Ирина Павлова, инженер-программист АО «Прорыв» «Росатома», специалист по созданию цифровых двойников и интегральных расчетных математических моделей.
- Я работаю в АО «Прорыв» в отделе математического моделирования и цифровизации. Моя основная область — это интегральные расчетные математические модели. Я попала в «Прорыв» после прохождения практики от университета. Я заканчивала магистратуру в МИФИ, но у меня не совсем стандартный образовательный трек, и, наверное, поэтому меня заметили. Бакалавр у меня совершенно по другой специальности — «Инфокоммуникационные технологии и системы связи». Но это тоже связано с цифровизацией, поэтому неудивительно, что с таким бэкграундом и магистратурой по ядерной физике и технологиям я оказалась в отделе математического моделирования.
- Расскажи подробнее про свой образовательный путь.
- Мое образование в бакалавриате практически не пересекалось с магистратурой. Конечно, там было программирование, в общем, стандартный набор инженера.
- Проект «Прорыв». Что это за инициатива и какие цели он преследует? Название серьезное — «Прорыв», как прорыв в космос. Расскажи, пожалуйста.
- Проект «Прорыв» реализуется в госкорпорации «Росатом», и его цель — замыкание ядерного топливного цикла с помощью инновационных реакторов на быстрых нейтронах. Поскольку проект инновационный и требует большого объема НИОКР, в нем задействовано очень много организаций — больше пятидесяти. Это и другие институты, госкорпорации, РАН, вузы. Из-за того что все они используют разные расчетные модели и информационные системы, всю эту информацию нужно объединять, проверять на полноту и непротиворечивость. Решением этой проблемы в рамках проекта как раз и стало создание цифровых двойников.
- Можно узнать подробнее, что такое цифровые двойники и какова их роль в современной инженерии и науке?
- Мы в проектном направлении «Прорыв» определяем цифровой двойник как объект, построенный в виртуальном пространстве, который включает в себя набор баз данных, моделей, 3D и 4D объектов. В общем, это информационное представление реального объекта во всех возможных аспектах, необходимое для проверки технологических и конструкторских решений.
- Ты говоришь «интегральные расчетные математические модели». Что они из себя представляют и как взаимодействуют с цифровыми двойниками?
- Как следует из названия, интегральная расчетно-математическая модель — это как раз расчетное представление цифрового двойника. С ее помощью можно проводить динамическое моделирование разных режимов работы энергоблока: как стационарного состояния, так и ситуаций с возмущениями. Например, действия оператора АЭС или внешнего воздействия, которое приводит к разгрузке реактора. Это нужно, чтобы проверить, правильно ли работают алгоритмы защиты. Вообще, интегральные модели применяются для многих задач: апробации проектных решений, поиска коллизий и несоответствий в данных проекта. Мы проверяем, чтобы все было в порядке — например, чтобы на нужный датчик действительно срабатывала защита и реактор разгружался.
- Какие особенности и сложности возникают при разработке таких моделей?
- Одна из наших основных особенностей в том, что вся модель собирается из частных математических моделей, которые уже применялись в проектном направлении. Например, связанная нейтронно-физическая и теплогидравлическая модель, построенная на расчетном коде, который изначально разрабатывался для проверки безопасности. Но у нас в модели он тоже применяется. Еще одна особенность — мы достаточно рано, до того, как это стало мейнстримом, полностью перешли на отечественное ПО. Например, для разработки модели паротурбинной установки систем второго контура мы используем ПО Cement Edge. Наверное, самая большая сложность — это то, что основные коллизии в такой большой модели возникают на стыке двух математических моделей, когда мы пытаемся запустить комплексную интегральную расчетную модель.
- А какие перспективы развития этого направления, этих технологий?
- У нас сейчас две основные модели. Одна — для энергоблока с реакторной установкой БРЕСТ-ОД-300. Так как проект разрабатывается уже давно, эту модель мы в основном используем не для проверки новых решений, а для обучения — мы передаем ее в вузы. Сейчас я учусь в аспирантуре Томского политехнического университета, и туда как раз передается модель для проведения лабораторных и практических работ. Также модель передается в Московский энергетический институт (МЭИ) и для обучения персонала. Вторая модель находится на более ранней стадии, и мы как раз используем ее для проверки проектных решений, иногда вносим предложения по улучшению. Например, в прошлом году мы предложили добавить несколько защит для разгрузки реактора.
- То есть вы разрабатываете такую платформу, которую потом можно передавать в институты для формирования практических навыков, чтобы студенты в будущем могли прийти работать непосредственно в вашу отрасль?
- В том числе. Еще одна из особенностей наших моделей — мы стараемся использовать их не для одной цели, а, если можно так сказать, растиражировать. Это и проверка решений на стадии технического проекта, и, когда проект уже утвержден, — обучение.
- А можешь рассказать подробнее, как ты пришла в эту сферу и почему выбрала именно ее?
- Это очень сложный вопрос. После технического бакалавриата у меня в какой-то момент даже возникло желание пойти учиться на искусствоведа, я очень люблю искусство.
- Хотела пойти в искусство, а пришла в ядерный реактор?
- Да. Мне кажется, это очень интересно. Я шла целенаправленно. В МИФИ есть кафедра, которая как раз относится к АО «Прорыв». Нам рассказывали о технологии свинцового теплоносителя для реакторов на быстрых нейтронах. Когда я прочитала об этом, мне показалось, что это невероятно круто.
- Но на самом деле все сложное — всегда очень интересное. Может, есть какие-то советы, которые ты могла бы дать молодым специалистам, которые сейчас нас смотрят и хотят начать работать над созданием цифровых двойников или интегральных моделей? Может, работать в системе, связанной с ядерной энергетикой?
= Исходя из моего опыта, могу сказать: нужно расширять свой «узкозор». «Ускозор» — это когда занимаешься только чем-то одним, очень узко... Нужно интересоваться смежными областями, потому что цифровые двойники включают в себя очень много всего. Это и 3D, и 4D. У нас, например, для цифровых двойников даже происходит съемка с дронов. Это совершенно другая область, не похожая на то, чем занимаюсь я, но это тоже часть цифрового двойника.
- А где еще, кроме ядерной энергетики, применяются цифровые двойники? В каких отраслях?
- В нефтегазовой отрасли — точно. Если вы слышали что-то про «виртуально-цифровую АЭС» — это разработка АО «ВНИИАЭС», нечто похожее на нашу интегральную модель. Вообще, цифровые двойники — это сейчас тема на острие, потому что гораздо легче и экономически выгоднее проверить технологические решения на виртуальном объекте, отработать ошибки, чем «набивать шишки», когда объект уже построен.
