В Политехе прошёл круглый стол по цифровым технологиям в инженерных системах

15 октября 2025 года в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого состоялся круглый стол на тему «Современные подходы в системном инжиниринге и цифровом моделировании». Мероприятие прошло в гибридном формате: часть докладчиков выступила очно в Научно-исследовательском корпусе СПбПУ, другие – подключились онлайн.

Круглый стол стал частью масштабной исследовательской деятельности, реализуемой Лабораториями ПСПОД и ЦМИС ПИШ СПбПУ в области цифровизации, системного инжиниринга и развития инженерных методологий в промышленности, управлении и социальной сфере. Целью мероприятия стало обсуждение новых научных и прикладных подходов к моделированию сложных систем, проектированию цифровых двойников, архитектуре решений и управлению в условиях высокой неопределенности и многокомпонентности.

К обсуждению были приглашены как представители академической среды, так и специалисты из ведущих промышленных компаний, что обеспечило высокий уровень экспертизы и широкий спектр тем – от фундаментальных теоретических разработок до конкретных инструментов и программных решений, внедряемых на практике.

Модераторами секции выступили:

• Марина Владимировна Болсуновская – к.т.н., заведующий Лабораторией «Промышленные системы потоковой обработки данных» ПИШ СПбПУ;
• Юлия Александровна Новикова – к.т.н., руководитель отдела социально-гигиенического анализа и мониторинга ФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора.

Участники представили 11 докладов, охватывающих широкий спектр вопросов – от управления нефтегазовыми проектами до цифрового мониторинга окружающей среды и внедрения высокоточной синхронизации в научных экспериментах.

Елена Тищенко, к.э.н., советник по цифровой экономике декана экономического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, в своём докладе «Предпосылки применения системного инжиниринга в управленческих моделях» обосновала необходимость применения системного инжиниринга как методологического фундамента в управлении организациями, особенно в условиях цифровой трансформации. Она продемонстрировала, как комплексная интеграция различных моделей (жизненного цикла, структуры работ, структуры продукта, требований, функций) в рамках концепции MBSE (Model-Based Systems Engineering) позволяет создать более устойчивые и гибкие управленческие системы. Особое внимание было уделено влиянию искусственного интеллекта и цифровых данных на квалификационные требования и архитектуру управленческих платформ. Практической иллюстрацией послужил проект по созданию цифровой платформы дистанционного зондирования Земли для МЧС ЯНАО.

Директор программ планирования эффективности бизнеса ПАО «Газпром нефть» Алексей Коробкин в докладе «Системный инжиниринг для поиска глобального максимума в иерархической системе принятия решений нефтегазовой отрасли» поднял проблему неэффективности локальных решений, когда не учитывается общая картина в масштабах всей компании. Он предложил подход, при котором используется иерархическая оптимизация с помощью мультиагентных и эволюционных алгоритмов. Этот подход позволяет находить технически и экономически обоснованные решения одновременно на уровнях отдельных скважин, месторождений и регионов. Тестирование показало повышение эффективности технического развития более чем на 30%, а обработка до 500 тысяч сценариев менее чем за сутки говорит о высокой скорости и масштабируемости предложенного прототипа.

Специалист Лаборатории ЦМИС ПИШ СПбПУ Мария Малашенко в работе «Объект обустройства нефтегазового месторождения: BIM и цифровое материаловедение» показала, как цифровое описание свойств строительных материалов позволяет повысить надёжность промышленных объектов. В докладе рассмотрены методы создания цифровых моделей материалов и их интеграция в BIM-платформы. Это позволяет прогнозировать износ, оценивать экологические последствия и заранее планировать демонтаж объектов. Также обсуждался концепт «материального паспорта» – набора цифровых данных, сопровождающих материалы на всех этапах их жизненного цикла.

Жанна Бурлуцкая, младший научный сотрудник Лаборатории ЦМИС ПИШ СПбПУ, представила доклад «Интеллектуальная система поддержки принятия решений на основе мультиагентного взаимодействия», в котором рассматривалась модель, имитирующая принятие решений в сложных производственных структурах нефтегазовой отрасли. Каждый «агент» (регион, бригада, месторождение) в системе действует на основе своих целей и ограниченной информации, что делает модель ближе к реальности. Тесты на синтетических данных показали, что такой подход обеспечивает прирост добычи нефти до 4,5% по сравнению с классическими методами.

Другой младший научный сотрудник Лаборатории ЦМИС ПИШ СПбПУ Капитон Поспелов выступил с докладом «Модель управления организационными системами с ограниченной рациональностью субъектов управления», где представил математическую модель, учитывающую особенности человеческого восприятия, предвзятости и недостатка информации. В ней формализуются различия между реальным и воспринимаемым состоянием системы, что позволяет учитывать человеческий фактор при автоматизации управленческих решений – особенно в цифровых платформах.

Максим Дергачёв, лаборант-исследователь Лаборатории ЦМИС ПИШ СПбПУ, в работе «Многокритериальная оптимизация распределения трудовых ресурсов» представил модель, позволяющую одновременно сокращать сроки реализации проектов и снижать трудозатраты. С помощью методов Парето-оптимизации и Монте-Карло было получено 21 альтернативное решение, большинство из которых укладывались в сроки заказчика. Учитывались не только ресурсы и ограничения, но и вероятностные риски, что делает подход особенно полезным для крупных инфраструктурных проектов.

Аналитик-алгоритмист Лаборатории ЦМИС ПИШ СПбПУ Полина Шарко (ЦМИС СПбПУ) в объединённом выступлении раскрыла тему моделирования мультиагентных взаимодействий в сложных технологических процессах. В первой части были представлены методы построения таких моделей с использованием онтологического описания и когнитивной архитектуры BDI (убеждения, желания, намерения). Во второй части анализировались взаимодействия агентов в распределённых производственных системах с точки зрения игровых стратегий – кооперации и конкуренции, включая задачи построения расписаний и оптимизации производства.

Научный сотрудник ФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» Владимир Фёдоров выступил с докладом «Применение инструментов пространственного анализа при оценке факторов среды обитания». Были представлены примеры использования ГИС и методов анализа данных для мониторинга таких параметров, как качество воздуха и воды, а также распространение заболеваний. Участникам продемонстрировали системы «КАВ Риски», «ИКК» и геопортал «Российская Арктика». Особое внимание было уделено выбору методик визуализации и интерполяции, способных повысить точность анализа.

Руководитель отдела социально гигиенического анализа и мониторинга ФБУН СЗНЦ Юлия Новикова докладе «Создание единого цифрового контура управления качеством питьевой воды» рассказала о внедрении интерактивной карты контроля качества воды в РФ. Система агрегирует результаты лабораторных анализов и статистические данные, оценивает химические и микробиологические показатели и помогает в принятии решений о мерах реагирования. Работа стала частью реализации национального проекта «Чистая вода».

Завершил сессию Даниил Козырев, техник Лаборатории Высшей школы фундаментальных физических исследований ФМИ СПбПУ, представив работу «Разработка и интеграция TSS в систему сбора данных эксперимента SPD». Доклад касался создания подсистемы высокоточной синхронизации времени с использованием технологии White Rabbit, применяемой в CERN. Система позволяет достигать точности до 1 наносекунды, что критично для слаженной работы детекторов в физическом эксперименте. В докладе были показаны этапы калибровки, архитектура узлов и испытания на FPGA-платформах.

Круглый стол стал важной площадкой для обмена идеями и демонстрации перспективных научных разработок. Внимание к системному инжинирингу и цифровому моделированию показало, как инженерные и цифровые методы всё глубже проникают в различные сферы – от промышленности и энергетики до экологии и здравоохранения.

Исследования, представленные на мероприятии, подтверждают, что комплексные подходы – включая мультиагентные системы, цифровые двойники, BIM, теорию игр и пространственный анализ – являются ключевыми элементами в формировании устойчивых и эффективных систем будущего.