В РГАТУ им. Соловьева открывается новое направление для подготовки цифровых инженеров

Администратор

С нового учебного года в РГАТУ имени П.А. Соловьева открывается направление бакалавриата «Компьютерное моделирование и цифровые двойники».

О том, зачем это нужно, кому подойдёт программа и где будут работать выпускники, мы поговорили с заведующим кафедрой общей и технической физики Сергеем Веретенниковым.

— Сергей Владимирович, чем обусловлена необходимость открытия нового направления?

— Современные информационные технологии, компьютерное моделирование и искусственный интеллект активно внедряются во все сферы жизни — в том числе в науку и производство. Сегодня проектировщики и разработчики стремятся минимизировать затраты, а для этого нужно ещё на этапе проектирования гарантировать работоспособность продукции и её соответствие заложенным параметрам. Гораздо выгоднее сначала создать цифровой двойник, провести виртуальные испытания, оптимизировать конструкцию, а уже потом изготавливать реальный образец. Именно поэтому мы запускаем это направление.

— Что такое цифровой двойник и насколько он идентичен реальному объекту?

— Цифровой двойник — это не просто трёхмерная модель. Это цифровая копия физического устройства, которая сопровождает его на всём жизненном цикле — от разработки до эксплуатации. Насколько он идентичен реальному объекту, зависит от того, насколько детально мы его проработали, верифицировали и валидировали. Цифровой двойник может описывать отдельный узел или целый двигатель. При этом он не заканчивается на этапе проектирования: после изготовления в модель вносятся реальные производственные отклонения, характеристики пересчитываются, а дальше служба эксплуатации может прогнозировать ресурс изделия. Цифровой двойник должен отслеживать весь жизненный цикл изделия.

— Насколько это направление сегодня востребовано в промышленности?

— Производственные предприятия уже активно включаются в процесс создания цифровых двойников своих изделий, но им катастрофически не хватает кадров. Инженер, который работает с цифровыми двойниками, должен обладать знаниями и по физике, и по математике, разбираться в программировании и информационных системах. Это не просто физик и не просто программист — это специалист на стыке нескольких областей. Физики чаще заточены на эксперимент, им нравится работать руками, а здесь нужно работать с компьютером, связывать разные базы данных, строить модели, выполнять оптимизацию. Таких специалистов очень мало, и рынок остро нуждается в них.

— Почему именно РГАТУ имени П.А. Соловьева взялся за подготовку таких специалистов? Какие у вас есть компетенции и база?

— У нас уже есть определенный практический опыт в этой области. Мы активно сотрудничаем с ПАО «ОДК-Сатурн», и со стороны предприятия есть запрос на проведение исследований в области цифрового инжиниринга. В рамках передовой инженерной школы «Технологии двигателестроения» в дуальной лаборатории «Образ» была развернута цифровая платформа CML-Bench — одна из наиболее продуманных платформ для разработки и применения цифровых двойников, включающая систему управления деятельностью в области цифрового инжиниринга. Наши преподаватели прошли соответствующее обучение и владеют всем необходимыми компетенциями для работы в этой цифровой среде, ведь в РГАТУ традиционно сильна подготовка в области информационных технологий. Кроме того, обучать студентов будут и специалисты, которые непосредственно внедряют цифровые двойники на производстве.

— Почему это направление открывается именно на кафедре общей и технической физики, а не в институте информационных технологий и систем управления?

— Это наша совместная программа с коллегами по ИТ-направлению. Создать цифровой двойник невозможно без понимания того, как объект работает в реальности. Нужно разбираться в конструкции, в физике процессов, в свойствах материалов. С другой стороны, мы видим, что сегодня школьники охотнее сдают информатику, чем физику. Набирать на сугубо технические специальности становится всё сложнее. В том числе и потому, что на рынке труда становятся более востребованными специалисты, владеющие не только техническими, но и ИТ-компетенциями.  Мы пошли по пути, который выбрали многие ведущие вузы: используем интерес к ИT и добавляем к нему физический и технический уклон. Мы хотим готовить современных инженеров, которые понимают и технику, и информационные технологии, и математическое моделирование. Наш опыт подготовки студентов по направлению «Техническая физика» позволяет сделать программу достаточно широкой по охвату компетенций.

— Что будут изучать студенты на этой программе?

— В первую очередь — объектно-ориентированное программирование, базы данных, искусственный интеллект. Это база, которая закладывается на первых курсах. Затем постепенно добавляются дисциплины по компьютерному моделированию физических процессов, численным методам, решению дифференциальных уравнений. Ребята будут осваивать мультифизическое  моделирование — когда решаются задачи на стыке разных областей физики. Они будут изучать механику, аэродинамику, процессы теплообмена и горения, учиться делать связки между разными расчётами. Кроме того, в программе есть блоки по промышленному и бионическому дизайну, топологической оптимизации конструкций.

— Кем смогут работать выпускники?

— Спектр широкий — от специалиста по цифровому инжинирингу до инженера-расчётчика или инженера-исследователя. Это могут быть сотрудники, которые внедряют системы инженерного анализа на предприятиях. Они также могут заниматься разработкой и тестированием отечественного ПО для инженерных расчётов. Мы учим не просто моделировать, а оживлять модели: валидировать их по данным измерений и связывать с реальной эксплуатацией. Выпускники смогут выстраивать связи между разными физическими процессами, проводить оптимизацию и настраивать вычисления на кластерах CPU и GPU. Это уровень цифрового инженера, который значительно превосходит классическую подготовку.

— Насколько обучение будет практико-ориентированным? Будут ли студенты решать реальные производственные задачи?

— У нас уже есть задачи от индустриальных партнёров, которые готовы их делегировать студентам. Как только ребята получат базовый набор компетенций, они будут вовлечены в реальные проекты. Более того, даже на начальном этапе обучения используется практико-ориентированный подход. В результате к старшим курсам студенты формируют мощное портфолио из выполненных кейсов, а темы их дипломных работ становятся прямым решением производственных задач. Наш опыт показывает, что такие выпускники получают приглашение на работу в компании-партнеры еще до вручения дипломов. Студенты сами выбирают, где проходить практику. Среди ключевых партнеров — такие высокотехнологичные компании как ПАО «ОДК-Сатурн» (авиадвигателестроение) и «СберЭнергоДевелопмент» (цифровые двойники зданий). При этом компетенции выпускников универсальны: они смогут построить карьеру в химической промышленности, нефтегазовом секторе, строительстве или фармацевтике. Их ждут везде, где производство переходит «на цифру».

— Какую роль в запуске программы сыграла передовая инженерная школа?

— Передовая инженерная школа обеспечивает нас материально-технической базой и опытными преподавателями-практиками. Активно работают дуальные лаборатории «Импульс», «Образ», «Стенд», где уже решаются задачи по цифровому инжинирингу. Без такой поддержки мы бы за такую задачу не взялись. Кроме того, благодаря деятельности передовой инженерной школы сотрудниками университета получен уникальный опыт реализации сложных проектов по компьютерному моделированию и виртуальным испытаниям. Теперь мы переносим этот опыт на образовательный трек.

— Какие экзамены нужно сдавать для поступления?

— Информатика или физика, профильная математика и русский язык.

— Сколько бюджетных мест выделено?

— 15 бюджетных мест. Обучение длится четыре года. После бакалавриата есть возможность продолжить обучение в магистратуре.

— Кому бы вы рекомендовали эту программу?

— Ребятам, у которых есть интерес и к информатике, и к инженерии. Тем, кому скучно просто писать код, а хочется создавать осязаемые вещи, исследовать мир и разрабатывать реальные объекты. Программа точно подойдет творческим людям — тем, кто видит себя в промышленном дизайне и бионических решениях. Это выбор для всех, кто хочет применять цифровые инструменты, чтобы менять реальность и создавать будущее.

Комментарии Отправляя комментарий, я даю согласие на обработку персональных данных. Новости по теме