На мехмате МГУ впервые в России создали конкурентоспособный пакет для инженерного анализа прочности

22 January
На мехмате МГУ впервые в России создали конкурентоспособный пакет для инженерного анализа прочности

Когда инженеры создают новые изделия, они проверяют их на прочность. Например, много раз изощренно разбивают автомобиль или корпус телефона. Это называют натурным экспериментом. Они дорогие и не всегда возможны. Поэтому при помощи специальных программ — расчетных пакетов — проводят виртуальные эксперименты. Большинство таких программ разработаны за рубежом, рынок устоялся и сильно монополизирован. Российская компания «Фидесис» разработала свой пакет.

В чем наукоемкость решения

В основе решения лежит теория многократного наложения больших деформаций. Ее разработал профессор мехмата МГУ Владимир Левин на начальном этапе под патронатом известного во всем мире академика Леонида Седова. Благодаря новым методам, моделям и алгоритмам «Фидесис» решает сложные задачи и требует меньше ресурсов.

«Наш пакет учитывает поэтапное нагружение объектов и накопление больших деформаций, — рассказывает Владимир Левин. — Например, мы моделируем поведение конструкции на большой глубине, если знаем ее характеристики на поверхности. Предсказываем поведение изделия при печати на 3D-принтере. Понимаем, как будет развиваться трещина под нагрузкой. Рассчитываем, не потеряет ли устойчивость скважина, пробуренная в горном массиве со сложными грунтами. Конструируем материал, не расширяющийся при нагреве».

Цифровая модель шахты: укрепление деформировано из-за высокого напряжения в горном массиве
Цифровая модель шахты: укрепление деформировано из-за высокого напряжения в горном массиве
На мехмате МГУ впервые в России создали конкурентоспособный пакет для инженерного анализа прочности
Цифровая модель шахты: укрепление деформировано из-за высокого напряжения в горном массиве

В пакете используют новый метод вычислений — метод спектральных элементов. Благодаря ему инженеры экономят до 50% времени.

Ученые применяют алгоритм, который позволяет делать точные расчеты конструкций из нескольких деталей, не обращая внимания на нахлесты и зазоры. Проектировщикам не нужно исправлять конструкторскую модель — а этим сейчас иногда занимаются целые отделы.

«В пакете используют новый метод вычислений — метод спектральных элементов. Благодаря его использованию инженеры экономят до 50% времени».

Кто в команде

Инжиниринговую компанию «Фидесис» основали в 2009 году специалисты и выпускники кафедры вычислительной механики МГУ. «Фидесис» — член международной ассоциации инженерного моделирования NAFEMS. В команде разработчиков 50 человек, среди них 7 докторов наук и 16 кандидатов.

Расчет прочности тележки железнодорожного вагона
Расчет прочности тележки железнодорожного вагона

С решением «Фидесиса» много работают студенты и аспиранты. Они изучают применение пакета в области искусственного интеллекта: создают синтетические данные для ИИ, чтобы он мог предсказать, например, поведение горного массива при выработке шахты.

«Основная проблема и в мире, и в нашей стране — хорошо и много готовят пользователей инженерных расчетных систем, но практически не готовят разработчиков, — объясняет генеральный директор компании «Фидесис» Константин Черных. — Мы, компания с психологией и менталитетом ученых, стараемся сплотить вокруг себя перспективные кадры, сохранить их в нашей стране».

Какие коммерческие перспективы

Объем мирового рынка программ для расчета прочности — больше 6 млрд долларов в год, ежегодно он растет примерно на 10%. Доля российского рынка — около 2% от мирового. Основных игроков семь, и все они западные. Их расцвет пришелся на 90-е годы, когда в России наука не финансировалась.

«Мы — компания с психологией и менталитетом ученых».

На зарубежном рынке «Фидесис» интересен малому и среднему бизнесу. В основном поставщикам крупных концернов — в Европе это до 80% промышленного рынка.

Российская компания реализовала ключевое для такого рынка решение — полную совместимость со всеми зарубежными системами проектирования и расчетов.

Расчет в «Фидесисе» нефтяной скважины сложной геометрии
Расчет в «Фидесисе» нефтяной скважины сложной геометрии

«В России нам очень помогают институты развития, — говорит Константин Черных. — АСИ после крайне конкурентного отбора включило нас в топ-100 технологических лидеров России, оказывает большую помощь по продвижению на зарубежном рынке. Мы получили господдержку как одна из компаний — лидеров по разработке продуктов на базе «сквозных» цифровых технологий.

В плане понимания и начала продвижения на зарубежном рынке много дал акселератор Сбера и 500 Startups: нас отобрали в числе 30 из 1000 компаний. Очень важна поддержка экспортного акселератора Сбера и Российского экспортного центра.

В России мы говорим руководителям бизнеса, что нашим решением надо не сразу заменять иностранные, а дополнять их. Бывают периоды, когда нужно проводить много расчетов, а количество лицензий на западные системы, как правило, ограничено».

«Есть крайне ответственные изделия, где расчеты желательно проверять минимум в двух программах. Мы говорим: “Сравните и выберите!”»

Мы рассказываем здесь о самых интересных проектах участников Leader-ID . Так читатели узнают о крутых социальных историях и новых технологических разработках, пока неизвестных широкой публике. Проект «Фидесис» в программу «Расскажите о своем проекте» заявил технический директор компании Анатолий Вершинин. Так мы встретились с профессором Левиным и узнали о разработке, про которую на Дзене еще никто не рассказывал.