Цифровой двойник от томских ученых поможет сберечь дорогое оборудование
В Томском государственном университете разработана цифровая модель промышленного клапана для нефтегазотранспортных систем. Ее создание позволит предприятиям не рисковать дорогостоящими деталями при проведении экспериментов.
Разработка, сделанная по заказу ООО «Газпром трансгаз Томск», моделирует движение газа внутри клапана, рассчитывает возникающие нагрузки и анализирует различные режимы эксплуатации оборудования без остановки производства.
Основа цифрового двойника – математические модели физических процессов. Они прогнозируют поведение техники при изменении давления, разном расходе газа и степени открытия клапана. Модель позволяет снизить количество физических испытаний, а также повысить безопасность производственных процессов.
Так ИТ-компетенции объединяются с инженерными расчетами, математическим моделированием и промышленной экспертизой. В условиях импортозамещения подобные решения становятся частью российского рынка инженерного ПО.
Потенциал вуза – в реальный сектор
Создание цифрового двойника клапана – лишь один пример того, как ТГУ совместно с промышленными партнерами развивает это направление. Вуз использует реальные производственные задачи в образовательных программах по моделированию, подготавливая будущих специалистов.
На механико-математическом факультете ТГУ с сентября 2025 года действует профессиональная магистратура «Моделирование и цифровые двойники». Это первая программа с проектно-технологической направленностью: студенты решают не абстрактные учебные задачи, а разбирают реальные производственные кейсы от индустриальных партнёров. Каждый проект является реальной инженерной задачей с методикой численного расчёта.
Постоянными партнёрами вуза выступают АО «Моделирование и цифровые двойники», KillBot Group, АО «ТомскНИПИнефть», «Газпром». Выпускники университета ориентированы на работу в крупных госкорпорациях, а также IT-компаниях, создающих решения для Industry 4.0.
Региональный научно-образовательный математический центр ТГУ обеспечивает организацию и финансовую поддержку разработки дисциплин, входящих в профессиональные модули программы. Он был создан в 2017 году по итогам конкурса Минобрнауки РФ и объединяет систему образования и науки по всей траектории обучения «школа – университет – промышленность».
Важно, что вуз целенаправленно работает над формированием базы для подготовки специалистов в области математического моделирования, вычислительной гидродинамики и промышленного ПО.
Тренд времени
Пример сотрудничества Томского университета и «Газпрома» не уникален. Подобное партнерство с промышленными предприятиями реализуется во многих вузах России и отвечает государственному запросу на укрепление технологического суверенитета.
Так, в конце 2023 года инжиниринговый центр Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого совместно с ООО «Центротех-Инжиниринг», входящим в топливный дивизион «ТВЭЛ» Госкорпорации «Росатом», разработал цифровой двойник комплекса разобщения селективной перфорации. Для этого оборудования нефтегазодобычи также были созданы математические модели. Виртуальные испытания показали высокую сходимость с натурным экспериментом.
В этом же вузе в марте 2026 года завершилось создание цифрового двойника газораспределительной станции «Романовка». Его заказчиком выступил «Газпром трансгаз Санкт-Петербург». Модель включает данные по 670 м газопроводов, 70 единицам арматуры, узлам очистки, редуцирования, учёта и одоризации. Она рассчитывает давление, температуру, скорость потока в любой точке объекта, прогнозирует износ оборудования и формирует план ремонтов.
Также в 2026 году НИУ «МЭИ» совместно с РГУ нефти и газа им. Губкина при участии ООО «Транснефть Электросеть Сервис» разработали комплекс цифровых двойников для нефтеперекачивающих станций. Решение объединяет две модели – системы электроснабжения и технологического процесса перекачки. Ключевой особенностью стал совместный запуск их обеих в реальном времени, позволяющий видеть взаимное влияние электросетевых и гидравлических процессов.
В этом же состоит значимость нового проекта ТГУ: основной эффект технологии связан не с визуализацией объектов, а с возможностью проводить виртуальные испытания, прогнозировать нагрузки и оптимизировать эксплуатацию оборудования.
Можно констатировать, что в России уже сложилась эффективная устойчивая практика. Университеты по заказу нефтегазовых компаний разрабатывают цифровые двойники конкретных единиц оборудования, которые позволяют заменять дорогостоящие натурные испытания вычислительными экспериментами и обучением персонала без риска для производства.
