В рамках ПЦиПТ-2022 состоялся круглый стол «Технологии цифрового моделирования и ИИ в технических и социально-экономических системах»
Сессия была организована лабораториями «Промышленные системы потоковой обработки данных» и «Цифровое моделирование индустриальных систем» Центра НТИ СПбПУ.
14 декабря 2022 года в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого (СПбПУ) стартовал Четвертый международный форум «Передовые цифровые и производственные технологии». Ежегодное экспертное мероприятие Экосистемы инноваций СПбПУ в этом году проходит в очном формате с возможностью дистанционного подключения, которой воспользовались более 500 человек из десятков регионов России.
Для участия в форуме зарегистрировались более 500 человек. Ключевыми спикерами Форума стали ведущие эксперты, ученые, инженеры, представители промышленности и органов власти – все те, кто принимает непосредственное участие в формировании научно-технологической, образовательной и промышленной повестки, связанной с вопросами цифровой трансформации разработки и производства, а также формированием основ современной подготовки инженеров, востребованных высокотехнологичной промышленностью.
Основная тема Форума – цифровая трансформация промышленности с целью достижения технологического суверенитета: формирование портфеля научно-образовательных и научно-технологических программ, в том числе технологические магистратуры и специализированные программы ДПО, формирование и обсуждение перечня фронтирных инженерных задач, разработка передовых цифровых и производственных технологий и продуктов, обеспечивающих глобальную конкурентоспособность и национальную безопасность Российской Федерации.
Обширная деловая программа включает пленарную сессию, круглые столы, питч-сессии, презентации и дискуссии на актуальные темы применения передовых цифровых и производственных технологий. Одним из таких мероприятий, завершившим первый день Форума, стал круглый стол «Технологии цифрового моделирования и интеллектуальных систем (ИИ) в технических и социально-экономических системах», организованный Лабораториями «Промышленные системы потоковой обработки данных» (ПСПОД) и «Цифровое моделирование индустриальных систем» (ЦМИС) Центра НТИ СПбПУ.
В рамках круглого стола сотрудники Лабораторий и приглашенные гости представили ряд передовых научно-инженерных разработок, созданных для внедрения в цифровую и экономическую среду предприятий, государственных организаций, всероссийских и международных проектов.
На круглом столе были представлены доклады, освещающие деятельность сотрудников Центра НТИ СПбПУ по разработке комплексной методологии поддержки принятия решений по оптимизации деятельности компаний реального сектора экономики на базе технологий цифрового моделирования и проектирования. Были представлены частные практики применения комплексной методологии и ее элементов в нефтегазовой, транспортной, строительной отраслях экономики (на предприятиях индустриальных партнеров). Отдельный блок докладов был посвящен созданию демонстрационных систем на базе VR-технологий для обучения передовым практикам студентов в рамках образовательной программы высшего образования и сотрудников компаний в рамках программ повышения квалификации.
В начале мероприятия по приглашению проректора по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг», Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» и Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ Алексея Боровкова выступил советник Министра цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации Алан Салбиев с демонстрацией Метавселенной. Метавселенная – это 3D-среда в реальном времени, где люди могут создавать виртуальные мероприятия и участвовать в них как равноправные участники. Спикер представил метавселенные и другие технологии (семантическую паутину, интернет вещей, блокчейн, цифровые двойники и др.) в контексте новой среды эпохи WEB 3. Докладчик наглядно продемонстрировал взаимодействие пользователей внутри метавселенной и подчеркнул значимость развития VR-технологий.
Далее был представлен доклад техников Лаборатории ПСПОД Центра НТИ СПбПУ Михаила Шекеры и Олеси Прохоровой на тему «Проектирование цифровых моделей и внедрение виртуальных пространств в образовательную среду». Выступающие рассказали о разработке демонстрационных виртуальных помещений на примере двух проектов. Один из них – визуализация интерьера одного из пространств учебного корпуса СПбПУ. Помещение будет использоваться как выставочное пространство для работ студентов и сотрудников университета, в будущем запланировано значительное расширение площади виртуального помещения с целью проведения полномасштабных виртуальных выставок. Данный проект реализуется Гуманитарным институтом СПбПУ в сотрудничестве с Лабораторией ПСПОД Центра НТИ СПбПУ в рамках стратегического организационного проекта «Технополис «Политех» программы «Приоритет-2030».
Второй проект является пространством для просмотра спутниковых снимков разных регионов Российской Федерации. Помещение выполнено в стилистике кибер-футуризма с использованием цифровых проекций и VR технологий для проекта «Изображения земли из космоса» конкурса «Космическая автоматическая идентификация объектов и искусственный интеллект» программы «Дежурный по планете». Докладчики убеждены, что разработка и внедрение подобных проектов значительно расширяет возможности образовательных учреждений и повышает уровень заинтересованности школьников и студентов в науке в целом.
Сессию продолжило выступление программиста Лаборатории ПСПОД Центра НТИ СПбПУ Дмитрия Камянского (в соавторстве с программистом Никитой Везденецким), в ходе которого Дмитрий представил проект по разработке автоматизированной системы визуального оценивания качества битумного покрытия. Данный проект был реализован для ООО «Амдор» с целью решения задачи автоматической визуальной оценки качества остаточной адгезии битумного вяжущего к гравию после испытаний. Специализированный алгоритм, разработанный в Лаборатории ПСПОД Центра НТИ СПбПУ, позволяет размечать зоны четырех типов покрытия на поверхности камня на основе анализа цветовых характеристик гравия и распределения бликов по его поверхности. Представленный проект направлен на автоматизацию оценки степени адгезии битума к щебням различной природы для повышения качества дорожных покрытий при их строительстве.
Далее научный сотрудник Лаборатории ЦМИС Центра НТИ СПбПУ Георгий Васильянов (содокладчик – инженер Лаборатории ПСПОД Центра НТИ СПбПУ Эдуард Джужуев) описал особенности проектирования шасси со встроенной системой управления для Сверхкомпактного Автономного Робота-Автомобиля (СКАРА). Для проектирования современных робототехнических средств, в особенности колёсных роботов, требуется создание гибкой платформы для удобства кастомизации устройства под различные функции. Для СКАРА была разработана максимально унифицированная платформа с несущей платой управления в основе и специализированным шасси, с возможностью динамического изменения габаритных размеров и клиренса платформы. Было максимально увеличено число деталей одинаковой толщины, чтоб упростить их производство методом 3D печати или резки из листового материала. Такой подход позволяет легко и эффективно выполнять производство платформ СКАРА. Важно отметить, что проект выполнен в соответствии с планом реализации программы Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг».
Елизавета Никулина, специалист Лаборатории ПСПОД Центра НТИ СПбПУ (содокладчик – Екатерина Козина, специалист Лаборатории ПСПОД Центра НТИ СПбПУ), рассказала о междисциплинарном проекте по разработке нейросетевой модели для оценки удобочитаемости и визуального восприятия электронного мультимодального текста. Разработанный цифровой сервис «PolyLing» – интерактивный цифровой инструмент, предназначенный для повышения качества новостного, образовательного и научного контента, публикуемого на официальных веб-сайтах высших учебных заведений. В основе цифрового сервиса – нейросетевая модель, для разработки которой был проведен сбор и анализ наиболее значимых метрик оценки качества текста для носителей русского языка и иностранных граждан, говорящих на нем. Цифровой сервис оценивает текст по двум показателям: лингвистическому и визуальному. Лингвистический анализ учитывает лексико-грамматический состав предложений, метрики морфологической, лексической и синтаксической сложности, показатели связности и структурирования текста. При анализе визуализации сервис отмечает уместность и расположение иллюстраций, оптимальный размер и тип шрифта и межстрочных интервалов и пр. Проанализировав текст, цифровой сервис оценивает контент и дает краткую рекомендацию относительно того, как сделать текст более понятным для потенциального читателя. В дальнейшем планируется расширение доступных для анализа текстов тематик, а также усовершенствование уже внедренных функций. Работы выполнялись в рамках проекта «Цифровые технологии в лингвистике: модель автоматической оценки речевого воздействия мультимодального электронного текста» в рамках стратегического проекта «Технополис «Политех» программы «Приоритет 2030». Основным исполнителем по проекту является Гуманитарный институт СПбПУ.
Программист Лаборатории ПСПОД Центра НТИ СПбПУ Александр Купцов представил кроссплатформенные VR-приложения на примере обучающих виртуальных лабораторий. В ходе выступления была обоснована актуальность VR-технологий и их влияние на различные сферы деятельности человека. Спикер отметил проблему в стандартной методике создания виртуальных лабораторий и предложил в качестве решения кроссплатформенный подход к созданию виртуальных интерактивных приложений, который позволит объединить разработку под каждую целевую платформу и поможет разработчикам. Кроме того, в ходе выступления были представлены Виртуальная лаборатория компрессоров, Виртуальные стенды для лабораторных работ по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» и Виртуальный стенд гидропривода – демонстрационные и обучающие системы, созданные в Лаборатории ПСПОД Центра НТИ СПбПУ в рамках Программы повышения качества образования и подготовки кадров ПАО «Газпром» / ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого» совместно со специалистами целевых подразделений вуза. Докладчик также отметил возможность расширения числа интерактивных действий и сценариев, а также развития кроссплатформенной составляющей в будущих проектах.
Далее Александр Лексашов, научный сотрудник Лаборатории ПСПОД Центра НТИ СПбПУ, выступил с докладом о разработке алгоритмов и программных комплексов для интеллектуальных транспортных систем. Спикер познакомил слушателей с актуальными задачами разработки измерительных комплексов для фиксации нарушений правил дорожного движения водителями и описал особенности разработки необходимых алгоритмов. Представленные алгоритмы позволяют детектировать пешеходов и транспортные средства, строить траектории их движения, распознавать нарушения в соответствии с ГОСТ Р 57144-2016, определять параметры расположения измерительного комплекса на местности по изображению с камеры. С помощью подобных измерительных комплексов обеспечивается соблюдение правил дорожного движения и повышение безопасности участников дорожного движения.
В продолжение младший научный сотрудник Лаборатории ПСПОД Центра НТИ СПбПУ Илья Криони представил методы решения проблем интероперабельности BIM-моделей в комплексных системах автоматизированного проектирования. Докладчик рассмотрел существующие подходы к решению проблем интероперабельности BIM-моделей в комплексных системах проектирования, выделил преимущества и недостатки каждого из подходов. Кроме того, в ходе выступления была рассмотрена возможность использования формата IFC как единой непротиворечивой модели данных – основы для создания универсальной BIM-платформы.
Марина Болсуновская, заведующий Лабораторией ПСПОД Центра НТИ СПбПУ (в соавторстве с главным инженером проекта Лаборатории ПСПОД Центра НТИ СПбПУ Андреем Кузьмичевым) рассказала о разработке базы знаний для региональных геоинформационных систем. Спикер представила геопортал «Санитарно-эпидемиологическое благополучие населения в Российской Арктике» – геоинформационную систему для автоматизированного сбора, анализа и оценки больших данных о медико-демографических, социально-экономических показателях, состоянии факторов среды обитания и здоровья населения Российской Арктики. Ядро веб портала – сервис на основе геоинформационных программных продуктов ArcGis. В дополнение к стандартным решениям ArcGis разрабатывается программное обеспечение для автоматизации процессов сбора, обработки и визуализации информации с учетом существующей в Российской Федерации системы статистического наблюдения, а также административно-территориального деления Российской Арктики.
Секция завершилась выступлением советника по цифровой экономике, доцента кафедры экономики инноваций Экономического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова Елены Тищенко о предпосылках моделирования на основе алгоритмов искусственного интеллекта в индустрии моды. Выступление было посвящено использованию цифровых двойников как стратегии, позволяющей объединить интеллектуальный, технологический, технический и экономический потенциалы отрасли благодаря цифровому моделированию кооперационных стратегий, бизнес-процессов и производственных цепочек.
