Big Data и цифровые двойники

Институт вычислительных технологий СО РАН стал площадкой для проведения XVII Всероссийской конференции «Распределенные информационно-вычислительные ресурсы: цифровые двойники и большие данные» (DICR-2019).

«Эти два термина сейчас находятся на гребне волны и определяют, куда будут двигаться информационные и вычислительные технологии, — сказал, открывая научный форум, первый заместитель директора ИВТ СО РАН кандидат физико-математических наук Андрей Васильевич Юрченко. — Хотя они уже приобрели достаточно ясные инженерно-прикладные очертания, тем не менее в них остается много нераскрытого с точки зрения фундаментальной науки, и поэтому мы сочли важным подчеркнуть их в повестке конференции».

Ученый назвал цифровые данные ключевым драйвером современной науки: «Детекторы, сенсоры научных приборов и их сети, компьютерные модели и разнообразные действия массы устройств генерируют огромные объемы данных, которые используются или могут быть использованы в научных исследованиях, — констатировал Андрей Юрченко. — Качественное использование и переиспользование таких информационных массивов необходимо для повышения “отдачи” научного оборудования, современных исследований, основанных на данных, практически во всех областях знания».

Согласно национальному проекту «Цифровая экономика» в России должна быть создана национальная инфраструктура пространственных данных, в США и Европе подобные инфраструктуры работают в интересах ученых и индустрии уже десятки лет. Национальный проект «Наука» предполагает создание единой цифровой научной платформы, в которой должны быть предусмотрены агрегация, хранение и предоставление доступа к коллекциям научных данных для всех российских ученых. Но пока это только планы. А. Юрченко отметил отставание в применении big data в исследовательском секторе: «Пока что в стране не сформулирована и не закреплена на государственном уровне политика в отношении организации научных данных, кроме отображения результатов их использования в форме публикаций, отчетов, патентов. Соответственно, отечественные научные IT-сервисы, ориентированные на поддержку исследований, основанных на данных, находятся в зачаточном состоянии, хотя определенные продвижения по их созданию есть для отдельных областей науки: ядерной физики, генетики и биомедицины, дистанционного зондирования Земли».

В открывавшем конференцию научном докладе Андрей Юрченко рассказал о базовой классификации цифровых двойников, отметив, что чаще всего это понятие ассоциируется с технологическими и производственными системами. Цифровые двойники «прототипы» — это сложные информационные объекты, отражающие реальные свойства и характеристики системы и используемые в задачах разработки, проектирования технических систем высокой сложности, таких как автомобиль или самолет. Цифровые двойники «экземпляры» существуют параллельно со своими прообразами в реальности в течение всего жизненного цикла: от создания, эксплуатации до утилизации, позволяя оптимизировать его. Простейшие примеры цифровых двойников этих типов — всё более полное цифровое alter ego современного самолета или автомобиля, оснащаемых множеством датчиков, мощными компьютерами и сложным программным обеспечением; двойники-«экземпляры» становятся востребованными в индустрии добычи полезных ископаемых, где становятся реальностью цифровые шахты, скважины и целые месторождения.

«Наиболее интересными для создания систем мониторинга нового поколения в экологии» А. Юрченко назвал двойники-«агрегаторы» — цифровые распределенные системы, формируемые во взаимодействии с множеством объектов, каждый из которых может быть снабжен своим двойником-экземпляром. Эти «агрегаторы», собирая обширную информацию, моделируя сценарии развития событий могут включаться в системы принятия комплексных управленческих решений в крупных компаниях, в государственной политике, военном деле и так далее.

Тематика конференции DICR-2019 охватывает широкий круг проблем использования цифровых двойников и big data как в научных исследованиях, так и в решении практических, прикладных задач. Доклады посвящены применению информационных технологий в горнодобывающей и космической промышленности, машиностроении, нефтегазовом комплексе и экологическом мониторинге, библиотечном деле и обеспечении информационной безопасности, медицине и биологии, образовании, логистике, государственном управлении и других сферах. Также в ходе конференции состоится круглый стол «Перспективные совместные (междисциплинарные) проекты в области цифровых двойников, анализа и организации больших данных».

В DICR-2019 принимают участие около 50 исследователей из Москвы, Новосибирска, Томска, Красноярска, Владивостока, а также из университетов и научных учреждений Казахстана.