Многолетнее взаимовыгодное научно-образовательное партнерство связывает Технологический институт и завод ООО «Клёкнер Пентапласт Рус». Завод является одним из ведущих инновационных предприятий индустрии пластмасс, на котором успешно трудятся многие выпускники института и активно внедряются совместно созданные прикладные цифровые решения по поддержке всех этапов жизненного цикла производства высокотехнологичных полимерных пленок с рециклингом промышленных отходов.

     В развитие этого партнерства, в рамках преддипломной практики студентов бакалавриата и магистрантов и в соответствии с договором о практической подготовке обучающихся 10 апреля 2024 года состоялось рабочее посещение завода творческим коллективом преподавателей и обучающихся кафедры САПРиУ под руководством заведующей кафедрой, руководителя Лаборатории мирового уровня (ЛМУ) «Энергоресурсоэффективные комбинированные технологии переработки отходов 3–5 классов опасности», профессора Т.Б. Чистяковой. В состав коллектива вошли один из руководителей преддипломной практики от кафедры, доцент А.Н. Полосин, аспиранты 1 курса С.А. Кочанов, М.О. Ящук (научная специальность «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ»), магистранты 2 курса Д.А. Концов, И.В. Осипов (гр. 429м, направление подготовки «Информатика и вычислительная техника»), студенты бакалавриата 4 курса Д.К. Азаров, Е.В. Куляев (гр. 404, направление подготовки «Информатика и вычислительная техника») и К.И. Емельянова, К.Ю. Емонаков, П.Ю. Фомичева (гр. 405, направление подготовки «Прикладная информатика»). Диссертации аспирантов и выпускные квалификационные работы магистрантов и студентов бакалавриата связаны с разработкой программных комплексов для обработки, визуализации больших производственных данных и прогнозирования качества полимерных пленок, обучения управлению основными стадиями производства, проектирования, мониторинга и анализа промышленной вычислительной сети предприятия, распределения заказов полимерной пленочной продукции.

     Для подготовки высококвалифицированных кадров завод принимает на практику как будущих ИТ-специалистов, так и, конечно же, будущих технологов производства – студентов бакалавриата и магистрантов кафедры химической технологии полимеров (ХТП). И эта практика является верным шагом к трудоустройству на завод. Так, магистрант кафедры ХТП 2 курса В.Ю. Курдесов (гр. 227м), научным руководителем которого является профессор Н.А. Лавров, успешно совмещает прохождение практики с работой в должности лаборанта завода.

     После инструктажа по технике безопасности и экипировки в специальную одежду преподаватели и обучающиеся были детально ознакомлены со всеми стадиями промышленного производства упаковочных полимерных пленок – от подготовки рецептуры пленки до резки материнского рулона на потребительские рулоны и их упаковки для отправки на склад готовой продукции, – а также системами мониторинга показателей качества пленки и пультами управления основными агрегатами. Соответствующую экскурсию на первой экструзионно-каландровой линии провел и ответил на многочисленные вопросы преподавателей и обучающихся ведущий технолог завода, консультант по преддипломной практике Е.В. Белухичев (выпускник кафедры химической технологии пластмасс 2012 года, в 2021 году успешно защитивший кандидатскую диссертацию под руководством профессора Н.А. Лаврова).

    В ходе экскурсии практиканты узнали, что промышленные отходы (отрезанные кромки и дефектные участки изготовленной пленки) после измельчения возвращаются в основной производственный цикл в качестве вторичного сырья, подаваемого в загрузочную воронку смесителя-пластикатора экструзионного типа. Это, с одной стороны, обеспечивает ресурсосбережение в производстве, а, с другой стороны, существенно усложняет управление многоассортиментным производством для обеспечения требуемого регламентом качества пленки, так как возвратные отходы являются возмущением, действующим на объект управления. Поэтому одной из основных научных задач является разработка и программная реализация в объектно-ориентированных средах эффективных алгоритмов прогнозирования и управления качеством полимерной продукции на основе обработки больших производственных данных методами регрессионного и интеллектуального анализа (машинного обучения). Эта актуальная и сложная задача решается в рамках партнерства Технологического института и завода совместно с компанией Kohlert-Consulting (Германия), возглавляемой выпускником аспирантуры кафедры технологии резины (1978 года) и почетным профессором института, доктором К. Колертом, который стал инициатором научно-образовательного партнерства института и международной корпорации Klöckner Pentaplast в далеком 1993 году. Е.В. Белухичев отметил, что «узким» местом с точки зрения управления качеством пленки является стадия подготовки экструдата (однородной смеси расплава полимера и технологических добавок). Она характеризуется многообразием типов и сложностью экструдеров, переменностью их конфигураций и определяет многие потребительские характеристики продукции (наличие черных точек, деструкционных полос, включений нерасплавленного полимера, цвет), а также производительность каландра, сырьем для которого является экструдат. Производство отличается высоким уровнем автоматизации, наглядным примером которого является инновационная система видеоконтроля поверхности пленки OCS (Optical Control System). Она осуществляет мониторинг дефектов 10 типоразмеров, по результатам анализа которого с помощью стикеров автоматически помечаются участки пленки, где количество дефектов выходит за регламентные ограничения. На стадии резки эти участки вырезаются из материнского рулона и отправляются на вторичную переработку. Система OCS передает наибольшие объемы данных (фотоизображения поверхности пленки), что необходимо учитывать при выборе аппаратного обеспечения промышленной вычислительной сети. На производстве преподавателями и практикантами была сделана фото- и видеосъемка пультов управления (для построения их виртуальных моделей в тренажерах для обучения управлению основными стадиями производства и разработки мнемосхем объектов управления) и потребительских рулонов пленки (для создания базы данных геоинформационной системы по распределению заказов продукции).

     После экскурсии состоялась рабочая встреча профессора Т.Б. Чистяковой с генеральным директором завода В.Г. Ксенофонтовым (выпускником кафедры химии и технологии каучука и резины 2007 года, в настоящее время завершающим работу над кандидатской диссертацией под руководством профессора Н.А. Лаврова). В ходе встречи, прошедшей в атмосфере полного взаимопонимания и товарищества, были обсуждены вопросы развития совместных научных проектов института, завода и компании Kohlert-Consulting по цифровизации управления промышленным производством полимерных пленок, включая создание программного комплекса для оптимального планирования производства и виртуального тренажера для обучения управлению производством.

 

     Профессор Т.Б. Чистякова передала в дар заводу монографию «Innovationen in der Folienherstellung – beispielhaft an der Kalandertechnologie» (авторы: C. Kohlert, T. Chistyakova; соавторы: H. Welbers, A. Polosin, M. Kohlert, F. Kleinert) и учебное пособие «Программные комплексы для оценки экологических характеристик производства упаковочных полимерных пленок и формирования полимерных композиций для вторичной переработки» (авторы: А.С. Разыграев, Т.Б. Чистякова, Т.С. Гончарова, И.В. Новожилова), изданные в 2024 году и отражающие результаты более чем 20-летнего научного партнерства Технологического института (кафедры САПРиУ) с корпорацией Klöckner Pentaplast.

     В ходе научно-технического семинара преподавателей и обучающихся кафедры САПРиУ с начальником отдела информационных технологий завода, руководителем преддипломной практики от завода С.А. Барановым (выпускником кафедры САПРиУ 2004 года), прошедшего в неформальной и дружественной обстановке, были детально обсуждены проблемы применения цифровых технологий для поддержки жизненного цикла изготовления полимерных пленок, важной особенностью которого является переработка отходов, возвращаемых в производство в качестве вторичного сырья. В частности, рассмотрены вопросы разработки модуля выбора методов обработки больших производственных данных в зависимости от типов выпускаемых пленок и требований к их качеству в программном комплексе для прогнозирования качества пленок, создания с применением технологий виртуальной реальности компьютерных тренажеров для быстрого и безопасного формирования у управленческого производственного персонала навыков по перенастройке производства на новые типы и требования к качеству пленок и управлению производством пленок с особыми потребительскими характеристиками (например, пленок без усадки). Большая часть рабочей встречи была посвящена проблемам автоматизированного проектирования и эксплуатации промышленных вычислительных сетей на примере корпоративной сети ЭВМ завода, включая вопросы топологии, аппаратных и программных средств сети, обеспечения ее надежности и информационной безопасности. Участники семинара подчеркнули необходимость учета при проектировании промышленной вычислительной сети таких характеристик производства, как объем передаваемых данных и скорость их передачи по каналам связи, которые непосредственно влияют на полноту информации о параметрах состояния технологического процесса и возможность достоверной оценки по ним ключевых показателей эффективности производства. С.А. Баранов профессионально ответил на многочисленные вопросы преподавателей и обучающихся, заданные в процессе обсуждения перечисленных выше задач. Достигнута принципиальная договоренность о дальнейших рабочих встречах практикантов со специалистами завода для обсуждения и решения задач, сформулированных в заданиях на преддипломную практику.

     В заключение семинара С.А. Баранов пожелал своей Alma Mater – кафедре САПРиУ – и далее развивать проектно-ориентированное обучение студентов, делая особый акцент на том, чтобы они доводили свои прикладные исследования и разработки до практической реализации в виде проблемно-ориентированных программных комплексов, а студентам и аспирантам – постоянно развиваться в профессиональном плане, изучать и осваивать не только цифровые технологии, но и научные основы и технологии промышленного производства, автоматизации и управления промышленными объектами и системами. Это наиболее эффективный способ для каждого обучающегося стать высококвалифицированным ИТ-специалистом, способным разрабатывать и реализовывать (в составе инжиниринговых команд) инновационные комплексные информационно-технологические проекты, основываясь на междисциплинарном подходе и интеграции цифровых и производственных технологий.

     От имени преподавателей и обучающихся выражаем искреннюю благодарность руководству и специалистам завода ООО «Клёкнер Пентапласт Рус» за предоставленную возможность посетить высокотехнологичное автоматизированное производство и получить высокопрофессиональные консультации по вопросам его цифровизации!

     Желаем больших творческих успехов и свершений студентам и аспирантам кафедры САПРиУ, каждый из которых сделал свой очередной шаг на большом и сложном пути к успешной защите квалификационной (научно-квалификационной) работы как результата инновационного междисциплинарного ИТ-проекта для промышленности полимерных материалов!

Т.Б. Чистякова, зав. каф. САПРиУ, рук. (вед. науч. сотр.) ЛМУ

                       А.Н. Полосин, доц. каф. САПРиУ