Цифровые амбиции Госкорпорации «Росатом» – технологическое лидерство как на российском рынке, так и в мире. Основа для этого – 75 лет истории атомной промышленности. За это время в отрасли был накоплен богатый опыт качественного решения сложнейших технологических задач.
Основа всех процессов цифровой трансформации и цифровизации Росатома - Единая цифровая стратегия (ЕЦС). Утвержденная в ноябре 2018 года и актуализированная с учетом результатов работы и изменений рынка в декабре 2019 года, ЕЦС включает три важных направления:
Первое – участие в цифровизации России. Мы стали центром компетенций Федерального проекта «Цифровые технологии» Национальной программы «Цифровая экономика».
Второе – цифровые продукты. Мы создаем высокотехнологичные решения не только для атомной энергетики, но и для других отраслей экономики.
Третье – внутренняя цифровизация. Мы стремимся к единой для отрасли цифровой архитектуре, независимости от зарубежных технологий в критичных областях (на основе собственных IT-решений), четкой ориентации на экономический эффект.
Для реализации ЕЦС в Госкорпорации в 2019 году сформирован Блок цифровизации, включающий Департамент цифровой трансформации и Департамент информационных технологий Росатома, проектный офис «Цифровая экономика РФ», ООО «СП «Квант», Департамент информационных технологий АО «Гринатом», Центр процессной архитектуры на базе АО «ПСР» и две дочерние компании. В первой из них, «Цифрум», сосредоточены центры цифровых компетенций отрасли. Вторая – «Русатом цифровые решения» - это торговый дом по продаже цифровых продуктов и решений.
Важно заметить, что разработка проектов в сфере высоких технологий велась в Росатоме и ранее. В частности, во РФЯЦ-ВНИИЭФ (г. Саров, Нижегородская обл.) было организовано серийное производство компактных суперЭВМ – как сверхмощных, так и малого класса. Они применялись для решения задач наукоемких отраслей промышленности на предприятиях атомной энергетики, «Роскосмоса», в ОКБ имени П.О. Сухого и других крупных компаниях. Наряду с РФЯЦ-ВНИИЭФ лидерские позиции в создании отечественных суперкомпьютерных решений занимает еще одно отраслевое предприятие – ВНИИТФ им. Е. И. Забабахина (г. Снежинск, Челябинская обл.).
Были и другие интересные разработки в различных дивизионах, но именно с утверждением Единой цифровой стратегии подход к задачам цифровизации стал более масштабным и структурированным, а планы – амбициозными.
Даже в индивидуальном порядке компании Росатома добились многого, у них имеются IT-разработки мирового уровня. Но теперь настало время действовать синхронно и вместе перейти на новый уровень.
Ответственность за федеральные проекты
В 2019 году Госкорпорация «Росатом» стала центром компетенций Федерального проекта «Цифровые технологии» и Национальной программы «Цифровая экономика». При значительном участии Росатома как ответственного исполнителя разработаны и утверждены семь дорожных карт развития сквозных цифровых технологий в России. В их разработке приняло участие более 600 специально приглашенных экспертов. У Росатома – ответственность за две важнейшие дорожные карты: «Квантовые вычисления» (создание квантового компьютера) и «Новые производственные технологии» (совместно с АО «Ростех»).
Квантовые компьютеры – новое поколение вычислительных устройств, в тысячи раз мощнее существующих. Потенциально они предназначены для решения недоступных сейчас задач, в частности – в области кибербезопасности, искусственного интеллекта и моделирования новых материалов. Создание российского квантового компьютера – одна из стратегических задач цифровизации России. Вызов, ответ на который призван существенно сократить отставание от мировых технологических лидеров.
Как ответственный за данное направление, Росатом выступает организатором единой «экосистемы» различных центров разработки, НИИ, технологических стартапов и лабораторий вузов для эффективной координации совместной деятельности. Непосредственно в контуре Росатома работает один из лидеров данного направления – ВНИИА им. Духова. Также созданы партнерства с научно-образовательным центром «Функциональные микро и наносистемы» МГТУ им. Баумана, МИСиС и Российским квантовым центром, поддерживающим научные связи с ведущими учеными по всему миру. Ключевая цель – создание к 2024 году 100-кубитного квантового компьютера.
Новые цифровые продукты
Вывод на рынок цифровых продуктов – один из трех ключевых компонентов Единой цифровой стратегии. В отрасли успешно внедрены различные «внутренние» решения на базе информационных технологий — инструменты для проектирования, управления полным жизненным циклом сложных изделий, технологическими процессами.
Ключевой приоритет для нас сегодня — объединение отраслевого опыта и переход от локальных ИТ-систем к разработке цифровых продуктов не только для атомной энергетики, но и для других отраслей экономики.
В основе структуры продуктового портфеля Росатома - пять приоритетных направлений: «Наукоемкое моделирование и НИОКР», «Управление предприятием и производством», «Цифровая инфраструктура», «Проектирование и строительство/цифровые двойники», «Информационная и физическая цифровая безопасность».
В каждом из пяти направлений есть свои «флагманы». В их создании участвовали различные дивизионы и предприятия Росатома, а первыми заказчиками стали ведущие промышленные, энергетические и нефтегазовые компании – лидеры стратегических отраслей российской экономики. В 2018-2019 годах наши цифровые продукты официально вышли на новые коммерческие рынки по всем сегментам портфеля.
Всего на начало 2020 года в реестре цифровых разработок –149 разработок, из которых 39 созданы внешними организациями – партнерами Госкорпорации.
Кратко представим цифровые продукты Росатома по пяти направлениям:
Наукоемкое моделирование и НИОКР
«Логос»
«Логос» - пакет из трех цифровых продуктов, созданных на основе многолетних программно-аппаратных разработок Росатома. Каждый модуль семейства предназначен для решения инженерных задач в конкретной сфере. Фактически «Логос» стал первым цифровым продуктом Росатома, официально выведенным на российский рынок. У проекта – богатая история. На его доведение до формата масштабируемого пакета программ ушло почти 10 лет – первые разработки были начаты еще в 2009 году в РФЯЦ-ВНИИЭФ.
«Логос Аэро-Гидро» предназначен для моделирования процессов в воздушной и водной средах. «Логос Тепло» - для оценки тепловых характеристик и режимов деталей и узлов. «Логос Прочность» - для решения статических и динамических прочностных задач.
Продукты «Логос» уже успешно интегрированы в работу более 70 предприятий различных отраслей промышленности - авиастроения, двигателестроения, транспортного машиностроения и атомной энергетики.
«Волна»
«Волна» - еще один новый цифровой продукт инженерного анализа. Этот программно-вычислительный комплекс был создан РФЯЦ-ВНИИТФ в сотрудничестве с «Газпромом» и был официально представлен в Москве в декабре 2019 года. Так компетенции Росатома в области газодинамики нашли эффективное применение в принципиально новой не атомной сфере - эксплуатации газопроводов.
Ключевая специфика «Волны» - планирование работы газопровода в нестационарном режиме, то есть в условиях отбора и подкачки газа. Пользователи могут не только наблюдать онлайн все операции с данными, но и вносить изменения в расчеты. При этом вычисления учитывают рельеф местности, существенно влияющий на давление в трубе. Наконец, новый продукт используется не только как инструмент моделирования, но и как тренажер для обучения диспетчерского персонала.
В настоящее время «Волна» применяется в четырех из 15 газотранспортных компаний «Газпрома». Перспективы дальнейшего внедрения оцениваются экспертами остаточно высоко. Программный комплекс обеспечивает и работу газопровода «Сила Сибири», запущенного в декабре 2019 года.
Управление предприятием и производством
«Призма 2.0»
«Призма 2.0» - отечественная автоматизированная система управления дискретным производством, учитывающая особенности производственной деятельности предприятий Госкорпорации «Росатом», предприятий ОПК и гражданских отраслей. Это разработка ВНИИА им. Н.Л. Духова, разработчиками зарегистрировано более 40 авторских свидетельств на составные части прикладного программного обеспечения АСУДП «Призма». Система предназначена для применения на предприятиях приборостроения ОПК и гражданских отраслей со схожей с предприятиями ЯОК спецификой производства. Уже после нескольких первых внедрений в отрасли можно сделать вывод о соответствии СУДП «Призма» технологическим, функциональным и организационным требованиям. Основные преимущества системы – соответствие требованиям информационной безопасности, независимость от вендоров, высокий уровень готовности к быстрому внедрению.
Проект по разработке и внедрению системы «Призма» стал победителем конкурса «Проект года 2015» в номинации «Самостоятельная разработка» на портале GlobalCIO. Также «Призма» - лауреат конкурса Comnews-2018 в номинации «Лучшее решение для отраслей дискретного производства».
Цифровая инфраструктура
Центры обработки данных (ЦОД)
Одно из приоритетных направлений развития цифровых продуктов Госкорпорации - создание центров обработки данных (ЦОД). В рамках программы по цифровизации основных процессов и архитектуры предприятий Росатом разработал несколько моделей таких высокоэффективных центров обработки данных. Наиболее масштабное направление - опорные ЦОДы, входящие в глобальную сеть дата-центов, подключенных к АЭС. Также внедрены в эксплуатацию комплексы мощностью от 5 до 150 кВт: модульный ЦОД, высоконагруженный ЦОД, мобильный ЦОД, контейнерный ЦОД и даже микро-ЦОД.
У центров обработки данных, которые можно расположить в контуре АЭС, есть существенное конкурентное преимущество: стабильность энергоснабжения и соответствие жестким требованиям безопасности (за счет многобарьерного обеспечения безопасности промплощадки). В 2019 году в Удомле (Тверская обл.) в сотрудничестве с «Ростелекомом» был внедрен в эксплуатацию первый такой проект - ЦОД «Калининский». Это один из крупнейших в России центров расчетной мощностью 48МВт.
Успешно обеспечивая физическую сохранность и бесперебойную работу оборудования, ЦОДы призваны повысить темпы цифровизации внутренних процессов и программ импортозамещения Росатома. ЦОДы предназначены для различных подразделений Госкорпорации: ИТ-служб предприятий, которые занимаются ИТ-разработкой и эксплуатацией систем, хранят и обрабатывают большие массивы данных. А также – для отраслевых компаний, на которые возложены функции построения и расширения ИТ-архитектуры. При этом ЦОДы Росатома готовы предоставлять аналогичный сервис внешним клиентам на коммерческой основе. К примеру, первым клиентом дата-центра «Калининский» стала Администрация Тверской области.
Автоматизированная система хранения и учета инструмента
Автоматизированная система, разработанная в ФНПЦ ПО «Старт», - удобный и понятный сервис из категории «Умный шкаф», наглядно демонстрирующий, как на практике можно применять новые производственные технологии на предприятии. Он состоит из модуля выдачи инструмента, модуля сбора инструмента и модуля управления. Система в реальном времени отслеживает и контролирует процесс выдачи и возврата инструментов сотрудниками предприятия. Открытые интерфейсы протоколов устройства позволяют просто и быстро интегрироваться в информационную среду любого предприятия. Идентификация сотрудника осуществляется при помощи ключа со штрих-кодом или логина-пароля. Соединение с модулями выдачи и сбора инструмента осуществляется по интерфейсу RS-485, а интеграция с устройствами системы управления предприятием - по Ethernet. Авторизация пользователей системы интегрируется в корпоративную среду ActiveDirectory или OpenLDAP и не требует дополнительных лицензионных отчислений. Используется свободно-распространяемое системное и прикладное ПО, протоколирование процесса поштучной выдачи фрез, контроль над наличием инструмента. Внедрение системы дает возможность повысить производительность труда и оптимизировать складское хранение.
Проектирование и строительство
Цифровая платформа Multi-D
Цифровизация отрасли выдвигает новые требования к проектированию и организации производства. Заказчики ждут от подрядчиков четкого управления сроками проектирования и сооружения, снижения стоимости, повышение качества и экологичности. Инжиниринговый дивизион Росатома (АО «ИК «АСЭ») ввел в оборот термин Multi-D, обозначающий проектирование в трехмерном пространстве плюс контроль времени, физических объемов, ресурсов и стоимости. Инновационная технология Multi-D включает в себя: 3D - пространственную модель объекта сооружения; 4D - график производства работ (время); 5D - физические объемы (материальные ресурсы); 6D - трудовые ресурсы (график движения рабочей силы); 7D - нетрудовые ресурсы (машины и механизмы) и 8D - стоимость сооружения. Multi-D обеспечивает создание и поддержку актуальной информационной модели объекта путем накопления и модификации данных и знаний на этапе его проектирования и сооружения. Информационная модель нужна современному заказчику не столько для строительства объекта, сколько для того, чтобы впоследствии пользоваться им.
Таким образом, уникальная система Multi-D, которая разрабатывается и совершенствуется в течение последних 10 лет, позволяет эффективно управлять всеми этапами жизненного цикла АЭС, а также иных сложных объектов капитального строительства. Платформа разрабатывается на принципе максимальной независимости от импортно-экспортных ограничений по программному обеспечению, а также на принципе модульности и универсальности - у заказчика остаётся возможность подключать компоненты других вендоров или национальные программные решения. В частности, разработана специальная система управления проектами на базе технологии Multi-D с использованием решений компании Dassault Systemes и ее платформы. Эта версия системы получила первую премию на международной выставке в Ле-Бурже (Франция).
Инструменты Multi-D постоянно развиваются и совершенствуются. На сегодняшний день платформа в различных конфигурациях внедрена и успешно эксплуатируется на следующих сооружаемых Росатомом атомных станциях: «Эль-Дабаа» (Египет), «Пакш II» (Венгрия), «Куданкулам» (Индия), «Руппур» (Бангладеш), «Курская АЭС-2». Система управления проектами Multi-D на Ростовской АЭС была признана лучшей в номинации «Мега-проект» (Mega-Project Multi-Roadmap Element) в международном конкурсе CETI AWARD 2016.
Электронный магазин технической документации
Электронный магазин технической документации, созданный АО «Концерн Росэнергоатом» - это современный онлайн-сервис поиска, заказа и получения нормативно-правовой, научной и проектной технической документации, регламентирующей все стадии жизненного цикла АЭС с реакторами ВВЭР. У продукта богатое прошлое: база документации начала формироваться с момента запуска Нововоронежской АЭС в 1964 году. А в 2015 году в Концерн «Росэнерготатом» поступил запрос от Совместного координационного совета Россия-Белоруссия на предоставление более 700 документов (39551 страница). Это побудило специалистов «Росэнергоатома» применить новые цифровые решения. Поэтому этот продукт – действительно уникальный: он объединяет современные технологии с отраслевой «классикой» и постоянно обновляется новой документацией - чертежами, схемами, расчетами - с балансовой стоимостью в миллиарды рублей. В магазине на начало 2020 года размещено уже свыше 1100 технических документов (более 75 тыс. страниц) с аннотациями. Их общая стоимость превышает 420 млн. рублей. Для удобства зарубежных пользователей предусмотрена возможность покупки материалов на английском языке.
Информационная и физическая цифровая безопасность
Система контроля и управления доступом (СКУД) «Пилот»
Система контроля и управления доступом «Пилот» – признанный и успешный продукт, который внес свой вклад в организацию одного из самых масштабных спортивных событий в истории нашей страны - Чемпионата мира по футболу 2018 года.
Она предназначена для проверки в реальном времени пропускных документов с использованием штрих-кода или RFID-технологий в процессе прохода гостей на охраняемые объекты и территории проведения массовых мероприятий. При этом фиксируются все факты и попытки таких проходов и формируются детальные отчеты о регистрируемых событиях. СКУД представляет собой распределенную информационную систему, охватывающую сооружения в различных городах. Например – стадионы. А интеграция в проект «Умный город» позволяет получать всю информацию о посещении массовых мероприятий в реальном времени для принятия управленческих решений.
Вернемся к чемпионату мира. Задолго до его проведения прототипы системы прошли успешную апробацию на Зимних Олимпийских играх 2014 года в Сочи и на Кубке конфедераций по футболу 2017 года. По итогам этой проверки система «Пилот» была установлена и хорошо зарекомендовала себя на стадионах по всей России. В декабре 2019 года НИКИРЭТ (предприятие Госкорпорации «Росатом») за внедрение СКУД «Пилот» был награжден в номинации «Вклад в развитие технологий» на Форуме «Глобальное технологическое лидерство». В том же году система отлично проявила себя и на Зимней Универсиаде в Красноярске.
Перспективы и обучение
Линейка цифровых продуктов Росатома постоянно пополняется. К примеру, до сих пор на рынке не было представлено отечественных инструментов мирового класса, которые могли бы выполнять суперкомпьютерные расчеты по физико-математическому моделированию. А уникальная экспертиза атомщиков в численном моделировании динамики газов, жидкостей и температур сегодня эффективно «упаковывается» в цифровые продукты серии «ЛОГОС», которые необходимы инженерам из других отраслей промышленности.
Еще один пример - коммутаторы доступа, на российском рынке которых в настоящее время доминируют мировые производители. В рамках диверсификации бизнеса за производство отечественных аналогов взялась Топливная компания Росатома «ТВЭЛ», обладающая высоким накопленным технологическим потенциалом.
Один из ключевых продуктов направления «Управление предприятием и производством» - Система полного жизненного цикла «Цифровое предприятие», один из самых сложных и масштабных цифровых проектов Росатома. Это комплекс управления предприятиями с различными типами производства. В основе идеологии СПЖЦ – модульный принцип организации (ключевые модули - «Управление предприятием», «Управление производством», «Управление персоналом»). Он должен позволить внедрять систему по частям, а также дать клиентам возможность самостоятельного развития продукта вследствие поставки системы в исходном коде. Развитие продукта планируется на несколько лет вперед за счет создания и усовершенствования новых модулей, постоянно растет и коллектив разработчиков. Сегодня работа над развитием продукта идет в нескольких центрах разработки в различных городах России.
Можно с уверенностью предположить, что спрос на цифровые продукты Росатома будет расти в процессе замещения импортных ИТ-платформ российскими продуктами (как одного из приоритетных направлений развития цифровой экономики России). Директор по цифровизации Госкорпорации «Росатом» Екатерина Солнцева уверена, что инновационные разработки Госкорпорации помогут крупным предприятиям России в решении задач проектирования, строительства, обеспечения безопасности и эксплуатации высокотехнологичных промышленных объектов и изделий. Росатом продолжит выводить на рынок цифровые продукты инженерного анализа, постепенно закрепляя за собой статус лидера этого направления.
Стратегическое партнерство с Росатомом имеет очевидные преимущества. Лидер мировой атомной отрасли занимает устойчивые позиции на рынке. Это надежный вендор, гарантирующий долгосрочное сотрудничество. Цифровые продукты максимально учитывают требования заказчика, а в разработках преимущественно используются собственные программные компоненты. Но главное – четко осознавая уровень требований современного цифрового мира к качеству технологических решений, сегодня специалисты различных дивизионов и предприятий Госкорпорации ориентируются именно на создание тиражируемых продуктов «под ключ».
Вывод на рынок цифровых продуктов невозможен без отлаженной системы обучения и поддержки пользователей. Именно поэтому открытие учебного центра при Научно-исследовательском и конструкторском институте энерготехники имени Н.А. Доллежаля (НИКИЭТ) стало одним из ключевых этапов цифровизации Росатома. Он был открыт в октябре 2019 года. Специалисты по численному моделированию из атомной отрасли и других отраслей будут на базе центра проходить обучение всем модулям пакета программ «Логос», в частности: инструменту 3D-моделирования процессов гидрогазодинамики «Логос Аэро-Гидро», а в скором времени – также модулям «Логос Тепло» и «Логос Прочность» (его выход на рынок запланирован на конец 2020 года). Ожидается, что в дальнейшем количество учебных программ учебного центра по конкретным продуктам и цифровым компетенциям будет только увеличиваться.