Магистерская программа на основе CDIO-подхода "Механика и цифровое производство"
Придумай| Спроектируй| Реализуй| Управляй|
Магистерская программа на основе CDIO-подхода "Механика и цифровое производство"
Выпускающий институт: Институт прикладной математики и механики
Направление: 010403 "Механика и математическое моделирование"
Руководитель программы: Антон Мирославович Кривцов, доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой "Теоретическая механика"
Что такое CDIO?
CDIO - это сокращение от ступеней творческого процесса: Conceive, Design, Implement, Operate — «придумай, спроектируй, реализуй, управляй». Проект CDIO был организован учеными, представителями промышленности, инженерами и студентами Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) в конце 90-х годов. Согласно концепции CDIO, модернизация базового инженерного образования заключается в подготовке выпускников к комплексной инженерной деятельности. Она включает в себя изучение потребностей рынка в продуктах инженерной деятельности и поиск возможностей для их удовлетворения, планирования производства продукции, проектного менеджмента и так далее. Подробнее...
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 (PDM/PLM);
• механика дискретных и континуальных систем;
• вычислительная механика;
• программирование (C++);
• компьютерное моделирование (CAE, 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. Люди, прошедшие целевую магистратуру смогут создавать фаблабы.
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»)
- НИР и проектная работа
- Иностранный язык
- Промышленный дизайн
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 обучения с использованием платформы Moodle(dl.spbstu.ru) и запуском всероссийских, а впоследствии международных, MOOC-курсов при поддержке партнеров из ООО «Лекториум» (lektorium.tv - крупнейшая медиатека 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 воедино исследования 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 научатся эффективно взаимодействовать со специалистами смежных специальностей (экономисты, маркетологи и др.), для разработки полноценных продуктов, востребованных на международном рынке. Для реализации подобного подхода проектам будут назначаться супервайзоры и 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 Replay Ltd.
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
