USD 73.7532 EUR 89.6691

Как реализуется глобальный проект — синхротрон СКИФ?

Эльвира НОВИКОВА

Идет подготовка строительной площадки, создается цифровой двойник

Флагман проекта — центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ), который возводят в наукограде Кольцово, планируется запустить в 2023 году.

Во время панельной дискуссии XI Гайдаровского форума в Москве губернатор Андрей Травников представил региональный опыт создания системы генерации и поддержки технологического предпринимательства, подчеркнув:

— Синхротрон СКИФ — это сверхзадача, сопоставимая с крупнейшими советскими проектами. Реализация национальной технологической политики — важнейшая составляющая стратегии развития Новосибирской области.

С чего все начиналось?

Напомним, что во время визита в Новосибирск в апреле 2018 года Президент РФ Владимир Путин предложил переформатировать Академгородок в современный научно-технологический и социально-экономический комплекс мирового уровня. Так родился план развития Новосибирского научного центра до 2035 года как территории с высокой концентрацией исследований и разработок — проект «Академгородок 2.0». И его реализация в жизнь не заставила себя долго ждать. Для этого масштабного проекта уже готовится проектно-сметная документация на 72 объекта инфраструктуры.

Бесспорный флагман проекта — центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов». Он станет частью национальной сети источников синхротронного излучения, которая создается в России по нацпроекту «Наука». ЦКП объединяет ускорительную установку поколения 4+ с энергией 3 гигаэлектронвольта, экспериментальные станции, лабораторный корпус и развитую пользовательскую инфраструктуру. Всего будет создано 30 рабочих станций. В Кольцово к открытию СКИФа запланировано также построить современный конгресс-холл. В рамках масштабного проекта развития Новосибирского научного центра преобразование ждет не только территорию Академгородка, где появятся новые исследовательские объекты, но и еще несколько муниципалитетов.

Общая стоимость проекта оценивается примерно в 40  миллиардов рублей. Возведение синхротрона началось в 2019 году. Его планируется запустить в 2023 году. По предварительным расчетам, первая очередь строительства обойдется в 29,3 миллиарда рублей, вторая — в 10,7 миллиарда.

Проект первой очереди готов

Сейчас идет подготовка строительной площадки. Госзаказчик проекта — Министерство науки и высшего образования РФ, застройщик — Институт катализа имени Г. К. Борескова СО РАН. Также в проекте участвуют Институт ядерной физики имени
Г. И. Будкера СО РАН, топливная компания «Росатома» «ТВЭЛ» и концерн «Росэнергоатом», который построил и сдал энергоблок Ленинградской АЭС.

Директор Института катализа Валерий Бухтияров рассказал, что проектно-сметная документация первой очереди, в которую входят шесть станций, практически готова. В первую очередь строительства могут быть включены также две экспериментальные станции ГНЦ «Вектор», запланированные в составе второй очереди, но для переноса сроков необходимо дополнительное финансирование.

— Мы наполнены энтузиазмом выполнить столь грандиозный проект, — говорит Федор Петров, заместитель гендиректора АО «Центральный проектно-технологический институт» (входит в ГК «Росатом»), компании-генпроектировщика. — Спроектированы все сооружения и здания. Созданы архитектурный облик и цифровая модель проекта. Проектная документация направлена на согласование с заказчиком, готовим документы для госэксперизы. Во время этой работы сотрудники получили неоценимый опыт. Это проект мирового уровня, подобное мы не выполняли более двадцати лет. Все сотрудники, причастные к нему, горды, что компетенцию нашей страны мы выводим на мировой уровень. В 2024 году Россия должна войти в пятерку стран, осуществляющих исследования и разработки в приоритетных областях научно-технологического развития.

Федор Петров подчеркнул, что в проекте применяются передовые строительные и цифровые технологии. По его словам, архитектурный облик ЦКП «СКИФ» будет иметь большое культурное значение.

Зачем нужен цифровой двойник?

Цифровой двойник — это виртуальный объект, полностью соответствующий реальному. Это совершенно новая для нашей страны технология, но и СКИФ — проект инновационный.

Врио директора Института вычислительных технологий СО РАН Андрей Юрченко напомнил, что 2021 год объявлен в нашей стране Годом науки и технологий. И сообщил, что в создании полнофункционального цифрового двойника СКИФа также принимают участие Институт катализа и Институт ядерной физики СО РАН.

014-16-01.jpg

— Наш исследовательский центр играет роль интегратора, — пояснил он. — Это первый в мире эксперимент полнофункционального моделирования, который можно будет тиражировать на другие объекты. Создание цифровых двойников позволяет решать задачи проектирования на новом уровне. И хотя цифровое проектирование известно уже десятки лет, понятие двойника добавило сюда новые возможности.

Как подчеркнул руководитель ФИЦ ИВТ, цифровой двойник дает возможность моделировать и анализировать работу оборудования в реальном времени, повышает информационную безопасность, ведь передача данных во время эксперимента — это сотни гигабайтов в секунду.

— Планируем внедрить искусственный интеллект. Один из важных аспектов — возможность до начала реальных экспериментов проводить их в виртуальной реальности. Цифровой двойник позволяет проверять сценарии любой работы, оптимизировать процесс управления и многое другое. Эффективность работ повышается на 20 процентов, — рассказал Андрей Юрченко.

Цифровой двойник СКИФа будет размещен на аппаратной платформе Сибирского национального центра высокопроизводительных вычислений, хранения и обработки данных. Там же будут храниться гигантские объемы данных, генерируемых в ходе экспериментов.

Ошибки устраняют в виртуальной реальности

Представитель компании-генпроектировщика Федор Петров подчеркнул, что цифровая модель СКИФа, которую еще называют BIM-модель, будет насыщаться новыми данными постоянно, в том числе во время строительства ускорителя.

— В «цифре» можно заносить любые описания, — пояснил он. — Модель будет сопровождать весь жизненный цикл объекта, вплоть до его вывода из эксплуатации. Цифровая модель отражает все конструкторские, инженерные решения, все технологические составляющие. В любой момент можно получить чертеж, проверить ту или иную гипотезу. Заказчик может со своего смартфона получить доступ к исчерпывающей информации о ходе строительства, о параметрах эксплуатации всего оборудования. Это возможность не допустить проектных ошибок, а сразу принимать правильные решения.

Благодаря цифровому двойнику можно быстро выполнить необходимые расчеты, проверить на прочность в различных режимах все элементы установки, а в таком объекте — миллионы деталей. Причем в цифровой среде, на компьютере, это делается нажатием одной кнопки. Не потребуется вносить изменений в рабочую и проектную документацию, ведь все процессы анализируются заранее.

На этапе строительства можно видеть ситуацию в перспективе, что позволит не допустить простоев и сдать объект точно в срок. При возникновении проблемы в виртуальном двойнике ее причины заблаговременно устранят на реальном объекте.

Экономический эффект достигается и во время эксплуатации объекта, когда также можно будет моделировать различные ситуации. Как пример: СКИФ состоит из нескольких зданий, которые насыщены инженерными коммуникациями, отследить их совместную работу практически невозможно, а в 3D-модели — все наглядно.

В общем, выгода трехмерного проектирования по сравнению с плоскими чертежами очевидна. После сдачи СКИФа цифровой двойник будет содержать описание всех технологических процессов, а данные — постоянно пополняться.

Как только сойдет снег, на стройплощадке начнутся изыскательские работы. Кстати, цифровое моделирование позволило точно рассчитать фундамент.

Комментарии