ЦИФРОВАЯ
ПЛАТФОРМА
ПО РАЗРАБОТКЕ
И ПРИМЕНЕНИЮ
ЦИФРОВЫХ
ДВОЙНИКОВ
CML-Bench®
CML-Bench® – цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников (Digital Twins) и «умных» цифровых двойников (Smart Digital Twins) высокотехнологичных промышленных изделий/продуктов и технологических/производственных процессов их изготовления; система управления деятельностью в области системного цифрового инжиниринга (системного и модельно-ориентированного инжиниринга, математического, компьютерного и суперкомпьютерного моделирования, цифрового проектирования, компьютерного и суперкомпьютерного инжиниринга).
Цифровая платформа CML-Bench® – уникальная российская разработка, сфокусированная на обеспечении проектирования и производства в кратчайшие сроки глобально конкурентоспособной высокотехнологичной продукции в различных отраслях и на новых рынках.
Применение Цифровой платформы CML-Bench® на предприятиях российской промышленности позволяет автоматизировать процесс работы с инженерными вычислениями, существенно сокращает трудозатраты на администрирование инженерной деятельности и значительно увеличивает производительность совместной работы инженеров, что, в свою очередь, позволяет значительно повысить эффективность расчетного сопровождения процесса разработки, проведения многовариантной оптимизации продукции и обеспечить ее конкурентоспособность.
Уникальная российская разработка
60+
реализованных
проектов
для 10 высокотехнологичных отраслей промышленности
328+
тыс. проектных решений
представлено на платформе
за 8 лет эксплуатации
4+
млрд руб.
выручка в 2018–2022
РАЗРАБОТКА И РАЗВИТИЕ ПЛАТФОРМЫ
Разработка Цифровой платформы ведется с 2006 года под общим руководством А.И. Боровкова, проректора по цифровой трансформации Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ).
КОМАНДА РАЗВИТИЯ CML-BENCH®
Алексей Боровков
руководитель стратегического развития
Олег Михайлов
руководитель направления разработки
Вадим Бураков
главный архитектор цифровой платформы
Антон Алексашкин
руководитель направления дистрибьюции
Егор Александров
менеджер по работе с ключевыми клиентами и партнерами
Александр Михайлов
руководитель направления тестирования, валидации и верификации инженерного ПО
Михаил Корчков
руководитель направления авиастроения
Александр Себелев
руководитель направления двигателестроения
Петр Скопин
инженер-исследователь
КОМАНДА РАЗВИТИЯ CML-BENCH®
ЦИФРОВЫЕ
ДВОЙНИКИ
промышленных изделий
и технологических процессов
Проекты по разработке и применению цифровых двойников высокотехнологичных промышленных изделий на базе Цифровой платформы CML-Bench® реализуются в соответствии с национальным стандартом Российской Федерации – ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения».
ГОСТ Р 57700.37–2021 распространяется на изделия машиностроения, однако на его основе могут разрабатываться стандарты, устанавливающие требования к цифровым двойникам изделий различных отраслей промышленности с учетом их специфики.
На Цифровой платформе CML-Bench® реализованы десятки прорывных проектов с разработкой цифровых двойников изделий для высокотехнологичных отраслей: двигателестроения, судостроения, автомобилестроения, атомной энергетики, медицины и других.
Стандарт разработан специалистами Центра НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» и ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» в соответствии с Программой национальной стандартизации на 2020 год и Программой национальной стандартизации на 2021 год. Утвержден приказом № 979-ст Росстандарта 16 сентября 2021 года. Введен в действие с 1 января 2022 года.
3.24 цифровой двойник изделия; ЦД: Система, состоящая из цифровой модели изделия и двусторонних информационных связей с изделием (при наличии изделия) и (или) его составными частями.
Из ГОСТ Р 57700.37–2021:
Примечания
  1. Цифровой двойник разрабатывается и применяется на всех стадиях жизненного цикла изделия
  2. При создании и применении цифрового двойника изделия участникам процессов жизненного цикла (по ГОСТ Р 56135) рекомендуется применять программно-технологическую платформу цифровых двойников.
На базе Цифровой платформы CML-Bench®
разрабатываются основные компоненты
цифровых двойников изделий, в их числе:
  • архитектура цифрового двойника на основе подходов системного инжиниринга и модельно-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, нормативных и др.);
  • математические и компьютерные модели с высоким уровнем адекватности;
  • верификация и валидация ПО и моделей;
  • виртуальные испытания, специализированные виртуальные стенды и виртуальные полигоны;
  • автоматизация инженерных, организационных и презентационных процессов и др.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
АРХИТЕКТУРА
Технология разработки цифровых двойников и Цифровая платформа CML-Bench® выступают драйверами и интеграторами применения системы сквозных цифровых технологий класса Digital Engineering – Smart Design & Engineering, в их числе:
  • компьютерный и суперкомпьютерный инжиниринг (Computer-Aided Engineering, CAE; High Performance Computing, HPC–CAE);
  • виртуальные испытания, виртуальные стенды и виртуальные полигоны;
  • большие данные, искусственный интеллект, блокчейн и др.
  • системный инжиниринг (System Engineering, SE) и модельно-ориентированный системный инжиниринг (Model Based System Engineering, MBSE);
  • цифровое проектирование (Computer-Aided Design, CAD);
  • математическое и компьютерное моделирование (Finite Element Analysis, Modelling, Simulation, Simulation & Analysis, S&A);
  • верификация и валидация (Verification & Validation, V&V);
  • цифровой инжиниринг (Digital Engineering, DE);
~312
тыс. виртуальных испытаний
за 8 лет эксплуатации
~100
виртуальных испытаний
в сутки
Цифровая платформа CML-Bench® состоит из набора сервисов, написанных на Java 11 и Kotlin. Адаптирована под актуальные версии ОС Astra Linux Special Edition. В качестве СУБД используется Postgres Pro Certified (сертифицированы ФСТЭК). В работе команды применяют лучшие технологии: для автоматизации развертывания используется Ansible и Jenkins, для сбора логов ошибок и показателей производительности – ELK, для онлайн-мониторинга метрик работы – Prometheus/Grafana.
~850
тыс.
строк кода
~51
тыс.
ядро-часов в сутки
СЕРВИСЫ
БАЗОВЫЕ ПРИКЛАДНЫЕ
Прикладные сервисы Цифровой платформы CML-Bench® реализуют следующие ключевые функции:
  • отображение матрицы требований, целевых показателей и ресурсных ограничений;
  • отображение дерева эволюции расчетных вариантов;
  • управление цифровыми макетами;
  • управление расчетными моделями;
  • управление расчетными узлами;
  • интеграция c высокопроизводительными кластерами (HPC – High Performance Computing);
  • управление приоритизированной очередью задач;
  • сбор и анализ статистики по выполненным расчетным задачам;
  • формирование визуальной отчетности.
  • управление проектами и заданиями;
  • иерархическое представление данных проекта;
  • представление графика работ по проекту в виде диаграммы Ганта;
  • работа с документами/файлами разных форматов;
  • управление условиями нагружения (повторение одного и того же физического эксперимента, с разной логикой работы с целевыми показателями);
  • управление библиотекой требований к разрабатываемому продукту;
ФУНКЦИИ
МАТРИЦА ТРЕБОВАНИЙ
РАСЧЕТНЫЕ ЦЕПОЧКИ
Расчетные цепочки
Разработанные процессы сохраняются в виде шаблонов в библиотеке процессов с контролем версий и управлением доступом. Для выполнения расчетных цепочек, созданных конструктором процессов, на платформе реализован механизм, осуществляющий передачу управления и параметров, результатов и данных между разными составляющими расчетной цепочки.
Механизм расчетных цепочек позволяет автоматизировать процесс комплексного расчета, включающего использование нескольких видов инженерного программного обеспечения. С помощью этого механизма можно построить расчетный агрегат, в котором различные пакеты можно будет использовать последовательно (управление и данные передаются от одного пакета другому), условно (управление передается пакету при выполнении определенного условия), циклически (один и тот же пакет отрабатывает определенное количество раз) или параллельно (данные и управление из одного пакета передаются одно временно нескольким). При этом результаты расчетов будут переданы от одного компонента расчетного агрегата другому.
На Цифровой платформе CML Bench® реализован конструктор процессов для определения блоков решателей, входных и выходных данных, а также способа их организации в расчетный агрегат.
Многоуровневая матрица требований,
целевых показателей и ресурсных ограничений
Проектирование сложных высокотехнологичных продуктов с применением Цифровой платформы CML-Bench® подразумевает балансировку системы взаимосвязанных целевых показателей, при том что работа с тысячами показателей находится за гранью осознания и интуиции даже самых высококлассных инженеров. Функции управления матрицей требований предоставляют инженеру необходимую поддержку процесса согласования иерархических и взаимосвязанных показателей. Визуализация матрицы требований с цветовой индикацией степени соответствия показателей, полученных в результате цифровых (виртуальных) испытаний, требуемым интервалам значений создает возможность комплексного мониторинга и анализа влияния показателей или группы показателей друг на друга. В результате может быть получено несколько вариантов конструкции, различающихся экономикой, технологиями изготовления и материалами и открывающих возможность формирования гибкой стратегии вывода на рынок разрабатываемого высокотехнологичного изделия.
Требования к свойствам проектируемого изделия, зафиксированные в техническом задании на его разработку и изготовление, преобразуются в систему взаимосвязанных требований, целевых показателей и ресурсных ограничений. В отличие от начальных требований, которые приведены в техническом задании и, как правило, исчисляются единицами значений, производные целевые показатели могут исчисляться десятками тысяч. Их количество определяют степень детализации свойств проектируемого изделия и уровень контроля над обликом перспективного продукта.
ФУНКЦИИ
ДЕРЕВО ЭВОЛЮЦИИ РЕШЕНИЙ
УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТАМИ
Управление инженерными проектами и задачами
В дополнение к этим функциям в настоящий
момент осуществляется разработка конструктора и механизма с полноценной поддержкой BPMN 2.0 (Business Process Model and Notation – нотация и модель бизнес-процессов).
На Цифровой платформе CML Bench® реализованы механизмы управления проектами: постановка задач, согласование, контроль выполнения, планирование и контроль ресурсов, связь между задачами и расчетами, учет затраченного времени.
Дерево эволюции решений («цифровой след» проекта)
При наведении на узел дерева платформа визуализирует дополнительную информацию о результатах расчета.
Дерево эволюции решений предназначено для анализа хронологии и перспективности направления разработки с отслеживанием изменения ключевых показателей. Дерево эволюции представляет собой граф, каждый узел которого обозначен цветом в зависимости от принятых инженером решений по направлению развития работ над изделием, при этом граф поделен на сектора, соответствующие временным интервалам проведения виртуальных испытаний, в результате чего формируется интерактивная карта проектирования изделия.
Дерево эволюции решений позволяет наглядно увидеть хронологию принятия решений, тупиковые и альтернативные ветки проектирования и цифровых испытаний, что может быть использовано для обоснования изменений направления разработки и учета полученного опыта в рамках смежных проектов.
ИНФОРМАЦИОННАЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
Реализованы следующие меры информационной безопасности:
  • УПД.4 Разделение полномочий (ролей) пользователей, администраторов и лиц, обеспечивающих функционирование информационной системы.
  • УПД.6 Ограничение числа неуспешных попыток входа в систему.
  • УПД.9 Ограничение числа параллельных сеансов доступа для каждой учетной записи пользователя информационной системы.
  • УПД.10 Блокирование сеанса доступа в информационную систему после установленного времени бездействия (неактивности) пользователя или по его запросу.
  • УПД.11 Разрешение (запрет) действий пользователей, разрешенных до идентификации и аутентификации.
  • РСБ.1 Определение событий безопасности, подлежащих регистрации, и сроков их хранения.
  • РСБ.2 Определение состава и содержания информации о событиях безопасности, подлежащих регистрации.
  • РСБ.3 Сбор, запись и хранение информации о событиях безопасности в течение установленного времени хранения.
  • РСБ.4 Реагирование на сбои при регистрации событий безопасности (сигнализация).
  • ИАФ.1 Идентификация и аутентификация пользователей, являющихся работниками оператора.
  • ИАФ.3 Управление идентификаторами, в том числе создание, присвоение, уничтожение идентификаторов.
  • ИАФ.4 Управление средствами аутентификации, в том числе хранение, выдача, инициализация, блокирование средств аутентификации и принятие мер в случае утраты и (или) компрометации средств аутентификации.
  • ИАФ.5 Защита обратной связи при вводе аутентификационной информации.
  • ИАФ.6 Идентификация и аутентификация пользователей, не являющихся работниками оператора (внешних пользователей).
  • УПД.1 Управление (заведение, активация, блокирование и уничтожение) учетными записями пользователей, в том числе внешних пользователей.
  • УПД.2 Реализация необходимых методов (дискреционный, мандатный, ролевой или иной метод), типов (чтение, запись, выполнение или иной тип) и правил разграничения доступа.
КАСТОМИЗАЦИЯ
Среди основных показателей качества ПО при проектировании сервисов CML-Bench® особое внимание уделяется сопровождаемости (maintainability). Этот показатель позволяет определить потенциальную сложность внесения изменений в дизайн программных компонентов. Для максимизации значения этого показателя выбирают типовые решения и шаблоны проектирования, минимизирующие трудоемкость доработки ПО. Приоритизация показателя сопровождаемости делает платформу CML-Bench® максимально открытой для перспективного развития.
В качестве примера кастомизации, связанной с модификацией сервисов, можно привести успешно завершенный проект для ООО «Центротех-Инжиниринг» топливного дивизиона ТВЭЛ госкорпорации «Росатом». В рамках проекта была достигнута совместимость с сертифицированной операционной системой со встроенными верифицированными средствами защиты информации Astra Linux Special Edition, которая представляет собой отказоустойчивую платформу для защищенных IT-инфраструктур любого масштаба и работы с данными любой степени конфиденциальности. Кроме того, программный слой CML-Bench®, отвечающий за доступ к данным цифровой платформы, был модифицирован с целью адаптации к сертифицированной версии промышленной системы управления базами данных для высоконагруженных систем Postgres PRO Enterprise Certified – российской системы управления базами данных, содержащей встроенные средства защиты от несанкционированного доступа к информации, встроенный контроль целостности исполняемых файлов и другие значимые с точки зрения безопасности функции. Помимо этого, сервисы безопасности были модифицированы с целью соответствия внутренней политике информационной безопасности ООО «Центротех-Инжиниринг».
Типовая конфигурация CML-Bench® удовлетворяет основным потребностям предприятий в части SPDM. Процесс кастомизации направлен на доработку платформы с целью учета специфики бизнес-процессов предприятий, в рамках которых могут быть разработаны новые сервисы, расширяющие функциональность, или модифицированы существующие для учета особенностей конкретного предприятия.
История создания и развития
Цифровой платформы CML-Bench®
2006
2006
Начало работ по созданию платформы
2022
2022
Начало работ по сертификации платформы по 6 уровню доверия ФСТЭК и соответствия требованиям к ГИС 3 класса (возможность обработки коммерческой тайны и сведений ДСП). Испытательная лаборатория – АО Центр «Атомзащитаинформ».
07.2022
07.2022
Регистрация товарного знака (графического, словесного, комбинированного) Цифровой платформы CML-Bench® в Федеральной службе по интеллектуальной собственности (Роспатенте)
10.2022
10.2022
Миграция данных из Teamcenter
2023
2023
Разработка кастомизированных модулей для двигателестроения
2023
2023
Поставка лицензий платформы: АО «ОДК», ПАО «ОДК-Сатурн»,
ФГАОУ ВО ТюмГУ, ФГАОУ ВО СамГУ, ООО «Центротех-Инжиниринг», ИБРАЭ РАН…
2023
2023
Интеграция программного обеспечения российских вендоров: АО «Аскон», ООО «КванторФорм», ООО «Вычислительная механика», НТЦ «АПМ», ООО «Фидесис», ООО «Тесис»…
Новости
примеры проектов
На Цифровой платформе CML-Bench® реализованы десятки прорывных проектов с разработкой цифровых двойников изделий для высокотехнологичных отраслей
двигателестроение
судостроение и кораблестроение
автомобилестроение
авиастроение
ж/д транспорт
ракетная и космическая техника
нефтегазовое машиностроение
приборостроение
атомная энергетика
медицина
Двигателестроение
судостроение и кораблестроение
автомобилестроение
авиастроение
ж/д транспорт
ракетная и космическая техника
нефтегазовое машиностроение
приборостроение
атомная энергетика
медицина
Результаты интеллектуальной деятельности
алгоритм сотрудничества
Стандартизованный пилотный проект на базе Цифровой платформы CML-Bench®
Варианты приобретения Цифровой платформы CML-Bench®
ЛИЦЕНЗИИ + техническая поддержка
  • Годовые лицензии / бессрочные лицензии.
  • Техническая поддержка (входит в годовую подписку или осуществляется отдельно к бессрочной лицензии).
1
Программно-аппаратный комплекс
  • Лицензии на инженерное ПО и CML-Bench®.
  • Оборудование с возможностью масштабирования.
  • Внедрение и кастомизация «под ключ».
2
Облачная платформа (SaaS/PaaS)
  • Подписка на доступ к CML-Bench® инженерному ПО и вычислительным ресурсам с оплатой по потреблению (в разработке).
3
Сопутствующие услуги
  • Внедрение платформы.
  • Кастомизация под процессы и интеграция платформы с внешними системами.
Коммерческие
Академические (в разработке)
Направления развития Цифровой платформы CML-Bench®
1
Развитие базового функционала платформы,
повышение пользовательской привлекательности
2
Возможность обработки
коммерческой и (в перспективе) государственной
тайны
3
Бесшовная интеграция с PLM-решениями заказчиков
4
Интеграция с отечественным CAx ПО
5
Гибкая адаптация функционала
под требования заказчиков
6
Взаимодействие с вузами
(академические лицензии)
контакты
Адрес: 195251, Россия, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29, АФ (Научно-исследовательский корпус «Технополис Политех»).

Дирекция Центра НТИ СПбПУ: оф. А.3.08.
Контактное лицо: Егор Александров
E-mail: alexandrov.e@compmechlab.ru