Разработка web-ориентированного программно-аппаратного комплекса в области проектирования и эксплуатации энерго- и ресурсосберегающих технических систем химического и машиностроительного профиля Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» Коллектив исполнителей: - докторов наук - 6; - кандидатов наук - 5; - аспирантов – 20; - студентов исследователей – 6. 1

Цель работы Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» Разработка Интернет-ориентированного программно- аппаратного комплекса в области проектирования и эксплуатации систем химического и машиностроитель- ного профиля, обеспечивающего: возможности доступа к прикладным моделям, базам данных, средствам визуализации (анимации) с использование современной концепции web 2.0 (форумы, wiki, блоги, облачные вычисления и др.); совместную разработку приложений распределенными коллективами и проведений научных исследований на основе этих приложений; организацию обучения студентов и аспирантов. 2

Актуальность проекта Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» Государственная комплексная программа развития экономики России «Машиностроение», как её системообразующая отрасль и определяющая уровень производственного и кадрового потенциалов страны, обороноспособности государства, а также устойчивого функционирования всех отраслей промышленности, является главным плацдармом подъема экономики России и придания ей инновационного характера Стратегия развития химической и нефтехимической промышленности России на период до 2015 года (приказ Минпромэнерго России от «14» марта 2008 г. 119) 3

Проблемы в предметной области: Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» высокая сложность проектирования и эксплуатации рассматриваемых технических систем; необходимость своевременного обучения и переподготовки персонала; высокая стоимость и трудоемкость создания физических моделей; отсутствие качественных компьютерных моделей и возможности использования современных Интернет-технологий. 4

Решаемые задачи: Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» разработка структуры прототипа платформы «Проектирование и эксплуатация технических систем»; программная реализация платформы, включающая следующие модули: библиотека 3D-моделей элементов и узлов технологического оборудования и их характеристик; библиотека математических, в том числе имитационных моделей технических систем; библиотека виртуальных тренажерных комплексов для обучения обслуживающего персонала технических систем; библиотека пространственных моделей территориально распределенных объектов; информационно-образовательная система обучения студентов и аспирантов; коммуникационная среда для обеспечения возможности общения. 5

Ожидаемый народно- хозяйственный эффект Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» В СССР существовали научно-исследовательские институты и проектные организации, обеспечивающие развитие рассматриваемых отраслей промышленности, в том числе: Научно-исследовательский институт органических красителей и полупродуктов (НИОПиК) и Государственный институт проектирования органической химии (ГИПРООРГХИМ), филиалы которых располагались в Тамбове и в Украине (г.Рубежное, Луганской обл.). В настоящее время в России без научной и проектно-конструкторской поддержки остался целый ряд заводов химической промышленности и химического машиностроения. Предлагаемый Интернет-ориентированный программно-аппаратный комплекс в области проектирования и эксплуатации химического оборудования должен обеспечить: быстрое распространение перспективных разработок и передовых информационных технологий, предназначенных для поддержки принятия решений по проектированию и управлению техническими системами; кооперацию предприятий для выполнения больших заказов; поиск заказчиков и производителей химической продукции и химического оборудования. 6

Потенциальные пользователи: Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» Предприятия химического профиля Тамбовской области: ОАО «Пигмент», г.Тамбов; ОАО «АРТИ-завод», г.Тамбов; ОАО «Биохим», г. Рассказово; ОАО «Котовский лакокрасочный завод», г. Котовск; ГП «Котовский завод пластмасс», г. Котовск и др.; машиностроительного профиля Тамбовской области : ОАО «Тамбовский завод Комсомолец им. Н.С. Артемова», г.Тамбов; ОАО «ТАГАТ», г.Тамбов; ЗАО «Завод Тамбовполимермаш», г.Тамбов; ОАО «Тамбовмаш», г.Тамбов; ООО «Моршанскхиммаш», г. Моршанск; АО РНП «Первомайскхиммаш», п.г.т. Первомайск. Предприятия стран ближнего зарубежья. 7

Объект коммерциализации: Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» программно-аппаратный комплекс, на основе которого предполагается выполнение следующих работ (услуг): разработка проектно-конструкторской документации по созданию объектов технических систем рассматриваемого профиля; разработка 3D-моделей элементов и узлов технологического оборудования; разработка виртуальных тренажеров для обучения и тренинга операторов технических систем; разработка пространственных моделей территориально распределенных объектов; подготовка и повышение квалификации персонала промышленных предприятий; создание web-ориентированных учебно-методических комплексов по дисциплинам инженерного профиля. 8

Предпосылки для успешного завершения проекта Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» За последние три года в рамках следующих НИР ФЦП «Научные и научно- педагогические кадры инновационной России» на годы: государственный контракт по теме «Методы, алгоритмы и программное обеспечение разработки виртуальных моделей технических объектов для обучения специалистов и создания прикладных информационных систем»; государственный контракт по теме «Развитие методов и алгоритмов разработки виртуальных моделей технических объектов химического и машиностроительного профиля»; Государственный контракт П2359 по теме «Учебно- промышленная информационная система автоматизирования конструирования химического (технологического) оборудования». Методики, алгоритмы и программное обеспечение отдельных модулей программно-аппаратного комплекса успешно применяются при обучении студентов и аспирантов, а также подготовке персонала химико-технологических производств ОАО «Пигмент» г. Тамбов. 9

Материально-техническая база: Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» лаборатория автоматизированных рабочих мест кафедры «Автоматизированное проектирование технологического оборудования» (30 современных компьютеров); учебно-исследовательская лаборатория «Проектирование и эксплуатация химико-технологических систем» с возможностью удаленного доступа по каналам сети Интернет; учебно-методический центр по разработке электронных мультимедийных информационно-образовательных ресурсов; высокопроизводительный кластер для параллельных вычислений; узел сети Internet ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»; лицензионное программное обеспечение. 10

Интерактивная виртуальная модель производственной площадки Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 11

Фрагмент 3d-модели промышленного предприятия Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 12

3d-модель установки получения нефтебитумной эмульсии Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 13

3d-модель аппарата со внутренним змеевиком Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 14

Привод аппарата с мешалкой Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 15

Модель системы "плита–пресс-формы–плита" Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 16

Тренажер для операторов установки синтеза монометиланилина Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 17

Имитационная модель реактора для синтеза смолы (фрагмент) Научно-образовательный центр ТГТУ- ИСА РАН «Распределенные вычисления и компьютерные сети» 18