В 1971 году в Ленинградском технологическом институте имени Ленсовета создана кафедра автоматизированных систем управления, первым заведующим которой был доцент, к.т.н. Ильин Борис Владимирович. Коллектив кафедры занимался разработкой и внедрением в учебный процесс и промышленность методологии структурного и параметрического синтеза и анализа автоматических и автоматизированных систем управления технологическими процессами (применительно к объектам нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности и синтеза аммиака), систем автоматизации научных исследований и экспериментов, подсистем автоматизированных систем управления производством.
В рамках этой тематики в конце 1970-х – начале 1980-х гг. сформировалось новое научное направление, связанное с развитием формализованных методов автоматизированного проектирования потенциально-опасных химико-технологических процессов, в том числе производств высокоэнергетических материалов, и автоматизированных систем управления ими в условиях неполной информации на базе математических моделей объектов проектирования и управления. Кафедра успешно создавала и внедряла в различные отрасли промышленности проектируемые ею автоматизированные системы, что позволило институту в 1984 году доверить кафедре, которую в то время возглавлял профессор, д.т.н. Сотников Владимир Васильевич, подготовку специалистов в области автоматизированного проектирования. В 1986 г. кафедра была переименована и получила название кафедры систем автоматизированного проектирования и управления. С 1990 г. на кафедре начинаются исследования в области создания обучающих систем и компьютерных тренажёров для химико-технологических процессов, сформировавшиеся в научное направление, в рамках которого разработана методология и инструментальные средства синтеза автоматизированных интеллектуальных тренажерно-обучающих комплексов для управленческого персонала потенциально-опасных химических производств (процессов нитрования, полимеризации, производства каучука, риформинга, коксования).
В 1997 году кафедру возглавила профессор, д.т.н. Чистякова Тамара Балабековна. Кафедра осуществила переход к подготовке инженеров по специальности САПР в рамках нового направления «Информатика и вычислительная техника», что потребовало существенной модернизации учебного плана специальности, введения новых дисциплин, обновления парка вычислительной техники, создания локальной сети с выходом в Internet , обеспечивающей функционирование шести компьютерных классов кафедры.
В последние годы кафедра разработала учебные планы и получила лицензии на подготовку бакалавров и магистров техники и технологии по направлению «Информатика и вычислительная техника», а также по инженерной специальности «Автоматизированные системы обработки информации и управления».
Педагогический коллектив кафедры состоит из 40 человек, большинство из которых – выпускники Технологического института и выпускники кафедры (от первого выпуска до выпуска 2007 года). Преподаватели кафедры читают 30 дисциплин специальности САПР.
Всего кафедрой подготовлено (на 2005 год) 712 инженеров, причём 226 из них получили дипломы с отличием.
Интенсивное развитие инновационно активных международных производств полимерной, машиностроительной, химической, нефтеперерабатывающей промышленности и потребности современного рынка, приводящие к необходимости обеспечения гибкости производственных систем, связанной с компоновкой технологических линий и их перенастройкой на различную производительность, типы сырья и требования к качеству продукции в разных странах, обусловили необходимость подготовки высококвалифицированных специалистов, обладающих навыками генерирования и внедрения инноваций на международном уровне с использованием современных информационных технологий, методов и средств моделирования, CALS-технологий проектирования, методов искусственного интеллекта. Отвечая на запросы времени, коллектив кафедры под руководством профессора Т.Б. Чистяковой осуществил в 2002–2006 гг. переход на многоуровневую систему подготовки дипломированных бакалавров и магистров техники и технологии по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника». В этот период развивались фундаментальные научные направления, связанные с автоматизированным синтезом и анализом систем моделирования, проектирования, управления, обучения и тренажа химико-технологических процессов, и выделились новые направления исследований и разработок в области интеллектуальных компьютерных систем дистанционного обучения, проектирования, обработки информации и управления для гибких многоассортиментных производственных систем, систем экологического мониторинга, интегрированных информационно-управляющих и обучающих систем для химических производств на базе SCADA-систем и систем реального времени, программных комплексов нечеткого и нейро-нечеткого моделирования для контроля, диагностики, прогнозирования и управления технологическими процессами, математических моделей больших открытых систем.
В настоящее время научные исследования на кафедре выполняются в рамках приоритетного направления развития науки, техники и технологий «Информационно-телекоммуникационные системы» по нескольким темам.
Кафедра осуществляет подготовку бакалавров и магистров по следующим направлениям и образовательным программам:
- бакалавриат
- магистратура
Аспирантура кафедры ведет подготовку кандидатов и докторов наук по направлению «Информатика, вычислительная техника и управление» по специальностям:
Программы двойного дипломирования:
Уровень подготовки выпускников кафедры позволяет им становиться руководителями крупных международных проектов и динамично развивающихся инновационных IT-компаний в реальных секторах экономики!
Кафедра готовит специалистов, работающих в различных сферах промышленности:
- отделы САПР и АСУ производственных систем и предприятий;
- вычислительные центры промышленных предприятий и организаций;
- отделы вычислительной техники и автоматизации банков, фирм, коммерческих и организационных структур;
- отечественные и зарубежные научные центры по разработке программного и аппаратного обеспечения;
- учебные центры преподавания современных информационных технологий проектирования и вычислительной техники.
Научно-исследовательская работа кафедры
Основное научное направление кафедры: ПРОГРАММНО-АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ, ПРОЕКТИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫМИ ОБЪЕКТАМИ ХИМИЧЕСКОЙ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ
1. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ МНОГОАССОРТИМЕНТНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ
Исследования осуществляются в рамках совместных научных проектов СПбГТИ(ТУ) с международными корпорациями по производству высокотехнологичных полимерных материалов «Klöckner Pentaplast» и «Mondi», а также с Рурским университетом Бохума по научно-образовательной программе им. Л. Эйлера, поддерживаемой DAAD, и Высшей школой (университетом прикладных наук) Дармштадта. На базе Международного дистанционного учебно-исследовательского центра упаковочной пленки и Российско-германского инновационного центра «Программно-аппаратные комплексы для обработки информации и управления качеством полимерных материалов» разрабатываются модели, методы, алгоритмы и программно-аппаратные комплексы для обработки фото- и видеоинформации, защиты и управления качеством полимерных материалов, применяемых в фармацевтической и пищевой промышленности.
2. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОИЗВОДСТВ ХИМИЧЕСКОЙ И НАНОИНДУСТРИИ
Исследования осуществляются в рамках совместных научно-образовательных проектов СПбГТИ(ТУ) с Фондом инфраструктурных и образовательных программ РОСНАНО и компанией по производству керамических наноматериалов и изделий из них «Вириал» на базе дистанционного научно-образовательного центра «Программные комплексы для высоких химических технологий» и межкафедральной лаборатории трансферта химических технологий «Кристалл», а также с Фраунгоферовским институтом керамических технологий и систем (Дрезден) и немецкой компанией по производству строительных материалов и керамики «B + M Nottenkämper». Созданная методология сквозного проектирования интеллектуальных тренажерно-обучающих программно-методических комплексов позволяет реализовать жизненный цикл тренажерно-обучающего комплекса на базе продукционно-фреймовых технологий, тренажерных технологий, технологий имитационного моделирования, технологий электронного обучения путем синтеза его ядра, которое включает многовариантные, адаптивные к переменным характеристикам объекта изучения модели описания объекта и стратегии обучения. Разработаны интеллектуальные системы электронного обучения обработке информации и управлению производствами наноструктурированных керамических материалов, гранулированных пористых материалов экологического назначения, тренажерно-обучающие комплексы для управленческого производственного персонала химических производств различных классов (нитрования, риформинга, коксования, электротермических и электрохимических производств и др.).
3. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ
Исследования связаны с разработкой моделей, методов, алгоритмов и информационных технологий для сквозного проектирования виртуальных моделей гибких многоассортиментных высокотехнологичных производств химической и наноиндустрии. Спроектированы виртуальные модели заводов по производству полимерных пленок корпораций «Klöckner Pentaplast» в России, Германии, Таиланде и «Mondi» в Германии, модели производства наноструктурированных керамических материалов компании «Вириал», производства литий-ионных аккумуляторов компании «Ригель», проектируются модели производств звукоизоляционных полимерно-текстильных материалов для автомобилей международной корпорации «HP Pelzer» в России и Германии.
4. НЕЙРО-НЕЧЕТКИЕ МОДЕЛИ И ПРОГРАММНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ, ДИАГНОСТИКИ, ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
Исследования развиваются в рамках научно-образовательного партнерства с Рурским университетом Бохума и Техническим университетом Берлина по научно-образовательной программе им. Л. Эйлера, поддерживаемой DAAD. Основные результаты заключаются в создании универсальной инструментальной среды синтеза нейро-нечетких моделей, поддерживающей этапы извлечения и формализации знаний, конструирования и настройки параметров, верификации и документирования полученных программных приложений, которые используются для автоматизированного контроля, диагностики, прогнозирования и управления процессами в технике и технологии, экономике и других областях. Разработанный инструментарий и методики его использования применены для оптимального ведения процесса полимеризации, в интеллектуальном тренажере операторов производства сорбентов, в составе советчика оператора производства газобетона, для оценки уровня безопасности и выбора средств информационной защиты локальных вычислительных сетей.
5. ИНФОРМАЦИОННЫЕ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ, ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
Исследования направлены на разработку методики синтеза информационных и математических моделей, являющихся ядром автоматизированных систем обучения, проектирования, обработки информации и управления высокотехнологичными объектами химической и наноиндустрии. Созданы информационные и математические модели процессов получения и переработки полимерных материалов (экструзия, каландрование, термоформование), процессов получения сорбционно-каталитических материалов (смешение, гранулирование, сушка, прокалка, пропитка), керамических наноструктурированных материалов (помол, спекание), процессов синтеза фуллеренов, плазмохимических процессов получения нанопорошковых материалов, биохимических процессов, потенциально-опасных химических процессов (нитрование, риформинг, коксование, эмульсионная полимеризация и др.), электротермических и электрохимических процессов, процессов разделения гетерогенных систем и др.
6. ИНФОРМАЦИОННОЕ И АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ БЕРЕЖЛИВЫМИ ПРОИЗВОДСТВАМИ
Бережливое производство – комплекс инструментов и методов организации управления, обеспечивающий повышение ценности продукта для потребителя, а также снижение потерь, связанных с перепроизводством, избытком запасов и браком. Примеры программных комплексов для управления бережливыми производствами, созданных на платформе 1С:Предприятие: система оперативного управления сборкой дизелей для нефтедобывающей промышленности на базе электронных карточек «канбан»; система управления процессами сквозного складирования; подсистема поддержки процессов демонтажа и уничтожения изделий в составе автоматизированной системы бережливого техобслуживания; система прогнозирования качества продукта для молочного производства; система планирования и учета квалификации персонала промышленного предприятия в условиях многопроцессного обслуживания.
7. ПРОГРАММНО-АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ
Работы выполняются в сотрудничестве с Северо-Западным технопарком «Высокие промышленные технологии», машиностроительное производство которого является опытно-промышленной базой для исследований, а также в рамках совместного научного проекта СПбГТИ(ТУ) с компанией «Виста». Исследования связаны с разработкой дистанционных виртуальных лабораторий для изучения и кинематического моделирования промышленных роботов различных типов (для дуговой сварки, погрузочно-разгрузочных работ, манипуляции с предметами, упаковки и др.), изучения и управления мобильными роботами, обучения синтезу управляющих программ для станков с числовым программным управлением различных типов (фрезерно-гравировальных, прецизионных электрохимических). Для повышения качества учебного процесса и эффективности исследований в эксплуатацию введены трехкоординатный фрезерно-гравировальный станок с ЧПУ «Снайпер 8», электрохимический копировально-прошивочный станок наноразмерной обработки ЕТ-300, комплекс промышленной робототехники, в том числе мобильный перепрограммируемый робот iRobot Create.
В среднем ежегодно в выполнении НИР кафедры принимают участие не менее 30 студентов и аспирантов. Талантливые студенты и аспиранты, имеющие высокие достижения в учебе и показывающие значительные успехи в научно-исследовательской работе, поддерживаются именными стипендиями - стипендией почетного профессора Чистякова Александра Николаевича, стипендией компании Клёкнер Пентапласт ГмбХ.
Материально-техническое обеспечение кафедры
- в 5 проблемно-ориентированных компьютерных классах, включая класс робототехнических систем, кафедры САПРиУ по изучению информационных технологий проектирования, обработки информации и управления сложными техническими системами на примерах химических и машиностроительных производств;
- в дистанционном научно-образовательном Центре «Программные комплексы для высоких химических технологий», на базе которого студенты осваивают технологии создания дистанционных программных комплексов для обучения, обработки информации и управления различными химико-технологическими процессами по заданиям кафедр химико- и биотехнологического направлений;
- в Международном дистанционном учебно-исследовательском центре упаковочной полимерной пленки СПбГТИ(ТУ) и корпорации «Klöckner Pentaplast» с использованием высокотехнологичного автоматизированного оборудования для изготовления и переработки полимерных пленок, в том числе для модификации их поверхности на базе нанотехнологий, и уникальных стендов для обработки информации и исследования качества пленок;
- в Российско-германском инновационном центре «Программно-аппаратные комплексы для обработки информации и управления качеством полимерных материалов».