Передовые инженерные школы

ПИШ представляют первые итоги работы 11/02 Ч3

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ)
Питерский политех.jpg
Ректор Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого Андрей Рудской рассказал о модернизации и развитии университета как глобально конкурентоспособного научно-образовательного центра.

«Проект “Передовые инженерные школы” имеет огромное значение для Политехнического университета как одного из ведущих российских центров цифровой трансформации высокотехнологичной промышленности. Открытие ПИШ СПбПУ стало новым этапом развития мощной экосистемы технологических инноваций СПбПУ, вся деятельность которой направлена на обеспечение научно-технологического прорыва России через применение передовых производственных технологий. Очевидно, что в условиях вызовов новой реальности принципиально важна ориентация университета на решение сложных задач промышленности – таких, которые сама промышленность решить не может. Это прежде всего уникальные высокотехнологичные разработки и стремление к глобальной конкурентоспособности и лидерству: не догонять, а опережать, формируя технологический суверенитет. Тесная кооперация с высокотехнологичными предприятиями в рамках ПИШ также позволяет начинающим специалистам получать знания и опыт через практическое выполнение актуальных проектов, применение новых технологических инструментов и программных продуктов. Структура программ ПИШ и траектории обучения строятся от решаемой фронтирной инженерной задачи. Это самый эффективный путь к формированию компетенций мирового уровня, которые требуются российской промышленности здесь и сейчас», — отметил Андрей Рудской.

Одним из ключевых партнёров ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» выступает ГК «Росатом»: АО «ТВЭЛ» (НПО «Центротех», ООО «Центротех-Инжиниринг»). Заместитель директора – главный конструктор по цифровому моделированию ООО «Центротех-Инжиниринг» Алексей Глазунов рассказал о предоставленной студентам магистратуры возможности трудоустроиться в компанию, что поможет приобрести навыки работы в команде в процессе решения актуальных научно-технологических задач, выполнения НИОКР и погрузиться в специфику процедур и регламентов предприятия:

«Мы предоставляем возможность каждому магистранту трудоустроиться к нам в компанию на полставки на должность младшего инженера, чтобы полностью погрузиться в работу и познакомиться со специфическими особенностями инженерной деятельности. Это интересно с точки зрения вовлечения в производственный процесс, получения реальных навыков работы в конкретных проектах. Мы крайне заинтересованы в реализации всех планов, включенных в программу ПИШ СПбПУ, поскольку это должно обеспечить приток молодых специалистов, которые владеют не только современными инструментами компьютерного моделирования, но и обладают знаниями в области передовых производственных технологий в целом. Не секрет, что в настоящее время восполнять нехватку высококвалифицированных кадров, особенно для реализации сложных инженерных задач, приходится через специализированные программы дополнительного образования. В этой части формат ПИШ, позволяющий молодому специалисту выработать комплексные знания в области системного цифрового инжиниринга наряду с умением работать в современной программной среде, нам видится наиболее эффективным».

Кратко об итогах:

Программа Передовой инженерной школы «Цифровой инжиниринг» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого направлена на решение фронтирных инженерных задач, сформулированных лидерами российской промышленности, и подготовку в соответствии с этими задачами квалифицированных инженерных кадров с компетенциями мирового уровня для высокотехнологичных отраслей экономики.

В деятельности ПИШ СПбПУ сделан акцент на передовых цифровых технологиях и платформенных решениях. В качестве инструмента используются возможности Цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench™.

ПИШ «Цифровой инжиниринг» СПбПУ ведет исследования и разработки по пяти направлениям:

  • кросс-отраслевые цифровые платформенные решения и технологии;
  • системный цифровой инжиниринг в двигателестроении;
  • цифровые технологии в атомной отрасли;
  • цифровые технологии для ТЭК;
  • новые материалы.

В 2023 году планируется реализация портфеля из более 20 проектов более чем на 400 млн руб. Ключевыми партнерами ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» выступают ГК «Росатом»: АО «ТВЭЛ» (НПО «Центротех», ООО «Центротех-Инжиниринг»), АО «Атомэнергомаш» (АО «ЦКБ машиностроения»), АО «Атомстройэкспорт» (АО «Атомэнергопроект»); ГК «Ростех» (АО «ОДК»), ПАО «Газпром нефть», ПАО «Северсталь» и другие предприятия-лидеры российской промышленности.

Совместно с АО «ТВЭЛ», НПО «Центротех», ООО «Центротех-Инжиниринг» (ГК «Росатом») специалисты ПИШ СПбПУ реализуют проект разработки цифрового двойника быстровращающихся роторных систем и демпфирующих узлов, обладающих высокой надежностью и долговечностью.

В рамках договоров с АО «ЦКБ машиностроения» (входит в АО «Атомэнергомаш») ПИШ «Цифровой инжиниринг» разработаны технические проекты реактора парокислородного риформинга, реактора парового риформинга и подогревателя ПГС для создаваемого в Протвинском филиале АО «НИИ НПО «ЛУЧ» (входит в научный дивизион Росатома – «Наука и инновации») блочно-модульного испытательного стенда опытно-демонстрационной установки ОДУ-150 для отработки технологии получения водорода производительностью 150 нм3/час.

Совместно с АО «ОДК», АО «ОДК-Климов», ПАО «ОДК-Сатурн» (входят в состав ГК «Ростех») ведется перечень проектов в области двигателестроения. В том числе:

  • развитие и отраслевая кастомизация цифровой платформы разработки и применения цифровых двойников CML-Bench™, с этой целью разработан программный модуль теплогидравлического расчета;
  • для платформы CML-Bench™ разработаны программные модули профилирования турбомашин в рамках задачи автоматизации создания единой мастер-модели двигателя;
  • выполнены расчетные исследования (цифровые испытания) тепловых схем перспективных гибридных авиационных двигателей.

В интересах АО «НИКИЭТ», Проектного центра ИТЭР, АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ», АО «Атомэнергопроект» (ГК «Росатом»), Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН, ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» выполняет работы по разработке цифровых моделей в атомной и термоядерной энергетике. В частности:

  • разработаны мультифизические цифровые модели экваториального и верхних портплагов с диагностическими модулями международного термоядерного реактора ИТЭР;
  • проведена оценка срока службы элементов ИТЭР;
  • проведено расчетное обоснование прочности корпусов реакторов БРЕСТ-ОД-300 и БРЕСТ-1200.

Для научно-технического центра «Газпром нефть» ПИШ СПбПУ разрабатывает цифровые модели месторождений углеводородов, включающие инструменты для автоматизации работы с промысловыми данными и алгоритмизацию поиска скважин-кандидатов на бурение с опцией информирования о возможных рисках и возможном дополнительном потенциале добычи углеводородного сырья.

В ходе выполнения НИОКР в ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» совместно с инженерами-исследователями принимают участие студенты, аспиранты и преподаватели. Фронтирные инженерные задачи, решаемые в рамках актуальных НИОКР, лежат в основе разрабатываемых новых образовательных программ.

В 2022 году в ПИШ СПбПУ были запущены и в настоящее время реализуются следующие направления подготовки магистрантов:

  • 15.04.03 «ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА», магистерская программа «Компьютерный инжиниринг и цифровое производство» (Партнер программы: ООО «Центротех-Инжиниринг» / НПО «Центротех» / АО «ТВЭЛ» / ГК «Росатом»). Целью является подготовка системных инженеров мирового уровня для атомной отрасли. В 2022 году проходят обучение 24 студента.
  • 27.04.06 «ОРГАНИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ НАУКОЕМКИМИ ПРОИЗВОДСТВАМИ», магистерская программа «Организация и управление цифровыми наукоемкими производствами» (Партнер программы: ПАО «Северсталь»). Цель: подготовка инженеров высшей квалификации в области наукоемкого производства, системы менеджмента качества и IT. Обучение проходят 10 студентов.

В 2023 году пройдет набор студентов на еще две новые магистерские программы по направлению «Прикладная механика»:

  • 15.04.03_09 «Цифровой инжиниринг и управление проектами» совместно с высокотехнологичной компанией «ОКАН»;
  • 15.04.03_10 «Механика полимерных и композиционных материалов» в сетевом партнерстве с Кабардино-Балкарским государственным университетом им. Х. М. Бербекова.

В 2022 году 17 учащихся ПИШ СПбПУ прошли стажировки в высокотехнологичных компаниях: 6 человек в ПАО «ОДК-Кузнецов» (АО «ОДК», ГК «Ростех») и 11 – в ООО «Центротех-Инжиниринг» (входит в контур управления Топливной компании «ТВЭЛ» ГК «Росатом»).

Развивается научно-образовательная инфраструктура ПИШ СПбПУ как основа экосистемы технологического развития. В программе ПИШ СПбПУ запланировано создание 15 объектов инновационной научно-образовательной инфраструктуры. Первым в 2022 году было запущено в работу научно-технологическое образовательное пространство «ТВЭЛ-СПбПУ» Топливной компании ГК «Росатом». Оборудованы учебный класс на 24 места для занятий учащихся магистратуры, а также рабочая зона на 8 мест для инженеров ПИШ СПбПУ, выполняющих высокотехнологичные проекты в интересах ГК «Росатом», и совместной проектной работы с магистрантами. Пространство «ТВЭЛ-СПбПУ» оснащено современным высокотехнологичным оборудованием, высокопроизводительными вычислительными системами и специализированным программным обеспечением, в первую очередь, платформой разработки и применения цифровых двойников CML-Bench™, а также интерактивными комплексами опережающей подготовки инженерных кадров на основе передовых цифровых технологий.

В основе системного сотрудничества с АО «ТВЭЛ» лежит Дорожная карта, включающая широкий спектр научно-технологических и образовательных направлений, связанных, в первую очередь, с цифровым инжинирингом и платформенными решениями. Эффективное взаимодействие с индустриальным партнером находит выражение в успешно реализованных наукоемких проектах, а также в совместной работе над подготовкой инженеров с компетенциями мирового уровня, владеющих передовыми цифровыми и производственными технологиями, способных решать реальные задачи-вызовы, стоящие перед отечественной высокотехнологичной промышленностью.
Санкт-Петербургский государственный морской технический университет (СПбГМТУ)
Морской.jpg
Руководитель Передовой инженерной школы «Судостроение Индустрии 4.0» СПбГМТУ Олег Тимофеев акцентировал внимание на необходимости развития научных исследований и разработок совместно с высокотехнологическими организациями в областях кораблестроения, цифровых промышленных и аддитивных технологий.

«Название нашей передовой инженерной школы – Судостроение 4.0. Это показывает, что мы стремимся к организации нового технологического уклада в нашем отечественном судостроении.

Главная причина создания передовых инженерных школ – это неудовлетворенность нашей промышленности уровнем подготовки студентов инженерных специальностей. В судостроении, несмотря на все усилия преподавателей и практическую работу в вузе, нужно еще 3-4 года после выпуска, чтобы даже хорошего студента ввести в нормальное рабочее состояние, когда он может самостоятельно решать более-менее сложные инженерные задачи на производстве, то есть требуется столько же времени, сколько студент учился в бакалавриате.

ПИШ объединяет усложненную образовательную программу с реальными производственными задачами и обновленной приборной базой. Уверен, многие университеты, по крайней мере технические, возьмут этот формат в работу, когда мы покажем результаты. Может быть, эти подходы будут распространяться в несколько пониженных или усредненных требованиях, но то, что студентов нужно дифференцировать по способностям и мотивации — совершенно точно», — отметил Олег Тимофеев.

Кратко об итогах:

За время участия в проекте ПИШ в СПбГМТУ были запущены новые магистерские программы: «Комплексное цифровое строительство судов, кораблей и средств океанотехники», «Цифровые технологии в проектировании подводной робототехники»; дополнительные профессиональные программы повышения квалификации такие, как «Искусственный интеллект в подводной робототехнике», «Эффективный менеджмент судостроительного предприятия», «Развитие производственной системы судостроительной промышленности» и другие; также введена программа профессиональной переподготовки «Mini MBA – Производственный менеджмент цифрового судостроения».

Основной индустриальный партнёр Передовой инженерной школы «Судостроение 4.0» – это концерн «МПО – Гидроприбор» в части подводных аппаратов и Объединенная судостроительная корпорация. Ещё один важный партнёр – Турбоэнергоремонт, петербургская частная организация, обладающая уникальными технологиями по применению композитов в судостроении. Также вуз подписал соглашение с НИКИЭТ – московским конструкторским бюро, которое занимается проектированием транспортных ядерных реакторов.

Партнёры предоставляют Школе промышленное оборудование и проекты для разработки со студентами. Каждый индустриальный партнёр даёт обучающимся наставника – руководителя для реализации соответствующего проекта.

Студенты уже прошли практику на Балтийском заводе в Петербурге и на Дальневосточном заводе «Звезда». В Школе началась разработка первого совместного проекта по проектированию гидрографического исследовательского судна для известной в индустрии фирмы «Фертоинг». Здесь студенты не просто рисуют абстрактный пароход, а создают реальный корабль, который построят и будут им пользоваться. Один студент проектирует корпусные конструкции, второй – обводы, третий – энергоустановки и так далее. В ближайших планах — экономическое и гидродинамическое обоснования, навигация и связь.
Национальный исследовательский университет ИТМО
ИТМО2.jpg
Руководитель ПИШ ИТМО Александр Виноградов рассказал, что в 2022 году школа запустила несколько крупных проектов в интересах ключевых индустриальных партнеров. В их число входит разработка уникальной модели гирокресла как средства индивидуального передвижения для людей с ограниченными возможностями, разработка датчиков online мониторинга уровня глюкозы, создание волоконно-оптической системы, разработка высокодобротных волоконно-оптических фильтров для систем квантового распределения ключей.

“В передовой инженерной школе Университета ИТМО мы готовим лидеров инженерных групп. Важно, чтобы мы создавали инфраструктуру там, где ребята смогут проявить свои лидерские способности в продуктовых треках. Мы запустили стипендиальную программу поддержки, а также конкурс грантов. Первый конкурс был проведен для обучающихся по образовательным программам передовой инженерной школы Университета ИТМО, а второй - для студентов всего университета. По итогам продуктового конкурса нами поддержано девять инициативных команд, и уже в этом году они покажут, как от стадии создания прототипа они перейдут к реализации MVP.. Нам также важно обеспечить работу студентов с менторами и представителями бизнеса. В этом направлении у нас есть несколько мероприятий, которые проходят в формате “bootcamp” и хакатонов”, - отметил Александр Виноградов.

Ключевой партнер ПИШ - ПАО «Татнефть». Начальник управления по работе с персоналом компании Андрей Глазков рассказал, что «Татнефть» занимается не только нефтедобычей и нефтепереработкой, но и заботится об устойчивом развитии и экологии. Компания уходит от бумажного документооборота, бережёт природу и открывает для себя такие направления, как высокотехнологичный сектор биотеха, применение методов искусственного интеллекта и машинного обучения. Поэтому компании необходимы инженеры-лидеры, способные подхватить этот стратегический тренд.

“Наше партнёрство уже показывает первые результаты. Например, это запуск целого кластера высокотехнологичных лабораторий молодыми учеными, работающими в области клеточной биологии, микробиологии, молекулярной биологии, высокотехнологичной химии. Необходимо поддерживать молодые коллективы, которые работают в формате стартапов”, - отметил Андрей Глазков.
Кратко об итогах:

В передовой инженерной школе ИТМО реализуются четыре основные направления обучения: “Химия и искусственный интеллект”, “Инженерия цифровых систем”, “Искусственный интеллект в биотехнологических системах” и “Инженерия машинного обучения”. И четыре основных направления подготовки: инженер-интрапренер, отраслевой программный инженер, инженер-брокер, инженер-эксперт.

На начало 2023 года в ПИШ обучаются 52 студента. В 2022 году профессиональную переподготовку прошли 17 преподавателей университета, а к 2023 этот показатель планируется увеличить до 75 человек.

Студенты передовой инженерной школы работают над междисциплинарными проектами: “Генеративный дизайн растворителей”, “Мультиомиксная платформа по генеративному дизайну молекул и веществ”, “Разработка волоконно-оптических усилителей c удаленным управлением и перепрограммированием”, “Сервис online мониторинга глюкозы”, “Гирокресло” и другими.

Многие проекты посвящены использованию Data-driven подхода в доменных областях, один из реализуемых проектов в этой области - создание первой в мире метагеномной базы нефти. Большинство проектов сейчас находятся на стадии pre-MVP и готовятся к первому прототипированию своих разработок. Так, например, пилотное производство усилителей в рамках проекта “Полярный экспресс” ожидается уже в первой половине текущего года.

Задачи для реализации в 2023 году включают:

  • Запуск новых образовательных программ, одна из них - “Прикладная геномика”.
  • Запуск 2-х новых образовательных пространств: лабораторный комплекс в биотех кампусе АГНИ в г.Альметьевск и R&D центр в Санкт-Петербурге.
  • Выведение на рынок продуктов девяти команд, поддержанных в рамках грантового конкурса передовой инженерной школы Университета ИТМО.