ПЕРСПЕКТИВЫ ЦИФРОВОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ ОБОРУДОВАНИЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ НА ПРИМЕРЕ ОПЫТА НИИИН МНПО «СПЕКТР»

Галкин Денис Игоревич

к.т.н., генеральный директор НИИИН МНПО «СПЕКТР»

Чесалов Александр Юрьевич

к.т.н., генеральный директор ООО «Программные системы Атлансис»

В текущих экономических условиях, когда идея импортозамещения изжила себя полностью,  внедрение новых отечественных информационных технологий в производстве приборов неразрушающего контроля, а также цифровых инноваций в промышленной безопасности в большинстве отраслей экономики, созданных ведущими научными организациями, является приоритетным направлением в формировании и развитии технологического суверенитета Российской Федерации.

В основе всех процессов формировании и развития технологического суверенитета нашей страны находится Цифровая трансформация производителей и потребителей продуктов и услуг.

Цель цифровой трансформации продуктов и услуг производителей оборудования неразрушающего контроля должна заключаться в реализации ряда комплексных мероприятий и проектов основывающихся на прорывных и перспективных технологиях «Индустрии 4.0», которые позволят создать на первом этапе цифровую инфраструктуру, а в последствии экосистему неразрушающего контроля, способную не только объединить разрозненные цифровые решения, платформы, системы и десятки тысяч «умных» устройств в рамках одного информационного поля, но и дать толчок к созданию и развитию новых конкурентных продуктов и услуг в Российской Федерации и за ее пределами.

Важным аспектом проектирования, разработки, производства и развития новых «умных» приборов неразрушающего контроля является применение передовых технологий четвертой промышленной революции, к которым можно отнести: технологии работы с большими данными, машинное обучение и искусственный интеллект, а также создание цифровых платформ и сервизов, функционирующих в рамках вышеупомянутой цифровой экосистемы.

Под цифровой инфраструктурой неразрушающего контроля понимается комплекс нормативно-технических и программно-аппаратных решений (ПАК), обеспечивающий разработку, реализацию и поддержку новых «умных» – продуктов и «цифровых» услуг.

Создание цифровой инфраструктуры неразрушающего контроля должно основываться, прежде всего, на определении перечня (стека) базовых технологий, которые будут взяты за основу при его реализации.

Ниже представлен технологический стек, который был выбран НИИИН МНПО «СПЕКТР» для разработки цифровой платформы «Платформа «СПЕКТР»:

Одним из приоритетных направлений проектирования и развития «Платформа «СПЕКТР» является широкое использование технологий промышленного Интернета вещей.

Определение технологического стека позволяет в кратчайшие строки приступить к проектированию и созданию новых платформенных решений.

В 2022 году НИИИН МНПО «СПЕКТР» приступил к созданию цифровой платформы «Платформа «СПЕКТР» в основе которой легли передовые информационные технологии, способные обеспечить сбор и анализ данных с сотен тысяч устройств неразрушающего контроля в интересах промышленных партнеров и заказчиков.

Цель проекта – создание отечественного отраслевого платформенного решения, обработки и верификации гетерогенных данных «умного»-оборудования неразрушающего контроля в режиме реального времени для устройств промышленного Интернета вещей (Industrial Internet of Things, IIoT) на основе применения новых технологий обработки больших массивов данных, глубокого машинного обучения, а также отечественного аппаратного комплекса высокой производительности (МЦСТ «Эльбрус» и нейро-процессоров НТЦ «Модуль») для решения широкого круга задач неразрушающего контроля в интересах промышленных и индустриальных партнеров и заказчиков.

Основное назначение разрабатываемого решения заключается в сквозной автоматизации сложных рутинных процессов сбора и обработки большого количества разнородных данных с миллионов «smart» – устройств неразрушающего контроля (по универсальному протоколу), требующих высокой квалификации инженерно-технического персонала, а также предоставление цифровых сервисов по их обработке и постобработке (в т.ч. верификации) при помощи новых технологий, с целью получения новых знаний, дополнительной ценности из имеющихся данных заказчика (индустриального партнера) для повышения эффективности и безопасности производства продукции, строительства и эксплуатации промышленной инфраструктуры.

Создаваемое отраслевое платформенное решение, при выполнении операций неразрушающего контроля, позволяет:

• Повысить производительность труда при выполнении операций неразрушающего контроля за счет сокращения времени контроля и увеличения объема контролируемых объектов в автоматизированном режиме. 
• Повысить качество, точность и достоверность, получаемых данных.
• Снизить риски возникновения аварий и стоимость возможного ущерба.

Это достигается, в том числе, за счет создания и совершенствования научно-технического потенциала, реализуемого в автоматизированной системе ПАК, а именно:

• Разработки новых и комплексирования различных методов неразрушающего контроля для установления точной локализации дефектов.
• Математического моделирования и применения новых технологий машинного обучения, в том числе:
  • Алгоритмов распознавания образов дефектов с использованием сверточной нейронной сети и самообучаемых классификаторов новых образов дефектов, построенных по архитектуре адаптивно-резонансной теории.
  • Алгоритмов синтеза трехмерного образа (3D-томограммы) по диаграммам «срезов» объекта (2D-томограммам), полученным методом много ресурсного ультразвукового зондирования.
  • Алгоритмов классификации состояний диагностируемого объекта (нормального или аномального).
  • И др.
• Формирования единых требований к структуре и составу данных результатов неразрушающего контроля, реализованных в виде универсального протокола (в дальнейшем проведение работ по созданию государственного стандарта).

В результате чего, применение «Платформа «СПЕКТР», для предприятий и организаций различных отраслей экономики, позволяет повысить уровень диагностики материалов, изделий и конструкций, являющихся как средствами, так и объектами производства, а также создавать и развивать на ее основе новые цифровые инструменты («умного» оборудования и систем автоматизации) с применением новых информационных технологий. Это в свою очередь позволяют значительно повысить уровень промышленной безопасности предприятий Российской Федерации и заложить твердую основу технологического суверенитета нашей страны.

Для цитирования: Галкин Д.И., Чесалов А.Ю. (2023) Перспективы цифровой трансформации производителей оборудования неразрушающего контроля на примере опыта НИИИН МНПО «СПЕКТР» // XXIII Всероссийская научно-техническая конференция по неразрушающему контролю и технической диагностике «Умные технологии НК. Единство теории и практики»: сб. тр. Москва, 23 – 25 октября 2023 г. С. 187-170. – М.: Издательский дом «Спектр», 2023. – С. 167 – 170