Цифровые технологии дают человечеству очень многое, например, с помощью компьютерных систем можно эмулировать практически все что угодно — от полета в космос до распада атома. К слову, даже первые ЭВМ часто использовались для имитации и расчетов космических полетов.
Имея нужные вводные данные, можно построить такую систему, которая будет точной копией самого сложного устройства или механизма. С помощью подобной системы можно эмулировать самые различные события и аварии, чтобы уже в реальности понимать, какие процессы будут происходить на «живом» объекте.
Современная атомная электростанция, конечно, может работать без двойника, но эта система помогает работать станции стабильнее и предсказуемо. Российский «Росатом» стал одним из мировых лидеров внедрения данной технологии в рабочую среду. АЭС должна быть надежно защищена как от внутренних, так и внешних воздействий. Современная АЭС должна выдерживать самые различные катаклизмы: падения самолета, землетрясения, наводнения, смерчи и прочее. Также нужно учесть и различные нештатные ситуации и верно на них отреагировать.
Достичь всего этого простыми технологиями уже невозможно — нужны исследования и имитация процесса. Раньше тестирование было сложным и дорогим, но цифровая копия позволяет упростить все исследовательские процессы.
Как устроен цифровой двойник АЭС?
Многие могут посчитать, что цифровой двойник АЭС — обычный программный симулятор, как, например, симулятор самолета или электропоезда. Но это далеко не так. Специалисты «Русатом Автоматизированные системы управления» пояснили, что данная система представляет собой специализированный комплекс предметно-ориентированных моделей, предназначенный для оценки состояния энергоблока с точки зрения автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП).
Система предназначена для обработки и сбора данных, диагностики проблем и неисправностей. И это не только скучные цифры и данные, но и виртуальная (VR) и дополненная реальность (AR). Оператор надевает 3D очки и может попасть в абсолютно любое место атомной станции. Он может оперировать самыми различными данными и смотреть в реальном режиме, что будет происходить с объектом. Он может «разогнать» реактор до максимальной мощности и проверить работу тех или иных систем. Если раньше с реактором опыты ставили «наживую» (неудачный пример Чернобыльской АЭС), то сейчас практически все можно имитировать и, более того, визуально все осмотреть.
Цифровой двойник АЭС состоит из множества систем. Сенсоры и датчики установлены на реальном оборудовании и «подгружают» текущие данные о работе в виртуальную копию. Собираются разные сведения о давлении, вибрации, температуре и множество других параметров. Мощные вычислительные системы обрабатывают данные в реальном времени — программные алгоритмы построены на математических моделях из областей физики, химии и смежных наук. Ко всем данным применяются алгоритмы машинного обучения и искусственный интеллект. Модели 3D позволяют визуализировать весь процесс, а не только смотреть на цифры и формулы.
Польза виртуальных АЭС
Виртуальная АЭС — это не просто компьютер, а можно сказать «суперкомпьютер», который имитирует все процессы на АЭС. Перед каким-либо физическим экспериментом все можно «прогнать» на цифровой копии, чтобы избежать или предсказать ту, или иную проблему.
Во-вторых, цифровая копия АЭС значительно повышает безопасность как самой станции, так и персонала.
В-третьих, копия помогает обслуживать оборудование и в буквальном смысле слова «предсказать» возможный износ тех или иных компонентов АЭС и прогнозировать поломки сложного оборудования. Что будет, если подать высокое давление в турбогенератор? Цифровая копия даст ответ на этот вопрос и покажет визуализацию.
Какой вывод?
Будущее не только наступает, но и уже наступило — цифровые копии сложных систем помогают снизить затраты и прогнозировать результат работы тех или иных систем. Первенцем были примитивные космические рассчеты, а сейчас технологии AR и VR дают полные представления о всех процессах.
Я очень интересуюсь как цифровыми технологиями, так и атомными, поэтому в период с 24 по 29 сентября буду присутствовать на международном форуме «World Atomic Week».
Форум станет крупнейшим событием, посвященным атомной отрасли и связанным с ней направлениям. Мероприятие приурочено к знаменательной дате — 80-летнему юбилею отечественной атомной промышленности. Участниками форума станут высокопоставленные лица государств, активно развивающих атомные технологии, известные международные специалисты, а также топ-менеджеры крупных корпораций. На форуме будут присутствовать больше 100 стран: представлена выставка технологий, деловая и молодежная программа. Мне интересно посмотреть на цифровую копию АЭС, а также на роботов, которые обслуживают станцию. Попробую для себя найти самые необычные технологии, о которых я еще не знаю.
По итогам подготовлю несколько статей на те темы, что мне больше всего понравились и запомнились. Кстати, мероприятие пройдет на ВДНХ.
