Наука

Научная повестка ПИШ РПИ

Основные цели научно-исследовательской деятельности
ПИШ РПИ

создание цифровых инструментов для сопровождения всего жизненного цикла радиолокационных и радионавигационных изделий (цифровая нить)
разработка радиолокационных и радионавигационных изделий и их программного обеспечения (ПО)

Ключевые особенности наших цифровых инструментов

унифицированное ядро, отвечающее за инфраструктурные задачи;
возможность добавлять отраслевую специфику в виде подключаемых по API компонентов, что позволяет существенно расширять область применения.

Цифровые инструменты, разработанные в ПИШ РПИ

САПР-РЭС
Цифровой инструмент предназначен для численного моделирования работы ВЧ и СВЧ устройств РЛС, в том числе — для создания моделей электрических схем и конструкций радиоэлектронных средств (РЭС), численного моделирования электрических схем, численного моделирования электромагнитных и тепловых характеристик двумерных топологий и трёхмерных конструкций РЭС, а также экстракции параметров РЭС.

Особенности и предназначение:
- сквозное проектирования РЭС;
- компьютерное моделирование аналоговых и цифровых радиочастотных электронных устройств, приёмных и передающих трактов радиоэлектронной аппаратуры, численного моделирования многослойных печатных плат и монолитных интегральных схем;
- полностью отечественная разработка под управлением ОС Astra Linux;
- применение суперкомпьютерных технологий и ускорение численного моделирования работы РЭС за счет применения распределенных вычислений;
- оснащение предприятий промышленности доверенным программным обеспечением моделирования РЭС.

САПР-РЛС
Цифровой инструмент предназначен для междисциплинарного численного моделирования работы РЛС и составных частей РЛС в сложной помехово-целевой обстановке, создания цифровых двойников РЛС, комплексного имитационного моделирования работы РЛС.

Особенности и предназначение:
- междисциплинарное численное моделирование работы РЛС в сложной обстановке;
- полностью отечественная разработка под управлением ОС Astra Linux;
- Simulink-подобный интерфейс;
- статистическая обработка и решение оптимизационных задач на основе серии имитационных экспериментов;
- создание систем технического зрения в радиодиапазоне;
- формирование сцены имитационного моделирования: количество объектов до 5000; 3D модель рельефа местности высокого разрешения.
- внедрен в АО «Концерн ВКО «Алмаз — Антей», используется при выполнении государственного оборонного заказа. На период до 2025 г. запланировано внедрение на пяти предприятиях Концерна ВКО «Алмаз — Антей».

Виртуальный Полигон
Цифровой инструмент позволяет проводить испытания цифровых двойников различных изделий на виртуальном полигоне, а также осуществлять комплексный анализ результатов проведенных виртуальных испытаний. Такой подход позволяет применять методы системного инжиниринга для достижения требуемых технических характеристик всего изделия в целом и вносить необходимые конструктивные изменения на ранних этапах проктирования изделий.

Особенности и предназначение:
- полностью отечественная разработка под управлением ОС Astra Linux;
- моделирование сценариев взаимодействия большого количества ЦД изделий с применением суперкомпьютерных технологий и распределенных вычислений;
- расширяемый перечень моделируемых ЦД изделий;
- воспроизведение результатов моделирования, просмотр статистики моделирования, анализ больших данных;
- поддержка реальных испытаний;
- внедрен на предприятиях Концерна ВКО «Алмаз — Антей» и дочерних обществ;
- трансфер технологий на другие отрасли промышленности.

Платформа цифрового полунатурного моделирования
Платформа предназначена для отработки отдельных элементов изделий совместно с цифровыми двойниками окружения и фоно-целевой обстановки, а также для создания стендов полунатурного моделирования, симуляторов и тренажеров.

Особенности и предназначение:
- полностью отечественная разработка под управлением ОС Astra Linux, РИТМ;
- работа в режиме жесткого реального времени;
- расширяемый перечень моделируемых компонентов изделий;
- поддержка аппаратных интерфейсов Ethernet, I2C, SPI, UART, CAN, RS-232, RS-422, RS-485, ARINC 429, ARINC 664;
- бесшовная совместимость с программными средами САПР-РЛС, Виртуальный полигон.

Проекты с участием
ПИШ РПИ

Безэкипажное судно
Безэкипажное судно — частный случай автономного транспорта. Технологии безэкипажного судовождения разрабатываются в России при участии специалистов МФТИ и студентов ПИШ РПИ. Создаются специальные алгоритмы, позволяющие построить безопасный маршрут с учетом обстановки в акватории на основе нейросетевых и других технологий. Применяются как классические методы, так и методы машинного обучения.

Особенности и предназначение:
- численное моделирование судна и составных частей как объектов управления;
- формирование синтетических обучающих выборок для СТЗ в радиолокационном, гидролокационном и оптическом диапазонах;
- отработка алгоритмов КСУ в части траекторного управления, управления силовой установкой и рулями;
- оценка качества работы КСУ.

Освещение ледовой обстановки
Для того, чтобы обеспечивать круглогодичный проход судов вдоль Северного побережья России, необходимо отслеживать ледовую обстановку, поскольку крупные массы льда могут помешать проходу судов. Для мониторинга ледовой обстановки используется специальный БПЛА, оснащённый радиолокатором, который снимает данные и передаёт их в ситуационный центр. Разработкой радиолокационной части этого проекта занимались специалисты ПИШ РПИ.

Особенности и предназначение:
- уникальный ледовый комплекс, предназначенный для работы в Арктике;
- проложение путей в условиях многолетней мерзлоты;
- используется на предприятиях газодобывающей и атомной отраслей.

Информационная система для компании «Спортмастер»
Создаваемая система предназначена для осуществления поддержки работы аналитиков ООО «Спортмастер» в части обработки массивов данных с предложениями курьерских компаний

Особенности и предназначение:
- обеспечение возможности сбора информации от курьерских компаний и ее хранение;
- автоматическое ранжирование компаний по приоритетам, определяемым аналитиками;
- интеграция с основными системами ООО «Спортмастер».

Программный комплекс «Флагман»
Программный комплекс трехмерного численного моделирования обледенения летательных аппаратов. Работа выполнялась в рамках государственного контракта на выполнение НИР «Комплексные исследования по разработке технологий для обеспечения безопасности полетов и сертификации летательных аппаратов в различных условиях обледенения».

Особенности и предназначение:
- валидированное программное обеспечение, интегрировано с промышленными программами;
- результаты численного моделирования согласуются с экспериментальными данными с нужной для практического применения точностью — средняя погрешность по массе льда находится в пределах 10%;
- на режимах образования «сухого льда» разработанный программный комплекс решает поставленную задачу существенно точнее зарубежных аналогов;
- разработаны предложения по проведению дальнейших исследований по повышению точности программных средств моделирования процессов обледенения и разрушения льда.

БП Анализ
Исследования в части анализа слабоструктурированных сообщений о безопасности полетов в интересах создания перспективных систем управления безопасностью полетов.

Особенности и предназначение:
- анализ разнородную текстовой информации;
- формализация данные об угрозах безопасности полетов и их последствиях;
- формирование статистические закономерности для различных типов авиационной техники;
- выявление тенденций в изменении состояния элементов авиатранспортной системы;
- внедрен в НИЦ имени Н. Е. Жуковского, используется для анализа сообщений о безопасности полетов.

Тенденции в разработке радиолокационных и радионавигационных систем

снижение массогабаритных характеристик;
снижение энергопотребления;
снижение стоимости;
сокращение срока разработки;
повышение скорости обработки;
повышение помехоустойчивости;
электромагнитная совместимость;
повышение точности распознавания;
увеличение дальности работы;
повышение качества выпускаемой продукции.

Учет специфики в разработке радиолокационных и радионавигационных систем

проектирование в соответствии с характером носителя;
учет особенностей места базирования;
проектирование в соответствии со сферой применения;
проектирование в соответствии с назначением;
проектирование для разных диапазон волн.

Учет специфики
производства

учет этапов производства, отгрузки и эксплуатации и утилизации;
управление хранением данных и документами;
учет особенностей современного промышленного производства.