Решение задач по математическому моделированию в российской промышленности

Госкорпорация "Росатом" объявила о выводе на рынок нового программного модуля "Логос Прочность" — цифрового продукта для решения инженерных задач прочности в высокотехнологичных отраслях промышленности. "Логос Прочность" стал третьим модулем семейства программ для инженерного анализа и суперкомпьютерного моделирования класса CAE (Computer Aided Engineering). С его выходом на рынок Росатом завершил трехлетний этап работы над ключевыми модулями импортонезависимой CAE-системы "Логос", в которую также входят представленные ранее "Логос Аэро-Гидро" и "Логос Тепло". Вопросы о том, каковы перспективы развития "Логоса", мы задали Директору Направления продуктов математического моделирования Блока цифровизации Госкорпорации "Росатом" Дмитрию Фомичеву.

Расскажите, какова история "Логоса", кем, когда и для каких задач он был создан?

— Программы для инженерного анализа и суперкомпьютерного моделирования, которые вошли в CAE-систему "Логос", а именно "Логос Аэро-гидро", "Логос Тепло" и "Логос Прочность", создавались в течение многих лет в знаменитом ядерном центре "Росатома" в Сарове — РФЯЦ-ВНИИЭФ. Работы в этом направлении начались в 2009 году. В тот период по итогам встречи президента России с ведущими представителями прикладного обеспечения и представителями науки и промышленности отрасли появилась президентская программа проект по суперкомпьютерным и grid-технологиям. Логично, что, обладая наработками в этой области, РФЯЦ-ВНИИЭФ включился в этот процесс и начал создание необходимого инструментария для высокотехнологичных отраслей, в частности, для атомной и авиационной промышленности.

Надо сказать, что база для этого у "Росатома" была серьезной, ведь еще в конце 80-х — начале 90-х, когда было решено всю работу, связанную с проверкой, поддержанием и развитием ядерного арсенала перевести в формат математического моделирования, были созданы специальные математические алгоритмы и программные средства. И тогда, и в последующем атомная отрасль в силу высочайшей сложности решаемых задач нуждалась в подобном инструментарии, поэтому создание линейки "Логос" — естественный процесс.

Вы можете сказать, что задача по созданию CAE-системы "Логос" успешно завершена?

— Будет правильным, если я скажу, что мы прошли первый этап. К началу 2019 года в рамках Единой цифровой стратегии "Росатома" была создана стратегия развития "Логоса" как цифрового продукта, тогда был принят курс на создание экосистемы, включающей в себя сервисную и техническую поддержку, центры взаимодействия с вузами, контакты с российскими разработчиками, которые являются нашими партнерами. И это означает, что мы не останавливаемся только на имеющихся наработках. Мы сейчас изучаем инженерные наработки атомной отрасли для имплементации в "Логос", чтобы он стал в каком-то смысле глобальной расчетной платформой инженерного математического моделирования. Тем самым области применения расширятся, теперь это не только теплогидравлика и прочность, но и, к примеру, нейтронная физика, электромагнетизм и т.д. Иными словами, "Логос" может быть применен уже не только в атомной отрасли или ОПК, которые традиционно предъявляют высокие требования, но и в других отраслях: медицине, биоинженерии, автотранспорте, ТЭКе, легкой промышленности. Мы сейчас развиваем данные направления.

А если говорить о конкурентных позициях "Логоса" на рынке, каковы они?

— Отвечу так: сегодня мы чувствуем себя уверенно, и в ближайшие два-три года мы займем лидирую позицию на российском рынке. Что касается импортозамещения, мы реализуем подавляющий объем функций, которые востребованы российскими компаниями. И мы идем дальше.

Вы стимулируете переход на "Логос" в рамках процессов импортозамещения? Что делаете, если "Логосом" задачи не решаются?

— В случае если остаются задачи, которые ранее предприятия решали с использованием зарубежного ПО, на базе "Логоса" создаются новые расчетные технологии и алгоритмы решения задач. Далее это собирается в некую библиотеку знаний, которая транслируется на всю отрасль, чтобы все в одинаковой степени обладали компетенцией по работе с "Логосом", чтобы у всех были знания одного, высокого уровня. Это касается как атомной отрасли, так и заказчиков из других отраслей. Мы не бросаем специалистов "один на один с импортозамещением", мы не отрываем их волюнтаристски от зарубежного ПО, давая взамен "Логос". Нет, мы стоим рядом, всячески помогаем им в плавном погружении, безболезненном переходе на нашу разработку.

Насколько сам "Логос" свободен от зарубежных решений?

— Это полностью наша разработка, мы ни одной строчки кода ни у кого не позаимствовали. Люди, которые занимаются теоретической составляющей, создают такой "передний фронт" суперкомпьютерного инжинирингового центра. К этому нужно добавить 75-летний багаж атомной отрасли, он так или иначе всегда будет с нами. Те математические модели, которые были созданы в предыдущие поколения, уникальны. Можно смело сказать, что их нет за рубежом.

Насколько в "Логос" закладывается отраслевая экспертиза?

— Компетенции и знания с годами накапливаются у разработчиков и специалистов, которые занимаются внедрением, и весь этот опыт передается новым пользователям. Чем плотнее наше взаимодействие, тем этот обмен сильнее, тем больше знаний они получают, это первое. Вторым несомненным преимуществом "Логоса" является наш опыт работы работаем с разными отраслями промышленности. Мы хорошо знаем особенности процессов в авиации, в ракетно-космической, атомной отрасли, ТЭК. И здесь, конфигурируя знания, почерпнутые из разных отраслей, мы повышаем общий инженерно-технический и научный опыт. Согласен с вами, межотраслевые компетенции — большое преимущество. И третье, все наши пользователи — это наши друзья, мы сейчас пытаемся создать научно-техническое сообщество по математическому моделированию, собирая вокруг себя и опытных мастеров математического моделирования, и молодых специалистов.

Многие судят о цифровом продукте по интерфейсу, по картинке. Хотя на самом деле в случае с такими пакетами ведь не картинка главное, верно?

— Главное — не цветная картинка, а результат, то значение параметров и число, которые программное решение выдает.

Росатом является крупным вендором цифровых продуктов, но мы — вендор-интегратор
Росатом является крупным вендором цифровых продуктов, но мы — вендор-интегратор Росатом является крупным вендором цифровых продуктов, но мы — вендор-интегратор
Росатом является крупным вендором цифровых продуктов, но мы — вендор-интегратор

Каково место суперкомпьютерных вычислений при использовании ваших решений?

— Как правило, промышленные задачи, которые решаются на высокотехнологичных предприятиях — большие, наукоемкие, ответственные, они касаются сложных изделий. И для адекватного математического описания этих объектов требуется задание большого числа параметров. Здесь технология создания расчетных моделей и получение результатов требует значительных вычислительных ресурсов, поскольку сложные физические процессы простыми уравнениями и простыми схемами описать невозможно. Иначе не получится достичь адекватного, правильного результата. Но есть целый ряд задач, для решения которых суперкомпьютер совсем не обязателен, и наши потребители не обязаны абсолютно для всех приложений приобретать суперкомпьютерные ресурсы. Но в целом замечу, что в случае особой сложности задач, расчетные технологии и алгоритмы, которые закладываются в "Логос", позволяют создавать все более сложные расчетные модели, а это неминуемо ведет к необходимости роста вычислительных ресурсов. Но пользователю и в этом случае не нужно иметь эти ресурсы. "Логос" позволяет уже сейчас использовать технологию облачных вычислений. Переход компаний на использование глобальных центров обработки данных сегодня — мировая тенденция.

Насколько правдив тезис, что ваша система не совместима с другими платформами и ее сложно вписать в какие-то PLM-цепочки?

— Во-первых, "Росатом" разработал собственную цифровую систему полного жизненного цикла предприятия, с которой "Логос" полностью интегрируем. Во-вторых, мы открыты и уже работаем по развитию партнерств с ключевыми российскими предприятиями-разработчиками, чтобы обеспечить совместимость с максимальным числом российских платформ. В-третьих, релизом "Прочности" мы завершили выпуск базовых программных модулей нашей системы и выходим на создание интеграционной платформы "Логос", которая позволит связывать отдельные модули для решения связанных мультифизических задач. Так вот эта платформа позволит подключать к "Логосу" стороннее программное обеспечение, и мы уже будем открыты любому программному обеспечению, то есть здесь уже интеграционная связка будет полной.

Сейчас в большинстве наукоемких сегментов, связанных с ПО, серьезную роль начинают играть сообщества специалистов, которые работают с теми или иными продуктами. Создаете ли вы профессиональные площадки для сообществ разработчиков, использующих "Логос"?

— Мы только набираем темп. Да, с начала пандемии, которая спровоцировала переход в онлайн-формат, мы регулярно проводим "Дни Логоса" для предприятий и отраслей. Рассказываем про текущие характеристики продукта, показываем, что что умеет, приводим примеры решения задач. Будем продолжать эту работу, поскольку видим на нее живой отклик коллег. В перспективе хотим развивать международные форматы, в частности, со следующего года начнем обучение зарубежных специалистов из стран, в которых "Росатом" реализует проекты сооружения АЭС.

Конкурентов тоже принимаете в свой клуб?

— Для нас важен диалог с коллегами, поскольку, будучи одновременно разработчиком и потребителем цифровых решений, мы досконально знаем проблематику индустрии и понимаем интересы всех участников. Да, "Росатом" является крупным вендором цифровых продуктов, но мы — вендор-интегратор. У нас реализуются большие проекты, в которых могут найти свое место многие коллеги по ИТ-отрасли, и в этом смысле мы драйвер, который выгоден рынку.