Рынок систем управления процессами и данными компьютерного моделирования (SPDM-систем) в рамках направления «Технет» НТИ
Экспертно-аналитический доклад, подготовленный Инфраструктурным центром «Технет» Санкт-Петербургского политехнического университета, а также запланированные результаты его реализации были признаны соответствующими целям обеспечения технологического суверенитета Российской Федерации.
Это было подтверждено в Протоколе заседания Экспертного совета при Наблюдательном совете автономной некоммерческой организации «Платформа Национальной технологической инициативы» от 30 сентября 2024 года, номер 16.
Компания J’son & Partners Consulting публикует данный материал с согласия авторов.
В ходе проведенных исследований функциональных возможностей и особенностей реализации аналогичного инструмента в высокоэффективных и востребованных на рынке системах управления процессами и данными компьютерного моделирования (SPDM) была заложена основа для создания конкурентоспособного инструмента автоматизированных расчетных цепочек (WorkFlow) в рамках цифровой платформы CML-Bench®.
Аналитический доклад охватывает рынок SPDM-систем, которые представляют собой платформы, позволяющие эффективно управлять конфигурацией данных моделирования, оптимизировать процессы, обеспечивать совместную работу глобально распределенных команд, а также принимать обоснованные решения по оптимизации продуктов и изделий. Эти системы служат связующим звеном между входными и выходными данными программ препроцессинга, системами конечно-элементного анализа и программами постпроцессинга, что повышает уровень автоматизации и обеспечивает прослеживаемость цифровых испытаний, улучшая процесс математического и компьютерного моделирования.
История SPDM-систем восходит к развитию систем компьютерного проектирования (CAD), начавшемуся в 1950-х годах. На протяжении многих лет развитие в этой области основывалось на эволюции CAD-приложений, однако к началу XXI века прогресс в профильных технологиях достиг плато, и конкуренция переместилась в смежные области.
Производители программного обеспечения сосредоточили свои усилия на сокращении времени вывода продукции на рынок — от концепции до эксплуатации конечного изделия, включая разработку программ для управления данными о продукте (PDM). Например, в 2020 году новая модель Ford Mondeo была создана с использованием цифровой платформы Ford C3P, что сократило срок разработки автомобиля на 70% по сравнению с традиционными методами. Это продемонстрировало высокую конкурентоспособность систем управления данными о продукте.
В начале 2000-х годов компании BMW и SGI разработали систему управления данными компьютерного моделирования (Simulation Data Management) под названием CAE Bench. Основной целью этой платформы стало улучшение качества за счет замещения части натурных испытаний виртуальными. В результате увеличилось количество виртуальных испытаний и объем данных на каждое испытание. Внедрение новой технологии в 2018 году позволило проводить до 5000 виртуальных испытаний в день, что значительно превосходит 1 испытание за 2,5 дня в 2002 году.
Компьютерное моделирование на цифровых платформах стало одним из приоритетов цифровой трансформации промышленности, о чем свидетельствует Стратегия цифрового инжиниринга, опубликованная Министерством обороны США в 2018 году. Согласно стратегии, управление моделями и данными на цифровой платформе станет обязательным в проектировании новых продуктов.
Основные задачи SPDM-систем заключаются в обеспечении прозрачности и контролируемости процесса разработки, упрощении принятия обоснованных решений и работе с результатами цифровых испытаний. К ключевым целям внедрения решений SPDM относятся создание удобной рабочей среды для инженеров, обеспечение безопасной и производительной информационной системы, а также реализация дополнительных технологий, таких как цифровые двойники и технологии машинного обучения.
В рамках исследования был проведен анализ мирового и российского рынков SPDM-систем, включая емкость, характеристики игроков и географические рамки. Также были рассмотрены тренды развития рынка и ключевые научные разработки. В заключительной части отчета проанализирована нормативная правовая база и ключевые направления государственной поддержки, а также выявлены барьеры и риски.
Российской SPDM-системой служит цифровая платформа для разработки и применения цифровых двойников CML-Bench®, разрабатываемая с 2006 года специалистами нескольких организаций. Платформа включает передовые технологии и компоненты цифровых двойников высокотехнологичной промышленности, такие как архитектура на основе системного инжиниринга и многоуровневая матрица требований.
Результаты аналитических исследований способствуют развитию программных модулей платформы CML-Bench®. В рамках восьмого раздела доклада были исследованы функциональные возможности автоматизированных расчетных цепочек (WorkFlow) в SPDM-системах, и полученные результаты будут использоваться для доработки и обновления этого модуля.
Полная версия Доклада доступна при нажатии на кнопку "Скачать Документ", расположенную вверху страницы.
Экспертно-аналитический доклад "Анализ рынка систем управления процессами и данными компьютерного моделирования
(SPDM-систем) в рамках направления «Технет» НТИ"
Содержание
СПИСОК РИСУНКОВ
СПИСОК ТАБЛИЦ
СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Анализ мирового и российского рынка
1.1. Анализ мирового рынка
1.1.1. Емкость рынка, темпы роста рынка
1.1.2. Характеристики основных игроков и их доли на рынке
1.1.3. Географические сегменты рынка
1.1.4. Факторы развития мирового рынка
1.2. Анализ российского рынка
1.2.1. Емкость рынка, темпы роста рынка
1.2.2. Характеристики основных игроков
Глава 2. Технологические тенденции развития мирового и российского рынка
2.1. Технологические тренды развития систем. Перспективные направления использования «сквозных» цифровых технологий в системах, составленные на основе тенденций технологического развития и рыночные кейсы (примеры
2.1.1. Технологии искусственного интеллекта
2.1.2. Квантовые технологии
2.1.3. Современные и перспективные сети мобильной связи
2.1.4. Технологии виртуальной и дополненной реальности
2.1.5. Технологии распределенного реестра
2.1.6. Технологии больших данных
2.1.7. Облачные сервисы, платформизация, инструменты коллаборации, микросервисы
2.1.8. Общие выводы
2.2. Обзор ключевых научных разработок в России по результатам интеллектуальной деятельности (РИД). Динамика РИД в России по направлению, ед. за период 2017 – 2024 гг. Качественный анализ ключевых разработок в России в части РИД
2.2.1. Динамика РИД в России по направлению, ед. за период 2017-2024 гг.
2.2.2. Качественный анализ ключевых разработок в России в части РИД
Глава 3. Анализ релизов обновлений функциональных возможностей систем в 2024 г. (за период до конца 2024 г.)
3.1. Анализ релизов обновлений функциональных возможностей зарубежных систем в 2024 г.
3.2. Анализ релизов обновлений функциональных возможностей российских систем в 2024 г.
3.3. Заключение о тенденциях и приоритетах развития зарубежных и отечественных систем в 2024 г.
Глава 4. Анализ инвестиций, сделок M&A и проектов кооперации в России, и в мире
4.1. Слияния и поглощения разработчиков SPDM-систем в мире по состоянию на конец 2024 г.
4.2. Проекты кооперации российских разработчиков
4.3. Планы по развитию SPDM-систем в России
Глава 5. Обзор новых крупных проектов в России и в мире
5.1. Проекты в России
5.2. Проекты за рубежом
Глава 6. Нормативно-правовое регулирование в России, в т.ч. анализ государственных программ поддержки по НИРам и НИОКРам
6.1. Анализ нормативно-правовой базы регулирования в России
6.2. Анализ государственных мер поддержки, в т.ч. по НИРам и НИОКРам, сведения о значимых поддержанных проектах
Глава 7. Барьеры и риски, присутствующие на российском рынке
7.1. Ключевые барьеры и проблемы развития систем на российском рынке
7.2. Необходимые действия для преодоления барьеров и решения проблем
Глава 8. Анализ в соответствии с направлениями развития технологий 2024 г.
8.1. Характеристика расчетных цепочек (WorkFlow)
8.2. Анализ функциональных возможностей SPDM-систем и особенностей реализации инструментов создания расчетных цепочек в эффективных и востребованных на рынке SPDM-системах
8.2.1. Анализ функциональных возможностей инструментов создания расчетных цепочек в SPDM системах
8.2.2. Анализ особенностей реализации инструментов создания расчетных цепочек в SPDM-системах
8.3. Разработка предложений по созданию и развитию инструментов создания расчетных цепочек (WorkFlow) в составе отечественных SPDM-систем на основе аналитических исследований для достижения УГТ 6
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПЕРЕЧЕНЬ РОССИЙСКИХ SPDM-СИСТЕМ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПЕРЕЧЕНЬ ДЕЙСТВУЮЩИХ НАЦИОНАЛЬНЫХ СТАНДАРТОВ, РАЗРАБОТАННЫХ ТК 700
ГЛОССАРИЙ
БИБЛИОГРАФИЯ
НАШИ ИЗДАНИЯ
ОБ ИНФРАСТРУКТУРНОМ ЦЕНТРЕ НТИ ПО НАПРАВЛЕНИЮ «ТЕХНЕТ» СПБПУ
Список рисунков
Рисунок 1. Объем мирового рынка и CAGR мирового рынка SPDM, млрд долл
Рисунок 2. Структура мирового рынка компьютерного моделирования и анализа, доли компанийлидеров, %
Рисунок 3. Прогноз развития российского рынка SPDM, млрд руб.
Рисунок 4. Доля организаций, использовавших российские SPDM-системы в РФ, 2023 г.
Рисунок 5. Пример облачного SPDM-решения от компании Rescale
Рисунок 6. Количество результатов интеллектуальной деятельности по направлению, ед.
Рисунок 7. Процесс создания цифрового двойника
Рисунок 8. Пример характеристик цифровых испытаний оценки прочности силовой конструкции тележки
Рисунок 9. Традиционный цикл работы с CAD/CAE
Рисунок 10. Цикл работы с CAD/CAE после автоматизации части процессов препроцессинга
Рисунок 11. Пример расчетной цепочки (workflow) при моделировании композитных структур в modeFRONTIER
Рисунок 12. Основные концепции и связи, описывающие типичную расчетную цепочку в PIDO системе
Рисунок 13. Интеграция процессов как необходимый элемент автоматизации расчетных цепочек
Рисунок 14. Внедрение SPDM-систем и автоматизация работы с расчетными цепочками
Список таблиц
Таблица 1. Характеристики основных игроков
Таблица 2. Перспективные направления использования «сквозных» цифровых технологий, составленные на основе тенденций технологического развития, и рыночные кейсы.
Таблица 3. Ключевые разработки в России в части РИД в области управления процессами и данными компьютерного моделирования (SPDM
Таблица 4. Сведения об обновлениях функциональных возможностей зарубежных SPDM-систем, вошедших в релизы 2024 г.
Таблица 5.Сведения об обновлениях функциональных возможностей российских SPDM-систем, вошедших в релизы 2024 г.
Таблица 6. Сведения о слияниях и поглощениях разработчиков систем в мире по состоянию на конец 2024 г.
Таблица 7. Перечень проектов кооперации российских разработчиков
Таблица 8. Планирование развития систем отечественными разработчиками
Таблица 9. Обзор крупных проектов в России
Таблица 10. Обзор крупных проектов в мире
Таблица 11. Обзор основных мер государственной поддержки
Таблица 12. Сведения о поддержанных проектах
Таблица 13. Перечень барьеров и рисков развития систем на отечественном рынке
Таблица 14. Перечень барьеров развития систем на российском рынке и предлагаемые решения для их преодоления
Таблица 15. SPDM-системы и наличие инструментов создания расчетных цепочек
Таблица 16. Системы, в которых также присутствуют инструменты создания расчетных цепочек
Таблица 17. Особенности реализации инструмента создания расчетных цепочек в SPDM-системах
Таблица 18. Особенности реализации инструмента создания расчетных цепочек в ином инженерном ПО
