Передовые производственные технологии

Передовые производственные технологии определяют конкурентоспособность экономики на высокотехнологичных рынках будущего. Они применяются, когда малоэффективно или невозможно производить новые продукты и материалы на основе традиционных технологий. Возникает необходимость трансформации — массового и быстрого внедрения на предприятиях передовых производственных технологий, получивших название «Индустрия 4.0».

Новое направление программы — это возможность встать во главе 4-й промышленной революции, погрузиться в мир технологических процессов будущего, изучить современные технологии (аддитивные, «цифрового двойника», «интернета вещей», «зеленые», промышленной робототехники), найти и реализовывать новые возможности на стыке математики, физики, химии и биологии.

1. Роботизированная система интеллектуальной обработки литых заготовок лопастей рабочих колес гидромашин с учетом варьирующихся величин литейных припусков на основе комплекса технического зрения и генерации управляющей программы обработки в CAM – системе
2. Система контроля безопасности работников на промышленных предприятиях
3. Аддитивные технологии при изготовлении устройств измерения радиации
4. Голосовое управление лабораторным биореактором
5. Электрохимические подходы в решении экологических проблем
6. Система диагностики попадания метанола в коллекторы

Описание проектов
(проекты могут быть изменены и дополнены)

1. Роботизированная система интеллектуальной обработки литых заготовок лопастей рабочих колес гидромашин с учетом варьирующихся величин литейных припусков на основе комплекса технического зрения и генерации управляющей программы обработки в CAM – системе

Руководители проекта: Агаева Э.Э., Ильин И.В.

Аннотация: Разработка автоматизированного технологического комплекса для механической обработки деталей на основе робота-манипулятора, технического зрения (датчиков) и системы коррекции управляющей программы в режиме реального времени. На основе 3D-модели в автоматическом режиме комплекс позволяет получить готовую деталь из литой заготовки.

Партнер проекта: Акционерное общество «Уралгидромаш», Уральский федеральный университет имени Б.Н.Ельцина

2. Система контроля безопасности работников на промышленных предприятиях

Руководитель проекта: Крюченков Е.Н.

Аннотация: Проект посвящен созданию автоматизированной системы контроля за безопасностью работников на производственных площадках крупных промышленных предприятий с повышенным уровнем опасности (металлургические, машиностроительные производства). В условиях совершенствования федерального законодательства по охране труда и специальной оценки условий труда, где развивается принцип предупреждения производственного травматизма, необходимо искать и реализовывать новые способы производственного контроля, минимизирующие влияние человеческого фактора на появление опасных для человеческой жизни и здоровья ситуаций, а также ускорение принятия решений при их реализации. 

Идея проекта заключается в размещении на одежде работника промышленного предприятия сети датчиков, которые контролируют перемещения людей, предупреждают о недопустимом сближении с опасными участками производства, фиксируют ситуации с потенциальными угрозами. Сигналы с датчиков анализируются специализированным программно-аппаратным комплексом с программным обеспечением, основанным на принципах искусственного интеллекта и нейросетей. Сигналы о наличии потенциальных угроз или наступлении опасных событий передаются на смартфоны сотрудников, а также ответственным на предприятии за охрану труда лицам и службам. 

Школьники проведут эксперименты по подбору номенклатуры и параметров датчиков, учитывающих индивидуальные реакции человека на опасные ситуации, подготовят сценарии возникновения опасных ситуаций, разработают радиоэлектронную часть и программное обеспечение, создадут приложение для телефона, проведут испытания прототипа специализированного костюма.

Партнер проекта: Акционерное общество «Группа Синара»

3. Аддитивные технологии при изготовлении устройств измерения радиации

Руководители проекта: Королев А.А., Дергачев М.В.

Аннотация: В данном проекте будет проведен экскурс в принцип конструирования сцинтилляционных детекторов ионизирующего излучения, основные компоненты и их взаимосвязи. Будут построены трехмерные модели макетов составных узлов, разработана конструкция соединяющих элементов с учетом требования к изготовлению методом аддитивных технологий. Сцинтилляционные детекторы ионизирующего излучения (радиации) предназначены для определения уровня излучения (радиации)на объектах использования атомных реакторов и источников ионизирующего излучения (атомные станции, атомные ледоколы, атомные подводные лодки, предприятия ядерного топливного цикла).

Партнер проекта: Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом»

4. Голосовое управление лабораторным биореактором

Руководители проекта: Маслов В.Е., Танков Д.С., Дьяченко Е.В.

Аннотация: В ходе проекта участники соберут прототип системы управления лабораторным биореактором — на начальном этапе вместе с участниками будет спроектирована система управления (далее — СУ) лабораторным биореактором (то есть предложена и нарисована электрическая принципиальная схема СУ). Далее для предложенной СУ будет создана компоновка комплектующих внутри корпуса и разработана и напечатана 3D модель корпуса. Таким образом мы разработаем и соберем прототип системы управления биореактором в соответствии с техническими требованиями лабораторий BIOCAD. Следующий этап — это программирование логического контроллера системы управления биореактором и последующая разработка голосового интерфейса для работы с СУ. В ходе финального этапа проекта с участниками будет создан полноценный прототип системы голосового управления и подготовлена документация (схемы, чертежи, описание алгоритмов, инструкция для оператора) для последующей адаптации системы и внедрения ее в лабораторных и производственных площадках компании. 

Партнер проекта: Акционерное общество «Биокад»

5. Электрохимические подходы в решении экологических проблем

Руководители проекта: Дорожко Е.В., Кукурина О.С.

Аннотация: Проект направлен на прикладные исследования в области электрохимии по разработке конструкции электролизера для электрокоагулирующей очистки производственных сточных вод без использования вредных химических реагентов. На лабораторных практикумах школьники ознакомятся с устройством и принципами работы электролизеров, электрохимических ячеек, электродных материалов, с путями повышения скорости и селективности электрохимических процессов по переработке материалов и очистки сточных вод. Исследование металлсодержащих упаковок, как альтернатива дорогостоящим электродным материалам, в проблеме их электрохимической переработки и последующего использования в электрокоагулирующей очистки производственных сточных вод, вызовет интерес школьников к актуальным проблемам вторичного использования материалов и снижению производственных загрязнений в окружающею среду. В проектной работе также будут рассмотрены вопросы выбора методик контроля качества производственных сточных вод. Междисциплинарная проектная работа будет обеспечена теоретическим и методическим материалом по проведению практических работ.

Партнер проекта: Национальный исследовательский Томский политехнический университет

6. Система диагностики попадания метанола в коллекторы

Руководитель проекта: Скоморохов В.А.

Аннотация: Работа над проектом подразумевает ознакомление с участников с технологической картой процесса пиролиза на предприятиях СИБУРа для дальнейшей разработки системы предиктивного (прогнозного) анализа состояния системы. Задачи:

– Анализ литературы,
– Анализ текущей ситуации (почему происходит попадание метанола в сточные, откуда он попадает, куда попадает, сколько времени тратится на поиск места попадания, сколько времени тратиться на устранение проблемы, какие потери несет предприятие),
– Анализ существующих решений,
– Разработка системы мониторинга (где какие датчики нужно поставить, что мерить, с какой периодичностью, как работать с данными),
– Разработка и наладка экрана мониторинга (как это интегрировать в тех. процессы производства, какое оборудование имеется, как можно модифицировать и прочее),
– Прогнозирование сценариев работы (сравнительный анализ ситуации до внедрения системы и после, динамика эффективности).

Партнер проекта: Публичное акционерное общество «СИБУР Холдинг»