В России идет реконструкция предприятий металлургической отрасли. На производстве практически не осталось мартеновских печей, на смену им пришли электрические и конвертерные кислородные печи.
Сегодня металлургия — это автоматизированное производство, управляемое компьютеризированными системами. Это ставит перед университетом новые задачи — отрасли нужны инженеры, готовые участвовать в трансформации систем производства и администрировании технологических процессов. «Оцифровкой» металлургического производства в Уральском регионе сегодня занимаются Магнитогорский металлургический комбинат (ММК), группа ЧТПЗ (Челябинский трубопрокатный завод), компании SMS Group и Emerson. С ними мы активно сотрудничаем.
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. Внедрение искусственного интеллекта позволит машинам и роботам адаптироваться к изменениям.
Создание физико-математических моделей на всех этапах металлургического передела является одной из главных задач, которые ставят предприятия перед университетом. Это открывает возможности прогнозирования срока службы металлургического оборудования, что приведет к снижению рисков аварий на производстве. В 2018 году была сформулирована новая стратегическая инициатива «ММК — Индустрия 4.0». Наш университет готовит для Магнитогорского металлургического комбината высококвалифицированные кадры нового времени — data scientists.
Так что в ближайшие 10 лет наши студенты будут получать подготовку по интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, по обработке больших объемов данных и искусственному интеллекту. А также по созданию новых материалов и способов конструирования и решению проблем экологии.
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. Но на производстве происходит изменение и внутреннего содержания существующих специальностей. На мировом рынке сформировался спрос на сокращение длины технологической цепочки для решения экономических и экологических задач. При этом требуется сохранить или повысить качество выпускаемого металла.
За счет автоматизации и роботизации идет сокращение и рабочих профессий, особенно на опасных производствах
Ужесточаются требования к охране окружающей среды. Например, введение в действие в 2018 году в КНР нового, более жесткого экологического законодательства всколыхнуло весь рынок металла в мире. Наш 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.
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 состоянии производственного процесса и находить возможность для его оптимизации и совершенствования, а также сокращать финансовые и временные издержки и повышать качество готового продукта.
За счет автоматизации и роботизации идет сокращение и рабочих профессий, особенно на опасных производствах. Вместо них появятся такие специалисты, как 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) и экоаналитики (анализ угроз для окружающей среды).
Концепция Индустрия 4.0 привела к формированию новых научных коллабораций. Сегодня металлурги работают совместно с программистами, автоматчиками и мехатрониками, 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 его стенках. Команды университета заняли 1-е и 2-е места, обойдя соперников из Германии. Основой послужило эффективное применение метода искусственных нейронных сетей.
Еще одно важное направление — экологическая безопасность производства. В нашей стране ежегодно производится около 7 миллиардов тонн твердых промышленных отходов. Не исключение и Челябинская область. За последние десятилетия здесь скопились сотни миллионов тонн промышленных отходов. Поэтому требуются кадры для экологического мониторинга выбросов в атмосферу и переработки металлургических отходов. Кроме того, в нашем университете ведутся разработки по очистке воды от катионов тяжелых металлов при помощи специальных материалов. Это сорбенты, поглощающие тяжелые металлы и надежно связывающие их в своем объеме. Это позволяет использовать их для очищения русел рек и озер Челябинской области.
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 такие новые металлургические производства мирового уровня, как «Стан-5000» на ММК, цех «Высота 239» и «Железный озон 32» в группе ЧТПЗ, рельсобалочный стан на «Мечеле». Таким высокотехнологичным производствам нужны инженеры нового поколения, способные не только осваивать производство, но и разрабатывать для него новые технологии.
ЮУрГУ активно привлекает студентов к сотрудничеству с профильными предприятиями. С марта 2019 года запущено в работу «Цифровое облако проектов», в котором все проекты предложены индустриальными партнерами. 72 проекта, уже реализуемые в ЮУрГУ в рамках проектного обучения, соответствуют передовому уровню техники и задачам, которые решает бизнес. Магистранты, принимающие участие в проектном обучении, освоят технологии комплексного подхода к решению задач производства. Предприятие дает тему проекта, формируется набор учебных курсов, создается команда. Через два года в качестве результата команда представляет устройство, систему или программный продукт. И здесь есть важный плюс: студенты, получая теоретические знания, учатся применять их на практике. Таким образом, на предприятие приходит не один студент, который решал производственную задачу, а целая команда, готовая к внедрению разработанных решений. Студенты принимают участие в международных инженерных кейс-чемпионатах MetalCup, CASE-IN. Их победители и призеры получают персональные приглашения на работу от ведущих предприятий России и мира. Например, 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 приглашение на постоянную работу.
В тему
В компании ЕВРАЗ считают, что наиболее эффективным способом подготовки перспективных кадров является практико-ориентированный подход к обучению, позволяющий вести перспективную молодежь еще со школьной скамьи. ЕВРАЗ занимается профориентацией учащихся, предлагает практику для студентов и стажировку для выпускников, развивает учебную базу образовательных учреждений и участвует в их стипендиальных программах.
Обучающиеся в средних учебных заведениях под патронажем ЕВРАЗа участвуют в национальном чемпионате WorldSkills. На прошедшем недавно WorldSkills Hi-Tech 2019 юниоры команды ЕВРАЗа — воспитанники новокузнецкого Центра детского (юношеского) технического творчества «Меридиан» и ученики нижнетагильских школ N 75, 42 и 49 завоевали две серебряные и две бронзовые медали.
ЕВРАЗ тесно сотрудничает с базовыми учебными учреждениями в регионах присутствия компании. Среди основных можно выделить Сибирский государственный индустриальный университет, Уральский федеральный университет, Магнитогорский государственный технический университет, Новоуральский исследовательский ядерный университет, Кузнецкий индустриальный техникум, Кузнецкий металлургический техникум, Транспортно-технологический техникум, Таштагольский техникум горных технологий и сферы обслуживания, Нижнетагильский технологический колледж, Нижнетагильский горно-металлургический колледж.
