Максим Павлов – обладатель стипендии Президента РФ, магистрант Института математики и информационных технологий. Вместе с командой учёных университета Максим разработал систему на основе ИИ для автоматического контроля дефектов сварки в реальном времени. Технология уже внедрена на производствах, повышает качество продукции и защищена двумя патентами.

Разработан уникальный программно-аппаратный комплекс для автоматизированного контроля поверхностных дефектов швов в реальном времени. В основе системы лежит искусственный интеллект, который с высокой точностью находит критические дефекты: наплывы металла, поверхностные поры и отклонения геометрии шва. Система позволяет вести контроль и наблюдение в режиме реального времени непосредственно в ходе изготовления шва в условиях высокой температуры среды эксплуатации, пылевой загрязнённости и электромагнитных помех.

Результаты проекта внедрены на машиностроительном заводе, что позволило повысить качество и надёжность выпускаемой продукции, сократить долю брака и минимизировать влияние человеческого фактора.

Помимо этого, система может быть использована не только при контроле изготовления промышленных изделий, но и при оценке качества работы начинающих сварщиков. Для них в системе есть все справочные материалы от описания и иллюстраций-примеров дефектов до причин их возникновения и способов устранения.

Для Республики Карелия проект имеет ключевое значение, обеспечивая не только экономический эффект для одного из ведущих промышленных предприятий, но и создавая технологический задел для региона.

В ходе проекта также были получены 2 патента на интеллектуальную собственность: на программу для ЭВМ и на базу данных (собранный в ходе разработки уникальный датасет). Разработанное решение соответствует стратегическому проекту ПетрГУ "Сквозные технологии и цифровая трансформация базовых отраслей экономики" по программе "Приоритет-2030" и способствует импортозамещению в области промышленной автоматизации и цифровизации области машиностроения.

– Расскажите об этапах подготовки и реализации проекта.

Работа велась последовательно, от фундаментального исследования к промышленному внедрению. Первым этапом стал глубокий анализ предметной области: мы изучили технологию сварки, осуществляемую на предприятиях, классификацию дефектов и существующие методы их поверхностного контроля. Затем была проведена масштабная работа по сбору уникального набора данных, что стало основой для обучения нейросетевых моделей. Параллельно велись разработка и оптимизация алгоритмов компьютерного зрения для работы в сложных условиях цеха.

Следующим шагом стала интеграция программных решений в защищённый аппаратный комплекс, способный работать в непосредственной близости со сварочным аппаратом прямо на производстве. Финальным и ключевым этапом стали промышленные испытания и точечная доработка системы непосредственно на предприятии для достижения максимальной эффективности и удобства эксплуатации.

– Ваш проект – результат работы сплочённой междисциплинарной команды. Расскажите о ней.

Основу команды составили магистранты и аспиранты Института математики и информационных технологий ПетрГУ (Максим Павлов, Кирилл Ивашнев,  Егор Рыбин), отвечавшие за разработку алгоритмов ИИ и программирование. Неоценимый вклад внесли и участники команды из Института лесных, горных и строительных наук (Евгений Гончаров и Роман Ананьев), обеспечившие корректность технологических требований и методик.

Ведущую роль в проекте играл и наш научный руководитель Алексей Георгиевич Марахтанов, ст. преподаватель кафедры теории вероятностей и анализа данных ПетрГУ, директор Центра искусственного интеллекта ПетрГУ, чей опыт в области промышленной автоматизации и цифровизации задал стратегическое направление всей работе. Также мы благодарны инженерам и сотрудникам  машиностроительного завода  за экспертизу и активное участие в процессе внедрения и разработки проекта.

– Какую рекомендацию дадите тем, кто только начинает заниматься наукой.

Главный совет начинающим – старайтесь выбирать темы на стыке науки и острой практической потребности. Не бойтесь идти в "поле", на производство, чтобы понять его реальные проблемы, которые вы можете решить.

Начинайте с малого, но мыслите масштабно: даже студенческий проект может вырасти в технологию для ведущего предприятия. Цените команду – самые прорывные идеи рождаются на пересечении разных дисциплин. И помните, что упорство и готовность пройти весь путь от идеи до работающего востребованного на практике решения ценятся не меньше, чем гениальная гипотеза.

Пресс-служба ПетрГУ