Разработка web-ориентированного программно

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»