Ученые ОГУ разработали программное обеспечение, с помощью которого инженеры-конструкторы могут в короткие сроки проектировать экструзионную технику, производящую продукцию с заданными показателями.
С плодами экструзионных технологий человек сталкивается ежедневно: пластиковыми трубами и колбасными изделиями, мылом и сухими завтраками. Они используются в химической и пищевой промышленности, в машиностроении и оборонном производстве, в сельском хозяйстве.
Как происходит процесс экструзии? Любой термопластический материал под давлением пропускают через различные насадки, получая изделия необходимой формы. В одной машине совмещается несколько операций: составляются композиции из различных компонентов, сырье нагревают, перемешивают и формуют. Научно-исследовательская работа ученых факультета математики и информационных технологий ОГУ направлена на увеличение производительности труда инженеров-конструкторов, создающих эту технику. Их проект «Автоматизированное проектирование экструзионной техники с применением интеллектуальных систем» получил поддержку Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) и Правительства Оренбургской области.
Автоматизированное проектирование начинается с того, что инженер заполняет набор требований к изделию в определенной сфере производства, которые должны быть учтены при проектировании машины.
– Мы использовали методы искусственного интеллекта, чтобы собрать, структурировать и сохранить знания инженера-конструктора в области проектирования экструзионной техники, — поясняет руководитель научной работы, профессор кафедры программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем Татьяна Зубкова. — В дальнейшем их обрабатывает программа, которая, в отличие от человека, за считанные минуты может сравнить множество вариантов и выбрать наиболее оптимальный для заданных условий производства. Таким образом, вместо 7-10 вычислительных экспериментов проектировщику достаточно выполнить один.
Разработкой научных основ процесса экструзии занимаются крупные научные центры мира: Технический университет Берлина (Германия), Ноттингемский университет в Англии, Центр исследований сельскохозяйственных проблем в Нанте (Франция), Канзасский университет (США). При сопоставлении полученных учеными ОГУ результатов с зарубежными аналогами (SolidWorks, PTS, ANSYS, Autodesk) был выделен целый ряд отличий в наборе функциональных возможностей.
Главная особенность программы, разработанной в ОГУ, — способность изменять используемый набор модулей в зависимости от поставленной задачи проектирования, то есть она подстраивается под пользователя, предлагая ему лишь ту часть функциональных возможностей, которая необходима сейчас. Таким образом, не пользователь изучает программу, определяя, как ее применить для своих задач, а программа изучает пользователя и предлагает то, чем она может быть ему полезна. Применение подобного подхода в построении программного обеспечения позволяет повысить производительность труда инженера-конструктора на 24 процента. Созданная учеными интегрированная среда внедрена на предприятии ООО «Апрель» в Санкт-Петербурге.
Научный коллектив ОГУ получил свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ, а один из участников — Наиль Мустюков защитил кандидатскую диссертацию: «Формирование архитектуры САПР шнековых экструдеров на основе адаптивных методов поиска».
