CSM: программная экосистема для цифрового анализа керна
Задача
Цифровое исследование образца проходит через несколько этапов — от томографии до интерпретации свойств. Когда каждый этап выполняется в отдельной программе, данные приходится переподготавливать, а связь между результатами теряется. Задача состояла в том, чтобы собрать полный цикл в единую экосистему с прослеживаемыми результатами.
Решение
Complex Systems Modeling (CSM) — экосистема программных продуктов для анализа образцов керна по технологии «Цифровой керн». Это набор настольных приложений с единым форматом хранения данных: сквозное исследование проходит через несколько программ без потери целостности данных и без повторной подготовки результатов на каждом этапе.
Экосистема работает без подключения к Интернету, что позволяет реализовать полный цикл исследования внутри компании и использовать приложения в защищённом контуре. В 2025 году ПО внесено в реестр российского программного обеспечения.
Движение данных между компонентами
- CSMCoreКТ полноразмерного керна
- CSMToolsсегментация, цифровая модель, экспресс-оценка свойств
- CSMMapsMAPS-шлифы, пористость и распределения пор
- CSMFluidоднофазные и многофазные фильтрационные эксперименты
- CSMStorageкаталогизация, цифровой паспорт образца
Результатом анализа образца является цифровой паспорт образца керна — интерактивный документ, содержащий все результаты цифровых исследований: томографию на нескольких масштабах, карты минерального состава, мультимасштабные цифровые шлифы и FIB-SEM модели. Прослеживаемость обеспечивается единым форматом хранения: каждый результат связан с исходными данными и параметрами обработки.
Прикладной результат
CSM показывает, как исследовательские методы доводятся до воспроизводимого программного продукта: от алгоритмов обработки изображений и моделирования до рабочего места специалиста, базы данных и цифрового паспорта образца.
- 5 приложений с единым форматом данных
- 2025 включение в реестр российского ПО
- 0 зависимость от внешних сервисов и Интернета
Состав экосистемы
| Программа | Назначение |
|---|---|
| CSMCore | Анализ томографических изображений полноразмерного керна |
| CSMTools | Предварительная обработка 2D и 3D изображений, создание цифровой модели, экспресс-оценка свойств стандартных образцов и миникернов |
| CSMMaps | Визуализация и количественный анализ мультимасштабных шлифов MAPS: пористость и распределения пор по размерам по цифровому шлифу любого размера |
| CSMFluid | Моделирование однофазных и многофазных фильтрационных процессов методами вычислительной гидродинамики, оценка относительных фазовых проницаемостей (ОФП) и коэффициента вытеснения (Квыт) |
| CSMStorage | База данных для хранения и каталогизации результатов исследований по методологии «Цифровой керн» |
Развёртывание
- Настольные приложения для Windows, работают без подключения к Интернету
- Возможно развертывание во внутреннем защищённом контуре
- Единый формат хранения данных для всех этапов исследования
- Иконки приложений и свидетельства о регистрации ПО — в конце страницы
Личная роль
Научное руководство и непосредственное участие в разработке экосистемы: постановка задач по методам цифрового анализа керна, архитектура единого формата данных, интеграция методов в лабораторный процесс. Лично разрабатывал вычислительные алгоритмы и участвовал в написании ПО, а также верифицировал получаемые результаты.
Применимость
Подход применим не только к керну, но и к другим задачам, где нужно связать сложные изображения, физическое моделирование и промышленный рабочий процесс. См. также: кейсы цифровых исследований.
Свидетельства о регистрации ПО
- «Complex Systems Modeling Tools (CSMTools)» [pdf]
- «Complex Systems Modeling Core (CSMCore)» [pdf]
- «Complex Systems Modeling Storage (CSMStorage)» [pdf]
- «Complex Systems Modeling Fluid (CSMFluid)» [pdf]
- «Complex Systems Modeling Maps (CSMMaps)» [pdf]
Разработать программный процесс для вашей лаборатории
Расскажу, как выстроить разработку и внедрение ПО для цифрового анализа керна под ваши задачи.
Обсудить задачу