Экспертное заключение подготовлено по итогам сессии ФБТ-2025 «Цифровое материаловедение: новые свойства для новой реальности».
Цифровое материаловедение
Цифровое материаловедение неразрывно связано с синтезом и физико-химическими исследованиями свойств материалов. Эксперименты предоставляют наиболее надежный источник данных и задач для моделирования и машинного обучения. Также без экспериментальной проверки прогнозы и моделирование новых материалов и их свойств имеет значительно меньшую ценность. Поэтому инфраструктура и организация исследований и разработок обязана быть построена по принципу разделения на цифровые и экспериментальные направления в тесном взаимодействии друг с другом. Все докладчики отметили, что они в разной степени участвуют в цикле исследований от компьютерной модели до физического воплощения технологии производства материала и изделия.
Задачи цифрового материаловедения
Спектр задач цифрового материаловедения чрезвычайно широк и включает следующие обобщенные категории:
- моделирование поведения материалов на различных пространственных и временных масштабах;
- предсказание свойств материалов по данным об их химической структуре, технологии изготовления, истории эксплуатации и т. д. на основании вычислительных методов, основанных на известных физических принципах, а также обобщении результатов экспериментальных исследований и экспертных оценках;
- поиск состава и структуры материалов, обладающих желаемыми свойствами;
- создание, курирование, систематизация и анализ цифровых паспортов материалов и цифровых двойников изделий и процессов.
Цифровая платформа
Неоднократно отмечалась перспективность создания цифровой платформы для материаловедов. Однако платформа возникает там, где не только не один пользователь, но и не один разработчик. Она должна давать возможность включения дополнительных программных компонентов, в том числе поставляемых сторонними разработчиками.
Платформа может быть использована сторонним прикладным программным обеспечением как сервис, предлагающий наличие возможности доступа к располагаемым Платформой данным о материалах, их физических, химических и эксплуатационных свойствах, а также предоставляемым платформой инструментам моделирования и анализа данных. Отдельный вопрос, который заслуживает обсуждения, это взаимодействие с платформой, которое должно осуществляться с использованием стандартных протоколов и форматов данных.
Единая база данных материалов
База данных и структура цифровой платформы, адаптированная для сбора данных и прогнозирования свойств новых материалов, потенциально может уменьшить дублирование исследований одних и тех же материалов-свойств разными группами ученых и технологов. Получается, что добиться опережающего развития и ускорения экономики можно достаточно доступным способом — обеспечить систематический сбор данных с ВУЗов, исследовательских институтов, R&D центров, предприятий. Простая по оформлению, но при этом достоверная информация, об испытаниях образцов позволит создать большие данные материаловедения, как основу для технологического суверенитета в авиационной, космической, судостроительной и машиностроительной отраслях промышленности.
Экономика данных материаловедения
Объединение коммерческих возможностей в рамках единой экосистемы инженерных решений, баз данных, инструментов аналитики и искусственного интеллекта (ИИ), возможностей внедрения и тестирования научного ПО приводит к синергетическому эффекту, расширяя спектр потенциально решаемых задач на области, изначально не рассматривавшиеся разработчиками в качестве целевых направлений. Наличие единой экосистемы позволяет экономить ресурсы, затрачиваемые на поиск информации (все актуальные участники рынка в одном месте, сохраняется история развития), заключение контрактов (нет необходимости физически перемещаться в пространстве, взаимодействие онлайн), исполнение договорных обязательств (автоматизация отчетности, интернет-вещей), ускорять технологические разработки (за счет анализа общественного заказа и формирования коллективных закупок).
Образовательная составляющая
Объединение инструментов цифрового материаловедения в рамках единой экосистемы имеет глубокую образовательную составляющую, поскольку позволяет конструировать образовательные программы по запросу и в отвечающих требованиям меняющегося рынка перспективах.
Взаимодействие с заинтересованными сторонами
Необходимо выработать схему взаимодействия с заинтересованными сторонами. Например, с разработчиками российской CAE-системы «Логос». Подготовить максимально широкий список заинтересованных сторон и сообществ и пригласить их к диалогу. В результате должна быть сформирована открытая дорожная карта, в которую могут вносить предложения как разработчики платформ, так и потребители. В этом есть агитационная составляющая: не все участники рынка пока имеют представление о всех возможностях платформенных решений.
Обмен данными и межотраслевое взаимодействие
Развитие платформ требует реализации обмена данными и межотраслевого взаимодействия. Отдельно разрабатываемые инструменты и решения приобретают бо́льшую ценность в составе платформы за счет возможности вовлечения в общие цепочки бизнес-процессов. Компонент и платформа в целом получают добавочную ценность и, соответственно, стимулы к развитию и инвестированию.
Госкорпорации
В создании цифрового паспорта материалов заинтересованы многие игроки. В ГК Росатом в рамках реализации стратегии цифровой трансформации разрабатывается стандарт на цифровые двойники и, в том числе, цифровые паспорта. Цифровой паспорт имеет своего владельца и может выступать продуктом на рынке данных.
Ускорение развития рынка материалов
Платформенные решения обеспечат ускорение развития рынка материалов в части возможности осуществления закупок в экосистеме платформ без объявления тендера. Обоснование рыночной цены может быть автоматизировано. Для этого необходима регуляторная поддержка со стороны Государства.
Прозрачность и культура сотрудничества
Протоколы взаимодействий участников должны быть стандартизованы. Ведение рейтинга пользователей и цифровых сервисов и их модерация позволят повысить профессиональный уровень и прозрачность отношений участников, поддержать культуру взаимовыгодного и добросовестного сотрудничества. Платформенная поддержка малого и среднего бизнеса в части документального сопровождения финансовых операций, решения юридических вопросов (в том числе таможенных операций), транспортного обеспечения (коллективных заказов) позволит обеспечить быстрый и гарантированный доступ к крупным рынкам материалов.
Виртуальный полигон
Система виртуальных полигонов, автоматизации формирования программ и методик испытаний в соответствии с принятыми стандартами, выполнение онлайн-заказов испытаний и сертификации материалов в центрах коллективного пользования ведущих исследовательских организаций ускорит внедрение новых разработок и снизит издержки на поиск конкурентноспособных решений.
Экспертные аналитические заключения по итогам сессий деловой программы Форума и любые рекомендации, предоставленные экспертами и опубликованные на сайте Фонда Росконгресс являются выражением мнения данных специалистов, основанном, среди прочего, на толковании ими действующего законодательства, по поводу которого дается заключение. Указанная точка зрения может не совпадать с точкой зрения руководства и/или специалистов Фонда Росконгресс, представителей налоговых, судебных, иных контролирующих органов, а равно и с мнением третьих лиц, включая иных специалистов. Фонд Росконгресс не несет ответственности за недостоверность публикуемых данных и любые возможные убытки, понесенные лицами в результате применения публикуемых заключений и следования таким рекомендациям.
