Проект представляет собой бизнес-стартап, посвящённый разработке программного комплекса для высоковольтной техники.

Цель проекта — создать доступный, функциональный и масштабируемый программный комплекс, состоящий из двух взаимосвязанных продуктов. Первый продукт — это локальная программа для оцифровки графиков, которая преобразует растровые изображения в числовые данные. Второй продукт — расчётный модуль для моделирования электростатических полей на основе метода конечных элементов. Комплекс ориентирован на импортозамещение в условиях санкций, а также на организации, работающие с конфиденциальной информацией, которым важна полная локальность и отсутствие передачи данных в интернет.

Актуальность работы обусловлена широким применением численных методов моделирования электромагнитных полей и обработки экспериментальных данных в электроэнергетике и высоковольтном приборостроении. Точное определение параметров высоковольтных приборов, таких как трансформаторы, изоляторы, ограничители перенапряжений и конденсаторы, критически важно для надёжности и безопасности энергосистем. Существующие импортные пакеты, например COMSOL Multiphysics и ANSYS Maxwell, дороги, а бесплатные аналоги вроде FEMM и Agros2D имеют устаревший интерфейс, требуют знаний программирования или обладают функциональными ограничениями. Кроме того, многие облачные сервисы оцифровки графиков, такие как WebPlotDigitizer, несут риск утечки конфиденциальных данных, что недопустимо для организаций с критической информационной инфраструктурой или коммерческой тайной.

Объектом исследования являются процессы определения параметров и характеристик работы высоковольтных приборов с использованием численного моделирования и обработки графических данных. Предмет исследования — специализированные программы для оцифровки графиков и расчёта электрических характеристик высоковольтных приборов. Для достижения цели были поставлены задачи: изучить существующие программные средства и рынки сбыта, изучить математические и численные методы решения электростатических задач, спроектировать архитектуру программы для локальной оцифровки графиков с полным отсутствием сетевых вызовов, спроектировать архитектуру программы для расчёта электрических характеристик с возможностью импорта оцифрованных данных, разработать алгоритмы распознавания координатных осей и кривых на растровых изображениях, реализовать базовый решатель электростатики для двумерных моделей и провести тестовые испытания на модельных задачах с сравнением результатов с эталонными данными.

Программный продукт для оцифровки графиков предназначен для преобразования растровых изображений осциллограмм, вольтамперных характеристик и спектров частичных разрядов в числовые массивы. Основные пользователи — инженеры-электрики, научные сотрудники и лаборатории, работающие с устаревшими приборами без цифрового интерфейса или с бумажными архивами. Программа поддерживает форматы PNG, JPEG, TIFF, BMP и PDF, обеспечивает ручную и автоматическую привязку координат по опорным точкам, поддерживает линейные и логарифмические шкалы, позволяет интерактивно добавлять точки и корректировать их, экспортирует данные в CSV, TXT и Excel, а также копирует их в буфер обмена. Ключевая особенность — полное отсутствие сетевых вызовов: вся функциональность реализована внутри исполняемого файла, используются статические библиотеки, программа никогда не обращается к серверу за обновлениями. Это гарантирует защиту от утечки конфиденциальных данных.

Второй программный продукт — расчётный модуль электростатики — предназначен для численного решения задач в двумерных и осесимметричных областях. Он актуален для проектирования высоковольтной изоляции, конденсаторов, трансформаторов и разъёмов. Математической основой являются уравнения Максвелла, переход к уравнениям Пуассона и Лапласа, а для осесимметричного случая — оператор Лапласа в цилиндрических координатах. Слабая форма уравнения электростатики выведена с использованием метода взвешенных невязок и интегрирования по частям. Область разбивается на прямоугольные элементы, вводятся локальные координаты и билинейные базисные функции.

Экономическое обоснование проекта включает анализ рынка, согласно которому в России и странах СНГ насчитывается около 9000 потенциальных организаций-пользователей, из которых примерно 40% заинтересованы в гибком и недорогом программном обеспечении. При активном продвижении реально достижимый годовой объём реализации оценивается в 250–400 лицензий, хотя в резюме указано 90 лицензий, что создаёт расхождение. Целевая аудитория включает учебные заведения, научно-исследовательские институты, сервисные и электролаборатории, производителей высоковольтного оборудования и стартапы. Каналы распространения — специализированные платформы, отраслевые выставки, партнёрство с производителями измерительного оборудования и прямые продажи. Дополнительные источники дохода — абонентское обслуживание, адаптация под заказчика, обучение персонала и продажа сопутствующих модулей. Финансовая модель показывает рост выручки с примерно 510 тысяч рублей в первый год до 1,95 миллиона рублей в пятый год, чистую прибыль до налогообложения около 800 тысяч рублей в год с третьего года, срок окупаемости начальных инвестиций около 1–1,5 года и рентабельность продаж выше 30% со второго года.

Стратегия выхода на рынок включает выпуск бесплатной бета-версии расчётного модуля для сбора обратной связи, прямые продажи программы оцифровки через тендеры и государственные закупки, формирование комплекта «Оцифровка + Расчёт» с ценовым стимулированием, публикации в журналах ВАК и доклады на конференциях. Основные риски проекта — недостижение требуемой точности расчётов, наличие скрытых сетевых вызовов в программе оцифровки и низкий спрос из-за конкуренции с бесплатными аналогами. Планируется регистрация двух программ для ЭВМ в Роспатенте. Новизна заключается в способах обеспечения полной изоляции от сети в программе оцифровки и в реализации билинейных конечных элементов для осесимметричных электростатических задач.

На страницу проекта