Александр Собачкин, Т1 — о разработке собственной системы класса CAE: Успех принесет то, что находится на острие прогресса

Александр Собачкин: Это непростой вопрос. Для того чтобы ответить на него, нужно посмотреть, как развивается сегодня ПО для создания продукции в цифровом виде и еще заглянуть немного вперед.

В первую очередь, развитие ведущих западных лидеров сегодня определяет то, что называется Индустрия 4.0, то есть глубокая всепроникающая автоматизация традиционных производственных практик на базе компьютерных технологий. Самое важное в происходящих изменениях – это «перекрестное опыление» различных отраслей. Оно приводит к качественным сдвигам в производимой продукции. Сравните автомобиль, которым люди пользовались 30 лет назад и сегодня: в первом случае это, по сути, кусок железа с мизерной добавкой электрики, а автомобиль нынешний – компьютер с батарейкой на колесах. При этом он доступен по цене как для приобретения, так и для обслуживания.

Как результат, инженеры, которые привыкли создавать «железо», сегодня вынуждены учитывать различные физические явления, которые связаны, в том числе, с электроникой. К настоящему времени размеры базовых элементов микроэлектроники достигли предела, появляются новые подходы, которые позволяют увеличить плотность размещения микроэлектронных элементов. Для решения подобных задач без трехмерных расчетов физических свойств таких структур уже не обойтись.Елена Истомина, Directum: Как no-code меняет стоимость проекта 7.3 т

Кроме того, экспоненциально растет количество моделей телефонов, различных электронных комплектующих для автомобилей, прочей продукции. Растет номенклатура, а значит, у проектировщиков значительно увеличивается число задач. При этом от них требуется гораздо больше навыков и умений. Действительно, раньше хороший специалист-аэродинамик мог посмотреть на крыло самолета и рассказать все, что нужно, про его характеристики. Теперь одного взгляда на БПЛА даже хорошему инженеру-аэродинамику будет недостаточно, чтобы понять все особенности данной модели. Необходимо много других знаний - по электромагнетизму, оптическим явлениям и т.д., причем, все вместе. Такие специалисты не могут появиться мгновенно во всех отраслях. Однако эту задачу может решить новый инструмент проектировщика, а именно – продукт класса CAE.

Динамика роста мирового рынка систем инженерного анализа в последние годы определяется CAE для электроники. Это самый быстрорастущий сегмент мирового рынка CAE, который отвечает требованиям Индустрии 4.0. Именно в этом направлении стоит ожидать в ближайшем будущем рост рынка.

Эволюционным путем новое качество старого продукта не получить: от обычного автомобиля перейти к беспилотному надежному электрическому с автоматической подзарядкой в один шаг не получится. Просчитав все риски, было принято решение идти на рынок CAE со стороны инженера-проектировщика и создавать продукт с учетом текущих наработок в сфере автоматизации проектирования электроники (Electronic Design Automation, EDA).

Александр Собачкин: Мне не нравится слово «импортозамещение». Надо создавать то, что находится на острие прогресса. Наша команда стремится сделать систему инженерного анализа мирового уровня: мультифизичную, применимую для разработки массовой продукции на базе электроники в любых отраслях. Причем, цель – не нынешнее состояние продуктов глобальных лидеров, а точка, которая будет вершиной через несколько лет. Задача не просто побеждать на новых направлениях в конкурентной борьбе, а стать в них драйверами.

Александр Собачкин: В том, как создавались западные гиганты, есть внутренняя логика, и она вовсе не предполагает органического роста. Если заглянуть в историю, то многие крупные зарубежные компании по разработке промышленного ПО образовывались путем многочисленных слияний и поглощений (M&A). В этом есть смысл: так образуются супер-коллективы, которые получают ресурсы и затем выдают отличные результаты. Более того, благодаря слияниям обострялась внутренняя конкуренция трех-четырех и более команд. Чтобы выжить в этой конкуренции, им приходилось искать новые применения своих продуктов.

Зачастую эти преобразования происходят болезненно. Но именно в результате интеллектуального усиления выковывалась та мощь мировых гигантов, которую мы видим. В России этого не происходило. В нашей стране создавались очень интересные, уникальные коллективы и команды, которые реализовывали свой задел и в нем росли. Понимая, что с мировыми корпорациями они соревноваться не могут, эти компании устремлялись в те ниши, в которых были востребованы.

Конечно, если глубоко изучить зарубежные CAE/CAD/PLM-решения, мы найдем ту индустрию, из которой они взяли свое начало. Но в конечном итоге продукты этих вендоров нейтральны по отношению к ним. Отечественные же системы в своем большинстве вырастали из определенных отраслей и оставались на них завязанными. При этом каждая крупная госкорпорация стремилась создать собственные решения, ориентируясь на свои потребности. Однако опыт развития показывает: нужно создавать «гиганта» в выбранной нише. Есть огромная потребность, причем, в самых разных секторах, значит, и разработка должна быть крупной, нейтральной по отношению к ним. И она должна иметь экспортный потенциал.

Александр Собачкин: При создании системы CAE большинство разработчиков отталкиваются от потребностей профессионального расчетчика. Мы же пошли на наш рынок, ориентируясь на широкий слой пользователей, существенно выходящий за круг специалистов этого класса.

Кроме огромного количества профессиональных расчетчиков, есть инженеры-конструкторы, и им тоже нужна система инженерного анализа, которая работает совместно с CAD-решениями. Причем, не просто на уровне интерфейса, а так, чтобы пользователь системы проектирования, который не получал специализированного образования, скажем, в области течения жидкости или газа, мог воспользоваться данным инструментом. Это как сравнивать бумажную географическую карту и движение с применением глобальной навигационной системы, которая настолько упрощает ориентацию на местности, что ею без проблем пользуются дети и старшее поколение. В этой аналогии стандартные CAE - очень хорошие, подробнейшие профессиональные топографические карты для специалистов. Наша же система – это удобный, современный и интуитивно-понятный навигатор, с которым справится любой школьник. Мы реализуем эту актуальнейшую задачу не потому, что это просто, наоборот, – такое решение гораздо сложнее разработать, чем традиционное CAE. Создаваемый нами новый инструмент инженерного анализа будет доступен более широкому кругу пользователей, откроет новые горизонты для создания более совершенных изделий для самых высокотехнологических областей промышленности. Реализация такого продукта требует инновационных методов и подходов в области компьютерного моделирования. И они у нас есть.

Александр Собачкин: Интегрировать CAE в CAD можно двумя способами. Первый – с помощью интерфейса: инженер-конструктор пользуется системой автоматизированного проектирования, профессиональный расчетчик – системой инженерного анализа, а данные путешествуют между ними. Это достаточно простой подход, тем не менее, имеющий право на жизнь.

Второй способ объединения CAE и СAD – учесть нужды инженера-конструктора, использующего расчеты аэрогидродинамики, теплообмена. Мы выбрали именно этот сложный для реализации подход. Однако как раз он даст возможность широкому кругу инженеров-конструкторов самостоятельно проводить расчеты с требуемой точностью, что означает сокращение сроков и удешевление создания новых, более совершенных изделий для различных отраслей промышленности. При этом задействование специалистов по техническим расчетам происходит только на самых сложных направлениях.

Александр Собачкин: Принципиальная. Как между механической и автоматической коробкой передач в автомобиле. Во втором случае внутри реализуются технологии, которые позволяют получить новое качество продукта – продвинутый инструмент для проектировщика. Как уже говорилось, это сложнейшая задача, так как требуется реализовать очень глубокое взаимодействие между системами инженерного анализа и автоматизированного проектирования. Дополнительно мы приняли решение учесть текущий тренд тотального внедрения электроники в проектируемые изделия: на базе имеющегося у команды опыта в области инженерного анализа для электроники связать в единую систему ПО CAE, CAD и EDA. И все это без ущерба качеству - это очень важно. На мировом рынке были попытки создать удобные продукты такого класса, но в них оно достигалось за счет снижения точности инженерных расчетов.

В результате сегодня мы выходим на новый уровень рыночного позиционирования продукта. Наша система – это гораздо более массовый продукт, чем CAE для специалистов.

Александр Собачкин: С точки зрения охвата методов инженерного анализа, мы сразу заложили в продукт идею многофизичности. Нельзя в современных условиях создавать решение только для задач прочности, только для гидродинамики и т.д. – это устаревший подход, который не соответствует потребностям времени. На наш взгляд, минимальный набор включает аэрогидродинамику (все, что связано с движением жидкости и газа), прочность, расчет электрического тока, выделение тепла за счет электрического тока, элементы электромагнетизма, оптику, три вида теплообмена: конвекция¸ теплопередача в твердом теле и тепловое излучение. Термическое расширение – очень востребованная сегодня тема: любая оптическая система, например, видеокамера, должна хорошо видеть окружающий мир. Если она расположена на летящем объекте или нагревается под лучами солнца, параметры качества изображения ухудшаются.

Это минимальный базовый набор моделей физических явлений, который далее можно наращивать. Например, развивать фотонику, анализировать целостность сигнала, надежность конструкции, которая связана и с прочностными, и тепловыми характеристиками. Обработка всех этих явлений, подчеркну еще раз, изначально сопрягается с CAD- и EDA-системами.

Александр Собачкин: Безусловно, ведь очень многие вещи невозможно воспроизвести в реальности. Когда создавались первые космические спускаемые аппараты, их разработка полностью основывалась на натурных экспериментах. Сейчас все это становится возможным с помощью виртуального прототипирования.

Наша задача – принести подобные возможности в массы, чтобы ими мог воспользоваться значительно более широкий круг специалистов, работающих в разных отраслях и над разными изделиями. Продукт Т1 Интеграции позволит значительно уменьшить стоимость создания новой продукции, а значит она станет более доступной потребителям.

Александр Собачкин: Это очень важный вопрос. Безусловно, CAE – это один из крупнейших потребителей вычислительных ресурсов среди корпоративных информационных систем. Но для системы инженерного анализа, ориентированной на нужды конструктора, важнее нынешний тренд на уход информационных систем в облака.

Крупнейшие западные (и уже не только) вендоры CAE- и CAD-систем в качестве магистрального направления ориентируются на создание именно облачных решений. Такой подход дает возможность проводить различные расчеты, требующие как незначительных вычислительных ресурсов, так и очень больших. Это определяет одно из важных требований к нашему решению – оно должно функционировать, как на больших суперкомпьютерных ресурсах, так и на персональных, то есть на тех вычислительных мощностях, которые есть в компании. И, естественно, CAE-решение должно уметь работать не только приземленно, но и в облаке. T1 Cloud – один из облачных ресурсов, который будет доступен пользователям нашего продукта для инженерного анализа.

Задача, которую мы успешно решаем, – очень сложная. Мы понимаем, что основная ценность нашей компании – это люди. Для этого стараемся создавать самые лучшие условия для привлечения талантов, причем, любого возраста.

Александр Собачкин: В фокусе нашего внимания – научно-техническое сотрудничество с вузовской наукой, ведущими организациями академической и отраслевой науки. Кооперация с ними в той или иной сфере дает то самое «перекрестное опыление», которое необходимо для внедрения научных результатов в практическую жизнь предприятий заказчиков. Связь ИТ-холдинга Т1 и российской науки – это краеугольный камень на пути к широкому рыночному успеху инновационной разработки.

Александр Собачкин: У нас имеется работающий прототип. Сейчас завершается этап его интеграции с отечественными CAD-системами. Выход таких интегрированных продуктов на рынок ожидается через несколько месяцев.

Большую поддержку нам оказывает государство: холдинг Т1 выиграл конкурс Минпромторга России на получение в пятилетний период субсидии 2,5 млрд рублей на разработку CAE применительно к задачам электроники и приборостроения. Первые денежные транши от ведомства уже получены. В результате кропотливого труда шаг за шагом в течении 5-ти лет нами будет создано целое семейство ПО для расчетов, необходимых при создании компонентной базы электроники, приборных блоков, элементов и даже конечных изделий.

Мы стараемся пропагандировать использование инженерных расчетов для создания конкурентоспособной российской электронной промышленности. К сожалению, в настоящее время мы не в числе законодателей мировой моды. XXI век –время тотальной цифровизации всех отраслей промышленности, и именно внедрение решений инженерного анализа в различные применения электроники – приборостроение, машиностроение и т.д. – поможет этим отраслям разрабатывать продукцию передового мирового уровня.