Моделирование по полной программе

Студенты КГЭУ учатся моделировать физические процессы с помощью программных продуктов Росатома

В Казанском государственном энергетическом университете (КГЭУ) с начала прошлого года действует «Школа моделирования». Это совместный проект университета с входящей в «Русатом Сервис» компанией «ДЖЭТ». В «Школе» студенты учатся моделировать физические процессы, происходящие при работе АЭС, сверяя их с данными полномасштабных тренажеров производства «ДЖЭТ». На этих же тренажерах студенты оттачивают навыки работы на блочном щите управления.

Второй запуск

КГЭУ много лет готовит работников для электростанций разных типов (тепловых, ветровых и проч.). Первые две группы атомщиков в университете обучили еще в конце 1980-х — для строящейся в Татарстане четырехблочной АЭС с реакторами ВВЭР-1000. Но в 1990 году при 80-процентной готовности станции строительство прекратили, подготовка студентов для работы на АЭС остановилась, а выпускники устроились на электростанции в других регионах.

Ректор КГЭУ Эдвард Абдуллазянов предложил возобновить подготовку специалистов для АЭС. Два года назад процесс активизировался. Дело в том, что в Татарстане рассматривается возможность строительства атомной энерготехнологической станции с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором, и для нее, как и других АЭС Росатома, нужны подготовленные специалисты.

В 2022 году КГЭУ получил лицензию и государственную аккредитацию образовательной программы 14.05.02 «Атомные станции: проектирование, эксплуатация и инжиниринг» и контрольные цифры приема. С 1 сентября 2022 года университет начал обучение студентов по атомной специальности. С концерном «Росэнергоатом» было заключено соглашение о прохождении практики и трудоустройстве. Первая практика на Балаковской АЭС уже состоялась.

В университете с 2008 года для обучения студентов используют тренажеры-симуляторы основных типов российских тепловых электростанций. «Они моделируют и имитируют работу тепловых электростанций в различных режимах эксплуатации, в том числе переходные и аварийные процессы. Тренажеры-симуляторы — конек нашего университета. Для каждого из них у нас создано учебное методическое пособие, поэтому наши выпускники готовы сразу начать работать на блочном щите управления электростанции», — сообщила заведующая кафедрой «Атомные и тепловые электрические станции» КГЭУ Наталия Чичирова. Не стали исключением и атомные станции — для развития лабораторной базы университет приобрел у компании «ДЖЭТ» моделирующий тренажер, имитирующий БЩУ реактора ВВЭР-1200.

Энергопуск «Школы моделирования»

В сентябре 2022 года в КГЭУ открылась «Школа моделирования». Для нее КГЭУ получил 15 лицензий на программный комплекс «САПФИР» — академическую версию системы моделирования REPEAT (расшифровывается как Real-time Platform for Engineering Automated Technologies), разработанной «ДЖЭТ».

«САПФИР» — среда для графической автоматизированной разработки математических моделей, которые рассчитываются в реальном времени. Также в системе есть возможность отображать и управлять 3D-сценами с использованием графики OpenGL, создавать векторную графику с использованием градиента и прозрачности, а также отображать и управлять видео- и звуковым потоками. «САПФИР», как и REPEAT, — это импортонезависимый программный продукт.

Перед началом обучения специалисты «ДЖЭТ» провели установочный курс для преподавателей КГЭУ. «Мы видим ключ к успеху в регулярном обновлении знаний и компетенций, повышении квалификации преподавателей как проводников цифровых компетенций для студентов», — комментирует управляющий директор ИТЦ «ДЖЭТ» Алексей Ковалевич.

Затем о начале обучения сообщили студентам, многие заинтересовались. «С момента анонса открытия «Школы моделирования» студенты сразу проявили активный интерес к новому для себя направлению цифрового моделирования, еще и в стенах своей альма-матер. Первый набор студентов завершился стремительно», — отмечает Алексей Ковалевич.

Поскольку набор был ограничен, представители «ДЖЭТ» провели тестирование и по его итогам взяли в «Школу моделирования» 15 наиболее подготовленных третье- и четверокурсников и одного магистранта, которые учатся по специальностям «тепловые электрические станции», «промышленная теплоэнергетика» и «энергетическое машиностроение». «Школьникам» вручили набор фирменных подарков, в том числе «форму» (толстовки), и занятия начались — два раза в неделю по два-три часа.

Оценки «Школы»

«Программа, на которой мы обучаем студентов, конечно, уникальна, ее даже сравнивать не с чем, потому что другой подобной нет. У нее широкие возможности, позволяющие смоделировать всевозможные процессы, которые происходят при работе АЭС. Можно, например, построить тепловую схему станции или конкретного оборудования, посчитать процессы, которые там происходят, и вывести их на графики. Фактически в нашей «Школе моделирования» мы учим создавать тренажеры для атомных станций», — рассказывает старший преподаватель кафедры атомных и тепловых электрических станций КГЭУ Руслан Бускин.

«Обучение в «Школе моделирования» позволяет более детально знакомиться с системами, которые мы разбираем в рамках базовых университетских курсов. Например, сегодня мы активно работали в теплогидравлическом кодогенераторе. Студенты составляли технологические схемы, выводили их на расчет, проводили отладку и даже верификацию результатов, сравнивая их с данными, полученными на тренажерах», — комментирует доцент кафедры АТЭС Александр Ляпин.

«Школьникам» учиться нравится, и в будущем они уже видят себя разработчиками ПО для атомных станций. «Конечно, создавать тренажеры — это более масштабный проект, чем быть оператором АЭС. Создавая тренажеры, ты заглядываешь в самую суть атомной станции, по винтикам ее разбираешь, смотришь, как, где и что работает. Это невероятно сложно, но очень интересно», — поделился впечатлениями один из участников проекта Егор Майоров. Его поддержала и «одноклассница» Ксения Вьюгова: «Мне тоже больше хочется заниматься созданием тренажеров, потому что это дает возможность развивать атомную энергетику в целом. Обучение в «Школе» — очень хорошая возможность».

Алексей Ковалевич считает, что старт был дан хороший, однако «Школе моделирования» еще есть над чем работать. «ИТ-сфера, программирование в атомной области — это совсем молодые направления в КГЭУ, ранее не популяризированные среди студентов. Поэтому уровень общей подготовки студентов при поступлении в «Школу моделирования» требует совершенствования и увеличения количества компетенций, ведь в математическом моделировании технологических процессов требуется как понимание принципов работы оборудования, физических процессов, так и знание основ программирования», — отмечает управляющий директор ИТЦ «ДЖЭТ». Чтобы улучшить подготовку, «ДЖЭТ» планирует цикл лекций, семинаров и серию открытых уроков. «На них эксперты ИТЦ «ДЖЭТ» смогут делиться с аудиторией практическими кейсами, которые встречаются в рамках выполнения бизнес-задач. Таким образом, программа обучения будет скорректирована в сторону ее наполнения реальными задачами, проблематикой и наиболее рациональными методами их решения», — поясняет Алексей Ковалевич.

В конце учебного года специалисты «ДЖЭТ» проверят, чему студенты научились, и выдадут сертификаты. По результатам среза знаний ИТЦ «ДЖЭТ» вместе с руководством КГЭУ будет принимать организационные решения о возможном втором годе обучения «школьников», наборе новых учеников и переводе отличившихся выпускников «Школы моделирования» в проект «Фабрика». «»Фабрика» уже более пяти лет помогает молодым специалистам готовиться к полноценной работе с проектами в компаниях отрасли. В каждом случае будут обсуждаться комфортные условия работы, совместимые при необходимости с учебой в вузе. Мы верим, что после «Школы моделирования» каждый из студентов найдет свой звездный путь, и готовы помогать им светить ярко», — заверяет Алексей Ковалевич.

Моделирование расширяется

КГЭУ вошел в программу господдержки «Приоритет-2030» (проект «Цифровая кафедра») и разработал учебную программу «Прикладная информатика в тепловой и атомной энергетике», по которой учатся сейчас 136 студентов Института теплоэнергетики. После обучения они получают документ о втором высшем образовании.

Кроме того, Росатом и КГЭУ в октябре 2022 года подписали соглашение о том, что университет будет готовить для госкорпорации специалистов по использованию российских систем для проектирования и математического моделирования. КГЭУ в 2023 году получил лицензию на обучение по программе магистратуры по группе специальностей «Ядерная энергетика и технологии», для запуска магистратуры осталось получить контрольные цифры приема. В учебном плане предусмотрены курсы по изучению цифровых импортонезависимых программ REPEAT и «Логос» (семейство программ, разработанных РФЯЦ-ВНИИЭФ для трехмерного моделирования физических процессов в таких областях, как движение жидкостей и газов, прочность, теплофизика и проч.). Университет заключил с РФЯЦ-ВНИИЭФ соглашение, в рамках которого он предоставил 20 бесплатных лицензий на «Логос». Также кафедра Наталии Чичировой начала сотрудничество с «Атомстройэкспортом», который развивает линейку продуктов Multi-D для проектирования и строительства атомных станций.

«Мы выпускаем достаточно много бакалавров по группе специальностей «Электро- и теплоэнергетика», и я думаю, что многие захотят учиться в магистратуре по смежной специальности, где большое внимание и много времени будет уделено цифровым продуктам Росатома», — комментирует Наталия Чичирова. На магистрантов 2025–2030 годов выпуска уже есть заявки от компаний, входящих в Росатом.