Автоманов Сергей Анатольевич, ведущий инженер, ФГУП «ГосНИИАС»
Попов Александр Евгеньевич, ведущий инженер, ФГУП «ГосНИИАС»
Статья знакомит со свежим примером подготовки к замещению иностранного ПО, много лет применяемого в России для проектирования воздушных судов и бортовой электроники, критичных в смысле безопасности. В статье обсуждаются особенности иностранного ПО, необходимость и принципы его замещения, требования к российскому ПО, заменяющему импорт.
Особенности иностранного ПО для инженерной разработки в России
Во времена СССР разработка авиационной техники шла от развития прототипов и выполнения экспериментов на стендах и в испытательных полетах. Не было каких-либо серьезных отставаний от иностранных разработок технических комплексов и систем автоматизированного проектирования. Гармоничное развитие технологии разработки сложной техники нарушилось с распадом СССР и крахом плановой экономики.
Применяемое в настоящее время ПО инженерной разработки можно сегментировать по позиции в процессе разработки:
- ПО обработки требований;
- ПО в составе САПР или среды кодирования ПО;
- ПО моделирования и инженерного анализа;
- ПО коллективной работы и делопроизводства.
ПО обработки требований вошло в практику российских предприятий в 1990-е и нулевые годы в проектах с иностранными компаниями. Тогда же начался перевод на русский язык иностранных стандартов и терминологии, используемых в иностранной технологии инженерного проектирования. В настоящее время может использоваться только автономно в качестве редактора файлов с коллекциями требований, представляющих собой строки авторского текста с присоединенными к ним таблицами атрибутов. Для обмена этими файлами применяется протокол ReqIF, а для контроля изменений в требованиях (т. е. в файлах) применяют специальное ПО.
Для разработки печатных плат, электронных схем и конструкций блоков аппаратуры вычислителей и коммуникаций (силовых и цифровых; жгутов и проводов), как правило, применяют иностранные САПР (CATIA, NX, Solid Edge, AutoCAD, etc). Отечественные САПР (T-Flex, FlowVision, Нанософт и др.) следуют концепции иностранных с отставанием на годы.
Для моделирования и инженерного анализа (расчеты динамики конструкций и систем, прочности, тепловых потоков и электромагнитных полей, технической и системной надежности и т. п.) используется как иностранное (ANSYS, Femap, etc), так и российское ПО (компании АССОНИКА, SimInTech, Тесис, Тор, Ангстрем).
В сегменте «ПО коллективной работы и делопроизводства» присутствуют не только ПО управления проектами (работами и ресурсами), но и ПО инженерного делопроизводства, включая архив документации (в концепции PLM), сопровождающее жизненный цикл изделий. Здесь господствуют иностранное ПО от компаний IBM, Siemens, Dasso Systems.
В свободном доступе отсутствуют сведения о том, какую в действительности сквозную технологию разработки самолетов и бортовых систем применяют компании Dasso Aviation, Boeing, Airbus, Snecma, Sagem, Thales, Collins. Нам доступны для изучения лишь отдельные компоненты ПО предполагаемой иностранной сквозной технологии разработки.
Представленное в России иностранное ПО инженерной разработки не может дать примера сквозной технологии разработки бортового оборудования – систем, блоков, микроэлектроники, ПО, устройств коммуникаций – даже на уровне отдельного предприятия. Потребуется многолетняя кропотливая разработка недостающего ПО и его интеграция в инфраструктуру. Так и происходит на развивающемся российском предприятии. Каждое российское предприятие приборостроения вынуждено создавать свою сквозную технологию разработки.
Перспективы иностранного ПО инженерной разработки
В перспективе ПО для инженерной разработки продолжит развиваться в рамках концепции параллельного существования реального и виртуального мира, т. е. в центре внимания останется моделирование реальных предметов и процессов на протяжении всего срока жизни разрабатываемого изделия электроники и электротехники.
В период 2004–2016 гг. в Евросоюзе по программе F7 выполнены ряд НИР для решения проблем на пути создания общей платформы (среды) сквозной технологии разработки высоконадежных и безопасных электронных систем автомобильного, авиационного и железнодорожного транспорта. Например, это НИР:
- Artemis, Crystal-Artemis, 163 млн евро, 2004–2017;
- OPENCOSS (open platform for evolutionary certification of safety-critical systems), 12 млн евро, 2011–2015, opencoss-project.eu;
- Verisoft XT, 2007–2010, de/;
- COMPASS (сomprehensive мodelling for аdvanced SoS, UK), 2012–2020;
- DANSE (designing for adaptation and evolution in SoS engineering, DE), 2012;
- T-AREA-SoS (trans-atlantic research and education agenda on SoS, UK), 2012;
- Age-Sys (systems engineering workshop), 2012.
Общий недостаток этих НИР – неявный отказ от построения инструментальной среды разработки с общим для всех систем хранилищем в пользу варианта интеграции ПО информационных систем и баз данных, созданных автономно (см. рис. 1).
Поэтому для интеграции ПО пары информационных систем и баз данных нужны два конвертора формата передаваемых данных, которые при каждом случае изменений нуждаются в модернизации (проектирование, изготовление и тестирование). На это требуются время и деньги.
Можно предполагать, что в проектах программы F7 и других программ Евросоюза будут созданы единые стандарты форматов представления данных для цифровой разработки бортовой электроники автомобильного, авиационного и железнодорожного транспорта. Это кратно снизило бы затраты на интеграцию такого ПО в среду разработки электроники на каждом предприятии. Но единой среды разработки электроники в Евросоюзе не будет.
Необходимость замещения иностранного ПО
Проблемы низкой эффективности применения иностранного ПО в российской радиоэлектронной промышленности:
- на предприятия поставляются отдельные программные продукты, но никогда не поставляются ни комплексные решения масштаба предприятия, ни ПО среды разработки электроники;
- отсутствует единая государственная политика создания и распространения на предприятиях радиоэлектронной промышленности ПО типовой среды разработки электроники (российские САПР и среда поддержки САПР).
Российские ИКТ-компании страдают от недостатка заказов внутри экономики России и вынуждены заниматься обслуживанием развития чужих экономик, в том числе явных врагов России. Доля импорта ПО категорий PLM, CAD, CAM, CAE в 2014 г. превысила 88% [1]. Это можно оценить как подавляющую зависимость российских предприятий от политики иностранных разработчиков.
Российский рынок ПО закрыт для российских же компаний, что вызвано следующими обстоятельствами:
- иностранное ПО, закупленное российскими предприятиями, часто поддерживает только собственные протоколы обмена моделями, а всем в мире открытые кросс-платформенные протоколы (например, DWF, JT, 3DPDF, STEP) недоступны для российских разработчиков ПО;
- лобби иностранного ПО в учреждениях российского государства, корпорациях и крупных предприятиях содействуют перераспределению заказов на ПО в пользу иностранных разработчиков и поставщиков ПО.
Эксплуатация иностранного ПО обходится российским предприятиям очень дорого (цена годовой лицензий порядка 10 тыс. долларов за место).
Функциональность иностранного ПО, продаваемого в России, искусственно ограничена некоторыми изготовителями ПО. Информационная интеграция и системная поддержка жизненного цикла продукции включены в качестве перспективного направления науки и техники в перечень критических технологий Российской Федерации [2].
Иностранное ПО категорий PLM, CAD, CAM, CAE распространяется в России как проприетарное. У пользователей ПО нет уверенности, что его программный код не имеет недекларированных возможностей и ограничений на применение.
Электроника, созданная с применением иностранного ПО в категориях PLM, CAD, CAM, CAE, может быть источником опасности при установке в блоках управления автомобильным, авиационным и железнодорожным транспортным средством.
В стратегии экономической безопасности Российской Федерации [3] определены основные угрозы и вызовы:
- «стремление развитых государств использовать свое преимущество в уровне развития экономики, высоких технологий (в том числе информационных) в качестве инструмента глобальной конкуренции» (п. 12.1 [3]);
- «использование дискриминационных мер в отношении ключевых секторов экономики Российской Федерации, ограничение доступа к… современным технологиям» (п. 12.3 [3]);
и поставлены задачи:
- «обеспечение безопасности экономической деятельности» (п. 15.7 [3]);
- «преодоление критической зависимости от импортных поставок программных средств …» (п. 18 [3]).
В рамках санкций, объявленных нам государствами США и стран Евросоюза, прекращены продажи некоторого чувствительного для российских предприятий ПО и обслуживание ранее проданного такого ПО [4].
Принципы замещения иностранного ПО
- Замещение импорта должно быть не заменой один в один, оно должно быть выходом на качественно новый уровень развития технологий инженерной разработки [5].
- Импортное ПО категории PLM должно быть замещено общей для российского приборостроения информационной инфраструктурой, объединяющей российское и иностранное ПО категорий PLM, CAD, CAM, CAE.
- Замещение иностранного ПО категорий PLM, CAD, CAM, CAE должно сопровождаться преобразованием российской и иностранной нормативной базы для компьютерной обработки и применения для сертификации результатов разработки, в том числе в иностранных специализированных органах.
- Замещение иностранного ПО категорий PLM, CAD, CAM, CAE должно быть «мягким», т. е. допускать совместное применение российского и аналогичного по функционалу иностранного ПО, не требуя от предприятия делать выбор между иностранным и отечественным ПО.
- Иностранное проприетарное ПО должно замещаться российским ПО, созданным на принципах открытого свободного ПО без встроенных частей проприетарного кода или ссылок на него.
- ПО на замену импорта должно гарантировать независимым разработчикам участие в развитии его функций, интерфейса и области применения.
Принципы устроения российского ПО на замену импорта
Для выхода предприятий российского приборостроения на качественно новый уровень развития нужна общая для всех сквозная технология разработки бортовых систем (ПО, блоков электроники, цифровых и силовых коммуникаций), построенная как «живая» система (т. е. можно изменять в момент применения без ограничения срока).
ПО на замену импорта должно использовать только открытые стандарты протоколов обмена данными и моделями (например, AADL, etc) с внешними системами категорий PLM, CAD, CAM, CAE.
ПО на замену импорта должно иметь внутренний язык описания современных и будущих метамоделей изделий бортовой электроники и процессов их разработки и управления.
Литература
- Приложение к приказу Министерства связи и массовых коммуникаций Российской Федерации от 01.04.2015 № 96.
- Перечень критических технологий Российской Федерации утвержден Президентом Российской Федерации 21 мая 2006 года № 842.
- Указ Президента Российской Федерации 13 мая 2017 года № 208 «Стратегия экономической безопасности Российской Федерации на период до 2030 года».
- «Ангстрем» и «Микрон» попали под американские санкции – d-russia.ru/angstrem-i-mikron-popali-pod-amerikanskie-sankcii.html
- Мысль Г.И. Джангава (президент ПАО «Раменское ПКБ», д. т. н.) –vpk.name/news/151136_givi_dzhandzhgava_importozameshenie_dolzhno_stat_vnedreniem_novyih_tehnologii.html
