Как 30 лет истории PLAXIS вымостили дорогу в многообещающее будущее

За последние 30 лет инновации PLAXIS значительно продвинули отрасль геотехнического анализа, давая инженерам возможность проектировать большую часть глобальной инфраструктуры, которой мы пользуемся сегодня. Однако нам не хотелось бы писать исключительно об истории PLAXIS, не размышляя при этом о грядущем. Поэтому в этой статье мы попытались извлечь некоторые идеи из прошлого, которые можно будет успешно развить в будущем.

Происхождение PLAXIS
Во второй половине 1980-х годов PLAXIS стартовал как исследовательский проект в Делфтском техническом университете (Нидерланды), реализуемый в сотрудничестве с Министерством инфраструктуры и управления водными ресурсами Нидерландов (известным под названием Rijkswaterstaat). В этом исследовании сочетались анализ методом конечных элементов с нелинейными моделями описания процессов для анализа напряжений и деформаций в целях имитационного моделирования поведения структур грунтов при возведении инфраструктурных объектов. Это было время расцвета использования персональных компьютеров и роста их технических характеристик. Эта ситуация позволила группе исследователей в Делфтском университете разработать PLAXIS в качестве передового и простого в использовании программного обеспечения, основанного на самых современных исследованиях и надежных числовых алгоритмах, чтобы профессионалы в геотехнике могли использовать его в практическом проектировании.

Создание нового рынка
В то время в принципе не существовало рынка для продвинутых компьютерных программ, подобных PLAXIS. При геотехническом проектировании конструкций использовались традиционные методы вычислений, а инженеры сами создавали собственное элементарное ПО, чтобы автоматизировать выполняемые вручную расчеты. Однако группа в Делфтском университете верила, что использование передовых методов числового анализа способно обеспечить более точную и ценную информацию о сложном поведении структур грунта, что приведет к более качественным и экономичным геотехническим проектам. В дополнение к разработке программного обеспечения и его распространению на коммерческой основе эти исследователи начали обучать практикующих инженеров, организовали пользовательскую платформу и предоставили необходимую справочную информацию и поддержку для надлежащего использования ПО, предназначенного для профессионалов. PLAXIS создал рынок, который ранее не существовал.

Выживание в качестве стартапа

Ведение коммерческой деятельности не вписывалась в университетскую среду, поэтому в 1993 году была создана компания-стартап. В 1990-е эта компания «выживала» при содействии голландских фондов поддержки технологических инноваций, а также консорциума компаний, который поверили в преимущества PLAXIS. Решив задачу с краткосрочным выживанием на рынке, молодая организация разработала стратегию становления успешной компании в долгосрочной перспективе, которая включала в себя:

• Создание международной сети агентов, чтобы обеспечивать распространение программных продуктов, а также организовать обучение и поддержку пользователей на местах.
• Установление международной сети академических контактов, чтобы выстраивать научную основу для дальнейших разработок и обучать студентов необходимым основам базовых моделей и методов, помогая им познакомиться с программным обеспечением (тем самым стимулируя будущий спрос).

В то же время были выпущены новые версии PLAXIS с обновленным функционалом, позволяющим находить решение для более сложных геотехнических задач и выполнять анализ большего количества проектов. Благодаря новой платформе на базе Windows интерфейс программного обеспечения стал более удобным и интуитивно понятным, что способствовало более широкому использованию. Однако технологичность и удобство использования сами по себе не являются залогом успеха. Успех сопутствовал концепции в целом.

Изображение 2: Отображение результатов анализа подпорной конструкции с использованием PLAXIS версии 7.1.

Восхождение к успеху
К 2000 году уровень развития компьютерной техники продвинулся в достаточной степени, что стало целесообразным выполнять трехмерное числовое моделирование и анализ практических проектов на настольных компьютерах. Сначала в PLAXIS разработали специализированные, ограниченные программы для трехмерного моделирования тоннелей и фундаментов, с извлечением данных из двумерной версии модели. Вырученные средства были реинвестированы в создание новой, полностью переработанной трехмерной программы с интерфейсом командной строки, выпущенной к 2010 году. В это время компания трансформировалась из небольшой фирмы, специализирующейся на исследованиях и разработке, в профессиональное коммерческое предприятие, готовое к росту. Тем не менее, научные исследования и разработка составляли значительную часть деятельности компании в сотрудничестве с международной сетью организаций и научно-исследовательских институтов. Научные исследования и разработка включают не только моделирование состояния и численные методы, но также создание программного обеспечения и компьютерные технологии.

В последующие годы компания росла во всех аспектах. На момент приобретения компанией Bentley Systems в 2018 году PLAXIS удалось добиться успеха в глобальном масштабе и лидерства в области разработки геотехнического программного обеспечения с использованием метода конечных элементов. В настоящее время PLAXIS является частью Seequen — подразделения компании Bentley по изучению недр. Войдя в состав экосистемы Bentley, продукт PLAXIS в полной мере интегрировался в систему многоцисциплинарного рабочего процесса в цифровом двойнике облачного базирования, а включение в экосистему Seequent дает PLAXIS возможность интегрироваться в трехмерное облачное пространство геологических данных, обслуживая инфраструктурные проекты по всему миру на протяжение всего их жизненного цикла.

«Выдающийся инноватор»
В 2022 году PLAXIS объявлен победителем в категории «Выдающийся инноватор» на конкурсе Международного общества по механике грунтов и геотехническому строительству (ISSMGE). Эта награда присуждается как признание инноваций, над продвижением которых коллектив PLAXIS работает с самых первых дней своего существования, обеспечивая прогресс в профессии инженера-геотехника.

Изображение 3: Эдди Тэн (Eddy Tan) (в центре), директор по продажам и каналам продаж Seequent в Азии получает награду за выдающиеся инновации от имени коллектива PLAXIS.

Ключи к успеху
Одной из основных составляющих успеха PLAXIS является то, как эта программа делает сложные предметы простыми для понимания и использования, даже если в сущности они далеко непросты. По мнению критиков, PLAXIS чрезмерно упростил анализ методом конечных элементов, до той степени, что сложный геотехнический анализ может выполнять любой человек — даже не понимающий основ и ограничений. И это может представлять опасность. Однако основной смысл заключается в том, чтобы предоставить расширенные возможности программных комплексов тем людям, которые действительно понимают принципы геотехники. Более того, PLAXIS является идеальным приложением для обучения студентов и специалистов различным сложным аспектам поведения грунтов, чтобы они могли стать экспертами в этом вопросе.

В дополнение к обширным возможностям геотехнического моделирования ключом к успеху PLAXIS за последнее десятилетие также стал интерфейс прикладного программирования (API) с управлением через командную строку. Теперь PLAXIS можно с легкостью подключать к другим программам, осуществлять обмен данными и автоматизировать создание моделей и обработку результатов. Возросшая популярность языка программирования Python при наличии большого числа онлайн библиотек делает возможности PLAXIS в специальных (автоматизированных) приложениях безграничными.

PLAXIS в 2053 году
30 замечательных лет существования PLAXIS — это не просто повод вспомнить наши прошлые достижения. Скорее, это возможность заглянуть в будущее, которое нас ждет. И хотя грядущее укрыто туманом тайны, мы верим в могучую силу воображения, которая подпитывает инновации и прогресс.

В рамках своих обязательств в отношении PLAXIS компания Seequent делает гораздо больше, чем просто отдает дань его славной истории. Мы целенаправленно инвестируем в наш премиальный бренд программного продукта для геотехнического анализа, искренне желая улучшить его функционал и впечатления пользователей от взаимодействия с ПО. Наше видение на ближайшие 30 лет вращается вокруг нескольких ключевых столпов:

1. Улучшение технологий моделирования состояния и автоматизированного определения параметров: Модели напряженно-деформированного состояния являются центральными для понимания поведения грунтов и скальных пород в условиях переменных нагрузок. Для PLAXIS исследования в этой критически важной области всегда были приоритетными. Эти модели охватывают параметры для количественного выражения разнообразных аспектов поведения грунтов, включая нелинейную жесткость и прочность при различных условиях напряжения, деформации и времени воздействия. Несмотря на то, что определение параметров этих моделей с использованием данных полевых исследований сопряжено с существенными затруднениями, наша специализированная исследовательская рабочая группа по PLAXIS последовательно занималась разработкой инновационных решений для помощи пользователям в определении параметров, калибровке и оптимизации. Учитывая возрастающее использование усовершенствованных моделей состояния, развитие инструментария для определения параметров остается объектом непрерывной разработки.
2. Проектирование с учетом характеристик горных пород: Осознавая важность механики горных пород в геотехническом проектировании, мы расширяем наш функционал, чтобы иметь возможность решать специфические задачи, связанные со скальными массивами, гарантируя, что PLAXIS остается универсальным приложением для широкого спектра геотехнических проектов.
3. Геотехническое проектирование шельфовых объектов: С учетом того, что количество шельфовых проектов постоянно растет, PLAXIS адаптируется к решению уникальных задач по геотехническому проектированию объектов на шельфе, чтобы гарантировать, что программное обеспечение остается надежным выбором при создании морской инфраструктуры и реализации энергетических проектов.
4. Бесперебойная интеграция с геологическими моделями: Мы ведем активную работу, чтобы дать PLAXIS возможность беспрепятственной интеграции с геологическими моделями как для двумерного, так и для трехмерного анализа. Такая интеграция даст инженерам-геотехникам больше возможностей, чтобы реализовывать сложные проекты с большей легкостью и точностью.
5. Проекты, основанные на данных: Нет сомнений, что контуры будущего геотехнического проектирования будут определяться проектами, основанными на данных, с использованием несметного количества доступных данных и сенсорных технологий. Мы ожидаем движения в направлении непрерывных циклов моделирования, с повышением степени автоматизации за счет использования технологии цифровых двойников, при этом в ближайшие десятилетия PLAXIS уготована решающая роль на этом пути.
6. Облачные вычисления: Взяв на вооружение мощности облачных вычислений, мы работаем над тем, чтобы обеспечить пользователей PLAXIS улучшенными показателями масштабируемости и доступности, позволяя выполнять сложные анализы с большей эффективностью вне зависимости от местоположения пользователя.
7. Факторы продолжения успешной работы: Основываясь на фундаменте наших прошлых успехов, мы сохраняем приверженность ключевым принципам, которые способствовали нашему росту, в том числе:

• Сосредоточенность на практических рабочих процессах, имеющих дело с реально существующими областями применения и задачами.
• Совместная работа с признанными научно-исследовательскими институтами, чтобы оставаться в авангарде инноваций.
• Партнерские отношения с лидерами отрасли для обеспечения практической применимости и актуальности.
• Обеспечение комплексного обучения и поддержки в отношении не только использования программного обеспечения, но также и базовых теоретических основ.
• Инвестирование в инновации и развитие передовых идей, исследование возможностей новых концепций, таких как машинное обучение, в контексте тех преимуществ, которое они могут обеспечить для геотехнического проектирования и расчетов.

В общем и целом, будущее PLAXIS представляется ярким и динамичным, и мы с нетерпением ждем возможности поскорее отправиться в это увлекательное путешествие с нашими пользователями и партнерами. Совместными усилиями мы продолжим формировать ландшафт геотехнического проектирования, сдвигая границы возможного. Следующие 30 лет обещают пройти под знаком инноваций, взаимодействия и крепкой приверженности продвижению нашей отрасли, которой мы столь дорожим.

Заключение
PLAXIS проделал путь от исследовательского проекта в Делфтском техническом университете до процветающего программного продукта, известного во всем мире и ставшего эталонным решением в области геотехнического анализа и проектирования. Успех PLAXIS основывается не просто на программном продукте, а скорее на всей концепции, выстроенной вокруг него. Статус составной части экосистемы Bentley предоставляет новые возможности для интеграции в систему многоцисциплинарного рабочего процесса в цифровом двойнике облачного базирования, а включение в экосистему Seequent позволяет интегрироваться в трехмерное облачное пространство геологических данных. Уроки прошлого могут быть использованы для продолжения успешного развития в будущем.