Магистерская программа на основе CDIO-подхода "Механика и цифровое производство"
Механика и цифровое производство
Выпускающий институт: Институт прикладной математики и механики
Руководитель программы: Антон Мирославович Кривцов, доктор физико-математических наук, Заведующий кафедры "Теоретическая механика"
Описание программы
Целью магистратуры “Механика и цифровое производство” является подготовка высококвалифицированных инженерных и научных кадров мирового уровня, имеющих как теоретические, так и практические знания, умения и профессиональные навыки в следующих областях:
• разработка физических устройств и экспериментальных установок, используя современное оборудование с ЧПУ (CAM);
• компьютерное проектирование (CAD/САПР);
• проектная работа;
• механика дискретных и континуальных систем;
• вычислительная механика;
• программирование (C++);
• компьютерное моделирование (PDM, FEM).
Основной концепцией магистратуры “Механика и цифровое производство” является гармоничное сочетание фундаментальной подготовки в области механики с развитием практических навыков в разработке сложных и наукоемких механических устройств и экспериментальных установок, используя производственные и человеческие ресурсы лаборатории «Фаблаб Политех».
Магистратура “Механика и цифровое производство”, направлена на устранение наблюдающегося в научном и инженерном образовании во всем мире противоречия между теорией и практикой. Предлагаемый в магистратуре подход нацелен на усиление практической направленности обучения будущих инженеров и ученых, а также введение системы проектного обучения, вкупе с практической работой в лаборатории. В процессе обучения студенты будут получать практический опыт проектно-конструкторской и экспериментальной деятельности, как в аудиториях, так и на современном оборудовании.
Вследствие мультидисциплинародного обучения выпускники магистратуры “Механика и цифровое производство” будут уметь создавать и эксплуатировать новые продукты, процессы и системы, востребованные рынком.
Ключевые навыки
1. Развитие практических навыков в разработке сложных и наукоемких механических устройств и экспериментальных установок.
2. Усиление практической направленности обучения будущих инженеров и ученых, а также введение системы проектного обучения, вкупе с практической работой в лаборатории.
3. Практический опыт проектно-конструкторской и экспериментальной деятельности, как в аудиториях, так и на современном оборудовании.
Структура курса
Длительность и формат
Длительность обучения 2 года.
Краткий учебный план
Практика и проектная работа в лабораториях (в т.ч. на оборудовании с ЧПУ в «Фаблаб Политех») 27
НИР и проектная работа 23
Иностранный язык 6
Электроника и программирование микроконтроллеров 3,5
История и методология механики 2
Статистическая физика и термодинамика 2,5
Разработка и реализация технологических цепочек 3
Системы автоматизированного проектирования 4
Компьютерные технологии в механике 12
Нелинейные волновые процессы 2,5
Современные проблемы механики 5
Рациональная механика сплошной среды 8
Бизнес-практикум 2,5
Реализация CDIO-подхода и применения дистанционных технологий
В рамках магистратуры “Механика и цифровое производство” будут использованы как традиционные, так и инновационные методы преподавания. Будут организованы современные лекционные курсы, практические занятия, лабораторные работы, семинары, практикумы, мастер-классы, видеоконференции. Лабораторная работа и научно-исследовательская деятельность будет проводиться в следующих лабораториях кафедры “Теоретическая механика” и Центра технического творчества молодежи:
• Лаборатория цифрового производства «Фаблаб Политех»;
• Совместная лаборатория «Дискретные модели механики» (совместно с Институтом проблем машиноведения РАН);
• Студенческая лаборатория цифрового производства «Мини Фаблаб ТМ»;
• Лаборатория технической фото- и видеосъемки «Фотомеханика™».
В образовательном процессе будут активно использоваться новейшие информационные технологии и технологии интерактивного обученияс использованием платформы Moodle(dl.spbstu.ru) и запускомвсероссийских, а впоследствии международных, MOOC-курсов при поддержке парт-неров из ООО «Лекториум» (lektorium.tv - крупнейшаямедиатека России, с 2009 года записано более 2000 лекций). В отдельных дисциплинах студенты в командах будут реализовывать технические проекты с нуля до стадии готового устройства и его техни-ческой поддержки. При этом студенты научатся связывать воединоисследования рынка (зачем/кому нужен продукт), разработку устройства (НИР, САПР, механические расчеты,опытно-конструкторские работы на станках с ЧПУ), переход к массовому производству, в случае надобности (переход от технологий прототипирования к технологиям массового производства, таким как литье, штамповка и др.),эксплуатацию устройства (написание документации, техподдержка и пр.). Также студенты магистратуры научатсяэффективно взаимодействовать со специалистами смежных специальностей (экономисты, маркетологи и др.), для разработки полноценных продуктов, востребованных на международном рынке. Для реализации подобного подхода проектам будут назначаться супервайзорыи консультанты из числа преподавателей магистратуры. Наиболее успешные студенческие проекты во взаимодействии с бизнес-инкубатором «Политехнический»будут коммерциализироваться и выводиться на рынок.
Научная и исследовательская работа
Предполагаемые направления научно-исследовательских работ:
1. создание автономных плавательных средств (яхты, судна на воздушной подушке); 2. разработка и создание персонального производственного оборудования (3D-принтеры, фрезерные и лазерные станки); 3. разработка устройств на базе нейроинтерфейса (протезы, платформы, манипуляторы); 4. разработка и создание сухопутных роботов на нестандартной платформе (шагающие механизмы, шнекоходы); 5. создание механических моделей наносистем; 6. разработка и программирование манипуляторов, колесных платформ, роботов с роевым поведением; 7. моделирование и создание установок для промышленного использования (установка для производства труб методом намотки и др.); 8. создание моделей механических систем для использования в образовательном процессе (модель маятника Скотта, интерактивные экспона-ты для музеев и пр.).
Места возможной практики в рамках НИР:
1. Институт проблем машиноведения РАН; 2. Университет Лейбница Ганновер, Германия; 3. Абердинский университет, Шотландия; 4. Технический университет Лаппеенранты, Финляндия; 5. Технический университет Гамбург-Харбург, Германия; 6. ЗАО «Силовые машины»; 7. ЗАО «Русэлпром»; 8. ООО «Фотомеханика»; 9. Alpine ReplayLtd..
Методика обучения
Перечень дисциплин, ориентированных на CDIO-подход при изучении
- Практика и проектная работа в лабораториях (в т.ч. на оборудовании с ЧПУ в Фаблаб Политех)
- НИР и проектная работа
- Теория работы на станках с ЧПУ, Теория конструирования и проектирования, Теория и практика разработки электронных устройств
- Теория решения изобретательских задач и развития креативного мышления
- Бизнес-практикум, Программирование
- Динамика твердого тела, Волны в упругих средах, Теория пластичности, Механика разрушений
- Компьютерные технологии в механике, Практикум по компьютерному моделированию
Перечень дисциплин, предусматривающих использование дистанционных технологий при изучении
- Практика и проектная работа в лабораториях (в т.ч. на оборудовании с ЧПУ в Фаблаб Политех)
- НИР и проектная работа
- Теория конструирования и проектирования, Теория работы на станках с ЧПУ, Теория и практика разработки электронных устройств
- Теория решения изобретательских задач и развития креативного мышления
- Бизнес-практикум, Иностранный язык, Программирование
- Динамика твердого тела, Волны в упругих средах, Механика оболочек, Теория пластичности, Механика разрушений
- Компьютерные технологии в механике, Практикум по компьютерному моделированию
Преподаватели программы
Кривцов Антон Мирославович, профессор, д.ф.-м.н., зав. каф. "Теоретическая механика"
Индейцев Дмитрий Анатольевич, директор ИПМаш РАН, профессор, зав. каф. "Механика и процессы управления"
Иванова Елена Александровна, профессор, д.ф.-м.н.
Порубов Алексей Викторович, профессор, д.ф.-м.н.
Лобода Ольга Сергеевна, доцент, к.ф.-м.н.
Кузькин Виталий Андреевич, доцент, к.ф.-м.н.
Беринский Игорь Ефимович, доцент, к.ф.-м.н.
Ле-Захаров Александр Аневич, доцент, к.ф.-м.н.
Асонов Игорь Евгеньевич, директор ЦТТМ
Ле-Захаров Сергей Аневич, зам.директора ЦТТМ
Дятлова Полина Александровна, зам. директора ЦТТМ, к.т.н.
Кузнецова Анна Юрьевна, зам.директора ЦТТМ
Ершов Дмитрий Сергеевич, техник ЦТТМ
Дзенушко Дайнис Вячеславович, техник ЦТТМ
Устинова Алеся Андреевна, ассистент кафедры ТМ
Киюц Александр Владимирович, аспирант кафедры ТМ
Лаборатории
1. Лаборатория кафедры "Теоретическая механика": суперкомпьютеры, 3D-модели of кристаллических структур, модели машин и механизмов
2. Фаблаб Политех: станки с ЧПУ, 3D-принтеры, лазерные резаки и граверы, режущий плоттер
3. Студия "Фотомеханика": оборудование для высокоскоростной фото- и видеосъемки
Контакты
Санкт-Петербургский Государственный политехнический университет
Руководитель(координатор) образовательной программы (ОП):
Кривцов Антон Мирославович, заведующий кафедрой “Теоретическая механика”, доктор ф.-м. наук, профессор
Асонов Игорь Евгеньевич, директор Центра технического творчества молодежи
Реквизиты для связи: E-mail:akrivtsov@bk.ru, igor.asonov@spbstu.ru рабочий телефон:290-98-72 моб. телефон:+7(911)121-40-35, +7 (905) 271-50-44
Политехническая, 29, Кампус политехнического университета, 195251, СПб
Тел.: +7(812)2909872
