Передовая инженерная школа СПбПУ «Цифровой инжиниринг» и Центр трансфера технологий СПбПУ представили учебно-методические пособия

В 2024 году специалисты Передовой инженерной школы Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого «Цифровой инжиниринг» (ПИШ СПбПУ) и Центра трансфера и импортозамещения передовых цифровых и производственных технологий СПбПУ (Центр трансфера технологий СПбПУ) представили учебные пособия:

• «Численное моделирование машин и механизмов. Теоретическая механика в примерах и задачах»
• «Методы управления интеллектуальной собственностью».

Также в этом году вышло второе дополненное издание учебного пособия «Вариационное исчисление и методы оптимизации».

Эти издания стали продолжением системной работы подразделений Экосистемы технологического развития СПбПУ по разработке экспертно-аналитических докладов и учебных пособий, направленных на развитие инженерного образования и повышение профессиональной компетентности специалистов.

Учебное пособие «Численное моделирование машин и механизмов. Теоретическая механика в примерах и задачах»

 

Авторы: А. И. Боровков, И. Б. Войнов, И. А. Керестень, М. И. Лобачев, Я. С. Суранов, М. В. Ховайко

Рецензенты:

• Член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, директор Высшей школы теоретической механики и математической физики Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого А.-И. М. Кривцов;
• Член-корреспондент РАРАН, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой Е3 «Средства поражения и боеприпасы» Балтийского государственного технического университета «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова Б. Э. Кэрт.

ISBN 978-5-7422-8708-7

Данное учебное пособие предназначено для преподавателей, научных сотрудников, аспирантов и студентов технических вузов, а также для всех, заинтересованных в освоении методов моделирования машин и механизмов в инженерном анализе, и посвящено применению программных пакетов для решения задач теоретической механики.

В первой главе учебного пособия представлены основные функциональные возможности программной системы, особенности интерфейса и общие принципы построения компьютерных моделей. Программная система позволяет создавать геометрическую модель изделия, задавать связи между компонентами, нагрузки и определять кинематические и массо-инерционные параметры объекта исследования, соответствующие результатам натурных испытаний элементов машин и механизмов с погрешностью менее 1 %.

Вторая глава посвящена решению простейших задач кинематики материальной точки, результатом которого являются временные зависимости перемещения, скорости и ускорения, для которых представлены сравнения с аналитическими решениями. Порядок построения компьютерной модели, расчета и обработки результатов, приведенный в данной главе, является общим для всех последующих задач учебного пособия.

В третьей главе решается более сложная задача кинематики материальной системы, состоящей из нескольких твердых тел, соединенных кинематическими связями. В этой главе подробно представлены основные кинематические связи, используемые при компьютерном моделировании механических систем, ограничении степеней свободы и диапазонов варьирования кинематических параметров.

В четвертой главе рассматриваются неподвижные балочные механические системы для решения задач статики, в ходе которых определяются реакции в опорах и впервые вводится понятие «системы сил, воздействующих на механическую систему».

Пятая и шестая главы посвящены решению задач динамики материальной точки и системы твердых тел соответственно. В качестве основных подходов для аналитического решения данных задач представлены основные законы динамики, теоремы об изменении центра масс системы и об изменении кинетической энергии системы.

Изучение динамики механических систем продолжается в седьмой главе на примере задач соударения твердых тел. Введение контактного взаимодействия необходимо для моделирования работы многих механизмов, что обосновывает актуальность рассмотрения решения задач удара простых геометрических тел с возможностью построения аналитического решения и сопоставления результатов при различных контактных параметрах.

В восьмой главе рассматриваются задачи теории колебаний, поиска положения равновесия системы, собственных частот и форм колебаний механических систем, состоящих из твердых тел и упругих элементов. Решение данных задач, в том числе аналитическое, с помощью уравнения Лагранжа второго рода, необходимо для усвоения последующих дисциплин, таких как «Аналитическая динамика», «Теория упругости», «Вычислительная механика».

Учебно-методическое пособие «Методы управления интеллектуальной собственностью»

 

Авторы: А. И. Боровков, О. В. Афанасьева, И. Г. Кадиев, Д. Д. Дятлова, Е. А. Забора, В. А. Гусева, Б. В. Краснов, М. М. Муртазалиев

Рецензенты:

• Доктор технических наук, профессор, проректор по цифровой трансформации и инновационной деятельности Казанского (Приволжского) федерального университета Д. М. Пашин;
• Кандидат экономических наук, доцент, директор Высшей школы передовых цифровых технологий Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого В. А. Левенцов

ISBN 978-5-7422-8792-6

В учебно-методическом пособии дано понятие «интеллектуальной собственности», описаны основные методы управления ею и представлены рекомендации по их применению в практической деятельности.

Пособие адресовано широкому кругу читателей, чья деятельность направлена на формирование и реализацию процесса управления интеллектуальной собственностью университета: специалистам организаций, научным работникам, преподавателям и обучающимся высших учебных заведений.

В настоящее время выпуск наукоемкой продукции, внедрение инновационных технологий, использование результатов интеллектуальной собственности (РИД) и трансфер технологий являются важнейшими элементами инновационного развития Российской Федерации. Исследования и разработки в государственном секторе проводятся государственными научно-исследовательскими институтами, университетами, исследовательскими парками и другими организациями.

Научные исследования являются одной из ключевых составляющих деятельности любого университета. В процессе проведения фундаментальных и прикладных научно-исследовательских работ, опытно-конструкторских и технологических работ могут быть получены различные РИД. Регистрация РИД – это необходимая мера для дальнейшей коммерциализации разработок университета. Соответственно, система управления интеллектуальной собственностью (ИС) является обязательной составляющей инновационного развития университета.

Проблема неэффективного управления ИС остаётся актуальной для многих университетов, что часто связано с недостаточной проработкой теоретических, а главное, практических аспектов выстраивания процессов, как внутри университета, так и при взаимодействии с организациями-партнерами. Решить поставленные задачи, а также грамотно выстроить процесс управления РИД призваны Центры трансфера технологий, создаваемые при университетах в рамках федерального проекта «Развитие масштабных научных и научно-технологических проектов по приоритетным исследовательским направлениям» национального проекта «Наука и университеты».

К настоящему времени в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого сформирована полноценная Экосистема технологического развития – экосистема развития и внедрения передовых цифровых и производственных технологий.

Центру трансфера технологий СПбПУ в этой системе отведена ключевая роль в части обеспечения правовой охраны и построении системы коммерциализации результатов интеллектуальной деятельности в области передовых цифровых и производственных технологий.

Настоящее учебно-методическое пособие содержит информацию о методах управления ИС, а также создании, управлении и передаче прав использования РИД в рамках реализации Программ Центра трансфера технологий СПбПУ, Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг», а также Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» (НЦМУ).

Учебно-методическое пособие по методам управления интеллектуальной собственностью разработано в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации в этой области, а также основано на анализе существующих практик управления ИС.

Целью учебно-методического пособия является ознакомление с теорией в области ИС и улучшение практических навыков работы с объектами ИС для успешной коммерциализации РИД в университете. Данное пособие содержит описание основных методов управления интеллектуальной собственностью, а также рекомендации по их применению в практической деятельности университета. Рассмотрены основные термины, относящиеся к области ИС, раскрыты принципы работы экосистемы технологического развития СПбПУ, описаны основные алгоритмы и этапы действий по работе с РИД.

Напомним, что Центр трансфера технологий СПбПУ регулярно проводит мероприятия, посвященные управлению интеллектуальной собственностью. Так, в рамках VI Международного форума «Передовые цифровые и производственные технологии», прошедшего 15-16 октября 2024 года в Санкт-Петербургском  политехническом  университете Петра Великого, Центр трансфера технологий СПбПУ провел тематические круглые столы и семинары.

Подразделение успешно реализует программу дополнительного профессионального образования для специалистов «Коммерциализация результатов интеллектуальной деятельности и трансфера технологий в области передовых цифровых и производственных технологий» и проводит серии обучающих семинаров по управлению интеллектуальной собственностью,  а также по организации процессов коммерциализации разработок и трансфера технологий.

Учебное пособие «Вариационное исчисление и методы оптимизации». 2 издание, дополненное

Автор: Ю. Я. Болдырев

Рецензенты:

• Доктор технических наук, профессор Высшей школы гидротехнического и энергетического строительства Санкт Петербургского политехнического университета Петра Великого В. Л. Баденко;
• Кандидат технических наук, доцент Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого А. А. Суханов

ISBN 978-5-7422-8498-7

Второе дополненное издание учебного пособия «Вариационное исчисление и методы оптимизации», автором которого является профессор Высшей школы передовых цифровых технологий ПИШ СПбПУ, главный научный сотрудник Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab^®) Передовой инженерной школы СПбПУ Юрий Болдырев, получивший в ноябре 2024 года награду в номинации «За вклад в науку и высшее образование». 

Профессор Юрий Болдырев – основоположник решения пространственных вариационных задач в теории смазки, которые применимы к широкому спектру вопросов в машиностроении и приборостроении. Его учебное пособие является уникальным в своей области, включает в себя основы вариационного исчисления и начала методов оптимизации. Значительное внимание в издании уделено примерам практического решения инженерных задач, а также численным методам применительно к вариационным задачам.

Наиболее существенные изменения, внесенные во второе издание, относятся   к седьмому разделу (вариационное исчисление и оптимальное управление), в котором добавлена иллюстрация задачи с ограничениями на функции состояния на примере двухсекторного радиального газового подшипника. Кроме этого дополнены: пример, в котором приведены результаты последних работ автора, а также пример, связанный с периодической пространственной задачей Рэлея теории смазки. Подчеркнем, что расширение содержания данного раздела связано, в первую очередь, именно с потребностями реальной инженерной практики, где востребованность оптимальных решений непрерывно нарастает.

В 2024 году специалисты Инфраструктурного центра «Технет» СПбПУ на открытом заседании  рабочей группы «Технет» НТИ в рамках VI Международного форума «Передовые цифровые и производственные технологии» представили следующие экспертно-аналитические доклады:

• Перспективы и сценарии развития новых материалов в рамках направления «Технет» НТИ в 2023 году. Экспертно-аналитический доклад: монография / А. И. Боровков [и др.]; под. ред. А. И. Боровкова – СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2024 – 184 с.;
• Тренды и сценарии развития рынка систем расширенного планирования производства (APS-систем) в рамках направления «Технет» НТИ. Экспертно-аналитический доклад: монография / А. А. Корчевская [и др.]. – СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2024. – 112 с.;
• Исследование рынка цифровых платформ для оптовой торговли в странах БРИКС и Ближнего Востока. Экспертно-аналитический доклад: монография / А. Т. Хуторцова [и др.]. – СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2024. – 144 с.

К концу 2024 года Инфраструктурным центром «Технет» СПбПУ подготовлены и опубликованы результаты данных исследований. Анализы рынков относятся к мероприятиям технологического суверенитета Российской Федерации:

• Анализ рынка систем управления процессами и данными компьютерного моделирования (SPDM-систем)
• Анализ рынка систем инженерного анализа (CAE-систем), в том числе использующих технологии искусственного интеллекта
• Анализ рынка систем управления жизненным циклом изделия (PLM-систем)
• Анализ рынка систем управления производством (MES-систем)
• Анализ рынка систем диспетчерского управления технологическими процессами и сбором данных (SCADA)
• Перспективы и сценарии развития цифровых платформ
• Перспективы и сценарии развития промышленной робототехники
• Исследование международного и российского рынка аддитивных технологий.

Также специалистами подразделений Экосистемы технологического развития СПбПУ были подготовлены 5 экспертно-аналитических докладов, охватывающих функциональные характеристики отечественных CAD/CAE/CAM,PLM-систем, направления и формы сотрудничества отечественных разработчиков индустриального программного обеспечения с системой образования. Общий объем отчетов составил около 1000 страниц. Исследования включают анализ обработку значительного количества данных и проведение опроса вендоров и предприятий. Актуальность и глубина отчетов была отмечена экспертами на деловых мероприятиях, таких как IX конференция «Цифровая индустрия промышленной России» (ЦИПР-2024), форум «Белые ночи САПР: машиностроение», ИННОПРОМ-2024, ИТОПК-2024, а также III Конференция по математическому моделированию Госкорпорации «Росатом».