ИНПРОМ-2022: Представители Центра НТИ СПбПУ приняли участие в V Всероссийской научно-практической конференции «Экономика и индустрия 5.0 в условиях новой реальности»

28-30 апреля 2022 года в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого (СПбПУ) состоялась V Всероссийская научно-практическая конференция «Экономика и индустрия 5.0 в условиях новой реальности» (ИНПРОМ-2022). В конференции приняли участие представители вузов России, Казахстана, Узбекистана и Таджикистана, а также Международного союза экономистов, Региональной общественной организации «Вольное экономическое общество России» и Санкт-Петербургского отделения Российского союза молодых ученых. Основной повесткой конференции стал анализ современного состояния экономики с учетом внешних глобальных вызовов в условиях новой реальности.

Руководитель Дирекции Научного центра мирового уровня СПбПУ «Передовые цифровые технологии», заместитель руководителя Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» Олег Рождественский выступил на пленарном заседании с докладом, который был посвящен созданию Центров компетенций по передовым цифровым и производственным технологиям. Так, Олег Игоревич подробно рассказал о деятельности Центра НТИ СПбПУ, которая включает в себя разработку решений для создания высокотехнологичных изделий мирового уровня с применением новых производственных технологий и кросс-отраслевых и мультидисциплинарных компетенций инженеров и ученых СПбПУ, а также членов проектного консорциума, который по состоянию на февраль 2022 года насчитывает 84 участника и более 25 компаний-партнеров. «Также Центр НТИ СПбПУ развивает компетенции предприятий в области передовых производственных технологий (ППТ): готовит специалистов и организует внедрение ППТ на предприятиях, осуществляет трансфер новых производственных технологий в высокотехнологичные отрасли промышленности», –подчеркнул спикер.

В рамках конференции ИНПРОМ-2022 также прошло заседание круглого стола «Практики применения методов системного инжиниринга и моделирования для цифровизации в отраслях экономики», который был организован и проведен совместно Лабораториями «Промышленные системы потоковой обработки данных» (ПСПОД) и «Цифровое моделирование индустриальных систем» (ЦМИС) Центра НТИ СПбПУ. Доклады участников мероприятия были посвящены практическим результатам и опыту работы Лаборатории и представителей организаций-партнеров СПбПУ в данной области, а также обсуждению актуальных проблем экологии, здравоохранения и транспорта, способов их решения с помощью методов системного инжиниринга и моделирования. Круглый стол организован в рамках реализации проекта «Развитие подходов и методов системного инжиниринга и проектирования, цифровых технологий и платформ для эффективного решения задач предсказательного математического моделирования мультидисциплинарных процессов в сложных технических и социально-экономических системах» программы «Приоритет-2030».

Модератором круглого стола стал заведующий Лабораторией «Цифровое моделирование индустриальных систем» Центра НТИ СПбПУ Алексей Гинцяк.

Круглый стол открыл старший научный сотрудник, врио заведующего отделением анализа, оценки и прогнозирования ФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» Владимир Федоров.

В своем докладе «Информационные технологии обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения Российской Арктики» Владимир Николаевич представил концепцию первого в России информационного картографического интернет-ресурса, посвященного проблемам санитарно-эпидемиологического благополучия. Геоинформационный портал «Санитарно-эпидемиологическое благополучие населения в Российской Арктике», разработанный Северо-Западным научным центром гигиены и общественного здоровья совместно с Лабораторией «Промышленные системы потоковой обработки данных» Центра НТИ СПбПУ, – это информационно-аналитическая система с обширной базой данных факторов среды обитания и состояния здоровья населения. Являясь эффективным механизмом оценки санитарно-эпидемиологического благополучия населения Российской Арктики в целом и на отдельно взятых территориях с функцией пространственного анализа, геоинформационный портал станет практичным инструментом для обоснования управленческих решений в области сохранения санитарно-эпидемиологического благополучия населения и планирования градостроительной и природоохранной деятельности.

Аспектов здравоохранения и санитарно-эпидемиологического благополучия населения касались и следующие два доклада, представляющие промежуточные результаты реализации проекта «Развитие методологии и инструментальной базы автоматизированной калибровки имитационных моделей социально-экономических систем» программы «Приоритет-2030». Первый из них представила младший научный сотрудник Лаборатории «Цифровое моделирование индустриальных систем» Центра НТИ СПбПУ Дарья Зубкова. Дарья Андреевна рассказала об использовании инструментов имитационного моделирования для прогнозирования распространения инфекционных заболеваний. По результатам проведенного исследования имитационное моделирование стало одним из наиболее эффективных и универсальных способов прогностической аналитики распространения и тяжести течения вирусных инфекций. Спикер также подчеркнула необходимость обеспечить совместную работу с научными школами из разных стран для обмена опытом, апробации разработанных методик и совместной разработки универсальной модели.

Доклад техника Лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» Центра НТИ СПбПУ Дарьи Федяевской продолжил тему методов прогнозирования распространения инфекционных заболеваний. Дарья Эдуардовна представила результаты анализа подходов к моделированию инфекционных заболеваний с учетом сравнения их достоинств и недостатков. В результате исследования были выделены три группы моделей: имитационное моделирование, системная динамика; имитационное моделирование, агентно-ориентированный подход; статистические методы, основанные на анализе временных рядов. Имитационные модели класса SIR, основанные на дифференциальных уравнениях, были названы самым востребованным решением при моделировании распространения инфекционных заболеваний. Однако спикер отметила, что применимость моделей для каждой цели исследования различна.

Далее с докладом на тему «Автоматизация формирования производственной программы на предприятиях дискретного машиностроения» выступил модератор круглого стола Алексей Гинцяк. Алексей Михайлович изложил концепцию ПО для автоматизации планирования производства за счет формирования и оптимизации консолидированной производственной программы для распределенных производственных площадок с учетом технологических особенностей лазерной и плазменной резки металла. Спикер также представил промежуточные результаты проекта, в частности – оценочные значения потенциального экономического эффекта, и описал планы команды разработчиков на следующий этап.

Инженер-исследователь Лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» Центра НТИ СПбПУ Ярослав Хуторной рассказал о программе, предназначенной для автоматической расстановки камер видеонаблюдения в помещении. Получая входные параметры и данные о геометрии помещения, а также предполагаемых моделях камер видеонаблюдения, программа на их основе определяет подходящее положение камер для обеспечения оптимального покрытия, наилучшего просмотра важных точек и дверных проемов. Также программное средство учитывает засветы от окон, что позволяет размещать камеры без наличия естественного источника света в кадре. Результатом работы программы является набор лучших расположений камер в помещении с указанием их общей стоимости. Данная разработка предназначена для автоматизации процессов и снижения стоимости проектирования, строительства и эксплуатации зданий.

Выступление Даниила Пешкова, техника Лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» Центра НТИ СПбПУ, было посвящено проблеме калибровки средств высокоточной синхронизации распределённых систем потоковой обработки данных. Описанные в докладе системы субнаносекундной синхронизации уже применяются в Большом Адронном Коллайдере и планируются к применению в строящемся комплексе «NICA» Объединённого института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне. Даниил Валерьевич рассказал о перспективах использования подобных систем в других сферах, где необходима высокая точность синхронизации – например, на финансовых биржах. Спикер продемонстрировал концепцию устройства, работающего по принципу стробоскопического осциллографа, которое позволит удешевить и упростить процесс калибровки.

Круглый стол завершился докладом Александра Купцова, программиста Лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» Центра НТИ СПбПУ. Александр Олегович предложил цифровое решение проблемы загруженности автодорог посредством внедрения алгоритмов адаптивного регулирования светофоров, что заметно повысит пропускную способность перекрестков. В качестве первого этапа проекта был представлен симулятор дорожной обстановки для тестирования разрабатываемых алгоритмов в виртуальной среде. Такой метод позволит снизить производственные затраты и уровень угрозы для жизни и здоровья людей при тестировании новых, неотлаженных алгоритмов.

В рамках конференции ИНПРОМ-2022 Лаборатория «Промышленные системы потоковой обработки данных» Центра НТИ СПбПУ организовала еще один круглый стол – «Искусственный интеллект для решения актуальных задач цифровой экономики». Круглый стол был посвящён спектру научно-исследовательских и инженерно-практических вопросов, разрабатываемых в рамках реализации проекта «Алгоритмы и технологии искусственного интеллекта для решения за-дачи непрерывного улучшения и оптимизации производственного процесса для компаний реального сектора экономики» программы Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии». К участию были приглашены партнеры Лаборатории – сотрудники Научно-образовательного центра Ивановского государственного политехнического университета.

В докладах круглого стола были представлены результаты исследований и разработок лаборатории с использованием искусственного интеллекта для текстильной и обрабатывающей промышленности, транспортной отрасли, сферы видеонаблюдения и безопасности, здравоохранения и др.

Модератором круглого стола выступила доцент Высшей школы интеллектуальных систем и суперкомпьютерных технологий Института компьютерных наук и технологий СПбПУ, заведующая Лабораторией «Промышленные системы потоковой обработки данных» Центра НТИ СПбПУ Марина Болсуновская.

Круглый стол открыл доклад Дениса Мирошниченко, старшего научного сотрудника Научно-образовательного центра Ивановского государственного политехнического университета «Искусственный интеллект в технологиях текстильной промышленности».

Денис Александрович представил совместную разработку СПбПУ, ИвГПУ, НИУ «Высшая школа экономики» и ООО «Визиумтекс» – программно-аппаратный комплекс по распознаванию дефектов на движущихся рулонных материалах большой ширины с различным видом оформления поверхностей. Обнаружение и распознавание дефектов комплексом производится с помощью нейросетевых технологий. Четвертая промышленная революция, к которой подошло мировое сообщество, предполагает не только модернизацию, но и разработку нового подхода к производству, основанного на массовом внедрении информационных технологий в промышленность, масштабной автоматизации бизнес-процессов и распространении искусственного интеллекта. Предложенный программно-аппаратный комплекс позволит проводить контроль качества текстильных полотен в режиме реального времени и экстренно оповещать оператора при обнаружении дефекта.  Внедрение такого комплекса создаст условия для выпуска отечественных текстильных материалов высокого качества и тем самым повысит их конкурентоспособность на мировом рынке изделий и материалов текстильной и легкой промышленности.

Более подробные сведения о данной разработке были представлены в докладе программиста Лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» Центра НТИ СПбПУ Георгия Загороднего. Георгий Романович рассказал о разработке двух используемых в проекте методов для пред- и постобработки изображений для обнаружения и распознавания дефектов ткани на производстве. Первый метод представлен системой автоматической корректировки экспозиции камеры. Для создания данной системы был разработан способ корректировки экспозиции при помощи анализа гистограммы изображения. Второй метод, о котором говорил спикер, заключается в сшивании изображений с нескольких камер. Данный способ было решено использовать в проекте, поскольку анализ классических методов и ряд экспериментов продемонстрировали, что специфика задачи не позволяет использовать стандартные подходы.

В продолжение работы круглого стола выступила инженер-исследователь Лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» Центра НТИ СПбПУ Алина Черкас. В ходе доклада Алина Владимировна рассказала о том, какие задачи необходимо решить, чтобы технологии машинного обучения начали помогать медицинским работникам принимать решения, основанные на большом количестве данных, тем самым предупреждать осложнения болезни у пациентов и эффективно распределять ресурсы медицинского учреждения. Спикер также коснулась таких вопросов, как актуальность сбора данных в электронном и стандартизированном виде, проведения просветительских семинаров о пользе использования больших данных среди врачей, объединения отдельных медицинских учреждений в единую сеть для использования большого количества данных и создания качественных инструментов обработки информации на основе технологий машинного обучения. Кроме этого, была представлена разработка рискометра COVID-19, который классифицирует пациентов по низкому и высокому риску тяжелого течения болезни.

Егор Кузьмичев, программист Лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» Центра НТИ СПбПУ, рассказал о разработке аутентичного синтетического набора данных для обучения нейронной сети в области детектирования и распознавания номеров железнодорожных составов. Для решения поставленной задачи были разработаны алгоритмы создания наборов размеченных изображений. На данный момент алгоритм полностью готов, и его можно использовать для дополнения реальных изображений.

Тему важности распознавания образов и необходимости развития технологии компьютерного зрения в сфере общественного транспорта продолжил ведущий инженер Лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» Центра НТИ СПбПУ Георгий Васильянов. В сотрудничестве с ГорЭлектроТранс разработчики из СПбПУ реализуют основы систем автоматизированного управления перспективным подвижным рельсовым составом на базе нейросетевых технологий компьютерного зрения. Созданный в рамках проекта прототип с применением нейронных сетей способен сегментировать и распознавать на пути своего следования людей, рельсы, столбы и автомобили.

В завершение круглого стола техник Лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» Центра НТИ СПбПУ Олег Алексеев рассказал о разработке мобильного приложении СПбПУ и применения в нем нейронных сетей для получения более точной обратной связи от пользователей. В модуль уведомлений в приложении была внедрена самообучающаяся нейросеть с функцией распознавания эмоций по фотографии пользователя. Получая уведомление об изменениях в расписании или других событиях, для обратной связи пользователь может по желанию использовать собственное позволит получать более точную обратную связь от пользователей, среди которых преподаватели, студенты и сотрудники подразделений СПбПУ, через реакции на уведомления. Данный проект имеет большое значение для коммуникации между сотрудниками, студентами и преподавателями СПбПУ. Кроме того, с помощью сбора статистики, можно оценить эффективность проводимых мероприятий.

В ходе V Всероссийской научно-практической конференции с зарубежным участием «Экономика и Индустрия 5.0 в условиях новой реальности» ученые и специалисты ряда вузов, институтов РАН, организаций, учреждений и предприятий, представителей органов государственного управления и исполнительной власти России и зарубежных стран представили материалы по теории и практике развития цифровой экономики в современных условиях новой реальности и воздействия глобальных вызовов, в том числе секторальных санкций и ограничений, презентовали исследования проблем и перспектив формирования концепции «Индустрия 5.0» в новых условиях, рассказали об особенностях цифровизации отраслей, регионов, предприятий, организаций и кластеров, рассмотрели вопросы применения умных цифровых технологий в практической деятельности, особенности разработки инструментов и методов цифровизации сложных экономических систем, предложения по совершенствованию подготовки инженерных кадров для цифровой экономики, а также проблемы цифрового неравенства, серебряной экономики и трансформации рынка труда. сборнике нашли отражение труды.