1 Разработка web-ориентированного программно-аппаратного комплекса в области проектирования и эксплуатации энерго- и ресурсосберегающих технических систем химического и машиностроительного профиля Коллектив исполнителей: - докторов наук - 6; - кандидатов наук - 5; - аспирантов – 20; - студентов исследователей – 6. Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 2 Цель работы Разработка Интернет-ориентированного программноаппаратного комплекса в области проектирования и эксплуатации систем химического и машиностроительного профиля, обеспечивающего: • возможности доступа к прикладным моделям, базам данных, средствам визуализации (анимации) с использование современной концепции web 2.0 (форумы, wiki, блоги, облачные вычисления и др.); • совместную разработку приложений распределенными коллективами и проведений научных исследований на основе этих приложений; • организацию обучения студентов и аспирантов. Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» Актуальность проекта 3 Государственная комплексная программа развития экономики России «Машиностроение», как её системообразующая отрасль и определяющая уровень производственного и кадрового потенциалов страны, обороноспособности государства, а также устойчивого функционирования всех отраслей промышленности, является главным плацдармом подъема экономики России и придания ей инновационного характера Стратегия развития химической и нефтехимической промышленности России на период до 2015 года (приказ Минпромэнерго России от «14» марта 2008 г. № 119) Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 4 Проблемы в предметной области: • высокая сложность проектирования и эксплуатации рассматриваемых технических систем; • необходимость своевременного обучения и переподготовки персонала; • высокая стоимость и трудоемкость создания физических моделей; • отсутствие качественных компьютерных моделей и возможности использования современных Интернет-технологий. Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» Решаемые задачи: 5 • разработка структуры прототипа платформы «Проектирование и эксплуатация технических систем»; • программная реализация платформы, включающая следующие модули: • библиотека 3D-моделей элементов и узлов технологического оборудования и их характеристик; • библиотека математических, в том числе имитационных моделей технических систем; • библиотека виртуальных тренажерных комплексов для обучения обслуживающего персонала технических систем; • библиотека пространственных моделей территориально распределенных объектов; • информационно-образовательная система обучения студентов и аспирантов; • коммуникационная среда для обеспечения возможности общения. Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» Ожидаемый народнохозяйственный эффект 6 В СССР существовали научно-исследовательские институты и проектные организации, обеспечивающие развитие рассматриваемых отраслей промышленности, в том числе: Научно-исследовательский институт органических красителей и полупродуктов (НИОПиК) и Государственный институт проектирования органической химии (ГИПРООРГХИМ), филиалы которых располагались в Тамбове и в Украине (г.Рубежное, Луганской обл.). В настоящее время в России без научной и проектно-конструкторской поддержки остался целый ряд заводов химической промышленности и химического машиностроения. Предлагаемый Интернет-ориентированный программно-аппаратный комплекс в области проектирования и эксплуатации химического оборудования должен обеспечить: • быстрое распространение перспективных разработок и передовых информационных технологий, предназначенных для поддержки принятия решений по проектированию и управлению техническими системами; • кооперацию предприятий для выполнения больших заказов; • поиск заказчиков и производителей химической продукции и химического оборудования. Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 7 Потенциальные пользователи: Предприятия химического профиля Тамбовской области: • ОАО «Пигмент», г.Тамбов; • ОАО «АРТИ-завод», г.Тамбов; • ОАО «Биохим», г. Рассказово; • ОАО «Котовский лакокрасочный завод», г. Котовск; • ГП «Котовский завод пластмасс», г. Котовск и др.; машиностроительного профиля Тамбовской области : • ОАО «Тамбовский завод Комсомолец им. Н.С. Артемова», г.Тамбов; • ОАО «ТАГАТ», г.Тамбов; • ЗАО «Завод Тамбовполимермаш», г.Тамбов; • ОАО «Тамбовмаш», г.Тамбов; • ООО «Моршанскхиммаш», г. Моршанск; • АО РНП «Первомайскхиммаш», п.г.т. Первомайск. Предприятия стран ближнего зарубежья. Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 8 Объект коммерциализации: программно-аппаратный комплекс, на основе которого предполагается выполнение следующих работ (услуг): • разработка проектно-конструкторской документации по созданию объектов технических систем рассматриваемого профиля; • разработка 3D-моделей элементов и узлов технологического оборудования; • разработка виртуальных тренажеров для обучения и тренинга операторов технических систем; • разработка пространственных моделей территориально распределенных объектов; • подготовка и повышение квалификации персонала промышленных предприятий; • создание web-ориентированных учебно-методических комплексов по дисциплинам инженерного профиля. Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 9 Предпосылки для успешного завершения проекта За последние три года в рамках следующих НИР ФЦП «Научные и научнопедагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы: • государственный контракт № 02.740.11.0624 по теме «Методы, алгоритмы и программное обеспечение разработки виртуальных моделей технических объектов для обучения специалистов и создания прикладных информационных систем»; • государственный контракт №14.740.11.0961 по теме «Развитие методов и алгоритмов разработки виртуальных моделей технических объектов химического и машиностроительного профиля»; • Государственный контракт № П2359 по теме «Учебнопромышленная информационная система автоматизирования конструирования химического (технологического) оборудования». • Методики, алгоритмы и программное обеспечение отдельных модулей программно-аппаратного комплекса успешно применяются при обучении студентов и аспирантов, а также подготовке персонала химико-технологических производств ОАО «Пигмент» г. Тамбов. Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 10 Материально-техническая база: • лаборатория автоматизированных рабочих мест кафедры «Автоматизированное проектирование технологического оборудования» (30 современных компьютеров); • учебно-исследовательская лаборатория «Проектирование и эксплуатация химико-технологических систем» с возможностью удаленного доступа по каналам сети Интернет; • учебно-методический центр по разработке электронных мультимедийных информационно-образовательных ресурсов; • высокопроизводительный кластер для параллельных вычислений; • узел сети Internet ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»; • лицензионное программное обеспечение. Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 11 Интерактивная виртуальная модель производственной площадки Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» Фрагмент 3d-модели промышленного предприятия 12 Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 13 3d-модель установки получения нефтебитумной эмульсии Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 3d-модель аппарата со внутренним змеевиком 14 Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 15 Привод аппарата с мешалкой Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» Модель системы "плита–пресс-формы–плита" 16 Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 17 Тренажер для операторов установки синтеза монометиланилина Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» Имитационная модель реактора для синтеза смолы (фрагмент) 18 Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети»