Своими глазами увидеть, как производят водород, теперь можно в Институте химических технологий и инжиниринга (ИХТИ) УГНТУ в Стерлитамаке. Здесь создали специальный учебно-методический комплекс с моделью установки производства водорода.
Авторы проекта — студенты ИХТИ УГНТУ Евгений Ларин и Алексей Глухов. Евгений стал главным идеологом, 3D-дизайнером и сборщиком макета, он же разработал ПО. Алексей — радиофизик, занимался электронной «начинкой». Руководителем выступила доцент кафедры «Автоматизированные технологические и информационные системы» Екатерина Шулаева.
Как рассказал Евгений Ларин, всё началось с желания сделать дипломный проект не просто «галочкой» для защиты, а чем-то запоминающимся.
- Когда я начал моделировать в системе «Компас-3D» эту огромную промышленную установку в масштабе 1:87, она выглядела как точная, но безжизненная копия. Мне захотелось вдохнуть в неё жизнь — чтобы замигали аварийные сигналы, по трубам «потекли» технологические среды, а на факеле вспыхнул огонь. Я хотел, чтобы студенты и члены комиссии на защите не просто увидели макет, а прочувствовали масштаб и динамику реального производства. А потом пришла мысль: если уж мы можем имитировать работу, почему бы не имитировать и нештатные ситуации? Так из идеи красивого макета родилась концепция настоящего учебного тренажёра, — рассказывает Евгений.
По словам разработчиков, сложность была в том, чтобы заставить микромир вести себя как настоящий завод. Ребятам нужно было соединить сотни распечатанных на 3D-принтере деталей: скрыть в «технологических зданиях» насосы, светодиоды, дым-машину для имитации возгорания, электронику и блоки питания, сделать безопасный факел с реальным пламенем. Главным вызовом было сохранить детализацию макета, но при этом вместить в него «начинку», которая не разрушит эстетику.
- Уникальность нашего комплекса в «трёхслойности». Первый «слой» — точная физическая модель, произведение инженерного искусства (эстетика эстакад, металлоконструкций). Второй — динамическое шоу, наглядная демонстрация работы. И третий, главный, — тренажёрный режим: студент через компьютер может управлять процессом, создавать виртуальные аварии (например, ту самую «дымящуюся» насосную) и отрабатывать алгоритмы их устранения, — отметил Евгений Ларин.
Сложность реализации проекта была связана и с ограниченными финансовыми возможностями студентов. Качественные микронасосы, системы контроля пламени, датчики, материалы для печати — всё это требовало ресурсов. Команда нашла решение — подала заявку на конкурс лидерских проектов УГНТУ, который проводится в вузе в рамках программы «Приоритет-2030», и выиграла.
- Грант мы рассматривали как инвестицию не в дипломный проект, а в будущее инженерного образования на нашей кафедре. Мы хотели не просто показать, что можем сделать, а создать законченный, надёжный, профессиональный инструмент, который останется в университете и будет служить многим поколениям студентов. Это был шанс превратить амбициозную идею в долгосрочный проект, — подчеркнули разработчики.
Результат работы — готовый комплекс, или мини-завод — находится на кафедре «Автоматизированные технологические и информационные системы» УГНТУ. При включении в демо-режиме макет оживает: загораются «огни заводов», по трубам бегут световые потоки, зажигается факел. Это эффектное зрелище.
Но самое интересное происходит в тренажёрном режиме. Студент за компьютером с помощью панели управления может регулировать работу установки: виртуально менять производительность насосов, задавать давление в колоннах, корректировать «состав» потока, а также отрабатывать аварии. Например, выбрать сценарий «возгорание». Программа выдает предупреждение, на макете в зоне насосной включается аварийная световая сигнализация и начинает идти безвредный «дым» от дым-машины. Задача студента — по инструкции в правильной последовательности «отключить» аварийный узел на экране и «запустить» систему пожаротушения на макете. Это и есть суть тренажёра: мышление + действие = результат.
Мини-завод будут использовать на лабораторных работах и для демонстраций уже с начала следующего учебного года.
- Крупные промышленные предприятия, безусловно, имеют действующие установки и даже свои тренажёрные центры. Однако компактного, мобильного и многофункционального учебного комплекса, который объединяет в себе детализированный масштабный макет, визуальную динамику и программный тренажёр, в Башкортостане, да и в России на данный момент нет. Мы создавали его с нуля, и в этом видим особую ценность проекта, — подчеркнули авторы.