Разработчики, десятилетиями трудившиеся на западные компании, создали российский продукт для микроэлектроники
«Т1» представила CAE-систему для инженерных расчетов в микроэлектронике и электронике «Таумерикс», которая также интегрируется с системой CADFlow. Над проектом работал коллектив разработчиков, который начал складываться еще в 1980-х годах и долгое время работал в европейских и американских компаниях.
Российская CAE-система от «Т1»
Компания «Т1 Интеграция», входящая в группу компаний «Т1», представила продукт «Таумерикс». Это CAE-система для междисциплинарного анализа физических расчетов с фокусом на электронику и микроэлектронику.
Продукт разработан на субсидии Минпромторга, план разработки расписан на 2022-2027 гг. Размер субсидий не разглашается, Минпромторге не ответил на запрос CNews по данному вопросу.
По словам технического директора «Т1 Интеграция» Алексея Изосимова, продукт может решать инженерные задачи в таких областях, как фотоника, оптика и излучение, целостность питания и сигнала, механическая прочность, охлаждение электроника, анализ технологических полей, теплообмен, гидроигазодинамика. Отраслями применения продукта являются приборостроение, ракетостроение, двигателестроение, авиастроение, автомобилестроение, машиностроене и судостроение.
Как утверждают в «Т1 Интеграция», использование «Таумерикс» обеспечивает снижение стоимости на натурные испытания и снижение количества ошибок на ранних этапах проектирования и производства. Благодаря виртуальным экспериментам проверить работоспособность изделии можно еще на стадии разработки, включая выявление потенциальных недостатков и оптимизации конструкции до начала производства. В результате, по утверждению компании-разработчика, при использовании «Таумерикса» новые продукты будут быстрее выводится на рынок.
«Т1» представила CAE-систему для инженерных расчетов в микроэлектронике и электронике «Таумерикс»
Продукт поставляется как в качестве отдельного решения, так и в качестве OEM-компонента в состав продукте CADFlow.. В отличие от «Таумерикс», CADFlow ориентирован на машиностроение. Непосредственно. Если «Таумерикс» ориентирован, в первую очередь, на инженеров-топологов и инженеров-схемотехников, то CADFlow — на инженеров-конструкторов и инженеров-расчетчиков.
Также «Таумерикс» интегрируется с продуктом Delta Design. «Таумерикс» работает пока только под Windows, но часть продукта — решатель — доступна и для Linux. Разработчики обещают перенос в дальнейшем продукта под Windows.
Как российский коллектив разработчиков переориентировался с западных компаний на российские
Над продуктов работал коллектив разработчиков, который начал складываться в 1986 г., то есть еще в советское время. Первоначально разработчики занимались продуктами для аэрокосмической отрасли в МФТИ, в 1991 г. они работали в госпредприятии «Центр Келдыша» и МАИ над продуктом AeroShape3D. .
В 1999 г. разработчики начали работать в области CAE — над продуктом SolidWorks Flow Simulation французской Dasault Systmes, а также в немецкой компании Nika.
В 2006 г. британская Flomerics приобрела Nika, где россияне продолжили работу над продуктом EFD.Lab. В 2008 г. британская Mentror Graphics приобрела Flomerics, где с 2014 г. россияне работали над продуктом Flotherm.xt.
В 2017 г. немецкая Siemens приобрела Mentor Graphics, где россияне стали работать над продуктом Simcenter Floefd. В 2022 г. команда разработчиков перешла в группу Т1, сейчас в ней работает более 100 человек.
Как вспоминает руководитель коллектива разработчиков продукта Александр Собачкин, когда команда создавала свой первый продукт, соотношение масштаба было 1:1000. То есть если нужно было сделать деталь в 1 метр, точность деталей составляла 1 мм. Сейчас соотношение составляет один к миллионам и даже десяткам миллионов. Если речь идет об изделии метровой величины, точность деталей должна быть на субмикронном уровне.
Особенности «Таумерикса» и планы по его развитию
По словам главного разработчика «Т1 Интеграция» Владимра Пеличенко, задачей «Таумерикса» является обеспечение инженера, разрабатывающего устройства электроники, всеми необходимыми инструментами. В их числе — тепловой анализ, тепло-газодинамика, электромагнетизм и прочность,
По мнению Пеличенко, в задачах расчета теплообмена разработчики «Таумерикс» достигли значительных успехов. А вот в задачах расчет прочности команда разработчиков продукта пока только делает первые шаги. При этом основной фокус разработчиков сейчас направлен на вопросы электромагнетизма, на подходе — решение задач высокочастотного электромагнетизма. Также особое внимание уделяется вопросам фотоники. В 2926-2027 гг. появится возможность работы с СВЧ.
Собачкин отметил, что в России уже есть различные разработки в области решателей, а вот число сеточных генераторов ограничено. Поэтому в рамках продукта «Таумерикс» были созданы отдельные генераторы для тепла, для расчета прочностях задач и для расчета электромагнитных задач.
Также удалось решить задачу автоматической генерации шестигранных ячеек, что обеспечивает наилучшее качество проектируемой продукции. на решение этой задачи было потрачено 4,5 года (45 человеколет). В целом решатель от «Таумерикс», как утверждают его разработчики, обеспечивает большую производительность, чем стандартный решатель от Intel PARDISO.
«Таумерикс» состоит из базы и дополнительных модулей. База обеспечивает расчет тепломассового обмена: теплообмен, вынужденная конвекция, свободная конвекция, импорт геометрии. Среди доступных модулей: модуль для расчета печатных плат, модуль для расчета фотоники, модуль для высокопроизводительного решателя, модуля для электромагнетизма.
Относительно частотного питания «Таумерикс» обеспечивает такие опции, как целостность питания, постоянного и переменного тока, импортирование печатные плат и дискретных компонент. В будущем планируется добавить такие опции, как нестационарный анализ, специальные элементы, специальная физика, специальные инженерные модели, мембраны и перфорирование. В части фотоники планируется добавить недискретные методы.
Сравнение «Таумерикс» с зарубежными аналогами
Александр Собачкин привел результаты сравнения «Таумерикс» с зарубежным продуктом — Ansys CFX, проведенным неназванным российским предприятием из аэрокосмической отрасли. Измерения шли по всему циклу решения задач: подготовка модели, генерация сетки, исходные данные, решение, обработка, итоговые результаты.
По словам собачина, Ansys CFX и «Таумерикс» показывали одинаковые результаты выполнения работ, но «Таумерикс» значительно выигрывал при подготовке по времени подготовки задачи — в 3,5 раза. Причем, чем сложнее геометрия, тем больше становился выигрыш в пользу «Таумерикс». При генерации сетки выигрыш составляет уже в 35 раз.
Например, при решении задачи с коллектором охлаждающего воздуха затраты времени пользователя «Таумерикс»/CADFlow составили 13 часов, пользователя Ansys CFX — 38 часов. При решении задачи охлаждения подшипника данные результаты составили 7,5 и 45 часов соответственно. при решении задачи прочности в автоматическом hex-доминантном мегере (приборе для измерения больших сопротивлений) — 45 минут и 285 минут соответственно, при решении задачи целостности питания (импеданс) — 9 мин и 423 минут соответственно, при решении задачи электромагнетизма (индукционный нагрев) — 4 часа и 32 часа соответственно. В сфере СВЧ расчет ЭПР «Таумерикс» осуществлял за 728 секунд, Ansys CFX — за 2,79 тыс. сек.
Кроме того, «Таумерикс», по словам Собачкина, выигрывает у иностранных решений по части мультифизики. У иностранных решений потребуется использование отдельных продуктов для индукционного нагрева и расчета тепла, а также еще одно продукта — для связи указанных компонентов. У «Таумерикс» же вся физика находится внутри одного продукта, в результта чего если иностранные решения решают задачу за 24 часа, то «Таумерикс» справляется с этим за 4 часа. Если анализировать различные физические процессы отдельно, то можно упустить скрытые взаимосвязанности, что может стать причиной отказа изделия в эксплуатации, предупреждают разработчики «Таумерикс».
