Высшая инжиниринговая школа НИЯУ МИФИ развернула в научно-лабораторном корпусе (НЛК) университета три новые лаборатории по цифровизации инженерной деятельности и цифровому инжинирингу.
Лаборатории цифрового проектирования и цифровых двойников сложных инженерных объектов, инженерной виртуальной реальности, промышленного интернета вещей, которые открылись в НЛК, позволят студентам ВИШ отрабатывать навыки реверсивного инжиниринга, выполнять исследования, необходимые для научных работ, углублять знания в области цифровых технологий.
«Когда мы создавали ВИШ, думали прежде всего о цифровизации инженерной деятельности в наукоемких и высокотехнологичных отраслях. Главный индустриальный партнер ВИШ – компания «Атомстройэкспорт», которая занимается строительством АЭС по всему миру. Отсюда и основные направления обучения студентов – цифровое проектирование сложных инженерных объектов, интернет вещей, виртуальная реальность, которая позволяет моделировать различные технологические и производственные ситуации. Конечно, у нас и до этого года были лаборатории, однако лишь с базовыми комплектами оборудования. В новых лабораториях оборудование будет гораздо более современным, что значительно расширит возможности для экспериментов, исследований и обучения», – объясняет заместитель директора Высшей инжиниринговой школы НИЯУ МИФИ Михаил Жабицкий.
ЛАБОРАТОРИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ
Лаборатория специализируется на исследованиях и разработках технологий для сбора, передачи и анализа данных от различных устройств и датчиков. Основное направление деятельности включает создание интеллектуальных систем мониторинга и управления производственными процессами, автоматизацию техобслуживания, повышение энергоэффективности и обеспечение безопасности производств с применением современных IoT-решений.
Направления исследований
Создание интеллектуальных систем мониторинга и управления производственными процессами. Исследование и создание моделей для анализа данных о работе оборудования. Интеграция систем управления с платформами интернета вещей (IoT) для обеспечения удалённого мониторинга и управления производственными процессами в реальном времени. Разработка аналитических моделей для предиктивного обнаружения отклонений и предотвращения незапланированных остановок оборудования.
Автоматизация техобслуживания. Разработка систем предиктивного обслуживания на основе анализа данных с датчиков, установленных на оборудовании. Развитие робототехнических комплексов для дистанционной инспекции и сервиса. Проведение научных изысканий и опытно-конструкторских разработок роботов для удалённого осмотра труднодоступных участков и автоматизации сервисных операций. Разработка мобильных приложений и интерфейсов для технического персонала, предоставляющих доступ к информации о состоянии оборудования и рекомендациям по его обслуживанию.
Интеграция IoT-датчиков и аналитики больших данных. Создание моделей обработки данных датчиков и сенсоров в реальных объектах для постоянного обновления виртуальной модели, повышения точности мониторинга состояния объекта и выявления потенциальных проблем заранее. Интеграция сенсорных сетей и аналитических систем для мгновенного распознавания потенциально опасных факторов.
Создание системы управления устройствами через мобильный интернет
Создание измерительной системы для автоматического определения веса на базе электродвигателя с автоматическим занесением данных в удаленную базу
Решение задачи линейного перемещения объекта с управлением через интернет
Список ключевых публикаций
Коньков, В. В. Программно-аппаратный комплекс получения фотоизображений на основе технологии IIOT и анализ точности различных алгоритмов цифровой генерации 3D моделей на основе принципа фотограмметрии / В. В. Коньков, А. Б. Замчалов, М. Г. Жабицкий // International Journal of Open Information Technologies. – 2023. – Т. 11, № 8. – С. 32-51
Подходы к созданию архитектуры системы удаленной диагностики сложных инженерных объектов в арктической зоне / М. Г. Жабицкий, О. В. Бойко, Г. В. Свердлик, Е. С. Лагутина // International Journal of Open Information Technologies. – 2022. – Т. 10, № 1. – С. 87-92.
Хуртина, Т. В. Разработка прототипа цифровой платформы системы управления и мониторинга технологических процессов биотехнической системы / Т. В. Хуртина, М. Г. Жабицкий, Ю. А. Андриенко // International Journal of Open Information Technologies. – 2022. – Т. 10, № 8. – С. 62-67
Мокшин, К. Ю. Разработка цифровой модели развития аквабиологической популяции как ядра цифровой трансформации аквабиотехнологического производства на базе цифровых двойников и промышленного интернета вещей / К. Ю. Мокшин, М. Г. Жабицкий, Ю. А. Андриенко // Молодежь и наука : Материалы международной научно-практической конференции старшеклассников, студентов и аспирантов. В 2-х томах, Нижний Тагил, 27 мая 2022 года. – Нижний Тагил: Нижнетагильский технологический институт федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина", 2022. – С. 127-129.
Успенская, Е. Н. Применение принципов системной методологии для анализа и разработки требований к системе удаленной диагностики распределенных систем оборудования / Е. Н. Успенская, В. Г. Марача, М. Г. Жабицкий // Молодежь и наука : Материалы международной научно-практической конференции старшеклассников, студентов и аспирантов. В 2-х томах, Нижний Тагил, 27 мая 2022 года. – Нижний Тагил: Нижнетагильский технологический институт федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина", 2022. – С. 162-164.
ЛАБОРАТОРИЯ ЦИФРОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ
Лаборатория специализируется на передовых технологиях цифрового проектирования, моделировании и создании цифровых двойников сложных инженерных объектов. Она объединяет междисциплинарные исследования, направленные на повышение эффективности процессов разработки, строительства и эксплуатации инфраструктуры, машин и оборудования.
Направления исследований
Цифровое проектирование и конструирование. Разработка методов и алгоритмов для оптимизации процессов цифрового проектирования и конструирования сложных инженерных систем. Создание инструментов и платформ для совместной работы инженеров над цифровыми проектами. Создание интеллектуальных алгоритмов для автоматического формирования оптимизированных конструкций зданий, сооружений и механизмов, с учётом различных ограничений и требований.
Технологии информационного моделирования. Исследование методов и подходов к созданию точных и детализированных информационных моделей инженерных объектов. Развитие подходов и инструментов для построения интегрированных моделей сложных инженерных объектов, обеспечивающих совместимость всех этапов проекта — от концепции до эксплуатации. Разработка алгоритмов и инструментов для анализа и обработки данных, полученных из информационных моделей.
Технологии полного жизненного цикла цифровых двойников сложных инженерных объектов. Создание методов и инструментов для моделирования и анализа поведения цифровых двойников на всех этапах их жизненного цикла. Разработка подходов к интеграции цифровых двойников с реальными инженерными системами для повышения эффективности и надёжности их эксплуатации.
Создание BIM-модели оборудования горизонтальных каналов ИРТ МИФИ
3D-модель насоса второго контура ИРТ МИФИ
Студенты проводят натурное обследование элементов 2-го контура охлаждения ИРТ МИФИ
Список ключевых публикаций
Жабицкий, М. Г. Концепция комплексного цифрового двойника сложного инженерного объекта на примере исследовательского реактора НИЯУ МИФИ / М. Г. Жабицкий, С. А. Ожерельев, Г. В. Тихомиров // International Journal of Open Information Technologies. – 2021. – Т. 9, № 8. – С. 43-51.
Цифровые двойники и системы дискретно-событийного моделирования / Д. Е. Намиот, О. Н. Покусаев, В. П. Куприяновский, М. Г. Жабицкий // International Journal of Open Information Technologies. – 2021. – Т. 9, № 2. – С. 70-75.
Zhabitskii, M. G. Complex engineering object digital twins - power engineering smart transformation basic concept / M. G. Zhabitskii, V. E. Melnikov, O. V. Boyko // IOP conference series: materials science and Engineering : The II "International Theoretical and Practical Conference on Alternative and Smart Energy", Voronezh, 16–18 сентября 2020 года. – Voronezh: IOP Publishing Ltd, 2021. – P. 12050.
Концепция системы цифрового сканирования насыщенных оборудованием помещений в целях реверсивного проектирования для образовательных проектов и стартапов / К. А. Мочкин, М. Г. Жабицкий, К. В. Черненко [и др.] // International Journal of Open Information Technologies. – 2022. – Т. 10, № 8. – С. 84-93.
Екимовская, В. А. Разработка системы для цифрового инженерно-строительного контроля с возможностью валидации текущего состояния по отношению к проектному на основе объективных визуальных данных / В. А. Екимовская, М. Г. Жабицкий // International Journal of Open Information Technologies. – 2024. – Т. 12, № 8. – С. 76-83.
Коньков, В. В. Прогнозирование срывов сроков строительства с использованием машинного обучения на основе исторических данных о фактической продолжительности завершенных проектов / В. В. Коньков, В. И. Широков, М. Г. Жабицкий // International Journal of Open Information Technologies. – 2024. – Т. 12, № 8. – С. 35-47.
Коньков, В. В. Применение инструментов компьютерного зрения PyTorch3D для определения положения камеры фотоснимков в пространстве для построения облака точек трехмерной модели / В. В. Коньков, А. Б. Замчалов, М. Г. Жабицкий // Современные проблемы физики и технологий : Сборник тезисов докладов XI международной молодежной научной школы-конференции, Москва, 23–25 апреля 2024 года. – Москва: Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ", 2024. – С. 220-222.
Digital transformation model based on the digital twin concept for intensive aquaculture production using closed water circulation technology / M. G. Zhabitskii, Y. A. Andryenko, V. N. Malyshev [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2021. – Vol. 723, No. 3. – P. 032064. – DOI 10.1088/1755-1315/723/3/032064.
ЛАБОРАТОРИЯ ИНЖЕНЕРНОЙ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ
Лаборатория специализируется на разработке инновационных решений в области виртуализации инженерных процессов, направленных на создание интерактивных сред для проектирования, тестирования и визуализации технических решений. Основные направления включают цифровое прототипирование, симуляции технологических операций и обучение персонала в виртуальном пространстве для повышения качества проектов и безопасности труда.
Направления исследований
Разработка инновационных решений в области виртуализации инженерных процессов. Исследование методов и инструментов для интеграции различных инженерных процессов в единую виртуальную среду. Изучение методов совмещения CAD/CAM и виртуальных пространств для улучшения оценки конструктивных особенностей и проверки надежности изделия в условиях виртуальной среды.
Визуализация технических решений. Разработка инструментов для визуализации данных и результатов анализа. Разработка инструментов визуализации для демонстрации концептуальных идей и технических деталей объекта. Оптимизация интерфейсов виртуальной и дополненной реальности для взаимодействия инженеров с проектами и моделями.
Цифровое прототипирование. Использование виртуальных фабрик и цехов для оценки производительности. Моделирование производственных линий и рабочих процессов на виртуальных заводских площадках. Разработка методов и алгоритмов для автоматического создания цифровых прототипов на основе технологических данных.
Симуляции технологических операций. Визуализация сценариев технического обслуживания и ремонтных работ с использованием VR-приложений для подготовки специалистов. Разработка программ и курсов для обучения персонала в виртуальной среде, включая симуляции реальных рабочих ситуаций и задач.
Процесс создания модели помещения насосной ИРТ МИФИ в среде виртуальной реальности VR Concept
Демонстрация визуализации радиационного поля в виртуальной среде после установки защитного экрана
Интеграция текстовых подсказок в среду виртуальной реальности для создания VR-тренажера
Список ключевых публикаций
Реализация многопользовательского удаленного доступа через сеть Интернет к тренажерам инженерных операций в виртуальной среде VR Concept, развернутым на внутренних и внешних облачных ресурсах образовательной организации / Е. В. Боброва, А. Д. Говорухин, А. А. Любарский [и др.] // International Journal of Open Information Technologies. – 2024. – Т. 12, № 8. – С. 66-75.
Уткин, М. А. Метод динамической виртуальной визуализации физических полей и оптимизация параметров радиационной обстановки путем интерактивного оперирования в виртуальной реальности / М. А. Уткин, О. В. Бойко, М. Г. Жабицкий // International Journal of Open Information Technologies. – 2022. – Т. 10, № 8. – С. 46-50.
Жабицкий, М. Г. Проблема разработки VR тренажеров сборки/разборки, и вариант высокопроизводительного решения на базе технологии VR Concept / М. Г. Жабицкий, С. А. Кулак, А. С. Новикова // International Journal of Open Information Technologies. – 2022. – Т. 10, № 8. – С. 18-29.
Создание промышленных тренажеров с использованием цифровых моделей и VR технологии / С. А. Кулак, А. С. Новикова, М. Г. Жабицкий, А. Ю. Шаманин // Молодежь и наука : Материалы международной научно-практической конференции старшеклассников, студентов и аспирантов. В 2-х томах, Нижний Тагил, 27 мая 2022 года. – Нижний Тагил: Нижнетагильский технологический институт федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина", 2022. – С. 110-112.
Говорухин А. Д., Волобуева Т. Ф., Кулак С. А., Новикова А. С., Боброва Е. В., Любарский А. А. Технология автоматизированного производства образовательных тренажеров в виртуальной реальности на базе отечественного по vr concept // International Journal of Open Information Technologies. 2023. №7.
Стогний Е. А., Волобуева Т.Ф., Сычев В.А. Интеграция атрибутивной информации объектов с их графическими образами в системе виртуальной реальности VR Concept // International Journal of Open Information Technologies. 2024. №8.