Распознавание дефектов конструкций

1. Луганская Дарья Алексеевна ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА на тему Разработка проекта внедрения веб-приложения «Распознавание

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
Кафедра бизнес-информатики и информационных технологий
Луганская Дарья Алексеевна
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
на тему Разработка проекта внедрения веб-приложения
«Распознавание дефектов конструкций»
для промышленного предприятия
Руководитель:
Махмутова Марина Владимировна, к.п.н., доц., доц. кафедры БИиИТ
НАЗВАНИЕ ПРЕЗЕНТАЦИИ
Магнитогорск, 2023

2. Актуальность исследования

1. Повышение
эффективности
бизнес-процессов
промышленного предприятия, посредством внедрения ИТрешений;
2. Снижение затрат на ремонт зданий, сооружений, конструкций
и объектов промышленного предприятия.
2

3. Объект, предмет, цель исследования

Объект – процесс проведения экспертизы ОПО на промышленном
предприятии.
Предмет – возможность автоматизации процесса нахождения дефектов в
экспертизе ОПО на промышленном предприятии.
Цель – повышение эффективности процесса нахождения дефектов ОПО
посредством интеграции веб-приложения в экспертизе на промышленном
предприятии.
3

4. Задачи исследования

1.
2.
3.
4.
5.
6.
Проанализировать состояние проблемы распознавания дефектов конструкций на
промышленном предприятии;
Выполнить постановку задачи на внедрение веб-приложения по распознаванию
дефектов конструкций на промышленном предприятии;
Обосновать выбор технологии внедрения веб-приложения «Распознавание
дефектов конструкций» на промышленное предприятие;
Провести характеристику веб-приложения по распознаванию дефектов
конструкций для промышленного предприятия;
Реализовать проект внедрения веб-приложения по распознаванию дефектов
конструкций на промышленном предприятии;
Провести оценку экономической эффективности проекта внедрения вебприложения по распознаванию дефектов конструкций для промышленного
предприятия.
4

5. Практическая ценность исследования

Реализация веб-приложения может быть использована:
в деятельности крупных промышленных предприятий в рамках
проведения экспертизы зданий, сооружений и конструкций,
для строительных организаций в процессах оценки качества проведенных
работ,
для жилищно-коммунальных служб при оценке очередности проведения
капитальных ремонтов зданий.
5

6. Состояние проблемы распознавания дефектов

Рисунок 1 – Функциональная модель процесса «Проведение экспертизы на промышленном
предприятии» в нотации IDEF0 (AS-IS). Главная диаграмма

7. Состояние проблемы распознавания дефектов

Во время проведения предметного обследования предприятия было выявлено
узкое место. При интенсивной эксплуатации ОПО с большой долей вероятности
возникают незначительные и существенные дефекты, которые требуют экспертизы
сотрудника. Во время оценки есть вероятность пропустить малозначимый дефект,
который может перейти в значительный или неустранимый. При помощи вебприложения работа эксперта сможет быть эффективнее, так как обработки и
классификаторы, выполняемые в приложении, позволят выявить даже незначительные
дефекты, не видимые человеческому взгляду. Таким образом, промышленное
предприятие сможет повысить эффективность процесса проведения экспертизы ОПО
на промышленном предприятии.
7

8. Постановка задачи на внедрение веб-приложения

Было принято управленческое решение внедрить веб-приложение «Распознавание
дефектов конструкций» на промышленное предприятие. Данное программное средство
позволит выявить больше значительных и незначительных дефектов, а также помочь
эксперту (технологу) классифицировать их.
У заказчика имеются узкоспециализированные требования по разработке модулей
для конкретных задач. Соответственно, представленные на рынке программные
продукты не отвечали требованиям Заказчика. Единственным вариантом для
удовлетворения
требований
Заказчика
была
разработка
веб-приложения
«Распознавание дефектов конструкций».
8

9. Постановка задачи на внедрение веб-приложения

Рисунок 2 – Функциональная модель процесса «Проведение экспертизы на промышленном предприятии» в
нотации IDEF0 (TO-BE).
9
Контекстная диаграмма

10. Требования к веб-приложению

Функциональные требования к веб-приложению «Распознавание дефектов
конструкций», которые представляет заказчик:
обнаруживать и оценивать разрушения соединительных швов между панелями
ОПО;
обнаруживать и оценивать площади поверхности объекта, покрытого ржавчиной;
обнаруживать и оценивать наклонные трещины на кирпичной кладке ОПО;
обнаруживать и достраивать профили обледенений на крышах ОПО;
обнаруживать отсутствие типовых элементов ОПО;
обнаруживать и оценивать провалы на кровле объекта;
обнаруживать разрушения дорожного полотна;
обнаруживать на обочинах, дорожном полотне и кровле крыш посторонние
объекты.
10

11. Выбор технологии внедрения веб-приложения

Наименование операций
1.
Заключение договора на внедрение продукта.
1.
Определение требований заказчика к развертываемой системе
1.
Разработка детальных моделей бизнес-процессов заказчика
2.2 Отображение бизнес-требований
1.
Формирование базы документов
1.
Построение технической архитектуры
4.1 Определение ключевых параметров
4.2 Разработка дополнительной функциональности
4.3 Конвертация данных (перенос существующих данных)
5 Тестирование системы
5.1 Тестирование на производительность
5.2 Подтверждение реализуемости требований продукта
6 Обеспечение информационной поддержкой
6.1 Обучение проектной группы
6.2 Обучение конечных пользователей
7 Ввод в эксплуатацию
Таблица 1 – Иерархическая структура
работ проекта
11

12. Модель внедрения веб-приложения «Распознавание дефектов конструкций» на промышленное предприятие

Рисунок 3 – Модель
внедрения вебприложения
12

13. Характеристика веб-приложения

Рисунок 4 – Система контроля территории, зданий и сооружений, и их частей на ОПО: технологический
13
уровень

14. Характеристика веб-приложения

Рисунок 5 – Роли в системе контроля территории, зданий и сооружений, и их частей на ОПО
14

15. Проект внедрения веб-приложения

В качестве средств разработки использовались следующие программы:
Flask – микрофреймворк для создания простого и быстрого проекта на языке
программирования Python с возможностью масштабирования до сложных приложений;
Bootstrap – это открытый HTML, CSS и JS-фреймворк;
PostgreSQL – это объектно-реляционная система управления базами данных;
UNICORE – веб-сервер, благодаря которому веб-интерфейс управления доступен в
браузере любого устройства, находящегося в одной сети с UNICORE и др.
В веб-приложении «Распознавание дефектов
использованы следующие языки программирования:
JavaScript;
HTML, CSS;
С++;
Python;
Kotlin.
конструкций»
были
15

16. Проект внедрения веб-приложения

Рисунок 6 – Интерфейс десктопного приложения после обработки изображения
16

17. Проект внедрения веб-приложения

Рисунок 7 – Пример исходного изображения
Рисунок 8 – Изображение с найденным процентом
разрушений
17

18. Оценка экономической эффективности проекта внедрения

Затраты
Стоимость, руб.
Оплата труда в период внедрения
539 500, 00 руб.
Заработная плата
415 000, 00 руб.
Страховые взносы
124 500, 00 руб.
Амортизационные отчисления
30 290, 1 руб.
Обслуживание БПЛА (ремонт, запчасти)
137 500, 00
Сопровождение ПО
45 000, 00
Обслуживание парка компьютерной техники
25 000, 00
Ресертификация персонала, осуществляющего 27 750, 00
контроль (1 раз в 3 г)
Прочие
41 670, 00
Итого
1 385 710, 1 руб.
Таблица 2 – Затраты на внедрение (в месяц)
18

19. Оценка экономической эффективности проекта внедрения

Рисунок 9 – Дерево принятия решений бизнес-процесса «Проведение экспертизы»
19

20. Оценка экономической эффективности проекта внедрения

После внедрения веб-приложения «Распознавание дефектов конструкций»
затраты на ремонт и устранение дефектов на ОПО возрастут на 2 020 000
рублей ежемесячно. После этапа внедрения веб-приложения при
сопровождении стоимость устранения и ремонта дефектов на ОПО
увеличится за счет повышения эффективности процесса экспертизы (будут
выявлены те дефекты, которые не выявил эксперт). Малозначимые дефекты
будут раньше выявляться и устраняться, не переходя в значимый дефект.
Соответственно, можно спрогнозировать снижение стоимости ремонта и
устранения дефектов.
Важно отметить, что каждый ОПО находится в различном состоянии,
соответственно количество и качество дефектов будет разное. Все допущения
и расчеты были выдвинуты на основании технической документации
20
промышленного предприятия.

21. Оценка экономической эффективности проекта внедрения

Рисунок 10 – Проведение экспертизы без использования и с использованием вебприложения
21

22. Апробация

1.
2.
3.
Луганская, Д. А. Анализ состояния проблемы нахождения дефектов при выполнении экспертной оценки
конструкций на промышленном предприятии / М. В. Махмутова, Д. А. Луганская // Актуальные проблемы
современной науки, техники и образования : Тезисы докладов 81-й международной научно-технической
конференции, Магнитогорск, 17–21 апреля 2023 года. Том 1. – Магнитогорск: Магнитогорский
государственный технический университет им. Г.И. Носова, 2023. – С. 445-446. – EDN GXSDUA.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022611213 Российская
Федерация. Universal library for working with digital images: asynchronous computation with image collections;
the use of algorithms: blurring images, highlighting the boundaries of images, building skeletons of shapes on
binarized images, determining the difference in colors and finding frame differences : № 2022610219 : заявл.
12.01.2022 : опубл. 21.01.2022 / М. Ю. Наркевич, О. С. Логунова, А. А. Николаев [и др.] ; заявитель
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». – EDN MRDTYR.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022611443 Российская
Федерация. Generating an array of grayscale images from a selected video file : № 2022610030 : заявл.
11.01.2022 : опубл. 25.01.2022 / М. Ю. Наркевич, А. А. Николаев, О. С. Логунова [и др.] ; заявитель
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». – EDN HOJXTH.
22

23. Апробация

4.
5.
6.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022615149 Российская Федерация.
Automatic QR-code zone image cropper : № 2022614303 : заявл. 24.03.2022 : опубл. 30.03.2022 / М. Ю.
Наркевич, В. Д. Корниенко, А. А. Николаев [и др.] ; заявитель Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования «Магнитогорский государственный технический
университет им. Г.И. Носова». – EDN LAXDTH.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022682382 Российская Федерация.
Automated building joint failure estimator : № 2022681316 : заявл. 11.11.2022 : опубл. 22.11.2022 / В. В.
Кабанова, М. Ю. Наркевич, В. Д. Корниенко [и др.] ; заявитель Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования «Магнитогорский государственный технический
университет им. Г.И. Носова». – EDN KPKWQX.
Луганская, Д. А. Интеллектуальная система для экспертной оценки визуальных дефектов: поиск типовых
объектов / Н. В. Зладырев, А. Н. Тюлюмов, Д. А. Луганская // Регион искусственного интеллекта :
Материалы Всероссийской студенческой научной конференции, Череповец, 06 ноября 2022 года. –
Череповец: Череповецкий государственный университет, 2022. – С. 153-157. – EDN PIXNAA.
23

24. Апробация

7.
8.
9.
Луганская, Д. А. Некоторые вопросы внедрения автоматизированного решения на производственный объект
/ Д. А. Луганская, П. В. Конова, И. М. Пашнин // Актуальные вопросы науки, нанотехнологий, производства
: сборник научных статей 2-й Международной научно-практической конференции, Курск, 09 декабря 2022
года. – Курск: Юго-Западный государственный университет, 2022. – С. 237-241. – EDN SKBNDK.
Луганская, Д. А. Использование возможностей платформы «1С:Предприятие 8.3» при обучении студентов
вуза в рамках дисциплины «Базы данных» / М. В. Махмутова, Д. А. Луганская // Новые информационные
технологии в образовании : Сборник научных трудов XXII международной научно-практической
конференции, Москва, 01–02 февраля 2022 года / Под общей редакцией Д.В. Чистова. Том Часть 1. –
Москва: Общество с ограниченной ответственностью "1С-Паблишинг", 2022. – С. 184-187. – EDN IDDZFA.
Интеллектуальная система принятия решений при оценке качества зданий и сооружений на опасных
производственных объектах: определение траектории движения беспилотного летательного аппарата / М.
Ю. Наркевич, О. С. Логунова, В. Д. Корниенко [и др.] // Вестник Магнитогорского государственного
технического университета им. Г.И. Носова. – 2022. – Т. 20, № 1. – С. 50-60. – DOI 10.18503/1995-2732-202220-1-50-60. – EDN YTCCRK.
24

25. Заключение

В процессе работы были решены следующие задачи:
1. Проанализировано состояние проблемы распознавания дефектов ОПО на
промышленном предприятии;
2. Выполнена постановка задачи на внедрение веб-приложения для
распознавания дефектов ОПО на промышленном предприятии;
3. Обоснован выбор технологии внедрения веб-приложения для распознавания
дефектов ОПО на промышленном предприятии;
4. Представлена характеристика веб-приложения для распознавания дефектов
ОПО на промышленном предприятии;
5. Выполнена реализация проекта внедрения веб-приложения для
распознавания дефектов ОПО на промышленном предприятии;
6. Проведена оценка экономической эффективности проекта внедрения вебприложения для распознавания дефектов ОПО на промышленном
предприятии.
25

26. Заключение

Перспектива развития проекта может найти воплощение в развитии данной
технологии, посредством поиска дефектов на различных материалах объектов
промышленных предприятий, развитии классификационного деления дефектов.
26

27. Благодарим за внимание!

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
Кафедра бизнес-информатики и информационных технологий
Благодарим за внимание!
НАЗВАНИЕ ПРЕЗЕНТАЦИИ