В июне 2020 года на кафедре систем автоматизированного проектирования и управления состоялся очередной выпуск магистров и бакалавров, прошли защиты магистерских диссертаций и выпускных квалификационных работ (ВКР) по направлениям подготовки «Информатика и вычислительная техника» и «Прикладная информатика». В этом году подготовка и проведение государственной итоговой аттестации имело особенности и осуществлялось в новых, непривычных условиях. Драматические события, связанные с пандемией коронавируса, наложили отпечаток на привычную процедуру. Впервые защита дипломов проходила полностью в дистанционном режиме, в формате видеоконференции. Коллектив кафедры, все руководители дипломников приложили большие усилия, чтобы в максимальной степени смягчить «столкновение с будущим», которое наступило столь внезапно и стремительно, не дать обстоятельствам оказать негативное влияние на процесс защиты и сохранить высокий качественный уровень защищаемых работ. Нелишним будет отметить, что дистанционный формат для защиты работ имеет и свои преимущества: на видеоконференции присутствовали наши зарубежные партнеры, которых связывает с кафедрой многолетнее сотрудничество в рамках осуществления международных проектов – это директор по развитию производства компании Klöckner Pentaplast Europe GmbH & Co. KG (kpE), д-р Франк Кляйнерт (Dr. F. Kleinert) и директор компании Kohlert Consulting, экс-директор по специальным проектам компании kpE, д-р, проф. Кристиан Колерт (Prof. Dr. C. Kohlert).
Уже в течение ряда лет основным принципом при подготовке будущих специалистов в области IT-индустрии на кафедре САПРиУ является концептуальное объединение теории и практики: обучающиеся выполняют свои квалификационные работы в рамках научно-исследовательских работ, которыми занимается кафедра. Таким образом, происходит освоение студентами не только технологий программирования и создания сложных аппаратно-программных комплексов, но и погружение в предметную область, освоение того передового научно-практического опыта, который имеется к настоящему времени по исследуемой теме и облекается стараниями студентов и их руководителей в инновационный программный продукт, доведенный до промышленного внедрения.
В число НИР, в рамках которых выполнялись работы магистрантов и бакалавров, входят:
- международная совместная НИР «Программный комплекс для интеллектуального анализа больших данных и оценки ключевых показателей эффективности производства полимерных пленок»;
- прикладная НИР «Программный комплекс для оптимального планирования производства полимерных пленок»;
- прикладная НИР «Подготовка инжиниринговых команд для инновационных процессов переработки вторичных полимерных материалов»;
- прикладная НИР «Разработка образовательной программы повышения квалификации и учебно-методического комплекса в области технологий производства и эксплуатации наноструктурных огнеупорных материалов и изделий для металлургических процессов»;
- Прикладная НИР «Автоматизированный комплекс для интеллектуального анализа и рационального выбора параметров синтеза производных полиеновых макролидных антибиотиков, перспективных для медицины» (совместно с Технионом - Израильским институтом технологии);
- прикладная НИР: «Интеллектуальные системы электронного обучения, обработки информации и управления высокотехнологичными промышленными объектами и системами»;
- прикладная НИР «Разработка образовательной программы повышения квалификации и учебно-методического комплекса для специалистов предприятий наноиндустрии химического и биотехнологического профиля в области автоматизированных производственных нанотехнологий»;
- прикладная НИР «Проектирование программно-аппаратных комплексов для обработки и управления большими данными»;
- прикладная НИР «Разработка образовательной программы повышения квалификации и учебно-методических комплексов для специалистов предприятий наноиндустрии химического и биотехнологического профиля в области автоматизированных производственных технологий».
Для иллюстрации вышесказанного приведем далее краткую характеристику выполненных магистерских диссертаций и ВКР, которые относятся к самым различным областям индустрии и характеризуют как широту охвата научно-исследовательских работ, выполняемых на кафедре, так и унифицированность методологического подхода, эффективно обеспечивающего создание прикладных информационных решений для столь разнообразных предметных областей, которые исследовали выпускники.
Под руководством заведующей кафедрой, профессора Тамары Балабековны Чистяковой были защищены три магистерских диссертации. Д.Е. Саенко выполнил работу на тему «Клиент-серверное приложение для интеллектуального анализа, визуализации промышленных данных и управления производством полимерных пленок». Комплекс позволяет на основании измерения и расчета показателей качества выдать рекомендации по управлению производством полимерной продукции. Тема диссертации К.А. Захаренко – «Компьютерная система оптимального планирования заказов промышленной корпорации по производству полимерных пленочных материалов». Данная работа является актуальной вследствие того, что позволяет за счет оптимального распределения заказов в пространстве и времени сократить затраты времени и финансов производства. А.А. Лунев защитил диссертацию на тему «Интеллектуальная система мониторинга процесса ректификации на установках первичной переработки нефти». Внедрение такой системы способно повысить качество и эффективность проведения процесса первичной переработки нефти за счет системы мониторинга и своевременного оповещения операторов установок о нештатных ситуациях.
Доцент И.В. Новожилова была руководителем четырех магистерских диссертаций и двух ВКР бакалавров. Диссертация Д.Р. Кунакбаевой называется «Информационно-поисковая система методов и технологий вторичной переработки полимерных отходов». Внедрение информационно-поисковой системы позволит на основе информационной модели процесса производства технических полимерных изделий осуществлять поиск методов и технологий для синтеза изделий из вторичного сырья с заданными требованиями по качеству. В.О. Васькин выполнил работу на тему «Компьютерная система интеллектуального анализа промышленных данных для ресурсосберегающего управления сталеплавильным конвертерным процессом». Разработанная компьютерная система позволит на основе применения технологий машинного обучения проводить интеллектуальный анализ больших промышленных данных, получаемых с систем мониторинга конвертерного процесса, и определять значения управляющих воздействий, влияющих на качественные показатели стали. Тема диссертации третьего магистранта – Н.А. Кунавич – «Информационная система для метрологического учета и анализа средств измерений электроэнергетических величин промышленных и топливно-энергетических предприятий». Разработанный программный продукт может решать производственные задачи на основе продукционной модели представления знаний о правилах поверки и ремонта измерительных приборов. Т.А. Парамохина в результате выполнения магистерской диссертации создала систему поддержки принятия решений, позволяющей на основе продукционной модели представления знаний о правилах выбора оборудования производства технических полимерных изделий из вторичного сырья решать задачу перенастройки полимерного производства на новый вид продукции, производительность и энергопотребление. С этой темой, как и с темой Д.Р. Кунакбаевой, связана ВКР бакалавра М.В. Бедердиновой. Её диплом был посвящен разработке информационно-поисковой системы, позволяющей на основе информационной модели процесса производства технических полимерных изделий осуществлять формирование технологического регламента для синтеза изделия из вторичного сырья с заданными свойствами по качеству и экологическим характеристикам. И, наконец, еще одна дипломница, А.С. Яковлева, в своей работе исследовала проблемы, связанные сс необходимостью мотивации студентов к физкультурной грамотности как качественной мере воздействия на личность будущего специалиста. Учебно-исследовательский комплекс, разработанный А.С. Яковлевой, позволяет на базе настраиваемой информационной модели упражнений по большому теннису осуществлять формирование индивидуальных программ спортивных тренировок с учетом уровня физической подготовки студентов.
Н.С. Афанасьев (руководитель – доцент Л.В. Гольцева) в результате выполнения магистерской диссертации создал проблемно-ориентированный программный комплекс для изучения и управления процессом получения синтетического изопренового каучука, что является актуальной задачей в связи со сложностью объекта и широким распространением подобных объектов в промышленности. Научная новизна работы заключается в создании гибкого интегрированного программного продукта, настраиваемого на заданную производительность, сырьё, характеристики оборудования, включающего различные аспекты изучения процесса полимеризации изопрена в режиме нормального функционирования и при возникновении нештатных ситуаций.
Л.Е. Авдеева работала над магистерской диссертацией под руководством старшего преподавателя Л.Ф. Макаровой. Тема работы связана с разработкой программного комплекса, автоматизирующего процессы обработки заказов и формирования отчетной документации полиграфического предприятия, в целях его внедрения на предприятии для повышения эффективности работы сотрудников отдела менеджмента, содействуя тем самым руководству в улучшении управления работой предприятия, делая его успешным на рынке полиграфической продукции.
Доцент Д.Н. Петров был руководителем трех выпускников. Магистрант О.В. Курзенева разработала сложную прикладную предметно-ориентированную систему автоматизированного проектирования трехмерных моделей реакторных участков для синтеза углеродных нанокластерных структур. Подобного назначения системы значительно упрощают предпроектное обследование объекта проектирования, минимизируют затраты и риски ошибок при проектировании объектов такой сложности, как реакторные участки для синтеза углеродных наноструктур. К.М. Каличева создала программно-аппаратный комплекс, позволяющий осуществлять дистанционный синтез и исследование свойств неагрессивных водных растворов. Актуальность и практическая значимость работы обосновывается внедрением новыми образовательными стандартами элементов дистанционной формы обучения для химико-технологических направлений подготовки. Автором еще одной ВКР является М.В. Филимонова, решившая задачу создания многокомпонентного программного комплекса для сборки экстракционной установки и 3D-визуализации процесса экстрагирования фуллеренов с расчетом качественно-интегральных показателей в соответствии с требованиями к производительности установки и экономическим показателям процесса.
По две магистерских диссертации и ВКР бакалавра были защищены под руководством доцента А.С. Разыграева. Его подопечными являлись А.В. Камаев, М.В. Бордунова, Н.В. Зотов и Г.Н. Лубенец. Диссертация А.В. Камаева посвящена вопросу разработки программного комплекса для управления размерными характеристиками каландрированных тонких материалов на основе анализа больших промышленных данных. Практическая значимость работы заключается в том, что использование данного приложения позволит давать рекомендации оператору по настройке каландровой линии производства полимерной пленки, тем самым снизив человеческие ошибки, и тем самым снизив количество бракованной по толщине продукции. М.В. Бордунова разработала геоинформационную систему для распределения пакета заказов международной промышленной корпорации по производству полимерных пленок. использование данной геоинформационной системы позволит повысить эффективность работы специалистов по планированию производства. ВКР Н.В. Зотова была посвящена разработке дистанционной системы, позволяющей на основе математической модели, осуществлять поддержку принятия решений по управлению термоусадочными характеристиками полимерных пленочных материалов. Данная работа является актуальной за счет того, что процесс управления термоусадочными характеристиками полимерных пленочных материалов является сложным для ручного управления оператором линии. Г.Н. Лубенец занимался разработкой веб-приложения, позволяющего на основе математической модели для расчета экологических характеристик полимерных упаковочных материалов осуществлять поддержку принятия решений по выбору упаковки с наилучшими природосберегающими характеристиками.
Магистрант П.Д. Рахманов (руководитель – старший преподаватель А.К. Федин) в своем исследовании рассмотрел тему, связанную с решением задачи обучения операторов станков основам управления процессом электрохимической обработки на примере станка модели ET-300. Разработанный программный комплекс позволит оператору ознакомиться с обучающими материалами по основам проведения обработки на станках электрохимической обработки и смоделировать процесс обработки с использованием виртуального интерфейса станка модели ET-300 для поиска управляющих воздействий, обеспечивающих заданные значения показателей производительности.
Работами двух дипломников, магистранта и бакалавра, руководил доцент Р.В. Макарук. Д.Д. Киндякова посвятила магистерскую диссертацию разработке автоматизированной системы для выбора и визуализации трехмерных моделей молекул антимикотиков. Выбор темы обусловлен необходимостью для мирового рынка в синтезе новых противогрибковых антибиотиков. Система решает сложную задачу исследования строения синтезируемых молекул антимикотиков и изменения их структуры в виртуальном пространстве. Бакалавр А.Ч. Тедтоев выполнил ВКР на тему, связанную с актуальной проблемой анализа цветовых характеристик полимерной пленки. Выбор темы обусловлен необходимостью повышения качества работы систем анализа больших данных за счёт использования экспертных знаний, оценок, позволяющих прогнозировать качество полимерной продукции даже в условиях неполноты входных данных.
А.И. Суменко выполнила работу под руководством старшего преподавателя А.В. Козлова. Темой работы стало создание программного комплекса, позволяющего автоматизировать процесс формирования рецептур композиционных смесей для вторичной переработки полимеров. Эта тема приобретает особую актуальность в условиях ухудшающейся экологической обстановки и накопления полимерных отходов. Программный комплекс может быть использован для формирования компетенций и применения в профессиональной деятельности инженера-технолога, занимающегося организацией производства по переработке вторичных полимерных материалов.
Дипломница Д.А. Лоскутова под руководством доцента В.Ю. Плонского рассмотрела задачу, связанную с учетом и мониторингом состояния многооборотной тары промышленного предприятия. Актуальность темы обусловлена необходимостью рационального использования ресурсной базы предприятия, в том числе производственных запасов многооборотной тары. Достижению этой цели способствует внедрение инструментов информационной поддержки формирования отчетности по состоянию и размещению многооборотной тары на складах предприятия и складах контрагентов. Результатом работы является автоматизированная система, предназначенная для повышения эффективности работы специалистов предприятия, связанных с учётом и возобновлением запасов многооборотной тары.
Руководителем еще двух ВКР являлся старший преподаватель М.А. Тетерин. Под его началом работы выполнили бакалавры В.А. Киселев и В.П. Татаринцев. Первая из работ была посвящена созданию веб-приложения, позволяющего производить интеллектуальную обработку больших производственных данных, загруженных в систему. Проведенное тестирование веб-приложения для обработки больших промышленных данных и визуализации показателей качества полимерных пленок на основе алгоритма равномерного приближения и проекции подтвердило его работоспособность и возможность использования для дальнейшей аналитики на производстве. В.П. Татаринцев разработал веб-приложение, позволяющее производить прогнозирование потребительских характеристик полимерных пленок. Веб-приложение для прогнозирования потребительских характеристик полимерных пленок на основе сверточных нейронных сетей подтвердило его работоспособность и возможность использования для решения производственных задач.
А.А. Кондратьева и А.О. Копелев были дипломниками старшего преподавателя О.Г. Новиковой. А.А. Кондратьева защитила ВКР на тему «Информационно-поисковая подсистема интернет-портала выпускников кафедры технического университета». Разработка будет способствовать создания сообщества профессионалов, по роду деятельности и биографии связанных с кафедрой САПРиУ и Технологическим институтом. Это в свою очередь обеспечит проведение мероприятий по установлению и укреплению профессиональных и культурных связей между выпускниками университета, способствующих их научному, культурному, профессиональному росту, карьерному продвижению. Темой А.О. Копелева являлось создание программного комплекса для формирования реестра виртуальных моделей вычислительной техники разных поколений. При помощи комплекса можно увидеть историю вычислительной техники нашего вуза и кафедры в частности, что играет большую просветительскую роль при формировании будущих специалистов в области IT-индустрии.
А.Д. Липкан (руководитель ВКР бакалавра – доцент А.Н. Полосин) выполнила работу на тему «Программный комплекс для управления процессом одношнековой экструзии полимеров в нештатных ситуациях». Актуальность работы обусловлена многоассортиментным, крупнотоннажным характером производства полимерных пленок, наличием рециклов (возвратных отходов, подаваемых в экструдер), жесткими требованиями к потребительским характеристикам пленок, которые зависят от качества экструдата, неполнотой информации о качестве экструдата. Эффективным способом решения проблемы управления экструзией в нештатных ситуациях, связанных с браком экструдата и пленки, является разработка программного комплекса, который позволяет идентифицировать нештатные ситуации, определять их истинные причины и формировать советы оператору экструдера по их устранению. Это способствует повышению оперативности принятия решений, улучшению качества пленки, увеличению производительности. В ходе выполнения работы Липкан А.Д. решена важная в теоретическом и практическом плане проблема разработки гибкого программного комплекса, включающего многовариантные модели описания процесса одношнековой экструзии полимеров, настраиваемого на марку экструдера и тип полимера, позволяющего формировать советы по управлению качеством экструдата при нештатных ситуациях и визуализировать характеристики процесса экструзии в эргономичной для управленческого производственного персонала форме.
Доцент И.Г. Корниенко руководил ВКР К.Ю. Лемдянова. Работа была посвящена созданию геоинформационной системы для анализа инноваций в жизненном цикле производства полимерных материалов. Выбор темы обусловлен высокой наукоемкостью и активным развитием современных технологий для анализа и визуализации данных. Система позволяет осуществлять поиск научных трудов во внешних источниках баз данных Scopus, РИНЦ и Web of Science.
О.М. Захарова под руководством доцента И.А. Смирнова защитила ВКР на тему «Программный комплекс для выбора оборудования в производстве полиеновых макролидных антибиотиков». Захарова О.М. создала программный продукт, позволяющий на основе анализа данных об исходном антибиотике, реагентах для химической модификации, а также о предельно допустимых значениях характеристик процесса формировать рекомендации о возможности использования химического оборудования в производстве новых производных антибиотиков, помогающие проектировщику новых технологических линий принимать соответствующие решения.
Завершим обзор защищенных выпускных работ описанием ВКР, выполненной К.Д. Смирновым под руководством доцента Г.В. Кузнецовой. Результатом выполнения выпускной квалификационной работы является учебно-исследовательский комплекс для оценки зон поражения и расчета рисков при возникновении чрезвычайных ситуаций на объектах нефтехранения. Результаты анализа риска используются при декларировании промышленной безопасности опасных производственных объектов, экспертизе промышленной безопасности и анализе проектных решений.
Все работы были представлены на хорошем квалификационном уровне и высоко оценены Государственной экзаменационной комиссией. Процесс подготовки и осуществления защит продемонстрировал способность преподавательского состава кафедры САПРиУ и обучающихся на ней студентов достойно отвечать вызовам времени, оперативно реагировать на запросы, предъявляемые промышленным сообществом, связывать воедино теоретические знания и практическую ориентированность прикладных разработок в сфере IT-индустрии.
Выражаем благодарность всем руководителям диссертаций и ВКР, студентам, членам Государственной экзаменационной комиссии, а также отдельно тем, кто обеспечил организацию проведения государственной итоговой аттестации в дистанционном режиме:
Чистякова Тамара Балабековна – заведующая кафедрой САПРиУ;
Полосин Андрей Николаевич – заместитель заведующей кафедрой САПРиУ по научной работе, координатор международных НИР;
Макарук Роман Валерьевич – заведующий учебной лабораторией кафедры САПРиУ, секретарь Государственной экзаменационной комиссии по направлению «Информатика и вычислительная техника»;
Разыграев Александр Сергеевич – секретарь Государственной экзаменационной комиссии по направлению «Прикладная информатика».
Руководители инновационных
российско-германских проектов
Чистякова Тамара Балабековна – заведующая кафедрой
систем автоматизированного проектирования и управления, руководитель ведущей
научно-педагогической школы Санкт-Петербурга в области
информационно-телекоммуникационных систем и технологий, доктор технических
наук, профессор
Колерт Кристиан (Kohlert
Christian) – экс-директор по
технологическим процессам компании Klöckner Pentaplast Europe GmbH
& Co. KG,
директор компании Kohlert Consulting,
член Научного общества им. Г.В. Лейбница, доктор, почетный профессор СПбГТИ(ТУ)
На фото (сверху вниз): Председатель Государственной экзаменационной комиссии Л. А. Осипов; доцент А. Н. Полосин; доцент А.С. Разыграев; старший преподаватель И. А. Песков.
