В текущих экономических условиях, когда идея импортозамещения изжила себя полностью, внедрение новых отечественных информационных технологий в производстве приборов неразрушающего контроля, а также цифровых инноваций в промышленной безопасности в большинстве отраслей экономики, созданных ведущими научными организациями, является приоритетным направлением в формировании и развитии технологического суверенитета Российской Федерации.
В основе всех процессов формировании и развития технологического суверенитета нашей страны находится Цифровая трансформация производителей и потребителей продуктов и услуг.
Цель цифровой трансформации продуктов и услуг производителей оборудования неразрушающего контроля должна заключаться в реализации ряда комплексных мероприятий и проектов основывающихся на прорывных и перспективных технологиях «Индустрии 4.0», которые позволят создать на первом этапе цифровую инфраструктуру, а в последствии экосистему неразрушающего контроля, способную не только объединить разрозненные цифровые решения, платформы, системы и десятки тысяч «умных» устройств в рамках одного информационного поля, но и дать толчок к созданию и развитию новых конкурентных продуктов и услуг в Российской Федерации и за ее пределами.
Важным аспектом проектирования, разработки, производства и развития новых «умных» приборов неразрушающего контроля является применение передовых технологий четвертой промышленной революции, к которым можно отнести: технологии работы с большими данными, машинное обучение и искусственный интеллект, а также создание цифровых платформ и сервизов, функционирующих в рамках вышеупомянутой цифровой экосистемы.
Под цифровой инфраструктурой неразрушающего контроля понимается комплекс нормативно-технических и программно-аппаратных решений (ПАК), обеспечивающий разработку, реализацию и поддержку новых «умных» продуктов и цифровых услуг.
Создание цифровой инфраструктуры неразрушающего контроля должно основываться, прежде всего, на определении перечня (стека) базовых технологий, которые будут взяты за основу при его реализации.
Ниже представлен универсальный технологический стек для разработки и создания цифрового платформенного решения неразрушающего контроля производителей оборудования:
Одним из приоритетных направлений для отечественной промышленности является широкое использование технологий промышленного Интернета вещей. В свою очередь, правильная компоновка технологического стека позволяет в кратчайшие строки приступить к проектированию и созданию новых платформенных решений.
В основе цифровой платформы неразрушающего контроля должны быть использованы передовые информационные технологии, способные обеспечить сбор и анализ данных с сотен тысяч устройств неразрушающего контроля в интересах промышленных предприятий.
Текущая проблема на отечественном рынке «умных» устройств неразрушающего контроля заключается в:
· Полном отсутствии на рынке «умного» - оборудования промышленного Интернета вещей неразрушающего контроля, производимого в Российской Федерации.
· Отсутствии цифрового протокола обмена данными, позволяющего собирать гетерогенные данные с сотен тысяч устройств неразрушающего контроля. Цифровой протокол позволит создать отечественное «smart» - оборудование.
· Отсутствии централизованной системы сбора, разметки и интеллектуальной постобработки полученных данных «умного»-оборудования. Нет системы, позволяющей промышленным и индустриальным партнерам и заказчикам получать в реальном времени верифицированные данные неразрушающего контроля.
· Отсутствии отечественного промышленного платформенного решения в области неразрушающего контроля, реализующего цифровые сервисы по верификации, обработке и постобработке больших гетерогенных данных «умного»-оборудования и их дальнейшему использованию в аналитических системах и системах поддержки принятия решений промышленных и индустриальных партнеров и заказчиков.
На сегодняшний день, создание отечественного отраслевого платформенного решения, обработки и верификации гетерогенных данных «умного»-оборудования неразрушающего контроля в режиме реального времени для устройств промышленного Интернета вещей на основе применения новых технологий обработки больших массивов данных, глубокого машинного обучения, а также отечественного аппаратного комплекса высокой производительности для решения широкого круга задач неразрушающего контроля в интересах промышленных предприятий Российской Федерации – одна из приоритетных задач Укрепления национальной безопасности Российской Федерации, решение которой позволит получить новый «цифровой» инструмент государственной политики в области промышленной безопасности и существенно снизить риски возникновения аварий и чрезвычайных ситуаций.
Создание отечественного отраслевого платформенного решения предлагается реализовать в соответствии с предложенной дорожной картой:
Основное назначение платформенного решения должно заключаться в сквозной автоматизации сложных рутинных процессов сбора и обработки большого количества разнородных данных с миллионов «умных» - устройств неразрушающего контроля (по универсальному протоколу), требующих высокой квалификации инженерно-технического персонала, а также предоставление цифровых сервисов по их обработке и постобработке (в т.ч. верификации) при помощи новых технологий, с целью получения новых знаний, дополнительной ценности из имеющихся данных промышленных предприятий для повышения эффективности и безопасности производства продукции, строительства и эксплуатации промышленной инфраструктуры.
Решение данной проблемы, при выполнении операций неразрушающего контроля, позволит:
· Повысить производительность труда при выполнении операций неразрушающего контроля за счет сокращения времени контроля и увеличения объема контролируемых объектов в автоматизированном режиме.
· Повысить качество, точность и достоверность, получаемых данных.
· Снизить риски возникновения аварий и стоимость возможного ущерба.
Это достигается, в том числе, за счет создания и совершенствования научно-технического потенциала, реализуемого в платформенном решении, а именно:
· Разработки новых и комплексирования различных методов неразрушающего контроля для установления точной локализации дефектов.
· Математического моделирования и применения новых технологий машинного обучения, в том числе:
Алгоритмов распознавания образов дефектов с использованием сверточной нейронной сети и самообучаемых классификаторов новых образов дефектов, построенных по архитектуре адаптивно-резонансной теории.
Алгоритмов синтеза трехмерного образа (3D-томограммы) по диаграммам «срезов» объекта (2D-томограммам), полученным методом много ресурсного ультразвукового зондирования.
Алгоритмов классификации состояний диагностируемого объекта (нормального или аномального).
· Формирования единых требований к структуре и составу данных результатов неразрушающего контроля, реализованных в виде универсального протокола (в дальнейшем проведение работ по созданию государственного стандарта).
На основании всего вышесказанного, разработка платформенного решения, для предприятий и организаций различных отраслей экономики, позволяет повысить уровень диагностики материалов, изделий и конструкций, являющихся как средствами, так и объектами производства, а также создавать и развивать на ее основе новые цифровые инструменты («умного» оборудования и систем автоматизации) с применением новых информационных технологий.
Это в свою очередь позволяют значительно повысить уровень промышленной безопасности предприятий Российской Федерации и заложить твердую основу технологического суверенитета нашей страны.
Проекты данного уровня реализуются в рамках Федерального проекта «Цифровые технологии» Национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации» (Паспорт Программы утвержден протоколом заседания президиума Совета при Президенте Российской Федерации по стратегическому развитию и национальным проектам от 04.06.2019 № 7). Источником финансирования являются гранты Российского фонда развития информационных технологий (РФРИТ) из федерального бюджета согласно Постановлению Правительства РФ от 03.052019 №550 «Об утверждении Правил предоставления субсидии из федерального бюджета Российскому фонду развития информационных технологий на поддержку проектов по разработке и внедрению российских решений в сфере информационных технологий».
Палюх Борис Васильевич
д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Информационные системы» ТвГТУ, г. Тверь
Чесалов Александр Юрьевич
к.т.н., генеральный директор ООО «Программные системы Атлансис», г. Тверь
