Александр Шестаков: «Индустрии  4.0 нужны «цифровые» выпускники»

Цифровая индустрия в  России  набирает обороты. Металлургической отрасли нужны новые цифровые технологии, возможность тотального контроля за всеми циклами автоматизированного производственного процесса. В связи с этим ключевой задачей становится подготовка инженерных кадров с «цифровыми» компетенциями и навыками.

Предприятия металлургической отрасли по достоинству оценивают высокий уровень подготовки выпускников факультета «Материаловедение и металлургические технологии» Южно-Уральского государственного университета. В свою очередь качество подготовки обеспечивает тесное сотрудничество  вуза с ведущими отечественными и зарубежными предприятиями. Ректор ЮУрГУ, доктор технических наук, профессор Александр Шестаков рассказал об этом взаимодействии и о трендах развития металлургического производства.

Подготовка кадров

– В России идет реконструкция предприятий металлургической отрасли. На производстве практически не осталось мартеновских печей, на смену им пришли электропечи и конвертерные кислородные печи. Металлургические производства ставят перед университетом новые задачи.

Металлургия сегодня — это автоматизированное производство, управляемое компьютеризированными системами. Поэтому главная задача – подготовка специалистов высочайшего уровня. Металлургии нужны инженеры, готовые участвовать в трансформации систем производства и администрировании управления технологическими процессами. «Оцифровкой» металлургического производства на территории Уральского региона сегодня занимаются ММК, группа ЧТПЗ, SMS Group и Emerson. С этими компаниями ЮУрГУ активно сотрудничает.

Внедрение элементов Индустрии 4.0 в металлургическое производство требует расширения компетенций в digital-сфере. Все чаще предприятия задумываются о цифровых двойниках производства, искусственном интеллекте для принятия оперативных и экстренных решений и для предсказания состояния оборудования.

Создание физико-математических моделей на всех этапах металлургического передела является одной из главных задач, которые ставят металлургические производства перед университетом. Открывается возможность прогнозирования срока службы металлургического оборудования, что приведет к снижению рисков аварий на производстве.

Внедрение искусственного интеллекта позволит машинам и роботам адаптироваться к изменениям. Повысятся требования к квалификации персонала. ЮУрГУ сегодня успешно сотрудничает с одним из флагманов России — ПАО «ММК». В 2018 году была сформулирована новая стратегическая инициатива «ММК - Индустрия 4.0». Университет готовит для Магнитогорского  металлургического комбината высококвалифицированные кадры нового времени - data scientists.

Важный аспект – экологическая безопасность производства. В нашей стране ежегодно производится около 7 млрд. тонн твердых промышленных отходов. К сожалению, в глобальном масштабе не ведется учет количества жидких и газообразных токсичных отходов, которые попадают в атмосферу и источники воды. Не исключение и Челябинская область. За последние десятилетия скопились сотни миллионов тонн отвальных промышленных отходов. Поэтому требуется подготовка кадров в области экологического мониторинга выбросов в атмосферу и переработки металлургических отходов.

В ближайшие 10 лет студенты ЮУрГУ будут ориентированы на вопросы экологии, изучение цифровых, интеллектуальных производственных технологий, роботизированных систем, на создание новых материалов и способов конструирования, на создание систем обработки больших объемов данных и искусственный интеллект. Именно эти направления станут трендами развития металлургического производства в ближайшие годы, и выпускники ЮУрГУ должны быть к этому профессионально готовы.

Новые профессии

– На металлургическом производстве происходит изменение внутреннего содержания уже существующих специальностей. Это связано с тем, что базовая технология получения изделий из металлов и сплавов неизменна в течение сотен лет: добыча и обогащение рудных материалов, выплавка, литье, прокатка, ковка, штамповка, сварка и термическая обработка. Между тем развитие Индустрии 4.0 привело к формированию новых научных коллабораций. Сегодня металлурги работают совместно с программистами, автоматчиками и мехатрониками, а также специалистами по искусственным нейронным сетям.

В качестве примера можно привести международный конкурс SMS Data Challenge-2018, в котором участвовали студенты и аспиранты ЮУрГУ. Задача состояла в улучшении алгоритма оценки состояния кристаллизатора – одного из основных элементов линии непрерывной разливки стали. Центральной проблемой являлось прогнозирование  образования налипания на внутренней поверхности кристаллизатора на основе анализа поля температуры на стенках кристаллизатора. Команды университета заняли 1 и 2 места, обойдя команды из Германии. Основой послужило эффективное применение метода искусственных нейронных сетей.

За счет автоматизации и роботизации идет сокращение рабочих профессий, особенно на опасном производстве. Появятся супервайзеры оборудования (для сопровождения сложной техники), «экорециклеры» (для утилизации отходов и восстановления окружающей среды), конструкторы новых металлов (для разработки сплавов с заданными или изменяющимися свойствами), проектировщики оборудования порошковой металлургии (для получения новых металлов на стыке наук) и экоаналитики (анализ угроз для окружающей среды).

Задачи и тенденции

– Впереди у металлургических производств большие перемены. Ужесточаются требования к охране окружающей среды, внедряются элементы Индустрии 4.0, возникает необходимость преображения рабочей среды.

Так, например, введение в действие в 2018 году в КНР нового, более жесткого экологического законодательства всколыхнуло весь рынок металла в мире. Южно-Уральский государственный университет в области экологии металлургических производств занимается вопросами очистки воды от катионов тяжелых металлов при помощи специальных материалов. Речь идет о сорбентах, поглощающих тяжелые металлы и надежно связывающих их в своем объеме. Это позволяет использовать материалы для очищения русел рек и озер Челябинской области.

Есть мировой спрос на сокращение длины технологической цепочки для решения экономических и экологических задач. При этом требуется сохранить или повысить качество выпускаемого металла.

Будут востребованы инженеры-металлурги со знанием не только теоретических основ технологического процесса, но и четким пониманием систем Индустрии 4.0, а также инженеры-программисты — создатели искусственного интеллекта, который станет управлять технологическими процессами. Все больше будут внедряться так называемые «безлюдные» технологии, а сотрудники начнут работать дистанционно в виртуальных командах и телеметрических системах.

От отечественной металлургии есть запросы на внедрение Big Data и искусственного интеллекта, использование цифровых двойников и машинного зрения, работу в режимах AR/VR. Эти инструменты позволяют собирать и анализировать большой массив данных о текущем состоянии производственного процесса и находить возможность для его оптимизации и совершенствования, а также сокращать финансовые и временные издержки и повышать качество готового продукта.

Понятие «Белая металлургия» меняет отношение производства к человеку и человека к производству. Новые предприятия будут ориентированы на комфорт. В последние годы в Челябинской области построены новые металлургические производства мирового уровня, такие как «Стан-5000» на ММК, цех «Высота 239» и «Железный озон 32» в группе ЧТПЗ, рельсобалочный стан на «Мечеле». Таким высокотехнологичным металлургическим производствам нужны инженеры нового поколения, способные не только осваивать производство, но и разрабатывать для него новые технологии.

Студенты выбирают производство

– ЮУрГУ активно привлекает студентов на профильные предприятия. В рамках реализации стратегии программы повышения конкурентоспособности 5-100 в сентябре 2018 года в университете стартовало проектное обучение. С марта 2019 года запущено в работу «Цифровое облако проектов», в котором все проекты предложены индустриальными партнерами. Магистранты, принимающие участие в проектном обучении, освоят технологии комплексного подхода к решению задач производства. И здесь есть важный плюс: студенты, получая теоретические знания, учатся применять их на практике. Обеспечены глубокая интеграция и погружение в производство, поскольку  перед ребятами стоит реальная производственная задача.

72 проекта, уже реализуемые в ЮУрГУ в рамках проектного обучения, соответствуют передовому уровню техники и задачам, которые решает бизнес. Они согласуются с предприятиями, лидирующими в России и на глобальном мировом рынке. Предприятие дает тему проекта, формируется набор учебных курсов, создается команда. Через два года в качестве результата проекта команда представляет устройство, систему или программный продукт. Для проектного обучения характерно междисплинарное взаимодействие. Таким образом, на предприятие приходит не один студент, который решал производственную задачу, а целая команда, готовая к внедрению разработанных решений.

Во время обучения студенты принимают участие в международных инженерных кейс-чемпионатах. Например, MetalCup, CASE-IN, где победители и призеры получают персональные приглашения на работу от ведущих предприятий России и мира. В рамках образовательной программы группы ЧТПЗ «Будущее Белой металлургии» реализуется проект «Стажеры». Студенты старших курсов факультета «Материаловедение и металлургические технологии» проходят оплачиваемые стажировки, после чего получают на производстве постоянную работу.

Остается добавить, что кроме технических знаний востребованы и другие  компетенции, которые тоже необходимо развивать во время учебы. Стратегическое мышление, ориентация на результат, умение управлять коллективом или быть его частью, клиентоориентированность, готовность к переменам в русле развития компании. Выпускники, имеющие эти качества, обладают большей привлекательностью для рынка труда.

СМИ о нас:

Инженеры в цифре

Татьяна Строганова, фото: Олег Игошин
Вы нашли ошибку в тексте:
Просто нажмите кнопку «Сообщить об ошибке» — этого достаточно. Также вы можете добавить комментарий.