Специалисты инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (ИЦ «ЦКИ») Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого создают цифровой двойник морского газотурбинного двигателя и редуктора для российского ВМФ. В работе над двигателем М90ФР ученые используют цифровую платформу CML-Bench™, являющуюся собственной разработкой ИЦ «ЦКИ».

Двигатель М90ФР используется в составе агрегатов новейших фрегатов проекта 22350. Цифровой двойник морского газотурбинного двигателя позволит снизить затраты на производство сложной морской техники и позволит отслеживать жизненный цикл оборудования на всех этапах эксплуатации.

Как рассказал начальник отдела по взаимодействию с ОПК ИЦ «ЦКИ» Александр Тамм, цифровой двойник – это цифровая интерактивная копия реального физического объекта или процесса, система математических и цифровых моделей, связей с изделием. Технология позволяет собрать всю информацию об изделии – о том, как оно проектировалось и эксплуатируется. Разработка цифрового двойника морского газотурбинного двигателя, в частности, позволяет избежать необходимости изготовления большого количества опытных образцов. Обычно подобный двигатель выходит на государственные испытания после изготовления порядка 30 опытных двигателей. Это долго и дорого. Сейчас стоит задача уменьшить количество опытных образцов без потери качества продукта.

«Изготовление каждого опытного двигателя – это экспериментальная оснастка, отработка производства и т. д. Требуется снизить издержки при проведении предварительных испытаний. Провести виртуальные испытания двигателя можно «в цифре», создав цифровой двойник, – говорит Александр Тамм. – Если задел сформирован и оцифрован, все данные собраны воедино, то сроки на разработку перспективных изделий значительно сокращаются. Не говоря уже о том, что газотурбинный двигатель устанавливается внутри корабля. Если необходимо внести какие-то изменения, потребуется вскрыть палубу, извлечь двигатель…»

По его словам, одним из препятствий для внедрения настолько полезных цифровых технологий пока остается неготовность сотрудников к обеспечению прозрачности процесса разработки изделия. Каждое решение в процессе разработки документируется и становится доступно будущим поколениям инженеров, смежным службам. Эта прозрачность многих пугает. Причем речь не идет о размещении данных в открытом доступе, особенно когда дело касается военной техники, данные все равно доступны только определенному кругу специалистов.

Александр Тамм отметил, что в ближайшем будущем состоится переход к интеграции всех поставщиков в единую платформу и обмен между организациями элементами цифрового двойника. Поскольку смежных операций довольно много, необходим переход соответствующих процессов в цифровую среду. Где-то это взаимодействие развивается лучше, например, в автомобилестроении, где-то еще остаются нерешенные вопросы, но в основном все зависит от конкретной организации и установленного там уровня формализации знаний.

Составная часть цифрового двойника, так называемая «цифровая тень», собирает информацию с датчиков, скажем, на корабле, и позволяет транслировать данные в базу цифровой платформы и обновлять условия виртуальных испытаний, которые проходит цифровой двойник.

«Это позволяет еще на этапе разработки, исходя из заложенных параметров и ограничений, а также тех данных, которые поступают от цифровой тени, предсказать износ той или иной детали. Не просто покрыть весь корпус датчиками, а отслеживать состояние критичных узлов в зонах, определенных на виртуальных испытаниях, предотвращая возможные поломки. Это может применяться не только в кораблестроении, а в любой отрасли», – сказал Александр Тамм.