Передовая инженерная школа Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого «Цифровой инжиниринг» (ПИШ СПбПУ) заключила лицензионный договор на распространение своего ключевого программного продукта – Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench^®. Генеральным дистрибьютором CML-Bench^® на территории России, Республики Беларусь и Казахстана выбрана spin-out компания СПбПУ – высокотехнологичная инжиниринговая компания ООО Лаборатория «Вычислительная механика» (CompMechLab^®).

Цифровая платформа CML-Bench^® – полностью российская разработка. Работы по созданию Платформы начались в 2006 году как совместный проект spin-out-компании СПбПУ – ООО Лаборатория «Вычислительная механика» (CompMechLab^®) и сотрудников фСПбПУ.

В 2014 году цифровая платформа CML-Bench^® как внутренний программный продукт Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab^®) СПбПУ была впервые успешно применена при выполнении масштабного проекта «Кортеж» («Единая модульная платформа») – НИОКР «Разработка элементов каркаса кузова и конструктивных элементов бронирования отечественных автомобилей «Лимузин», «Седан», «Внедорожник» и «Микроавтобус» на базе единой модульной платформы, предназначенной для перевозки и сопровождения первых лиц государства, а также других лиц, подлежащих государственной охране» (семейство автомобилей AURUS, головной исполнитель и заказчик – ФГУП «НАМИ»).

В 2018–2022 гг. года развитие Цифровой платформы CML-Bench^® проводилось в рамках реализации программы Центра НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии». Помимо продолжения разработок в области автомобилестроения (успешным примером стал проект создания «с нуля» и без ДВС-предшественника в кратчайшие по стандартам автомобилестроения сроки – всего за 2 года – создания «умного» цифрового двойника и экспериментального образца малогабаритного городского электромобиля «КАМА-1»). С 2020 года ключевой областью применения стало двигателестроение – в числе значимых работ, успешно выполненных на Цифровой платформе CML-Bench^®, проект «Снижение массы двигателя ТВ7-117 СТ-01 на основе технологии «цифровой двойник» (заказчик – АО «ОДК-Климов» / АО «ОДК»).

С 2020 года развитие Цифровой платформы CML-Bench^®  – одна из задач программы развития Научного центра мирового уровня СПбПУ «Передовые цифровые технологии», а с 2022 года развитие Цифровой платформы CML-Bench^® – одно из приоритетных направлений развития Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг», Платформа становится фундаментальной основой для выполнения десятков НИОКР в интересах предприятий из различных высокотехнологичных отраслей промышленности в рамках деятельности ПИШ СПбПУ.

Продолжается продуктивная работа со стратегическим партнером СПбПУ – Объединенной двигателестроительной корпорацией: в 2023 году завершена разработка цифрового двойника морского газотурбинного двигателя, включая редуктор в составе энергоагрегата, которая фактически заложила фундаментальную основу для цифровой трансформации всей отрасли. Также на уровень стратегического партнерства в этот период выходит сотрудничество с госкорпорацией «Росатом»: в частности, по заказу топливного дивизиона АО «ТВЭЛ» успешно реализован проект «Разработка цифрового двойника начальной стадии ядерного цикла в части ТВС-К PWR и ТВС ВВЭР», а в интересах ПО «Маяк» разработана архитектура высокоадекватной мультифизической цифровой модели и цифрового двойника печи остекловывания высокоактивных радиоактивных отходов.

В июне 2024 года на Цифровой платформе CML-Bench^® представлено более 328 тысяч цифровых и проектных решений, которые составляют базу лучших инженерных практик в самых разных отраслях высокотехнологичной промышленности: двигателестроении, энергомашиностроении, атомном, нефтегазовом, специальном и железнодорожном машиностроении, авиастроении и вертолетостроении, включая беспилотные летательные аппараты, автомобилестроении, включая электротранспорт, судостроении и кораблестроении, включая морскую технику, энергетике (в первую очередь, в атомной), медицине, спорте высших достижений и др.

Всё это сформировало концепцию масштабирования и тиражирования Цифровой платформы CML-Bench^® как в рамках расширяющейся Экосистемы технологического развития СПбПУ, так и за ее пределами. Естественным шагом стало построение сети дистрибьюторов, первым представителем которой стал стратегический партнер ПИШ СПбПУ – ООО Лаборатория «Вычислительная механика» (CompMechLab^®), которое стояло у истоков создания и развития CML-Bench^®.

В рамках практико-ориентированных образовательных задач ПИШ СПбПУ Цифровая платформа CML-Bench^® получила особый инструмент сохранения «цифрового следа» студента, отражающего, какие инженерные и научно-технологические задачи он решал в ходе обучения в магистратуре ПИШ, с какой постановкой, какие математические и компьютерные модели он разрабатывал, проводил верификацию и валидацию, в каком инженерном программном обеспечении студент выполнял расчеты и выполнял многовариантные цифровые испытания, в каких научных областях и для какой отрасли. В 2024 году выпускники ПИШ СПбПУ впервые получат соответствующий «цифровой сертификат» в качестве дополнения к диплому.

Особое направление развития Цифровой платформы CML-Bench^® в деятельности Передовой инженерной школы СПбПУ – разработка уникальных образовательных инструментов для подготовки системных инженеров нового поколения. Разработана образовательная подсистема Цифровой платформы CML-Bench^®.EDU, позволяющая интегрировать компьютерные тренажеры для обучения и оценки компетенций молодых инженеров, отрабатывать и совершенствовать определенные навыки, такие как планирование и принятие решений, решение проблем внутри различных бизнес-процессов, управление временем и др.

К концу 2023 года в рамках подсистемы CML-Bench^®.EDU интегрировано 4 компьютерных тренажера: «Бережливый университет», «Бережливое производство», «Цифровые технологии в ТЭК», «Цифровые компетенции в энергетике». В ближайшее время Цифровая платформа CML-Bench^®.EDU появится на образовательных рынках Азербайджана, Армении, Беларуси, Казахстана, Киргизии, Монголии, Таджикистана, Туркменистана, Узбекистана и других стран.

Цифровая платформа CML-Bench^® неоднократно отмечалась как прорывная научно-технологическая и инженерная разработка:

• в 2017 году признана лучшим высокотехнологичным проектом для промышленного производства, ООО Лаборатория «Вычислительная механика» (CompMechLab^®) награждена Национальной промышленной премией РФ «Индустрия»;
• в 2018 году признана «Лучшим цифровым проектом ЕАЭС» на международном Конкурсе инновационных проектов «Евразийские цифровые платформы»;
• в 2021 году разработчикам была присуждена премия «Технологический прорыв – 2021» в номинации «Лучшее технологическое решение по моделированию и управлению данными в цифровизации»;
• в 2022 году Платформа удостоена Первой Национальной премии «Импортонезависимость», присуждаемой за вклад в реализацию приоритетных направлений технологического развития российской экономики на основе принципов импортонезависимости и импортоопережения и за особые заслуги в повышении конкурентоспособности отечественной продукции, эффективную технологическую модернизацию и цифровизацию отраслей;
• в том же 2022 году удостоена Национальной премии в области промышленных и цифровых передовых технологий «Приоритет-2022» в номинации «Импортозамещение»;
• в 2023 году в конкурсе Администрации города и Корпоративного университета Санкт-Петербурга в номинации «Лучшая кадровая технология в профессиональном развитии персонала» победа присуждена команде разработчиков цифрового тренажера для обучения бережливому производству;
• в июне 2024 года Передовая инженерная школа СПбПУ «Цифровой инжиниринг» стала обладателем премии Digital Leaders Award – 2024 в номинации «Импортозамещение: продукт года» приоритетного направления «Технологический суверенитет». Лучшим продуктом признана Цифровая платформа разработки и применения цифровых двойников CML-Bench^®.

Целый ряд высокотехнологичных предприятий и вузов страны уже применяют Цифровую платформу CML-Bench^® в проектной и научно-образовательной деятельности. Лицензии платформы поставлены АО «ОДК», ПАО «ОДК-Сатурн» (ГК «Ростех»), ООО «Центротех-Инжиниринг», АО «Прорыв» (ГК «Росатом»), в Институт проблем безопасности развития атомной энергетики (ИБРАЭ) РАН, таким вузам как ТюмГУ, СамГУ, БелГУ и др.
Подписанное со стратегическим партнером ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» ООО Лаборатория «Вычислительная механика» (CompMechLab^®) соглашение значительно упрощает и делает более удобным приобретение Цифровой платформы CML-Bench^® вузами и предприятиями российской промышленности.

В полном соответствии со стратегическими государственными задачами обеспечения технологического суверенитета отечественных производств развитие Цифровой платформы CML-Bench^® направлено на активную интеграцию с инженерным программным обеспечением российских вендоров, в их числе: АО «Аскон», ООО «Тесис» (FlowVision), ООО «Фидесис» (CAE Fidesys), ООО «Вычислительная механика» (Универсальный механизм), ООО «Тор» (ELCUT), запланирована интеграция с APM WinMachine НТЦ «АПМ» и с CAE-платформой «ЛОГОС» разработки ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ».

Особо можно сказать о специализированной программной системе «Урания», которая в качестве ядра использует функциональные возможности Цифровой платформы CML-Bench^®. На базе CML-Bench^® сотрудники ИБРАЭ РАН создали программные модули для разработок в атомной энергетике, которые успешно прошли апробацию в АО «НИКИЭТ», АО «Прорыв» и АО «ОКБМ Африкантов» (ГК «Росатом»).

При этом Цифровая платформа CML-Bench^® позволяет осуществлять бесшовную миграцию данных из всех ведущих мировых систем инженерного анализа и применять уже имеющиеся наработки вне зависимости от использованного ранее зарубежного ПО.

Таким образом, применение Цифровой платформы CML-Bench^® позволяет автоматизировать процесс работы с инженерными данными, генерируемыми в результате проектной деятельности в рамках передового направления развития «Цифровой инжиниринг», существенно сокращает трудозатраты на администрирование инженерной деятельности и значительно увеличивает производительность совместной работы инженеров, а также дает возможность проведения многовариантной оптимизации сложных изделий и обеспечивает их конкурентоспособность.

На базе CML-Bench^® разрабатываются основные компоненты цифровых двойников высокотехнологичных изделий, в том числе:

• архитектура цифрового двойника на основе подходов системного инжиниринга и моделе-ориентированного системного инжиниринга с учетом реальных материалов, внешних воздействий, физико-механических и технологических процессов, эксплуатационных режимов и стадий жизненного цикла;
• многоуровневая матрица требований, целевых показателей и ресурсных ограничений (временных, финансовых, технологических, производственных, экологических, экономических, нормативных и др.);
• математические и компьютерные модели, прошедшие процедуры верификации и валидации, обладающие высоким уровнем адекватности реальным материалам, физико-механическим и технологическим процессам, реальным высокотехнологичным изделиям и продуктам;
• цифровые (виртуальные) испытания, специализированные цифровые (виртуальные) испытательные стенды и цифровые (виртуальные) испытательные полигоны.

Также с помощью цифровой платформы CML-Bench^® инженеры проводят верификацию и валидацию программного обеспечения и создаваемых компьютерных моделей, автоматизацию инженерных, организационных и презентационных процессов.