Речь пойдет об  автоматизированной системе обеспечения надёжности и  качества аппаратуры АСОНИКА и  построенной на  её базе прорывной технологии двойного назначения. АСОНИКА имеет 40летний опыт применения в  моделировании военной и космической электроники СССР и  РФ, аттестована Министерством обороны РФ. Ноу-хау позволяет разработчикам аппаратуры, обучившись за 1–2 дня, создавать высоконадежную электронику для военных, космических и  гражданских объектов при одновременном сокращении затрат, предсказывая и предотвращая возможные отказы — поломки и  перегревы, в  том числе в  критических ситуациях, путем ускоренного и  очень наглядного компьютерного моделирования.

АСОНИКА в  России остается единственной альтернативой импортным, в  основном американским, программным продуктам, применение которых недопустимо и  невозможно в  военной и  космической электронике. Однако поддержание конкурентоспособности системы АСОНИКА требует капиталовложений, учитывая расширение круга задач, которые она должна решать, в  том числе развитие базы данных электронных компонентов. Сегодня эта задача становится не по силам одному правообладателю системы — ООО «НИИ «АСОНИКА», развивающему систему исключительно на условиях самофинансирования.

Многократные попытки в течение 6 лет привлечь поддержку государственных структур или крупных российских компаний по  разным причинам оказались безуспешными. В  печальном итоге, единственный путь сохранения системы АСОНИКА на  высоком уровне — поглощение ООО «НИИ «АСОНИКА» крупной зарубежной компанией. Тогда система АСОНИКА превратится из  импортозамещающей в  импортную, причем безвозвратно. С  целью сохранения высококвалифицированного коллектива разработчиков решение необходимо принять в ближайшее время. По оценкам экспертов из США стоимость исходных кодов системы АСОНИКА составляет несколько десятков миллионов долларов.

Любые предложения, как сохранить систему АСОНИКА в  России и  использовать наш уникальный опыт на  благо отечественной электроники, принимаются по  электронной почте по  адресу ALS140965@mail.ru. А  теперь собственно о предмете публикации.

Что это такое?

Вся современная техника (ракеты, самолеты, танки, корабли, подводные лодки…) обязательно включает электронную аппаратуру, которая состоит из  печатных плат, микросхем и  др. Это важная точка уязвимости.

Работу аппаратуры значительно ухудшает воздействие вибраций, ударов, температур, электромагнитных полей, радиации и  т. д. Поэтому важным этапом создания электроники являются испытания на  все эти воздействия. Испытания на  ранних этапах, когда еще нет полного опытного образца, являются дорогостоящими, требуют много времени и часто не позволяют дать точный прогноз — выдержит ли аппаратура в  реальных условиях, особенно в критических режимах.

АСОНИКА — это замена испытаний электроники компьютерным моделированием на внешние тепловые, механические, электромагнитные и  другие воздействия еще до ее изготовления. Это значительная экономия средств и  времени создания аппаратуры при одновременном повышении качества и  надежности за  счет сокращения количества испытаний. АСОНИКА применяется на  российских предприятиях около 40  лет, в  частности, при проектировании электронных приборов для Международной космической станции в  РКК «Энергия». Это единственная подобная система в  России. АСОНИКА апробирована в  США, и  вызвала интерес специалистов из  Силиконовой Долины, в  Аризонском государственном университете, в университетах, научных центрах и на предприятиях Индии (Бангалор, Пуна, Дели). Сейчас система АСОНИКА позволяет моделировать микросхемы высокой степени интеграции, выпускаемые американской компанией Intel, и изделия нано-электроники.

АСОНИКА — победитель конкурса российских инноваций в  2009  г. Тогда Владимир Путин лично ознакомился с системой и дал ей высокую оценку.

Система АСОНИКА применялась при проектировании и  технической экспертизе системы управления РК «ТопольМ», ракеты «ИСКАНДЕР», комплекса С300, космических аппаратов «Метеор», «Ямал», «Sesat», самолётов СУ27, МИГ29, электронных приборов для Международной космической станции (МКС) и др.

Применение системы поможет не допустить катастрофы, аналогичные ГЛОНАСС, «ФобосГрунт», «Меридиан», «ПРОТОН», «ПРОГРЕСС» и  др. АСОНИКА в  России остается единственной альтернативой импортным, в  основном американским, программным продуктам.

Многие представители отечественных предприятий ошибочно полагают, что можно купить «умную» импортную программу моделирования, которая решит все проблемы. Нет. Без плотной работы с  высококвалифицированным коллективом отечественных разработчиков эффективное внедрение с  целью обеспечения безотказности российской электроники невозможно.

Структура системы АСОНИКА (рис.  1) предполагает, что в  процессе проектирования на  базе PD-Mсистемы АСОНИКАУМ и  с  использованием подсистем АСОНИКА происходит формирование электронной модели изделия. В  верхней части структуры представлены широко используемые САПР, в  основном импортные, которые формируют исходные данные для моделирования в  системе АСОНИКА. Это, прежде всего: PSpice, Mentor Graphics, Altium Designere, OrCAD, ProEngineer, SolidWorks, Inventor, КОМПАС. В  середине представлены конверторы из этих САПР в систему АСОНИКА, разработанные ООО «НИИ «АСОНИКА». В  нижней части находятся подсистемы, позволяющие моделировать тепловые, механические (усталостные), электромагнитные процессы, создавать карты рабочих режимов, рассчитывать надежность с  учетом реальных режимов работы ЭРИ. Также интегрированная база данных ЭРИ и  материалов, необходимая для моделирования.

Главное преимущество системы в том, что она интегрирует то, что уже успешно используется во всем мире с тем, чего нет и  что разработано ООО «НИИ «АСОНИКА». Так с  минимальными затратами образуется новое качество, не имеющее аналогов в мире.

ООО «НИИ «АСОНИКА» заключило соглашения о  сотрудничестве и  интеграции с  российскими представителями Mentor Graphics, ANSYS, КОМПАС и  др. Результат такого сотрудничества с ANSYS: на  их официальном сайте область электроники на  российском поле отводится именно АСОНИКе как специализированной системе.

Кому это нужно?

АСОНИКА нужна всем российским предприятиям, создающим электронику. Она позволяет создавать высоконадежную аппаратуру при одновременном сокращении сроков и затрат на проектирование. АСОНИКА выгодна государству, так как является импортозамещающей и  позволяет значительно экономить бюджетные средства при выполнении предприятиями государственных заказов.

Министр обороны РФ считает, что в  современных условиях превосходство в  области информации является важнейшим фактором. В  связи с  этим, по словам Шойгу, Министерство обороны РФ приняло концепцию развития телекоммуникационных и  информационных технологий до  2025  года. АСОНИКА полностью «ложится» в  эту концепцию. В  своем выступлении Президент РФ В. В. Путин подчеркнул, что нужно прежде всего финансово поддержать «критические точки импортозамещения», каковой является АСОНИКА.

Что от этого получит государство?

Система АСОНИКА позволяет решить 3 основные проблемы, существующие при разработке современных радиоэлектронных средств (РЭС):

— проблему предотвращения возможных отказов при эксплуатации на ранних этапах проектирования;

— проблему сокращения сроков и затрат на проектирование;

— проблему автоматизации документооборота и создания электронной модели РЭС в рамках CALS-технологий.

Применение системы обеспечит автоматизированное проектирование и  комплексное компьютерное моделирование высоконадежных РЭС в  условиях воздействия внешних дестабилизирующих факторов в  соответствии с  требованиями CALS-технологий на  этапах проектирование–производство–эксплуатация и  тем самым обеспечит:

— повышение качества проектирования сложных РЭС;

— исключение критических ошибок при проектировании сложных РЭС;

— сокращение времени и  трудоемкости работ по проектированию сложных РЭС;

— достижение полного охвата всех этапов жизненного цикла продукции от  маркетинговых исследований до  утилизации в  соответствии со  стандартами CALS-технологий;

— учет наиболее полного спектра воздействующих факторов (механических, тепловых, электромагнитных, радиационных);

— снижение сроков и  затрат на  проектирование за  счет доступности предлагаемых программных средств и  адекватности результатов моделирования.

Из Указа Президента РФ от 7 мая 2012 г. №  603 «О  реализации планов (программ) строительства и  развития Вооруженных Сил Российской Федерации, других войск, воинских формирований и органов и  модернизации оборонно-промышленного комплекса» следует, что «планируется внедрить систему управления полным индустриальным циклом производства вооружения, военной и  спецтехники — от  моделирования и  проектирования до  серийного выпуска изделий, обеспечения их эксплуатации и дальнейшей утилизации». Предположу, что реализация данного пункта Указа невозможна без применения нашей разработки — Автоматизированной системы обеспечения надежности и качества аппаратуры (АСОНИКА), так как в России отсутствуют аналогичные системы и  научные школы с  соответствующим научно-техническим заделом.

В связи с отсутствием аналогов на территории РФ и  невозможностью их создания в ближайшее время, а также в связи с  заинтересованностью представителей предприятий-разработчиков и  предприятий-изготовителей электроники в  РФ во  внедрении данного программного продукта, предлагается при поддержке государства создать Российский государственный научный центр моделирования военной и  космической электроники «АСОНИКА» с  целью полномасштабного внедрения системы на  территории РФ и  поручить Центру решение следующих важных для экономики задач:

1) Подготовка инженерных кадров в  области моделирования изделий электроники на  внешние воздействия для предприятий РФ.

2) Подготовка научно-педагогических кадров в  области моделирования изделий электроники на внешние воздействия для технических вузов РФ.

3) Внедрение системы АСОНИКА в практику проектирования изделий электроники предприятий РФ, в том числе проведение расчетов по заказам предприятий.

4) Внедрение системы в учебный процесс технических вузов РФ.

5) Подготовка и  внедрение военных стандартов в  области моделирования изделий электроники на  внешние воздействия в  рамках Министерства обороны РФ. При этом включить в  эти стандарты обязательное требование проведения моделирования изделий электроники на внешние воздействия на ранних этапах проектирования с  целью повышения надежности и  качества военной и  специальной техники, а также сокращения трудоемкости проектирования за счет сокращения числа испытаний. 6) Создание единой базы данных электронных компонентов и  материалов РФ, содержащей геометрические, физико-механические, усталостные, теплофизические, электрические, электромагнитные, радиационные и  другие параметры, на  основе базы данных системы АСОНИКА.

В условиях объявленных со  стороны Запада санкций в  отношении РФ, задача развития и  модернизации системы АСОНИКА становится еще более актуальной и  полностью соответствует государственной политике импортозамещения.

Кто и как разрабатывает систему АСОНИКА?

Разработка ведется в рамках ведущей научной школы моделирования, информационных технологий и  автоматизированных систем (НШ МИТАС) — НШ5574.2014.10  в  области знаний «Военные и  специальные технологии». Руководитель научной школы — ваш автор.

Вся работа научной школы, в  том числе разработка системы АСОНИКА, ведется в рамках виртуального конструкторского бюро (ВКБ), что значительно повысило эффективность работы: она может вестись ежедневно, круглосуточно, независимо от  местонахождения участников ВКБ. Руководитель в режиме реального времени полностью контролирует всю деятельность ВКБ.

Тут уместен небольшой экскурс в  историю. Если для когото импортозамещение началось совсем недавно, то  для разработчиков системы АСОНИКА — 40  лет назад, в  далеком 1975м году. Именно тогда ученый Московского института электронного машиностроения (МИЭМ) Юрий Николаевич Кофанов выдвинул идею комплексного моделирования физических процессов в  электронной аппаратуре и придумал название будущей автоматизированной системы «АСОНИКА». Студент Владимирского политехнического института Александр Шалумов, независимо от  Кофанова, с  1982  года начал заниматься созданием программного обеспечения для анализа усталостной прочности интегральных микросхем при воздействии вибрации. В 1988 году я познакомился с профессором Кофановым, а  с  1989  года подключился к  разработке системы АСОНИКА внеся в нее свое программное обеспечение.

В тяжелые 90е годы коллектив разработчиков распался. Остались несколько человек. Я  продолжил заниматься реальной разработкой системы. Это позволило ее сохранить. Но нужны были деньги на  командировки, испытания, компьютеры. Простым рыночным применением системы АСОНИКА стали расчеты (консалтинг) для предприятий, и что позволило создать группу программистов. Позднее к интересной работе удалось привлекать студентов и аспирантов. Горжусь тем, что лично подготовил 20  кандидатов технических наук, многие из  которых и  составили основу нынешнего коллектива разработчиков системы АСОНИКА. В  то  время как финансируемые из  государственного бюджета специализированные институты ничего не создали для моделирования электроники, а  многие российские предприятия тратили деньги на покупку импортных программных продуктов, нам удалось создать новое поколение системы для моделирования военной и  космической электроники.

Период с  2001  по  2010  гг. я  мог  бы оценить как самое лучшее время для науки и  образования в  России. Заработали ФЦП, ряд предприятий стали активно внедрять АСОНИКу, в  частности, ОАО «РКК «Энергия». Но  примерно с 2013 года в науке и образовании господствующими стали непрофессионализм и  дилетантство. Указы Президента в  области проектирования электроники и  автоматизации дефакто игнорируются чиновниками, которые периодически рапортуют об  их выполнении, не удосужась даже проконсультироваться на  эту тему со  специалистами. Так, например, отрапортовали о  реализации программ по  CALS-технологиям и  нанотехнологиям, но  где реальный результат? Целевое бюджетное финансирование, которое значительно возросло, идет на  весьма спорные цели. В  результате отечественная электроника отстала на  лет на  25  от  уровня США, проблемы с  ее отказами нарастают, разработчики программ для промышленности либо переориентировались на  Запад, либо вообще отказались от  разработок ввиду отсутствия финансирования. Разговоры об  импортозамещении носят теоретический характер, ведущие ученые к работе не привлекаются и  не финансируются, отказы высокотехнологичной техники становятся печальной нормой…

Научные кадры по  ряду важных направлений не восполняются, несмотря на  желание ведущих ученых вести подготовку молодых кандидатов и  докторов наук, причем в  привязке к  актуальным практическим задачам в  промышленности. В  ситуации острой потребности в  импортозамещении такое отношение к  кадрам недопустима. Для справки, если ведущий российский ученый согласится работать в  США, то  его преподавательская зарплата просто за  чтение лекций 50–60  раз выше, чем в  России! При этом нагрузка также уменьшается в  несколько раз. Чиновники из  министерства образования США не навязывают ученому свое видение науки и  образования. Там ценится нестандартность в  подходах, в  то  время как в  России идет усиленное внедрение жестких стандартов, что, несомненно, отрицательно скажется на творчестве ученых.

Также практически каждый профессор в  США имеет грант на  научные исследования. Тема гранта, как правило, очень узкая, в  отличие от  российских грантов, где «в  моде» абстрактные вопросы с  размытыми ответами. Суммы грантов тоже не в  нашу пользу. В  США этот «профессорский бюджет» позволяет привлечь к  работе аспирантов и  молодых ученых. А это — время, качество результата и опыт молодых кадров.

На моем личном счету уже десятки писем разным чиновникам из  разных министерств по проблемам науки и образования. Все эти письма просто «отфутболили». Такого неуважения к  ученым на моей памяти не было никогда. Уже более пяти лет длится переписка с  РОСКОСМОСом. За это время сменились 3 руководителя. Предложение простое: отказаться от  устаревших методов проектирования и  применить, наконец, компьютерное моделирование космической электроники, в том числе, в критических режимах. Но  «воз и  ныне там». В  то  же время мои семинары «почему-то» востребованы в США — в СанХосе и СанДиего (Калифорния), в  Аризонском государственном университете, в  компании Интел. Я  не принимаю предложений остаться там, поскольку чувствую себя патриотом России. Но  я — ученый, и  представляю коллектив ученых, которым важно быть востребованными на  родине. И  это — не эмоциональный каприз. Мы предлагаем реальные решения в своей области!

Боюсь, если не предпринять экстренных мер в  поддержку российской науки и  образования, то  мы потеряем последние кадры, учить будет некому и  некого. Останутся одни менеджеры и юристы…

Проблемы развития системы АСОНИКА сегодня

Необходимо решать следующие важнейшие задачи:

1. Создание на  базе системы АСОНИКА более масштабной Автоматизированной системы комплексного моделирования (АСКМ) «ПРОГРЕСС», охватывающей все возможные внешние воздействия, в  том числе радиационные, и  позволяющей подробно моделировать электрические процессы в  условиях воздействия внешних факторов.

2. Создание базы данных всех электро-радиоизделий (ЭРИ) и  материалов, применяемых в  отечественной промышленности.

3. Создание стандартов по  математическому моделированию электроники, обязательных для применения по всем разработкам, заказчиком которых выступает государство.

Решать эти задачи с  нуля без достаточного опыта, без наличия системы АСОНИКА бесперспективно, даже при наличии неограниченных денежных средств. Необходима система сложных и взаимосвязанных компетенций.

Мой опыт взаимодействия с предприятиями оборонного комплекса России ведет к  тревожным выводам. Практически ни на одном предприятии не проводится комплексное моделирование электроники на  внешние воздействия. Даже испытания не везде проводятся. В  результате практически во  всех изделиях повышен риск неисправности из-за механических и  тепловых перегрузок. О некоторых наиболее досадных отказах мы периодически узнаем из новостей…

Регулярный анализ этих проблем и  привел к  разработке первых и  единственных руководящих документов по  математическому моделированию электроники на  внешние воздействия на  базе системы АСОНИКА. Однако сейчас уже нет профильного 22 ЦНИИИ МО РФ. Как следствие, я, например, не понимаю, с кем сейчас возможно взаимодействовать в  интересах разработки следующих поколений РДВ. А они, мягко говоря, назрели.

Отсутствие государственного финансирования не позволяет решать в  комплексе вышеперечисленные задачи. Приходится делать только то, на что хватает денег от продажи программ. Этакое возвращение в  кустарную практику 90х годов. Как говорил один известный математик «Не нужно микроскопом забивать гвозди». Но — приходится…

Один довольно известный российский чиновник в  ответ на  мою прямую просьбу поддержать развитие системы АСОНИКА на  благо Родины заявил: «Я не собираюсь лоббировать финансирование малых предприятий». Он так и не понял, что речь идет не об интересах конкретного малого бизнеса, а  о  значимом факторе развития отечественной промышленности. Кстати, по  опыту США и  Германии, лучшие инновационные проекты создаются именно малыми предприятиями и  небольшими научными коллективами. В  России, к сожалению, бытует ложное мнение, что вся наука делается в РАН, национальных исследовательских университетах, во ФГУПах. Очевидно, это заблуждение очень удобно с точки зрения «освоения» больших бюджетных средств. Но  разве в этом цель науки?

Сегодня получить финансирование по  различным ФЦП реально действующим ведущим ученым уже невозможно. Выход один — искать помощь за  рубежом. Так поступили уже многие: математик Перельман, нобелевские лауреаты Гейм и  Новоселов, отец русского микропроцессора Бабаян, гениальный лазерщик Гапонцев и  многие другие. Пора бы делать выводы.

В начале 2000  года был лозунг развивать CALS-технологии. В целом задача не решена, но деньги истрачены, отчеты написаны, а тема вычеркнута из перечня приоритетных направлений. Набили оскомину нанотехнологии, на  которые истратили миллиарды с  наноэффектом. Опасность в  том, что импортозамещение также превратится в  болтовню и  послужит ширмой для «освоения» денег.

Думаю, вполне корректно будет сказать, что АСОНИКА сегодня — это лакмусовая бумажка для российской науки. Мы уже не просим денег на  развитие системы. Мы говорим о взаимовыгодном сотрудничестве. Сама система АСОНИКА стоит больших денег. По оценкам американских экспертов — это десятки миллионов долларов. Инвестиции в нашу разработку — это выгодно и  с  точки зрения извлечения прибыли, и  с  точки зрения национальной безопасности. Вопрос в  том, кто первым это поймет и подтвердит действием.

А. С. Шалумов,

д-р техн. наук, профессор,

Ген. директор

ООО «НИИ «АСОНИКА»