В начале июля с.г. инновационный мир облетел пресс релиз Airbus, в котором говорится, что благодаря внедрению программного комплекса «MACROS», сделанного резидентом Фонда компанией Datadvance, удалось на 10% сократить время, требуемое на проектирование узлов и агрегатов новых самолетов. Это огромное достижение, на которое многие обратили внимание, и мы не могли не встретиться с главным героем события, генеральным директором Datadvance Сергеем Морозовым
Сергей гостеприимно встретил в своем офисе на Покровском бульваре, где рассказал об истории компании, о технологии, которую он разработал вместе со своими коллегами, и еще много чего интересного:
Сергей Морозов, генеральный директор Datadvance
Компания, выросшая из российского ИППИ на крыльях французского EADS
Сергей рассказал, что его компания была организована в 2010 году, по результатам выполнения одного из проектов с Европейским аэрокосмическим и оборонным концерном EADS. Костяк команды тогда трудился в Институте проблем передачи информации РАН (ИППИ), одного из ведущих математических институтов мира, который может по праву гордиться несколькими лауреатами Филдсовской премии. Проект был закончен в сентябре 2009г. и уже в январе следующего года появилась компания Datadvance как spin-off ИППИ и совместный проект EADS и группы частных инвесторов.
«Проект, - вспоминает директор Datadvance, - был посвящён разработке алгоритмического ядра, которое легло в основу MACROS. Мы связали воедино 2 больших направления: интеллектуальный анализ данных и оптимизацию. Основав компанию для развития и коммерциализации этого ядра, мы прошли довольно большой путь, создав полноценную платформу для автоматизации инженерных расчётов, анализа данных и оптимизации, с новым “красивый и удобным” графическим пользовательским интерфейсом. Сейчас в московском головном офисе компании работают 40 человек, функционирует офис в Тулузе. А в июне был открыт офис продаж в Мюнхене, Германия.
Стратегия компании состоит в активном присутствии в регионах с развитым машиностроением.
Наша цель – стать глобальным игроком, не только в Европе и России. В конце этого года мы планируем выйти на азиатский рынок, а уже в следующем году на рынок Северной Америки. В краткосрочной перспективе наши планы состоят в увеличении количества пользователей, а в долгосрочной мы хотим стать номером один в мире в области инженерной оптимизации и анализа данных, - говорит гендиректор Datadvance.
Datadvance в числе первых, кто пришел в Сколково
«Мы были одни из первых, кто поверили в идею Сколково и ещё весной 2010 г. начали готовиться к получению статуса резидента, еще когда только велись разговоры об Инновационном центре. И в декабре 2010 г. мы стали резидентом ИТ кластера Сколково, получив сертификат № 4 вместе с ABBY, «Базилевс Инновациями» и некоторыми другими компаниями. Надо сказать, что Фонд нас сильно поддержал и продолжает поддерживать»,- подчеркнул Сергей Морозов.
Благодаря Сколково компания смогла установить контакты и деловые отношения с рядом очень важных клиентов, среди которых такие гиганты, как «КАМАЗ» и «АвтоВАЗ», например. «В июне 2011г. мы получили грант от Фонда «Сколково» в размере 1.2 млн. евро. Столько же в нас вложил EADS. На средства гранта было существенно улучшено алгоритмическое ядро, а также был разработан абсолютно новый графический интерфейс пользователя. Мы успешно отчитались по гранту в июле 2012 г., - рассказывает Морозов.
Чем Datadvance покорила Airbus, Eurocopter и многих других
Кроме, собственно, разработки программного комплекса MACROS, предназначенного для автоматизации инженерных расчётов, анализа данных и оптимизации, компания занимается инжиниринговым консалтингом. «Не все готовы сами решать сложные оптимизационные задачи, поэтому мы помогаем нашим клиентам и решаем их задачи под ключ», - объясняет Морозов. Datadvance обладает богатым опытом решения задач в области оптимизации аэродинамических форм и конструкций по массе и прочности, включая многодисциплинарную оптимизацию, калибровке моделей по экспериментальным данным, обработке больших массивов экспериментальных данных и других областях. Компания активно сотрудничает с ведущими ВУЗами страны, такими как МГТУ им. Баумана, Санкт-Петербургский «Политех», московский «Физтех», Мехмат МГУ, а также такими компаниями как «АСКОН», «Т-Сервисы» (дочка компании «Т-платформы»), Fidesis (сколковский стартап) и, конечно, ИППИ РАН.
Писать историю Datadvance увлекательно, прежде всего, благодаря очень интересным проектам, которыми она занимается. Вот на экране в переговорной своего офиса Сергей демонстрирует результаты расчёта и оптимизации течения топлива Jet A-1 по сложному трубопроводу, содержащему различные гидравлические сопротивления. Можно мышкой собрать виртуальный топливо-провод всего самолёта, «запустить» в него горючее и посмотреть, как оно будет течь, отслеживая, например, такие процессы, как выделение растворённого воздуха из топлива. Однако все же далеко не все так просто: известно, что каждый новый маленький шажок вперед в технологическом прогрессе дается огромным трудом, и вот одно из объяснений этому:
Если вы посмотрите на современные изделия, - говорит Сергей Морозов, - то увидите, что они уже во многом оптимальны. Каждый следующий шаг в улучшении конструкции с точки зрения эффективности – это огромное достижение. Например, для авиационного двигателя улучшение эффективности всего на один процент – это огромное достижение! Не могу не вспомнить, как в начале своего пути в одном из проектов мы добились увеличения эффективности турбины высокого давления на доли процента. Нам тогда казалось это слишком незначительным, но наш заказчик был очень доволен полученным результатом! Добиться такого результата мы смогли исключительно за счёт автоматизации расчётов и использования высокоэффективных математических методов оптимизации
Сергей Морозов говорит, что во многих отраслях дальнейший прогресс возможен только при использовании современного процесса проектирования, основанного на формальных критериях, численном моделировании и оптимизации. «Наш софт является мощным инструментом для построения современного процесса проектирования.
Его использование позволяет существенно сократить сроки и стоимость проектирования, а также находить нетривиальные конструктивные решение, обладающими лучшими характеристиками. Отдельно подчеркну, что MACROS - это именно инструмент в руках человека: конструктора, инженера или расчётчика. Ведь только человек может правильно поставить расчётную или оптимизационную задачу, а это 50% успеха её решения, оценить полученное решение и, если необходимо переформулировать задачу».
Еще одной отличительной чертой современного процесса проектирования является необходимость одновременного рассмотрения все большего числа дисциплин: например, не только аэродинамики, но и прочности, и даже экономики. «Многодисциплинарность» требует новых математических методов и подходов. При этом современные математические методы должны быть доступны конструкторам и инженерам-расчётчикам, что накладывает определенные требования на ПО: необходима высокая степень автоматизации, а также удобный и простой в использований пользовательский интерфейс. «Высокая эффективность и простота в использовании, - это те характеристики, которые мы ставили во главу угла, разрабатывая наш пакет», - объясняет преимущества своего ПО Сергей Морозов.
Гендиректор Datadvance считает, что его команда справилась с этим вызовом: «Наши методы анализа данных и оптимизации адаптивны. Они подстраиваются под решаемую задачу, используя информацию, которую удаётся получить о задаче в ходе её решения. От пользователя не требуется глубокого знания деталей алгоритмов и способов их настройки. Хотя, конечно, нам ещё многое можно улучшать».
Международный рынок решений для автоматизации инженерных расчетов и оптимизации
ПО Datadvance принадлежит классу решений для автоматизации инженерных расчётов и оптимизации (Process Integration, Design Optimization), который в свою очередь является частью рынка систем для моделирования и анализа (Simulation & Analysis) . «Мы не одни работаем в этом сегменте и достаточно хорошо знаем свой рынок, понимая свои сильные и слабые стороны, - говорит Сергей Морозов, - Алгоритмическое ядро у нас одно из самых сильных в мире, - это то, что особенно ценят наши пользователи. С точки зрения интеграции с внешними САПР (CAD/CAE) и визуализации мы пока проигрываем некоторым пакетам, но непрерывно улучшаем эту составляющую», - сказал Морозов.
Рынок ПО для моделирования и анализа, объем которого оценивался в 2011 году в 2,94 млрд. долларов, растёт быстрыми темпами, примерно на 20% в год. При этом рынок сильно фрагментирован - крупнейшие игроки занимают не более 30% рынка.
Успешные проекты
Двигателестроение, автопром, телеком, судостроение, космос, авиастроение – далеко не полный список, где с успехом применяется ПО Datadvance. Вот лишь несколько самых ярких проектов компании:
Определение оптимального облика семейства самолетов. С помощью ПО Datadvance в отделе перспективного проектирования Airbus была решена задача по определению оптимального облика семейства из трех самолётов. Критериями оптимизации были максимальная взлетная масса, масса топлива и операционные расходы для каждого из самолёта семейства, всего 9 критериев.
Проектными (оптимизируемыми) параметрами была геометрия крыла, параметры двигателя и т.д., - всего несколько десятков параметров. Также в задаче было несколько десятков ограничений, таких как длина взлетно-посадочной полосы, скорость на взлете и посадке, параметры крейсерского режима и т.д. Используя уникальный метод многокритериальной оптимизации, имеющийся в пакете MACROS, задача была успешно решена: были найдены конфигурации для каждого из самолёта семейства, удовлетворяющие проектным ограничениям, и обладающими характеристиками на 10-20 процентов лучше исходных конфигураций.
В некоторых случаях использование MACROS позволяет сократить время оптимизации в разы: например, это задача минимизации массы композитных панелей крыла A350XWB.
Очень красивая история: решение задачи по минимизации массы боковой панели болида Formula-1 для команды Force India. Необходимо было минимизировать массу одной из самых тяжелых деталей болида при соблюдении прочностных ограничений (панель должна выдерживать боковой удар заданной силы).
Благодаря математическому моделированию удалось выбрать правильную конфигурацию слоев композиционного материала, и без потери прочности на 10% уменьшить массу панели.
Оптимизация геометрии лопатки последней ступени паровой турбины: метровая лопатка с демпферными связями, довольно сложной геометрии. Задача состояла в том, чтобы увеличить КПД лопатки. «Мы стартовали с бумажных чертежей существующей турбины, построили трехмерную модель, автоматизировали расчёт, провели оптимизацию с использованием нашего пакета, - решили задачу «под ключ». Заказчик был удивлён полученным результатом – нам удалось поднять КПД ступени на 6%!», - увлеченно рассказывает о своей очередной победе Сергей Морозов.
Технология, которую разработала Datadvance, получила признание в таких российских и международных корпорациях и компаниях, как Airbus, Eurocopter, Astrium (группа EADS), IHI (японcкий концерн тяжелого машиностроения), Air Liquide (крупнейший мировой производитель криогенного газа), «Tелум» (российский телеком стартап), Areva (французский «Росатом»), «Уральский турбинный завод». В портфолио компании – сотрудничество с CNES (Национальное космическое агентство Франции), «Rolls-Royce», «MTU Aero Engines» и «Snecma»(в рамках Европейских проектов), Limagrain (одна из крупнейших семенных компаний в Европе), High Performance Engineering (автомобильная инжиниринговая компания, один из основных подрядчиков Ferrari), НПЦ «Сапсан», а также некоторыми компаниями российского ВПК.