Южно-Уральский государственный университет, являясь участником Проекта 5-100, фокусируется на развитии исследований, интегрирующих компьютерные науки и инжиниринг, связанных с активным внедрением в промышленность Интернета вещей, и направленных на решение глобальных вызовов совместно с ведущими компаниями Большого Урала. Одним из давних партнеров вуза является Магнитогорский металлургический комбинат, который делает ставку на инновации и цифровизацию, и совместно с вузом решает задачи перехода к «Индустрии 4.0».
Цифровые двойники и системы компьютерного зрения
Сегодня IT-технологии проникают во все индустриальные сферы и требуют полной их перестройки. Современное производство обязательно должно иметь своего «цифрового двойника», который позволяет прогнозировать и оценивать результаты, определять оптимальные сценарии развития. Для этого предприятия оснащают современнейшими датчиками, которые передают информацию в облако данных, а из него, после обработки этой информации, формируются рекомендации и определяются возможные сценарии действий. Автоматизированная обработка запросов интернета вещей, повышение масштабов уникальных заказов, сокращение сроков их выполнения – все это требует коренного изменения технологий и технологических систем предприятий. Один из главных индустриальных партнеров Южно-Уральского государственного университета – Магнитогорский металлургический комбинат совместно с вузом находится в поиске новых решений.
«С 2018 года ММК и ЮУрГУ совместно реализуют и прорабатывают ряд проектов и технических заданий, которые напрямую касаются внедрения в производство «умных технологий», связанных с развитием Индустрии 4.0. Во-первых, это разработка системы оценки состояния оборудования и его влияния на качество выпускаемой комбинатом продукции с помощью интеллектуальных беспроводных сенсоров и анализа данных, поступающих с этих сенсоров.Второй обсуждаемый проект «ММК-ЮУрГУ» связан с развитием системы компьютерного зрения, которая анализирует состояние выпускаемой продукции и, с использованием механизмов искусственных нейронных сетей, выявляет возможные дефекты. Вуз разрабатывает систему, которая позволила бы автоматизировать процесс анализа качества проката с помощью технологий «глубокого обучения» («deep learning»). Цифровое зрение позволяет выявлять различные дефекты подобного вида», – рассказывает проректор ЮУрГУ по научной работе Александр Дьяконов.
Все совместные проекты ММК и ЮУрГУ имеют междисциплинарную основу, в них задействованы ведущие ученые Высшей школы электроники и компьютерных наук, Политехнического института, а также малые инновационные предприятия ЮУрГУ: «Учтех-Профи», ООО НПП «Политех-Автоматика» и НОЦ «Цифровая индустрия».
Проект цифрового предприятия и подготовка инженеров будущего
Основы амбициозной идеи были заложены давно, еще когда представители ММК и ЮУрГУ встречались на своих площадках и обсуждали совместную работу. В результате переговоров, встреч, исследований появилась задача создания цифрового предприятия. Его суть проста: создание цифровых моделей цехов и технологических циклов ММК. Проще говоря, виртуальный комбинат с воссозданным технологическим процессом. Он будет показывать в мельчайших подробностях, как работает оборудование, в каком состоянии находятся все узлы. Анализируя работу предприятия, можно заглянуть в будущее и спрогнозировать, когда, к примеру, техника может выйти из строя.
«В этом направлении ММК работает уже в больше пяти лет. Подход по переводу крупных предприятий на так называемую «Индустрию 4.0» постепенно становится для металлургов обязательным условием для обеспечения конкурентоспособности. Уже в краткосрочной перспективе производство должно сильно измениться, а значит, и мы должны готовить новых инженеров — с целым комплексом новых знаний и умений. Конечно, мы учитываем и текущие потребности предприятий, но и смотрим вперед, чтобы готовить инженеров будущего. Студенты ЮУрГУ имеют возможность участвовать в реальных проектах компании. Выполняя эту работу, они приобретают дополнительные знания, умения и реальный практический опыт. В результате мы получаем выпускников совершенно другого уровня, а предприятие — готовых специалистов и даже команды под свои задачи», – комментирует директор Высшей школы электроники и компьютерных наук ЮУрГУ Глеб Радченко.
Промышленные тенденции таковы: в недалеком будущем те предприятия, которые не выйдут на цифровой уровень, никогда не смогут обеспечить необходимую ресурсоэффективность, себестоимость и объемы производства. Необходимую для того, чтобы оставить конкурентов далеко позади. Предприятия России и зарубежья в условиях глобальной конкуренции нуждаются в инновационных уникальных решениях для полноценной реализации своего потенциала, предложить которые может на сегодня, пожалуй, только ЮУрГУ, который тесно сотрудничает не только с ММК, но и с мировым лидером по производству сенсорных систем для предприятий «Индустрии 4.0», корпорацией Emerson, а также SMS group. В данном направлении наш университет составляет существенную конкуренцию Западу.