Главной темой ЦИПР в этом году станет роль цифровой промышленности в обеспечении суверенитета России. В последние годы понятие «цифровая промышленность» у всех на слуху. «Цифра» – не просто тренд, а необходимое качество для любой крупной компании, которая просматривает свои перспективы хотя бы на десятилетие вперед.
Мы в атомной отрасли, где срок жизни современной станции исчисляется столетием, прогнозируем куда дальше, чем на десяток лет. И уже сейчас понимаем, что цифровое измерение и атомной энергетики, и большого количества направлений, по которым «Росатом» работает в интересах технологического суверенитета страны, стало абсолютной необходимостью.
В атомном проекте основы цифровизации заложены десятки лет назад, когда само это понятие еще не то что не стало модным, а даже не появилось. Как и многие другие высокие технологии, прочно вошедшие в нашу жизнь, цифровые вычисления были порождены потребностями ядерного щита страны. Принятие Всеобъемлющего договора о запрете ядерных испытаний в 1996 г. побудило искать новые решения для расчета параметров ядерных взрывов. Это подтолкнуло к разработке цифровых аналогов взрывов на вычислительном оборудовании, а позже – к развитию суперкомпьютерных вычислений и цифровых двойников сложных объектов и процессов. Накопленный за 30 лет опыт позволил «Росатому» первому среди госкомпаний разработать единую цифровую стратегию.
Сейчас мы создаем общую цифровую платформу для всей отрасли. Уже сегодня обеспечен ее технологически независимый фундамент. В перспективе она позволит бесшовно собрать в один цифровой профиль все элементы нашей деятельности, которая сегодня насчитывает более 120 направлений.
Это подразумевает и промышленное ПО с полноценной системой управления жизненным циклом, и внедрение искусственного интеллекта (ИИ), и укрепление экосистемного лидерства – взаимодействия разных участников процесса сооружения и эксплуатации АЭС.
Учитывая масштаб и уровень госзадач, которые выполняет атомная промышленность, особую роль играет устойчивость критической информационной инфраструктуры. Здесь у нас большой опыт. Развиваем ЦОДы, создаем отечественную элементную базу, доверенные программно-аппаратные комплексы, защищенные каналы связи.
На сегодня внутри атомной отрасли уровень импортозамещения по ключевым классам ПО достигает 92%, а на значимых объектах критической информационной инфраструктуры – 100%. За пять лет инвестиции в эти направления превысили 200 млрд руб.
С 2016 г. мы внесли в Единый реестр российских программ для ЭВМ и баз данных более 550 решений своей разработки. Это инструменты для автоматизации управления предприятием, системы прогнозирования качества изделий и состояния оборудования, продукты для проектирования, матмоделирования и управления жизненным циклом, цифровые сервисы для эффективного управления городом. Мы значимый партнер российского рынка IT – сотни решений применяются в нашей платформе.
Поскольку инжиниринг современных изделий и объектов строительства требует комплексных решений, мы разрабатываем ПО не только для проектирования и управления жизненным циклом промышленных изделий T-FLEX PLM, но и ПО «Логос», Repeat и «Атоммайнд» для математического моделирования, инженерного анализа и виртуальных испытаний с получением обратной связи о ходе эксплуатации.
Наши системы применяются уже более чем в 4500 промышленных компаниях как в атомной отрасли, так и в авиации, автомобилестроении, космической промышленности, строительстве и машиностроении.
Энергетику будущего мы проектируем на отечественном ПО. Наш флагманский проект в управляемом термоядерном синтезе – токамак с реакторными технологиями – реализуем в специально созданном едином информационном пространстве термоядерных исследований. В нем работает более 20 ведущих российских научных организаций.
К 2030 г. планируем завершить два интегрированных отраслевых решения – для изделий и для строительных проектов.
Как и в начале атомного проекта, наша цель – не просто повторить зарубежные аналоги, а получить что-то свое с новыми, лучшими характеристиками. И это позволяет рассчитывать на то, что наши решения будут востребованы не только внутри России, но и на зарубежных рынках. Мы уже создаем стратегические партнерства в цифровой сфере с 12 странами.
На базе наших АЭС создается необходимая вычислительная инфраструктура с высокоэнергоемкими ЦОДами, которые способны обеспечивать необходимой мощностью технологических партнеров. В этом наше фундаментальное конкурентное преимущество, которое позволяет реализовать единую цифровую платформу для всей отрасли, включающую несколько технологических слоев: от управления данными до сервисов с применением технологий ИИ.
Опыт «Росатома» охватывает применение предиктивной аналитики, машинного зрения, больших языковых моделей и других инструментов ИИ для решения задач высокой сложности. Мы уже встраиваем и планируем встраивать различные технологии ИИ в сквозные процессы управления жизненным циклом АЭС – от научных исследований, проектирования и производства оборудования до сооружения и эксплуатации и сервисного обслуживания АЭС.
Сейчас в научно-исследовательской и проектной деятельности мы используем передовые нейросетевые технологии, встроенные в отраслевые программы «Логос» и REPEAT. Нейросети рассчитывают физические процессы, согласованные с законами математической физики, что позволяет в десятки раз ускорить процессы моделирования.
Есть конкретный пример: при анализе теплогидравлических характеристик тепловыделяющей сборки РУ ВВЭР‑1200 одновременно решают уравнения гидродинамики и теплопередачи. В этой задаче нейросети сокращают время вычислений в 10 раз – и без потери точности. Также ИИ-технологии существенно ускоряют получение расчетных данных при исследовании нейтронно-физических, прочностных, ресурсных, электромагнитных процессов.
Для управления жизненным циклом машиностроительных изделий на всех его стадиях уже сейчас прорабатываем возможности применения инструментов ИИ в продуктах T-FLEX PLM. К примеру: применение языковых моделей для работы с текстами для осуществления интеллектуального поиска, выявления дублирования информации и противоречий, проверки полноты информации по заданным критериям. Вместе с коллегами из «Сбера» разрабатываем инструменты для работы с геометрическими моделями. Эти инструменты смогут распознавать и классифицировать геометрические паттерны, в том числе с возможностью формирования параметризованной истории построения 3D-модели изделия. Такое решение пригодится для поиска похожих деталей, обратного инжиниринга, проверки технологичности, генерации техпроцессов изготовления и автоматизации создания управляющих программ для оборудования с ЧПУ.
Во внедрении ИИ ключевое мерило – повышение производительности труда. У нас нет цели «ИИ ради ИИ»: это инструмент, которым нужно уметь пользоваться для получения конкретного эффекта.
Для повышения производительности наших производств разрабатываем системы, способные контролировать качество продукции, анализировать работу оборудования и прогнозировать возможные неисправности. Так, на предприятиях топливного дивизиона «Росатома» с помощью ИИ обеспечиваем высокий уровень контроля качества: алгоритмы анализируют производственные параметры и могут заранее спрогнозировать характеристики готовой продукции. Отраслевая платформа «Атоммайнд» помогает планировать техническое обслуживание оборудования и оптимизировать технологические процессы. Как результат – предотвращение простоев, снижение операционных затрат и экономический эффект свыше 2,5 млрд руб.
Для повышения производительности труда на этапах эксплуатации на Нововоронежской АЭС запустили систему информационной поддержки оператора, которая в режиме реального времени анализирует данные с сотен технологических систем и делает прогнозы на период от минуты до нескольких суток. Как результат – время реакции оператора сокращается на 20%, а нагрузка на него – на 40%. Система уже встроена в наш самый мощный в России энергоблок ВВЭР-ТОИ на Курской АЭС, который мы в конце апреля запустили в промышленную эксплуатацию.
При этом ИИ остается ассистентом, не заменяя оператора. Окончательное решение в любом случае за человеком, однако для принятия этого решения появляется больше времени и более высокий уровень осведомленности. За любыми самыми сложными технологиями всегда стоит человек.
И тут мы подходим к самому главному вызову – подготовке кадров. Потребность только атомной отрасли в ближайшие пять лет оцениваем в 5000–7000 IT-специалистов – разработчиков ПО и системных архитекторов, специалистов по кибербезопасности и критической информационной инфраструктуре, инженеров доверенных программно‑аппаратных комплексов, аналитиков данных и специалистов по ИИ. Мы в «Росатоме» развернули большую совместную работу с вузами, где готовят профессионалов этого профиля. Открываем специализированные кафедры и передовые инженерные школы (ПИШ). Так, ПИШ в МГТУ им. Баумана объединит тематику ЦОДов, проектирования высокопроизводительных систем и ИИ. Там будут реализовываться реальные проекты в интересах «Росатома» и наших партнеров. А ПИШ в ННГУ им. Лобачевского готовит ребят на реальных задачах атомной отрасли, таких, как проектирование САПР для микроэлектроники по заказу от Минпромторга РФ.
Мы уже многое делаем для подготовки кадров, но понимаем, что сделать придется еще больше. Будем создавать новые ПИШ, больше принимать на стажировку студентов и давать им решать реальные производственные задачи. Такой подход обеспечит не только преемственность знаний, но и позволит подготовить цифровых инженеров нового поколения, способных двигать атомную отрасль и нашу страну к новым победам. Несмотря на ИИ, цифровых помощников и умные колонки в каждом доме, фраза, сказанная еще на заре атомного проекта, по-прежнему актуальна: кадры решают все.