В Петрозаводске разработали отечественную систему цифровой диагностики оборудования на предприятиях

Из-за серьезных ограничений на импорт необходимого научного оборудования и соответствующих комплектующих перед научными коллективами встала задача разработать их отечественные аналоги. Так, импортозаместить модульную систему цифровой диагностики технического состояния оборудования предложили сотрудники подведомственного Минобрнауки России Петрозаводского государственного университета (ПетрГУ). Созданный учеными продукт поможет российским промышленным предприятиям повысить технико-экономические показатели производства. Разработка защищена семи патентами и свидетельствами о регистрации программ для ЭВМ.

Оценка и прогноз технического состояния оборудования — важнейшая задача в процессе управления на производстве. Планирование обслуживания, капитальных ремонтов, заказ запчастей, а также сам промышленный процесс зависят от своевременности и точности этой оценки.

Модульная система проверки, которую предложили ученые из ПетрГУ, может быть легко встроена на любом типе производства. Она обрабатывает и хранит огромное количество данных, которые в дальнейшем можно использовать для оптимизации операционных процессов и повышения технико-экономических показателей предприятий.

По словам доцента кафедры электроники и электроэнергетики Физико-технического института ПетрГУ, исполнителя проекта Вадима Путролайнена, созданный продукт отличается высокой конкурентоспособностью на российском рынке ввиду существенной экономии средств, затрачиваемых при ее использовании. Универсальность модулей позволяет легко создавать различные конфигурации системы под различные задачи.

Система сбора и анализа информации состоит из объединительной платы в корпусе и внешних сенсорных вычислительных модулей. Алгоритмы извлекают значимые показатели многопараметрического мониторинга и выполняют оперативную диагностику. Анализ показателей используется для прогнозной аналитики оборудования.

При этом аппаратный комплекс не вносит конструктивных изменений в производственные установки и легко интегрируется в системы управления технологическими процессами предприятия.

Ученые также рассказали, что интеллектуальные интернет-системы мониторинга, помимо промышленного производства, применимы для мобильной медицины, цифровизации образования и многих других направлений.

В частности, специалистами проработана концепция бионического костюма для мониторинга состояния человека в повседневных условиях. При помощи разнообразия датчиков система собирает информацию, на основе которой возможно создание цифровых ассистентов человека, усиливающих и расширяющих возможности естественных органов чувств. Цифровой ассистент обеспечивает мониторинг различных свойств жизнестойкости человека — адаптацию к стрессам, дисфункциям, болезням, трудным условиям жизни и другим негативным воздействиям на ментальное здоровье.

Также эксперты апробировали свою разработку к интернет-системам мониторинга различных предметных областей. В ходе проекта были разработаны технологии изготовления модулей, включающие как сборку на уровне плат, так и в отдельных частях на уровне корпусирования кристаллов микросхем по технологиям SiP и PoP.

SIP или System-in-Package — это количество интегральных схем, заключенных в один или несколько корпусов носителя микросхемы, которые могут быть уложены в стопку с использованием пакета на корпусе.

PoP или Package on package — метод монтажа интегральных схем, когда один или более компонентов монтируются поверх друг друга.

Созданные в рамках проекта технологии корпусирования позволяют конструировать микросборки высокой степени сложности, используя типовые кристаллы. Универсальность предложенных решений дает возможность изготавливать отдельные модули и конфигурировать модульные системы в зависимости от потребности заказчика, а главное — могут быть использованы в качестве импортозамещающих аналогов. Тестирование многокристальных микросхем, а также испытания отдельных модулей и модульной системы в рамках проекта проходило на базе GS Nanotech — российском предприятии по разработке, корпусированию и тестированию микроэлектронной продукции.

«По результатам проекта создан значимый научный задел по таким передовым направлениям цифровизации, как интеллектуальные интернет-технологии, сенсорика интернета вещей, большие данные, видеоаналитика и приложения окружающего искусственного интеллекта», — отметил доцент кафедры информатики и математического обеспечения ПетрГУ, заместитель директора по науке Центра искусственного интеллекта, научный руководитель проекта Дмитрий Корзун.

Он добавил, что полученный результат позволил на базе Центра искусственного интеллекта ПетрГУ организовать новые научные и производственные проекты. Еженедельно проводится несколько специализированных научных семинаров с целью подготовки высококвалифицированных кадров в сфере ИИ и цифровизации для вуза, индустриальных партнеров ПетрГУ и Республики Карелии в целом.

Проект реализован в рамках постановления Правительства РФ о развитии кооперации российских вузов, научных учреждений и производственных предприятий. Его результаты представлены в ведущих международных и российских научных изданиях.