Методы цифрового моделирования и системного инжиниринга обсудили на круглом столе в СПбПУ
Участники обсудили передовые подходы к управлению сложными системами, цифровым двойникам и технологиям анализа данных.
18 ноября 2025 года на площадке Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого в рамках VII Международного форума «Передовые цифровые и производственные технологии» состоялся круглый стол «Применение современных методов и технологий в системном инжиниринге и цифровом моделировании». Организаторами выступили Лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» и «Цифровое моделирование индустриальных систем» ПИШ СПбПУ.
Мероприятие объединило исследователей, инженеров, разработчиков и студентов, заинтересованных в вопросах интеграции сквозных цифровых технологий в промышленность, транспорт, здравоохранение и другие отрасли. К участию в обсуждении присоединились более 40 человек, в том числе в формате видеоконференцсвязи.
Целью круглого стола стало обсуждение современных подходов к цифровому моделированию и управлению сложными системами, а также обмен практическими кейсами внедрения технологий на основе искусственного интеллекта, потоковой обработки данных и предиктивной аналитики. В центре внимания оказались вопросы, связанные с развитием цифровых платформ, мультидисциплинарным взаимодействием, проблемами кадрового обеспечения цифровой трансформации, а также ролью высокопроизводительных аппаратно-программных комплексов в системном инжиниринге.
Модераторами мероприятия выступили:
- Марина Владимировна Болсуновская, к.т.н., доцент, заведующая лабораторией «Промышленные системы потоковой обработки данных» ПИШ «ЦИ» СПбПУ;
- Юлия Александровна Новикова, к.т.н., ведущий научный сотрудник ФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора;
- Алексей Михайлович Гинцяк, к.т.н., доцент, заведующий лабораторией «Цифровое моделирование индустриальных систем» ПИШ «ЦИ» СПбПУ;
- Жанна Владиславовна Бурлуцкая, младший научный сотрудник ПИШ «ЦИ» СПбПУ.
В обсуждении в рамках Круглого стола приняли участие представители ведущих научных центров, университетов и промышленных организаций, а также студенты и молодые исследователи.
Сотрудники Лаборатории ЦМИС ПИШ СПбПУ представили блок докладов, отражающих передовые научные разработки в области управления, планирования и моделирования организационно-технологических процессов. Так, специалист Лаборатории ЦМИС ПИШ СПбПУ Марина Малашенко в докладе «Ограничения применимости детерминированных методов управления в организационных системах» проанализировала актуальность перехода от классических управленческих подходов к робастным моделям в условиях высокой неопределенности. В своём выступлении Марина обозначила ключевые ограничения детерминированных методов управления и подчеркнула, что такие подходы страдают от жёсткости, высокой чувствительности к исходным данным и неспособности адаптироваться к внешним воздействиям. В качестве альтернативы она предложила вероятностные модели, способные учитывать широкий спектр сценариев и обеспечивать устойчивость управленческих решений.
Инженер Лаборатории ЦМИС ПИШ СПбПУ Полина Шарко посвятила свой доклад управлению жизненным циклом самоорганизующихся рабочих групп в децентрализованных структурах. Она представила концептуальную модель, включающую индивидуальные цели, компетенции и поведенческие характеристики участников, такие как лидерство и кооперация. В качестве инструмента был предложен мультиагентный подход, который позволяет учитывать сложные взаимодействия между участниками группы и моделировать их динамику. Это направление особенно актуально в условиях нестабильной среды, где важно быстро адаптироваться к изменениям.
Лаборант-исследователь Лаборатории ЦМИС ПИШ СПбПУ Артем Нигматулин рассмотрел применение метода критической цепи для повышения эффективности научно-исследовательских проектов. В отличие от традиционного критического пути, предложенный подход предполагает введение буферов и учёт ограниченных ресурсов, что позволяет активнее управлять рисками и минимизировать сдвиги в сроках выполнения задач. Также доклад содержал предложения по созданию архитектуры системы управления и визуального дашборда для мониторинга проектов.
Дарья Аблавацкая, младший научный сотрудник Лаборатории ЦМИС ПИШ СПбПУ, представила классификацию субъектов управления в распределённых производственных системах и их типовые целевые функции. На стратегическом, тактическом и операционном уровнях она выделила различные группы агентов – производственные, обеспечивающие и управляющие – и обозначила для каждой группы соответствующие цели. В докладе подчёркнута важность согласования этих целей и необходимость комплексного подхода к управлению такими системами.
Лаборант-исследователь Лаборатории ЦМИС ПИШ СПбПУ Максим Дергачев в докладе «Постановка задачи вероятностного планирования проекта с помощью метода критической цепи» представил формализацию задачи проектного планирования с учётом стохастической природы длительности работ. Его модель учитывает неопределённость длительности работ и позволяет проводить расчёты по методу Монте-Карло. Такой подход даёт более реалистичную оценку сроков реализации проектов и учитывает влияние колебаний в ресурсах и сроках на общую критическую цепь.
Два доклада лаборанта-исследователя Лаборатории ЦМИС ПИШ СПбПУ Василия Дыбулина были посвящены инструментам интеллектуального управления. В первом докладе «Классификация инструментов мультиагентных систем для решения задачи оптимизации использования ресурсов» он провёл сравнительный анализ парадигм мультиагентного обучения и подходов к распределению ресурсов, выделив критерии выбора решений в зависимости от характеристик среды и задачи. Во втором докладе «Возможность учёта причинно-следственной связи рисков при управлении инновационными проектами» Василий предложил использовать байесовские сети для построения причинно-следственных связей между рисками в инновационных проектах. Это позволяет не только оценивать вероятность негативных исходов, но и выстраивать более устойчивые управленческие стратегии.
Жанна Бурлуцкая, младший научный сотрудник Лаборатории ЦМИС ПИШ СПбПУ, в докладе «Применение мультиагентного подхода для оптимизации сценариев разработки месторождений» представила разработанный инструмент распределённого планирования на базе интеллектуальных агентов. Система учитывает конфликты локальных и глобальных целей, стохастичность, ограниченные ресурсы и иерархию принятия решений. Каждый агент – от уровня региона до конкретной бригады – участвует в попарных переговорах для формирования оптимального производственного расписания. В сценарных испытаниях мультиагентная система показала улучшение выполнения планов и снижение затрат по сравнению с традиционными алгоритмами, обеспечив реалистичную и гибкую оптимизацию в условиях высокой сложности и неопределённости.
Аналитик Лаборатории ЦМИС ПИШ СПбПУ Карина Лундаева в докладе «Применение системного инжиниринга для моделирования жизненного цикла объектов интеллектуальной собственности в наукоемких предприятиях» представила формализованную модель управления интеллектуальной собственностью на всех этапах её жизненного цикла – от планирования результатов НИОКР до их коммерциализации. Спикер предложила схему кибернетического контура, включающую Центр НИОКР, систему комплексного управления ИС и обратную связь. Особое внимание Карина уделила методам поддержки принятия решений, применимым на каждом этапе, с учётом правовых, экономических и стратегических факторов.
Младший научный сотрудник Лаборатории ЦМИС ПИШ СПбПУ Капитон Поспелов в своём докладе «Идентификация модели для решения задач управления в организационных системах с распределёнными центрами принятия решений» предложил универсальный метод описания таких систем на основе гиперграфов с множественными атрибутами вершин. Алгоритм идентификации включает классификацию объектов и субъектов управления, формализацию целевых функций и построение фазового пространства состояния. Капитон уделил внимание учёту ограниченной рациональности участников и сочетанию «мягких» и «жёстких» паттернов поведения. Разработанная методика направлена на повышение формализованности и достоверности управления в сложных распределённых структурах.
В рамках круглого стола прозвучали также доклады партнёров Лабораторий ПСПОД и ЦМИС ПИШ СПбПУ. Ведущий научный сотрудник ФБУН «СЗНЦ гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора Юлия Новикова представила модель выбора методик лабораторных исследований питьевой воды с учётом прогноза отдалённых последствий для здоровья. Она подчеркнула важность учёта нормативных требований и риск-ориентированных показателей при выборе аналитических методов. Результаты продемонстрированного исследования направлены на повышение достоверности гигиенической оценки и минимизацию рисков для здоровья населения.
Старший научный сотрудник ФБУН «СЗНЦ гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора Владимир Федоров в докладе докладе «Имитационное моделирование в рамках реализации федерального проекта “Чистый воздух”» продемонстрировал использование цифровых инструментов для моделирования уровней загрязнения и оценки санитарно-эпидемиологических рисков в городах. Доклад включал примеры пространственного анализа и геоинформационного моделирования, позволяющих визуализировать уровни загрязнения и выявлять зоны повышенного риска. Предложенный подход усиливает научную обоснованность природоохранных решений и способствует достижению целей проекта «Чистый воздух».
Директор программ повышения эффективности бизнеса ПАО «Газпром нефть» Алексей Коробкин в докладе «Комбинированная оптимизация в архитектуре гиперграфа: практика применения в задачах иерархического планирования нефтедобычи» представил подход, который позволяет находить наиболее выгодные решения для всей системы в целом, а не только на отдельных участках. Он рассказал о технологии, основанной на построении цифровой модели в виде гиперграфа, где объединяются разные методы оптимизации: от работы с несколькими вариантами сразу до автоматического выбора лучших решений на всех уровнях – от отдельных скважин до целых регионов. Важную роль играет онтологическая модель, которая помогает согласовать данные и обеспечить «понятный язык» между разными частями системы. В ходе тестирования было проанализировано почти 500 тысяч сценариев менее чем за сутки, что позволило повысить эффективность технических решений более чем на 30%
Значительное внимание участников вызвало выступление заместителя начальника Службы компьютерных технологий, связи и коммуникаций СПб ГУП «Горэлектротранс» Андрея Сорокина, представившего модель вероятностного анализа эффективности ИИ-систем, отвечающих за обнаружение препятствий на трамвайных маршрутах. Исследование базировалось на данных по тысячам дорожно-транспортных происшествий на пяти трамвайных маршрутах. В модели учитываются типы препятствий, условия видимости, траектории движения и другие факторы, влияющие на вероятность инцидентов. На основе расчета интегрального риска и вероятностей появления и обнаружения препятствий была сформирована многомерная структура данных, позволяющая оценить эффективность ИИ в условиях высокой неопределенности.
Генеральный директор ООО «МСистемы» Илья Манякин в докладе «Разработка системы стохастического моделирования MBayes на основе вероятностных графовых моделей» представил созданную платформу MBayes для построения и анализа сложных статистических моделей. Система ориентирована на широкий круг пользователей, включая тех, кто не обладает глубокой подготовкой в математической статистике, и обеспечивает работу с байесовскими сетями, динамическими моделями, алгоритмами структурного обучения и интеграцией сенсорных данных. Особое внимание было уделено применению в области цифровых двойников, управления рисками и интерпретируемого ИИ. Подход MBayes направлен на повышение достоверности моделирования, снижение уровня ошибок и обеспечение воспроизводимости научных и инженерных результатов.
Значимый вклад в научную часть мероприятия внесла советник по цифровой экономике декана экономического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Елена Тищенко, предложившая системный подход к проектированию и трансформации бизнес-моделей с применением цифровых двойников, онтологий и киберфизических платформ. В качестве примера перспективного сектора была рассмотрена реабилитационная индустрия, в которой, по мнению докладчицы, Россия может занять лидирующие позиции при условии отказа от импорта и развития собственных технических средств реабилитации (ТСР). С своем докладе Елена также рассмотрела иерархические модели координации, ориентированные на системное управление рынком и подготовку кадров.
Круглый стол «Применение современных методов и технологий в системном инжиниринге и цифровом моделировании» также показал высокий уровень студенческой вовлечённости: доклады студентов демонстрировали серьёзную проработку тем и научную зрелость. Так, магистрант Высшей школы проектной деятельности и инноваций в промышленности ИММиТ СПбПУ Михаил Михеев в своем докладе «Учет вероятностного характера рисков в планировании инновационного проекта» рассмотрел методы анализа рисков на ранних этапах реализации инновационных инициатив. Он подчеркнул недостаточность традиционных экспертных оценок и представил сравнительный обзор математических инструментов, включая сценарный анализ, метод Монте-Карло и вероятностные модели. Михаил предложил направления дальнейших исследований, включая построение имитационной модели жизненного цикла проекта и формализацию подхода к оценке синергетических эффектов рисков. Его работа нацелена на повышение точности планирования и принятия решений в условиях высокой неопределенности.
Прозвучавшие доклады подтвердили высокую востребованность научных разработок в области цифрового моделирования и системной инженерии. Мероприятие стало важной площадкой для междисциплинарного взаимодействия, подготовки кадров и генерации новых идей в области цифровизации индустриальных и социально-технических систем.
