У північно-кавказькому гірничо-металургійному інституті (скгмі) активно запрацював центр обробки даних (цод), що значно розширило можливості як дослідницької, так і освітньої діяльності.
» все почалося з конкурсу пат «гмк «норильський нікель», нашого стратегічного партнера, на коригування показників технічного проекту рудника «маяк», – розповідає ректор скгмі юрій дмитрак. — у ньому брали участь різні організації, в тому числі і ми. Скгмі переміг завдяки використанню «цифрових двійників»».
Команда складалася з викладачів вузу, провідних фахівців в області проектування гірничо-геологічних інформаційних систем, обробки та аналізу великих даних, технологів гірничого виробництва і шести студентів, майбутніх айтішників-гірників. Всіх хлопців в результаті запросили на роботу в компанію. Значну частину коштів, отриманих за ндр, вирішили витратити на закупівлю обладнання для цод. Так почалося формування системи високої обчислювальної щільності, оснащеної співпроцесорами gpu nvidia t4.
Сьогодні обчислювальні ресурси центру складають 3,3 tflops на операціях з плаваючою комою подвійної точності і 6,6 tflops для операцій з одинарною точністю відповідно. Комплекс також оснащений графічними співпроцесорами обчислювальною потужністю в 1 gflops на операціях з плаваючою комою подвійної точності і 34 tflops для операцій з одинарною точністю. Вони здатні підтримувати одночасну роботу більш ніж 50 високопродуктивних графічних робочих місць на віртуальних машинах.
“цод створювався не заради досягнення максимальної обчислювальної потужності, а для вирішення комплексу різнопланових завдань, – говорить професор кафедри «гірнича справа» скгмі доктор технічних наук денис стадник. – тому він і сформований на базі резервний гиперконвергентного кластера має масштабовану архітектуру: при додаванні нового вузла в кластер його обчислювальні ресурси стають доступні у ваших додатках. Твердотільні накопичувачі nvme останнього покоління з гарячою заміною роблять процес нарощування обчислювальних ресурсів кластера максимально комфортним для системних адміністраторів і прозорим для користувачів».
У вузі в створенні цод особливо підкреслюють значення стратегічних партерів скгмі – провідних гірничодобувних компаній країни. Крім пат «гмк «норільський нікель», це ат «армз» (гірничорудний дивізіон держкорпорації «росатом»), ат «південуралзолото група компаній»… А також розробники сучасних гірничо-геологічних інформаційних систем micromine, seequent (leapfrog), geovia (surpac), autodesk (autocad, revit), bentley, ват «віогем» (геомікс)… Велику роль зіграла і взаємодія з представниками іт-індустрії (amd, nvidia, ат «крафтвей корпорейшн плс», тов «айті-архітектор», тов «модуль-проекти»). Але перш за все фахівці скгмі спиралися на власні багаторічні наукові дослідження.
Одне із завдань, яке за допомогою з’явилися обчислювальних потужностей вирішують в скгмі, – підготовка сучасних висококваліфікованих фахівців, з використанням можливостей «цифрових двійників».появу цієї технології в арсеналі експертів найчастіше пов’язують з історією «аполлона-13» в 1970 році. Благополучне завершення місії, успішна посадка космічного корабля і порятунок астронавтів вдалися завдяки «цифровим двійникам». Сьогодні, півстоліття потому, технологія «цифрових двійників» залишається однією з найбільш багатообіцяючих.
«цифровий двійник» — синхронізована з реальним об’єктом, системою, процесом їх віртуальна модель. Ця технологія, характерна для четвертої промислової революції, покликана, зокрема, допомогти підприємствам швидше виявляти проблеми і навіть передбачати їх і ефективніше вирішувати, а в кінцевому підсумку виробляти більш якісний продукт.
Використання «цифрових двійників» на гірничо-металургійному комбінаті дозволяє реалізувати у віртуальному середовищі всі технологічні процеси, відтворити всі сторони життя і діяльності величезного організму, не зачіпаючи реальне виробництво. «цифровий двійник» допомагає прорахувати ближні і віддалені наслідки будь-яких рішень, прийнятих керівництвом, і, отже, вибрати оптимальні.
У скгмі за допомогою такого інструменту студенти спочатку вивчають тривимірну візуалізацію родовищ корисних копалин, яка дозволяє більш наочно показати всі їх елементи, при цьому аналіз геологічних баз даних стає швидким і інтуїтивно зрозумілим. Потім на старших курсах майбутні фахівці знайомляться з комплексними технологічними моделями гірничого виробництва. Ну а на останніх курсах вивчають аналіз великих цифрових геоданих і прогнозування.
Інший важливий напрям підготовки – глибокий аналіз нейронних мереж для промисловості. Так, в одній з останніх студентських робіт, виконаних на базі цод, розглядається, як навчити нейронну мережу управляти системою вентиляції рудника. Це завдання студенти скгмі вирішували на міжнародному інженерному чемпіонаті «case-in». Команда вузу «geox «вийшла у фінал і посіла призове місце в спеціальній номінації» топ-6 кращих рішень інженерного кейса «за напрямом»гірнича справа».
» за ті аудиторні години, які виділяє міністерство науки і вищої освіти рф на підготовку фахівця, охопити всі сторони сучасного гірничого виробництва неможливо, — говорить денис стадник. — тому на базі скгмі створений унікальний для росії центр підготовки та атестації інженерів гірських роботизованих систем «аватар», розроблені додаткові компетенції – це знання та вміння з інших областей, які необхідні гірничим інженерам в сучасному світі: системний аналіз і комп’ютерне моделювання технологічних процесів, автоматизоване проектування в сучасних програмних продуктах і використання методів і засобів штучного інтелекту для аналізу великих геоданих і багато іншого. Сьогодні в центрі «аватар»діючі фахівці гірничих підприємств поглиблено викладають зацікавленим студентам ці додаткові предмети, при цьому навчальну програму, завдяки цод, ми можемо формувати під вимоги замовника».
Що стосується наукових завдань, під які цод формували, то ось деякі з них: створення єдиної галузевої системи автоматизованого проектування освоєння георесурсного потенціалу рф; розробка тривимірних моделей родовищ корисних копалин, «цифрових двійників» гірничих підприємств; перехід до використання гірничотехнічних систем з автономним управлінням на базі застосування методів і засобів штучного інтелекту; аналіз великих цифрових даних і прогнозування.
Але можливості цод і цим не обмежуються.
» ми готові надати обчислювальні потужності республіці північна осетія-аланія, — говорить денис стадник. — обробка великих даних необхідна, наприклад, для прогнозування лавинонебезпеки гірських територій, моделювання та управління трафіком транспорту. Початківцям режисерам рсо-аланія центр допоможе в обробці даних відеопотоків, про що було заявлено в скгмі на зустрічі з молоддю глави рсо-аланія с.меняйло».
Не так давно ректор вузу юрій дмитрак запропонував і колегам із залізничного технікуму скористатися можливостями цод, що відкрилися. Зокрема, з його допомогою вони зможуть у віртуальній реальності розвивати навички управління поїздами, телемеханікою, всім складним механізмом залізничного господарства.
