В 2023 году для создания и опытного внедрения новых технологических подходов в Передовой инженерной школе Пермского Политеха «Высшая школа авиационного двигателестроения» было создано Молодежное проектно-технологическое бюро (МПТБ).
МПТБ формирует единое опытно-конструкторское и научно-технологическое пространство для решения прикладных и фундаментальных задач в области газотурбинного двигателестроения с учетом критических технологий развития АО «Объединенная двигателестроительная корпорация».
В бюро созданы профильные отделы, работающие в приоритетных областях исследований для ОДК: передовые производственные технологии и функциональные материалы, искусственный интеллект и математическое моделирование, проектирование газотурбинных и электрических установок.
Один из отделов МПТБ «Искусственный интеллект» разрабатывает систему обнаружения попадания постороннего предмета в газовоздушный тракт двигателя, что может представлять серьезную угрозу для безопасности и работоспособности. Задача решается при помощи нейронных сетей и цифровой камеры. Для создания этого сотрудники бюро построили испытательный стенд на основе геометрии двигателя ПД-35, где было проведено 1200 бросков предметов при разных погодных и временных условиях. Также политехники реализовали программный код по построению и обучению нейронных сетей для задачи детектирования аномалий и бинарной классификации посторонних предметов, провели обучение моделей со сравнительным анализом результатов и тестирование их на реальных данных.
Руководитель отдела МПТБ, ассистент и аспирант кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» Вадим Данелян рассказал подробнее о деятельности бюро.
Какие задачи решает отдел?
— Мы решаем разнообразные задачи, связанные с искусственным интеллектом и машинным обучением. Вне зависимости от того, с чем именно связана проблема: с компьютерным зрением, с обработкой естественного языка или иной областью искусственного интеллекта — мы готовы браться за нее и приводить к результату. Если говорить о конкретных проектах, то сейчас мы занимаемся разработкой системы обнаружения попадания постороннего предмета в газовоздушный тракт двигателя ПД-35.
Как организована работа в отделе?
— Наша команда довольно быстро разрастается: на данный момент трудоустроено 5 студентов, но мы также взаимодействуем с несколькими кандидатами. Очные встречи проходят 1 раз в неделю. С конца 2023 года мы проводим дополнительные семинары по искусственному интеллекту. Каждый сотрудник отдела пишет свою научно-исследовательскую работу, поэтому выступления на семинарах пойдут всем на пользу.
Кто работает над проектом: магистры, бакалавры, сотрудники ПНИПУ?
— Над проектом работает 4 бакалавра, магистр, аспирант и кандидат физико-математических наук.
Какие успехи достигнуты в проекте, и что планируется в дальнейшем?
— Все запланированные задачи на 2023 год были выполнены успешно. Сконструирован испытательный стенд, с помощью которого имитировался процесс попадания постороннего предмета в газовоздушный тракт авиационного двигателя. Были проведены испытания и собран набор данных для обучения различных архитектур нейронных сетей. В результате этого удалось достигнуть 99% точности в обнаружении посторонних предметов. Кроме того, были выявлены перспективные направления для дальнейшего развития проекта.
Как происходит взаимодействие с заказчиком?
— С заказчиком уже было организовано несколько совещаний: в Пермском Политехе и на его территории.
В 2024 году команда проекта планирует доработать систему для полноценной интеграции с бортовым оборудованием воздушного судна, провести дополнительные эксперименты для обучения новых моделей нейронных сетей.
Впечатлениями о работе в МПТБ поделился Валерий Лучников, студент 3 курса факультета прикладной математики и механики направления «Информационные системы и технологии».
Как Вы узнали о возможности работать в МПТБ?
— Под конец лета я интересовался вопросами нейронных сетей, но опыта у меня не было. Благодаря преподавателям кафедры «Вычислительной математики, механики и биомеханики» я нашел вариант, где можно изучать данную сферу и опробовать себя в проектной деятельности, поэтому решил связаться с руководителем отдела для участия.
Как Вы совмещали задачи проекта с учебой?
— Это было несложно. Мы работали после учебы в университете на протяжении нескольких часов. После того, как очная часть нашей работы закончилась, мы стали выполнять задачи в дистанционном формате, поддерживая связь с руководством и коллегами.
Я считаю, что можно найти время для развития в другой области параллельно с основной специальностью. Если говорить о минусах — было трудно собраться всем в одно время и начать работу по причине разного расписания занятий.
Главным преимуществом участия в проекте стало то, что все мои коллеги стремились к результату и саморазвитию. Это не просто учебная группа, мы все получили самое важное — опыт и знания.
Почему Вы выбрали именно МТПБ ПИШ, а не другие проекты кафедры?
— Этот выбор был отчасти случайным, поскольку я узнал о нем от знакомых на кафедре. Мое желание развиваться в сфере нейронных сетей и приглашение работать над проектом стали ключом к участию в МПТБ ПИШ Пермского Политеха.
Оцените Ваш вклад в проект? Кого, по Вашему мнению, не хватает в команде?
— Мой вклад в проект заключался в сборе данных и их последующей обработке для обучения нейронных сетей. Было интересно впервые окунуться в такую работу. Я чувствовал себя важным ученым. В нашей команде все дополняют друг друга. Если мой коллега не может разобраться с частью работы, то ему помогу я. Если не получается у меня, то помогут мне. Все участники заинтересованы в качественном выполнении своей части работы и проекта в целом.
В будущем разработанная система искусственного интеллекта откроет новые возможности в авиадвигателестроении: поможет предотвратить повреждения, поломки и повысить безопасность авиационных двигателей.