авторских элементов, которые разрабатываем мы и которые необходимы для конкретных потребителей в виде конструкторских бюро либо других предприятий, разрабатывающих какие-то изделия. | |
В части CAD (Computer-aided design) и сейчас применяется иностранное программное обеспечение, но в рамках проекта по внедрению российского ПО T-FLEX планируется и этом классе систем постепенно заменить импортное, сообщили TAdviser в «Центре Келдыша».
Если говорить о конкретных импортных решениях в «Центре Келдыша», конструкторы, например, применяли продукты Ansys. Но лицензии в последнее время не продлевали, а с 2022 года это уже стало и невозможно сделать. Достаточно много лицензий было и SolidWorks – и расчётчики, и конструкторы применяли это ПО. От него тоже отказываются.
ГНЦ «Центр Келдыша» нужны вычислительные ресурсы и российское ПО. Цена проекта - 400 млн рублей
ГНЦ «Центр Келдыша» подготовил заявку на грант РФРИТ для участия в отборе в 2023 году. Об этом 5 апреля 2023 года рассказало руководство «Центра Келдыша» на встрече с прессой на территории своего предприятия. Общая стоимость проекта, которому нужна финансовая поддержка, оценена примерно в 400 млн рублей. За счёт гранта можно покрыть до 80% общей стоимости.
Работы в рамках проекта, под который «Центр Келдыша» хочет получить грант, рассчитаны на 2024-2026 гг. Среди них, как следует из презентации гендиректора «Центра Келдыша» Владимира Кошлакова, разработка SPDM-системы (Simulation process and data management, управление расчётными данными и процессами) на базе российского софта T-Flex (разработчик – «Топ Системы»), приобретение лицензий на продукты T-Flex PLM, T-Flex Docs и лицензий на «Единую базу данных для верификации и валидации ПО компьютерного моделирования» (ЕБД). Разработчиком последнего является РФЯЦ-ВНИИЭФ (входит в госкорпорацию «Росатом»).
И очень важный элемент проекта – работы в области вычислительного кластера. Подробнее об этом будет рассказано ниже отдельно.
Грантовая триада
Проект, под который подготовлена заявка на грант, является продолжением ранее проведённых работ, под которые тоже привлекалась грантовая поддержка РФРИТ. Так, на 2021-2022 гг. были получены средства в размере около 84 млн рублей для закупки лицензий и доработки под потребности «Центра Келдыша» программного продукта «Логос», разработчиком которого является РФЯЦ-ВНИИЭФ. Этот продукт может импортозамещать такие зарубежные программы моделирования и инженерного анализа, как Ansys CFX/Fluent, Ansys Mechanical, MSC Nastran, Dassault Systems FlowSimulation, Matlab.
При этом взаимодействовать с РФЯЦ-ВНИИЭФ для адаптации «Логоса» предприятие начало ещё раньше, до получения гранта. Сейчас «Центр Келдыша» применяет модули «Логоса» по аэродинамике и гидродинамике, теплообмену, прочностному анализу, подготовке расчётных данных, рассказали на предприятии.
Второй грант через РФРИТ, объёмом 318,6 млн рублей, «Центр Келдыша» получил недавно – под проект на 2023-2025 гг. по внедрению и доработке средств математического моделирования на предприятиях ракетного двигателестроения. Здесь предусмотрена не только дополнительная доработка функционала «Логоса», но и приобретение лицензий и доработка других программных продуктов – среды динамического моделирования технических систем SimInTech и программы автоматизации и оптимизации вычислительных процессов pSeven. Подробно о двух проектах, которые уже поддержаны грантами, см. здесь.
«Центр Келдыша» рассчитывает реализовать в единой среде совместную интеграцию продуктов «Логос», SimInTech и pSeven и интегрировать результаты работы по созданию комплексных программных продуктов с конструкторскими трёхмерными моделями для создания цифровых двойников изделий в целом, объяснил Владимир Кошлаков.
При этом сейчас параллельно идёт проект, который возглавляет ЦНИИмаш, головной институт «Роскосмоса», по внедрению на предприятиях отрасли PLM-системы на базе отечественного решения T-FLEX. В «Центре Келдыша» хотели бы в рамках своей работы в дальнейшем интегрироваться с результатами работы ЦНИИмаш, говорит Владимир Кошлаков. Это, среди прочего, позволило бы развиваться в области создания цифровых двойников и сокращать за счёт этого расходы на дорогостоящие натурные испытания.
Замдиректора департамента цифрового развития «Роскосмоса» Артём Рассказов, отвечая на вопрос TAdviser, пояснил, что смысл проекта, для которого подготовлена заявка на новый грант РФРИТ, в том, что в отрасли необходимо обеспечить связь различных локальных решений между собой. То, что делает ЦНИИмаш, – это, по сути, работа для предприятий-конструкторских бюро. Но конструкторские бюро и научные центры – это разные организации, и их надо между собой связать. «Центр Келдыша» взял на себя устранение имеющегося разрыва.
Заместитель гендиректора по средствам выведения «Центра Келдыша» Вадим Миронов на встрече отметил, что за счёт уже реализованных проектов на предприятии также провели у себя большую организационно-техническую работу: укрепились с точки зрения вычислительных ресурсов, существенно переструктурировали свои тематические подразделения, создав лабораторию математического моделирования. Она укомплектована, в основном, выпускниками МФТИ и МГТУ им. Н.Э. Баумана.
| | В силу увеличивающегося санкционного давления мы поставлены в такие условия, что стандартными способами решить задачи не получится, поэтому только благодаря таким наработкам и таким компетенциям можно выиграть ресурсы и время для того, чтобы делать всё эффективнее и быстрее, отметил на встрече в «Центре Келдыша» 5 апреля гендиректор РФРИТ Александр Павлов. - Наша задача здесь – настроить грантовый инструмент таким образом, чтобы сделать его максимально гибким, чтобы, решая большие государственные задачи, была возможность внутри проекта производить какие-то корректировки, что-то делать быстрее, а от чего-то отказываться, достигая целей каким-то другим способом. И здесь мы всегда на связи и всегда в тесном контакте. | |
Центр коллективного пользования для ракетного двигателестроения
В рамках дальнейшего развития, связанного с описанными выше проектами, в «Центре Келдыша» ставят перед собой следующие задачи:
- расширение функциональности отечественного ПО математического моделирования;
- расширение состава и функциональности интеграционных связей ПО;
- расширение баз данных свойств веществ, материалов;
- разработка методических рекомендаций по формированию компьютерных моделей изделий ракетного двигателестроения.
Ещё одно важное направление развития и задача в этом списке – создание центра компетенций и центра коллективного пользования предприятий ракетного двигателестроения.
| | Мы себя видим, как центр компетенций в области ракетного двигателестроения по разработке и внедрению подходов на предприятиях отрасли, - отметил гендиректор «Центра Келдыша». | |
И одно из ключевых направлений, которое, говорит Владимир Кошлаков, было поддержано руководством «Роскосмоса», – это создание новой методической базы по обеспечению и подтверждению надёжности создаваемых изделий ракетно-космической отрасли. Это важно и необходимо, потому что сейчас денег на подтверждение надёжности тратится очень много. С новой методической базой можно было бы тратить меньше.
Вычислительный кластер для сложных расчётов
Для реализации амбициозных задач, которые обозначил «Центр Келдыша», требуются определённые машинные возможности – вычислительные мощности. Некоторые усилия в этом направлении предприятие уже предприняло. Но увеличение объёма расчётных работ, которые «Центр Келдыша» имеет, в том числе, от своих многочисленных партнёров, ставит первоочередную задачу наращивания вычислительных ресурсов.
Собственно, во многом этим было мотивировано предложение по организации проекта на 2024-2026 гг., включающего развитие вычислительного кластера, наращивание вычислительных возможностей.
В определённой мере эта идеология коррелирует со стратегией приоритетного технологического направления «Технологии высокопроизводительных вычислений, включая суперкомпьютерные технологии», которым в нашей стране руководит д.ф.-м.н., замдиректора – заместитель научного руководителя РФЯЦ-ВНИИЭФ и легенда компьютерного моделирования Рашит Шагалиев. Это направление предусматривает создание отраслевых кластеров.
В России уже довольно давно действуют межведомственные вычислительные центры, куда предприятия могут обращаться за арендой вычислительных ресурсов. Например, есть в Курчатовском институте, у госкорпораций «Росатом», «Ростех». Их вычислительные ресурсы используются и для собственных нужд, и предоставляются предприятиям в различных отраслях для решения их задач.
При этом некоторые, особо мощные из существующих систем, в публичные рейтинги суперкомпьютеров – ни в топ-50 России, ни топ-500 мира – предусмотрительно никогда не подавались, и их текущие характеристики публично не раскрываются.
В ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, одном из предприятий «Роскосмоса», в апреле во время поездки журналистов на предприятие рассказывали TAdviser, что для некоторой части задач они, в частности, удалённо используют вычислительные мощности кластера «Росатома». При этом в ГКНПЦ им. М.В. Хруничева хотят иметь-таки свой кластер.
Вадим Миронов отметил, что арендовать сторонние вычислительные мощности, конечно, можно, такая практика есть. Но это вопрос удобства, а в некоторых случаях и вопрос специфики задач – не все задачи можно решать удалённо в силу закрытости.
Мозги учёных vs. суперкомпьютер
Несмотря на то, что потребность в отраслевом вычислительном кластере в «Роскосмосе», казалось бы, назрела не одним днём, такой системы, в отличие от некоторых других госкорпораций, у него пока нет.
Причины его отсутствия Артём Рассказов, отвечая на вопрос TAdviser, пояснил следующим образом. Дело в том, что создание больших вычислительных мощностей – это задача сложная и дорогая, и с этой точки зрения в государстве возникла определённая очерёдность в создании таких систем: в первую очередь – наиболее важные с точки зрения обороны там, где это необходимо.
В России есть приоритетное технологическое направление по суперкомпьютерам, и в рамках него в своё время был выработан подход некой трёхуровневой системы: уровень национальных центров, уровень отраслевых центров и уровень вычислительных центров предприятий. Это разные по набору программного обеспечения и по вычислительной мощности системы. Поэтому в данном случае речь, скорее, в экономической эффективности и приоритетности, говорит Артём Рассказов.
Ключевые отрасли, где в мире требуются суперкомпьютеры, – это ядерная тематика, расчёты климата, нефтяные расчёты, аэродинамические и газодинамические в космической отрасли. Сюда же можно отнести расчёты в области графики – например, для мультфильмов, и в последнее время – тренировку нейронных сетей, добавил замдиректора департамента цифрового развития «Роскосмоса».
Надо сказать, что американцы годами трубят о том, что высокопроизводительные вычислительные системы – это критический фактор конкурентоспособности и на локальном, и на международном уровне в науке и промышленности и на госуровне выделяют крупные средства на развитие таких систем. Нынешняя суперкомпьютерная гонка между некоторыми странами напоминает космическую гонку времен холодной войны.
В текущем рейтинге топ-500 мощнейших суперкомпьютеров мира[3] можно увидеть три вычислительных системы, установленных в исследовательском центре NASA. Самая мощная из них обладает реальной производительностью 9 Пфлопс и занимает 63 место в топ-500.
У «Роскосмоса» таких систем нет, но и без них традиционно есть уникальные разработки, включая такие, которые опережают существующие мировые, и продукция, которую вплоть до последнего покупали, в том числе, американцы. Например, ракетный двигатель РД-180.
«Со времён Советского Союза мы брали, скорее, умением, а не числом», - говорит Артём Рассказов. С ним соглашаются коллеги.
| | Недостаток вычислительных мощностей мы компенсируем знанием физики, - говорит Игорь Лаптев, руководитель лаборатории математического моделирования «Центра Келдыша». | |
Это показывает уровень тех людей, которые участвуют в разработке: чем выше уровень, тем меньше вычислительных мощностей нужно для того, чтобы решить одну и ту же задачу, резюмировали на встрече.
Производитель ракет-носителей «Протон» и «Ангара» затеял переход с Siemens на российское инженерное ПО
На одном из ведущих предприятий ракетно-космической отрасли, ГКНПЦ им. М.В. Хруничева (входит в ГК «Роскосмос»), где производятся ракеты-носители «Протон» и «Ангара», идёт проект по внедрению системы виртуального моделирования на базе российского пакета программ инженерного анализа «Логос». В конце 2021 года под него было заключено грантовое соглашение с РФРИТ на сумму около 23,7 млн рублей. Общая стоимость проекта в рамках соглашения оценена в 47,4 млн рублей. Чтобы рассказать о том, как продвигается проект, журналистов пригласили на предприятие 4 апреля 2023 года, в день 122-й годовщины со дня рождения Михаила Васильевича Хруничева.
«Логосом», софтом класса CAE (Computer-Aided Engineering), который с середины 2000-х годов разрабатывает РФЯЦ-ВНИИЭФ (входит в ГК «Росатом»), ГКНПЦ им. М.В. Хруничева планирует замещать импортные решения, которые использует для инженерного анализа. На предприятии целый спектр импортного ПО, включая Siemens: «чего у нас только нет и не было, разве что продуктов Ansys, пожалуй, нет», - поделился с TAdviser один из представителей ГКНПЦ им. М.В. Хруничева.
Количество уже приобретённых лицензий «Логоса» пока небольшое, и 25 пользователей обучены работе с системой, привели TAdviser данные на площадке. Масштаб пока что, можно сказать, пилотный.
Касательно сроков полного отказа от импортного инженерного софта в ГКНПЦ им. М.В. Хруничева ориентируются на указ президента РФ №166 от 30 марта 2022 года о мерах по обеспечению технологической независимости и безопасности критической информационной инфраструктуры (КИИ). «В указе обозначены вехи, и мы к этим вехам стремимся», - сказал журналистам в кулуарах легендарного цеха №22, где происходит окончательная сборка ракет-носителей, заместитель гендиректора по цифровой трансформации предприятия Владимир Афанасьев.
Но надо понимать, что есть вещи, которые сейчас довольно сложно импортозаместить, добавил он. Впрочем, утверждает Владимир Афанасьев, таковых немного, и с ними планируется отдельно работать.
При этом импортозамещение - только один из аспектов, на которые направлено внедрение «Логос». В ГКНПЦ им. М.В. Хруничева говорят, что рассчитывают обеспечить более качественные, более эффективные расчёты, а ещё оптимизировать расходы за счёт замены части натурных испытаний численным моделированием. На пересечении трёх вышеописанных задач проект внедрения «Логоса» и появился.
На средства гранта РФРИТ совместно с разработчиками «Логоса» дорабатываются возможности этого программного продукта до «мирового уровня», говорит Владимир Афанасьев.
Надо сказать, что с разработчиками «Логоса» ГКНПЦ им. М.В. Хруничева активно взаимодействует уже не менее пяти лет, но ранее – без грантовой поддержки. Начальник отдела по управлению жизненным циклом изделия ГКНПЦ им. М.В. Хруничева Ринат Исмагилов отметил, что с момента начала взаимодействия продукт уже существенно доработан, чтобы больше соответствовать потребностям их предприятия. И интерфейс «Логоса» сильно изменился, стал выглядеть более современным.
Наиболее актуальными сейчас для предприятия являются модули «Логоса» по внутренней и внешней гидрогазодинамике и горению.
В ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, к примеру, требуется решать много задач по внешней аэродинамике – обтеканию потока воздуха какой-либо модели. Одна из важных задач связана со скачками уплотнения: какое давление действует на разные фрагменты и части ракеты. Эти данные затем передаются прочнистам, которые считают нагрузки, чтобы, говоря простыми словами, в процессе полёта ракета не сломалась. Есть и много задач, связанных с химической кинетикой, в расчётах в области горения.
По ТЗ от ГКНПЦ им. М.В. Хруничева разработчики дополняют софт функционалом. Например, была заказана возможность проецирования на поверхности характерных скоростей. Это важно, поскольку при проектировании ракетно-космической техники требуется определять различные поля скоростей вокруг того или иного объекта. Этот функционал является уникальным и не имеет аналогов в зарубежном ПО, утверждают на предприятии.
В рамках проекта по внедрению идёт верификация «Логоса», чтобы в дальнейшем в полной мере применять его в работе. При этом что-то уже отвалидировано и применяется в реальной деятельности.
| | Наша задача – чтобы проекты, которые были поддержаны правкомиссией и признаны особо значимыми, и которые были поддержаны РФРИТ, реализовывались в соответствии со сроками, с календарными планами. Мы обеспечиваем их мониторинг. И, конечно же, нужно, чтобы взаимодействие внутри индустриальных центров компетенций было построено эффективно: чтобы те предприятия, которые испытывают такие же потребности, как ГКНПЦ им. М.В.Хруничева, и «Центр Келдыша», и ЦНИИмаш (тоже входят в состав «Роскосмоса» - прим. TAdviser), уже на реализации первых этапов постоянно подтверждали и верифицировали, что именно решения с таким функционалом им нужны. Именно этими решениями замещают зарубежные продукты, которые становятся недоступны, - отметил в разговоре с TAdviser гендиректор РФРИТ Александр Павлов. | |
Часть расчётных задач в ГКНПЦ им. М.В. Хруничева выполняется на собственных серверах и рабочих станциях, а часть – удалённо на мощном кластере «Росатома», подключаясь по защищённым каналам, рассказал TAdviser один из представителей предприятия. Пока что это аренда вычислительных мощностей в рамках взаимопомощи, безвозмездно, говорит он. В ГКНПЦ им. М.В. Хруничева хотят приобрести собственный вычислительный кластер.
В «Роскосмосе» также идёт централизованный проект по миграции на российскую PLM – на продукт T-FLEX от «Топ Системы». Он охватывает, в том числе, и ГКНПЦ им. М.В. Хруничева. Тут нельзя не вспомнить, что в 2010-м проект внедрения софта от Siemens PLM Software в ГКНПЦ им. М.В. Хруничева был заявлен как крупнейший в России на тот момент[4].
Помимо этого, например, в активной фазе в ГКНПЦ им. М.В. Хруничева сейчас, как и во многих госкомпаниях, постепенный процесс переезда с ОС Windows на Linux. По информации TAdviser, на ОС Astra Linux, в частности. Речь идёт и о замещении в серверной части, и на рабочих местах, рассказал Владимир Афанасьев, отвечая на вопрос TAdviser. К 2025 году планируется завершить этот переход на 100%, а по состоянию на апрель 2023-го охвачено порядка 15% рабочих мест. Также ГКНПЦ им. М.В. Хруничева идёт по пути замены импортной СУБД на отечественную.
«Роскосмос» хочет быстрее запустить аддитивные технологии на фоне ограничения поставок производственного оборудования
В «Роскосмосе» разработали проект по развитию применения аддитивных технологий на производстве, под который хотели бы получить грантовую поддержку. Это следует из выступления на площадке городских лабораторий ВЭБ.РФ в День космонавтики, 12 апреля 2023 года, Андрея Потапова, директора департамента по цифровизации «Роскосмоса».
Развитием этого класса технологий уже занимаются на ряде предприятий госкорпорации.
| | Это совершенно новый конструкт, который развивается очень быстро. Есть огромное бесценное количество данных, которые сейчас накапливаются при отработке технологий. И мы сейчас вместе с РФРИТ пытаемся запустить очень интересный проект, который бы объединил весь опыт этих людей, позволил бы его консолидировать и чуть-чуть быстрее запустить те аддитивные технологии, которые мы только стартуем в настоящее время, - сказал Андрей Потапов. | |
Производство – это та часть, которая, наверное, сложнее всего поддаётся модернизации, добавил директор департамента по цифровизации «Роскосмоса». И, в том числе, аддитивные технологии позволили бы построить современную производственную модель.
Под проект уже сформирована заявка на грант РФРИТ, уточнил, отвечая на вопрос TAdviser, Андрей Потапов. Она уже прошла внутренний ИЦК, теперь ждёт ОЦК «и всё остальное, что за этим следует». Заявка идёт от ЦНИИмаш, одного из предприятий «Роскосмоса». Общая стоимость проекта оценена в сумму чуть более миллиарда рублей.
Подробно о проекте в «Роскосмосе» пока предпочитают не распространяться. Но в общих чертах Андрей Потапов уточнил, что проект направлен на создание базовой отраслевой системы, которая послужит единым консолидатором всех данных об отработке аддитивных технологий, являющихся новыми для «Роскосмоса». В разрезе ИТ-функции это попытка сохранить те интеллектуальные знания, которые накапливаются в процессе отработки аддитивных технологий на целой группе предприятий госкорпорации.
| | Наша задача – собрать все данные, сохранить интеллектуальный потенциал, который был накоплен сейчас, особенно на старте, - отметил Андрей Потапов. | |
При этом речь идёт о «настоящих аддитивных технологиях» — о создании изделий в металле.
| | Это не маленький принтер, который печатал какие-то красивые пластмассовые заглушки. Нет. Мы вернулись к технологии гончарного круга: современное аддитивное производство – это вакуумный куб 3х3 метра, в котором вращается гончарный круг, где вместо глины – металл. Он расплавляется, и из него получаются заготовки для последующей обработки. Это позволяет повысить коэффициент использования материалов в разы. | |
Насколько эффективнее может быть расход материала при использовании аддитивных технологий, в начале апреля наглядно демонстрировал гендиректор «Центра Келдыша» Владимир Кошлаков на встрече с прессой[5] на территории предприятия. Он показывал напечатанный на 3D-принтере элемент крепления, который используется в ракетном двигателе, и такой же, но спроектированный и изготовленный обычным способом. Первый, за счёт отсутствия в нём всего лишнего, существенно выигрывает по массе, при этом выдерживая такие же нагрузки, как и «обычный».
Также, например, в «Роскосмосе» уже пытаются создавать баки для ракет с применением аддитивных технологий.
| | Сейчас на разных предприятиях идут эти процессы. В них ещё участвует наша наука, которая впоследствии будет испытывать эти образцы. И нам бы очень хотелось не только для себя, но и для других отраслей сохранить те ошибки, те неправильные пути, чтобы люди, которые пойдут вслед за нами по этой дороге, понимали, в какую сторону нужно идти, - говорит Андрей Потапов. | |
Интерес к развитию аддитивных технологий на производстве в «Роскосмосе» проявляют уже не первый год. Так, например, в 2018 году озвучивались намерения НПО «Энергомаш» использовать аддитивные технологии при производстве двигателей для ракет-носителей «Ангара», «Союз-2» и «Союз-5», называя это одним из методов сокращения сроков создания и снижения трудоемкости при производстве ракетных двигателей[6].
А в мае 2022 года «Роскосмос» сообщал о том, что в ИИС им. академика М. Ф. Решетнёва создаётся центр аддитивных технологий. В 2023 году там по плану должен появиться комплекс селективного лазерного сплавления металлических порошков[7].
Говоря об актуальности применения аддитивных технологий, в «Роскосмосе» и раньше ссылались на различные выгоды от их применения, а теперь эта тема стала ещё более актуальной «в силу ограничения поставок производственного оборудования». Этот фактор развития аддитивного производства на предприятиях «Роскосмоса» упомянул в своём выступлении Андрей Потапов.
Космонавт МКС рассказал, каким американским ПО пользуется российский экипаж. Своего аналога пока нет, но он очень нужен
На международной космической станции (МКС), как известно, есть российский и американский сегменты, и набор ПО на системах в этих сегментах отличается. Есть вещи, которые на данный момент российский экипаж МКС делает с помощью специализированного американского ПО, потому что аналогичного российского пока нет. Это следует из выступления космонавта-испытателя отряда «Роскосмоса» Петра Дуброва на площадке городских лабораторий ВЭБ.РФ в День космонавтики, 12 апреля 2023 года.
В пример космонавт привёл американскую программу OPTIMIS. В материалах NASA её название расшифровывается как Operations Planning TIMeline Integration System. Она используется и специалистами на Земле, которые планируют работы, внося их в эту систему. И, реплицируя эти данные на борт, их может видеть экипаж МКС.
В OPTIMIS в наглядном интерактивном виде предоставляются все данные по работам экипажа на текущий момент, на несколько последующих суток со всей связанной информацией – это и радиограммы, и описания работ, справочные данные, описывает Пётр Дубров. Вся эта информация сведена в единую систему, где удобно связана гиперссылками.
Удобство OPTIMIS, в том числе, в том, что и экипаж на борту может вносить в систему данные, которые синхронизируются с Землёй, и через некоторое время на Земле, в центре управления полётами, их тоже могут у себя увидеть.
Но поскольку это американская система и рассчитана она, в первую очередь, на американских астронавтов и работу на их сегменте МКС, то она интегрирована с американскими полётными процедурами, поясняет Пётр Дубров. Россияне эту программу тоже используют – в части отображения работ, передачи сообщений на Землю. Но если там ссылка на радиограмму, то её открывают уже другими путями.
| | И отобразить этот формат, это расписание мы можем только на американских системах – либо на планшете, либо на лэптопе, которые они нам дают в пользование, - рассказал, отвечая на вопрос TAdviser, Пётр Дубров. | |
У нас подобной программы пока нет.
| | Хорошо, что мы можем этим пользоваться сейчас. Но если мы будем думать в сторону нашей, российской, орбитальной станции, которая уже не за горами, то, конечно, нам необходима своя подобная система, - отметил космонавт. | |
Он также упомянул, что выход в интернет, который есть на МКС, тоже осуществляется с американских планшетов через американскую Wi-Fi сеть.
| | Если мы подключимся к Wi-Fi подсети российского сегмента, то такого выхода в интернет у нас не будет, у нас будет только локальная связь с локальными системами, - объяснил Пётр Дубров. | |
Хотя сейчас уже в работе и в космическом корабле, и на станции российские космонавты постоянно пользуются электронными планшетами, но, по большому счёту, как «читалками» – преимущественно для чтения радиограмм, которые поставляются на борт либо в формате DOC, либо в формате PDF. А в процессе работы они мало пока участвуют, хотя есть большие возможности по их интеграции, считает Пётр Дубров.
Имея за плечами образование инженера-программиста и профильный опыт работы до отбора в отряд космонавтики, Пётр Дубров говорит, что уже в процессе полёта он начал доработку используемых для работы экипажем систем именно в плане интеграции различных, пока разрозненных элементов информационной системы в некую единую сеть. Сейчас радиограммы поставляются на борт отдельным массивом данных, и есть разные дополнительные информационные ресурсы – вспомогательные видео, фотографии и т.д.
| | Создание какой-то единой информационной системы, которая объединила бы всё это, – это, я считаю, сейчас приоритет в разработке ПО именно для экипажа на станции. Это очень помогло бы и облегчило работу, - отмечает Пётр Дубров. | |
Автор: Наталья Лаврентьева
Примечания
- ↑ Публикация информации о заключении соглашений о предоставлении гранта по конкурсному отбору в рамках ПП РФ 550
- ↑ США отказались от покупок российских ракетных двигателей
- ↑ TOP500 LIST - NOVEMBER 2022
- ↑ ГКНПЦ им. Хруничева и Siemens PLM Software объявили о крупнейшем внедрении PLM-систем в России
- ↑ Разработчик ракетных двигателей «Роскосмоса» вооружается российским ПО для моделирования, избавляясь от импортного
- ↑ «Роскосмос» начнет «выращивать» двигатели для ракет-носителей
- ↑ В ИСС создаётся центр аддитивных технологий
