В июне 2022 года НИТУ МИСИС стал победителем федерального проекта по созданию передовых инженерных школ — центров подготовки инженеров новой формации во взаимодействии с высокотехнологичными компаниями-лидерами отраслей промышленности.
Проект по созданию инженерных школ нового формата запущен в рамках объявленного Президентом России В.В. Путиным Десятилетия науки и технологий. По итогам конкурса на базе университетов открыты 30 таких школ.
В НИТУ МИСИС создана передовая инженерная школа «Материаловедение, аддитивные и сквозные технологии» (ПИШ МАСТ), которая станет ядром развития материаловедческих, аддитивных и сквозных технологий в России.
Деятельность Школы позволит вузу внести максимальный вклад в укрепление экономики страны за счет повышения интенсивности исследовательской деятельности и подготовки инженерных кадров.
«Модель передовой инженерной школы „Материаловедение, аддитивные и сквозные технологии“ (МАСТ) НИТУ МИСИС опирается на лучшие практики университета, используя баланс коллегиальности и автономности, управления по целям, успешный опыт создания партнерской сети, студентоцентричность.
Высокотехнологичной площадкой школы МАСТ станет Центр прототипирования высокой сложности „Кинетика“, оснащенный комплексом высокоточного оборудования для проектирования и полного цикла изготовления сложных функциональных прототипов и малых серий изделий для ведущих государственных и частных заказчиков с целью развития инновационной сферы реального сектора экономики, решения задач импортозамещения».
Алевтина Черникова, ректор НИТУ МИСИС
Основные характеристики Школы определяются требованиями Индустрии 4.0, научно-техническими и кадровыми вызовами, стоящими перед Россией, задачами индустриальных партнеров и потенциалом университета. Одним из драйверов научно-технического прогресса является развитие аддитивных производств и технологий, способных за счет сокращения временных и материальных затрат оптимизировать производственные процессы в металлургии, машиностроении, энергетике, строительстве, на транспорте. Важными сферами применения аддитивных технологий и материалов являются также медицина и создание новых биотехнологических систем.
Программа развития передовой инженерной школы НИТУ МИСИС на 2022 — 2030 годы (1,3 МБ)
Индустриальные партнеры
Ключевым партнером ПИШ НИТУ МИСИС является Госкорпорация «Росатом» в лице АО «Наука и инновации». В числе индустриальных партнеров Школы компании-лидеры металлургии, энергетики, авиа- и машиностроения, биомедицины.
ПИШ интегрирует партнеров вуза в единую сеть для обмена результатами интеллектуальной деятельности и исключительными правами на них, профессиональными компетенциями, технологической базой для производства опытных образцов, взаимного содействия в коммерциализации разработок. Преподаватели и сотрудники организаций-партнеров ведут занятия и выполняют роль тьюторов обучающихся.
Основные задачи кооперации:
- реализация программ сетевого обучения и подготовка нового поколения кадров с учетом потребностей предприятий;
- создание баз данных и платформы для систематизированного изучения и практического применения теоретических и прикладных вопросов, связанных с новыми материалами и цифровыми, в том числе аддитивными технологиями, включая оборудование, программное обеспечение, материалы и технологии изготовления изделий из них;
- разработка и внедрение цифровых решений и технологий, основанных на управлении процессами фазовых переходов всех видов с использованием цифровых двойников на основе сквозного моделирования процессов производства и жизненного цикла изделия.
Сотрудничество с партнерами сконцентрировано на 4 прорывных научно-образовательных направлениях, основой для которых служит цифровое материаловедение: «Материалы ответственного машиностроения будущего», «Аддитивные технологии», «Высокоточное литьё», «Биопечать и биоматериалы». По каждому из них будут открыты новые лаборатории и запущены образовательные программы.
Образовательная деятельность
Приоритетная задача ПИШ МАСТ — подготовка кадров, обладающих новым мировоззрением, способных создавать технологии цифрового производства и материалы с принципиально новыми свойствами.
Образовательная модель Школы ориентирована на подготовку высококвалифицированных инженеров в области аддитивных технологий — «Генеральных конструкторов 4.0», обладающих компетенциям не только в области инженерии, цифровизации, анализа данных и инноватики, но и в управлении, предпринимательстве и дизайне.
Подобный подход позволит внести вклад в достижение национальных приоритетов — цифровая трансформация экономики, а также формирование возможностей для самореализации граждан и развития талантов.
Основываясь на студентоцентричной модели образования НИТУ МИСИС, Школа реализует следующие направления образовательной политики:
- подготовка талантливых студентов бакалавриата к обучению в магистратуре ПИШ;
- сквозная проектная подготовка студентов магистратуры — в передовых исследовательских лабораториях и с привлечением ресурсов высокотехнологичных компаний-партнеров;
- кастомизация и индивидуализация образовательных траекторий, оперативная адаптация программ магистратуры под запросы рынка труда;
- освоение магистрантами универсальных гибких навыков в области этики, лидерства, бизнеса и коммуникаций, дизайн-мышления, инноваций и предпринимательства;
- развитие системы ДПО, включая онлайн-курсы и программы смешанного формата.
Магистерская программа
В 2022 году открыт прием на магистерскую программу «Цифровое управление технологическими процессами металлургии и машиностроения», реализуемую в рамках ПИШ МАСТ.
Программа ориентирована на подготовку специалистов-технологов, специалистов по автоматизации машиностроительных и металлургических производств, а также исследователей физико-химических процессов, способных разрабатывать и внедрять цифровые решения при производстве металлопродукции, в том числе изделий и заготовок для ответственного машиностроения.
Программа реализуется совместно с индустриальным партнером — Госкорпорацией «Росатом».
Преимущества программы
Индивидуальная траектория обучения
Для каждого магистранта с первых дней обучения формируется индивидуальная научно-образовательная траектория в соответствии с его интересами, исследовательской проблематикой, текущими проектами и грантами. Это позволяет студентам максимально сфокусироваться на научной работе и получить необходимые знания по конкретным дисциплинам.
Практико-ориентированный подход
Одна из основных задач передовой инженерной школы МАСТ — подготовка кадров для предприятий Госкорпорации «Росатом». Выпускники Школы закроют дефицит научно-исследовательских кадров для успешной реализации комплексной программы по развитию атомной науки и технологий (РТТН), которая является технологической основой достижения стратегических целей России и Госкорпорации.
В ходе обучения студенты проходят практики и стажировки на предприятиях Госкорпорации «Росатом». Сотрудники госкорпорации и компаний-партнеров приглашаются для проведения занятий, выполняют роль наставников и тьюторов.
Повышенная стипендия
Студенты программы получают гарантированные дополнительные 10 000 руб. к другим стипендиям.
Общежитие в центре Москвы
Комфортабельное общежитие для магистрантов в непосредственной близости от кампуса университета.
Научно-исследовательская деятельность
Программа научных исследований и разработок Школы связана с развитием и внедрением аддитивных технологий и новых материалов в практику машиностроения, металлургии, биотеха, медицины и других отраслей. Результатом станет повышение конкурентоспособности продуктов энергетического и атомного машиностроения, ответственного машиностроения и биомедицины за счет принципиального обновления производственных технологий на основе новых материалов и цифровых, в том числе аддитивных технологий.
Прорывные направления НИОКР:
- разработка технологии получения перспективных материалов для производства ответственных изделий для энергетики будущего;
- управление качеством металлических материалов, полученных путем прямого селективного воздействия на кристаллическую структуру первичных фаз при затвердевании;
- разработка материалов и технологий аддитивного производства объектов сложной формы с характерным размером элементов от 100 мкм;
- разработка и создание биопринтеров нового поколения для печати эквивалентов тканей и органов;
- разработка инновационных технологий производства уникальных литых деталей из сплавов металлов для летательных аппаратов на базе перспективных импортозамещающих материалов и цифровых технологий с целью повышения конкурентоспособности отечественного авиастроения.
Передовая инженерная школа: цели и задачи
Проект создания передовых инженерных школ вошёл в перечень инициатив социально-экономического развития России до 2030 года. Цель проекта — обеспечить высокопроизводительные экспортно-ориентированные секторы экономики страны высококвалифицированными кадрами для достижения технологической независимости, создавать новейшие виды инновационной продукции в партнерстве с высокопроизводительными компаниями России. Тридцать ведущих вузов были выбраны для реализации данной инициативы.
Каковы направления развития ПИШ МАСТ, цели и задачи?
При поддержке ключевого партнера Госкорпорации «Росатом» в лице АО «Наука и инновации», а также компаний «Металлоинвест», ОМК, ЦАГИ — НИТУ МИСИС стал победителем федерального проекта по созданию передовых инженерных школ (ПИШ). В НИТУ МИСИС создана школа «Материаловедение, аддитивные и сквозные технологии» (МАСТ), которая нацелена на подготовку кадрового потенциала и реализацию проектов в рамках стратегических направлений научно-технологического развития Российской Федерации, в первую очередь, в части новых технологий и материалов для перспективных ядерных энергетических установок типа БН, ВВЭР, ВВЭР-СКД, ВТГР, ЖСР, АСММ и пр. Выпускники школы МАСТ будут иметь теоретический и практический опыт для решения задач управления ресурсом жизненного цикла изделий ответственного машиностроения, а также навыки в областях создания новых композиционных материалов и разработки промышленных технологий производства изделий из них. Еще одним направлением школы будет развитие регенеративной медицины, а именно разработка перспективных технологий трехмерной био-печати, в том числе не имеющих аналогов в мире, и, непосредственно, проектирование биопринтеров нового поколения. Ожидается, что разработка таких биопринтеров будет вестись с последующей государственной регистрацией для использования в клинических условиях к 2030 году.
Таким образом, ПИШ МАСТ сконцентрирована на нескольких прорывных научно-образовательных направлениях, основой для которых служат цифровые технологии, в первую очередь — аддитивные. Говоря про аддитивные технологии, следует отметить фактор, существенно тормозящий их развитие и внедрение в реальное производство. Он заключается в том, что всё в нашем мире заточено под использование традиционных технологий или, как говорят, проводя аналогию с развитием электроники, аналоговых технологий. Следствием этого является не просто дефицит кадров, а практически полное отсутствие научно-педагогических школ, способных системно сформировать образовательную повестку по этому направлению. Развитие аддитивных технологий невозможно без новых, специально предназначенных для них материалов, оборудования, нормативной документации. Именно на решение этих ограничительных барьеров и нацелена ПИШ МАСТ.
Какими ресурсами располагает Школа?
Взаимодействие НИТУ МИСИС с Госкорпорацией «Росатом» и другими индустриальными партнерами имеет многолетнюю историю, начиная с «Атомного проекта», который вел к успеху первый ректор Московского института стали Авраамий Павлович Завенягин вместе с Ефимом Павловичем Славским и Василием Семеновичем Емельяновым. Кроме тесных взаимоотношений с высокотехнологичными компаниями, университет является признанным лидером в области металлургии, материаловедения и технологий, занимая первое место среди российских вузов в рейтингах QS Materials Science и RАЕХ «Технологии материалов». НИТУ МИСИС имеет большой опыт подготовки лидеров Т-типа в области материаловедения и новых технологий, когда студенты вовлечены в решение задач предприятий, с которыми они готовы связать судьбу. Наличие достаточной собственной экспериментальной базы, высококвалифицированного преподавательского состава, внедрение передовых методик образования — все это позволит НИТУ МИСИС достичь цели Передовой инженерной школы МАСТ — подготовить кадры с новым мировоззрением, обладающие компетенциями как в области цифровых и аддитивных технологий, так и способные управлять комплексными проектами и решать задачи по обеспечению совершенно конкретных проектов атомной, авиакосмической и металлургической отраслей.
Да, НИТУ МИСИС обладает достаточной материальной базой и уровнем компетенций, но для эффективного решения задачи подготовки кадров мы перешли к образованию по модели ПОИНТ (Практико-ориентированное образование, интегрирующее науку и технологии). В основе модели ПОИНТ — создание образовательной фабрики полного цикла, где студенты пройдут путь от идеи продукта до его мелкосерийного производства, т.е. полный производственный цикл, включая инженерные и материаловедческие расчеты, подготовку, синтез шихтовых материалов и распыление металлопорошковой композиции, дальнейшего аддитивного изготовления изделия, его постобработку, а также разрушающий и неразрушающий контроль. У НИТУ МИСИС уже имеется практический задел модели ПОИНТ. Например, на кафедре порошковой металлургии и функциональных покрытий успешно применяется подход индивидуальных траекторий об-учения магистрантов, при котором с первых дней об-учения каждому студенту в рамках текущего проекта, гранта и договора с предприятием формулируется тема и план НИР на каждый семестр. При этом совместно со студентом определяются дисциплины по выбору в соответствии с проблематикой его магистерской работы. Это позволяет сосредоточиться на выполнении научной работы, получить знания по конкретным дисциплинам, а также устроиться на работу в качестве исполнителя конкретной темы, получая достойное вознаграждение.
Аддитивные технологии — понятие широкое, есть у Школы специализация?
Аддитивные технологии, развиваемые в ПИШ МАСТ, рассматриваются как неотъемлемая часть развиваемых в школе направлений. Например, говоря про литейные технологии, подразумевается использование аддитивного оборудования при производстве моделей для выплавления и выжигания, а также 3D-печать уже готовых литейных форм и стержней. Аналогично по направлению биофабрикации 3D-синтез являются частью сложного процесса, результатом которого станет возможность регенеративной медицины, позволяющей восстанавливать живые ткани непосредственно на человеке. Таким образом, ПИШ МАСТ не держит себя в рамках того или иного вида аддитивного процесса.
Какое предусмотрено взаимодействие или партнерство с другими центрами аддитивных технологий или компаниями?
Одним из основных приоритетов ПИШ МАСТ в части образования является кооперация с центрами аддитивных технологий и компаниями-лидерами отрасли, и она будет только расширяться. Студенты, обучающиеся в ПИШ МАСТ, интегрированы в профессиональное сообщество с первого курса благодаря программе наставничества с экспертами из отрасли. Для привлечения индустриальных лидеров к преподаванию МАСТ предлагаются гибкие профессиональные треки с индивидуализированной системой мотивации и конкурентоспособным уровнем заработной платы.
Уже в 2022 году 12 студентов ПИШ МАСТ успешно прошли стажировку на базе АО «ЦАТ» — в центре аддитивных технологий государственной корпорации «Ростех». В ПИШ МАСТ предусмотрено повышение квалификации профессорско-преподавательского со-става на предприятиях, являющихся технологическими лидерами. Так, тридцать сотрудников НИТУ МИСИС успешно прошли обучение по программе «Возможности аддитивных технологий в отечественном машиностроении» на предприятии АО «НПО «ЦНИИТМАШ» (входит в машиностроительный дивизион Госкорпорации «Росатом» — АО «Атомэнергомаш»), которое является одним из лидеров по направлению аддитивных технологий в России.
Какие достигнуты результаты за первые полгода? Какие стоят задачи на ближайшее время и перспективу?
Основные научные результаты достигнуты при реализации НИОКР «Управление качеством и свойствами металлических материалов, полученных путем прямого селективного воздействия на кристаллическую структуру первичных фаз при затвердевании», входящую в комплексную научную программу Госкорпорации «Росатом». Были получены уникальные фундаментальные данные о протекании фазового перехода первого рода при затвердевании расплавов, подтверждающие кластерный механизм роста твердой фазы, и на этой основе разработана технология управления характеристиками первичной кристаллической структуры и повышения структурно-чувствительных свойств материала, синтезируемого в аддитивном процессе. Также были разработаны новые подходы для аттестации и оценки соответствия аддитивной продукции, построенные на основе концепции о единой облачной платформе сбора и обработки данных об аддитивном процессе при производстве изделий ответственного, в том числе атомного машиностроения. Единая облачная платформа — это инструмент, обеспечивающий высокое качество син-тезируемой продукции за счет полуавтоматического создания цифрового двойника аддитивного процесса производства изделий, наличия предиктивной аналитики и обратной связи для корректировки печати, что обеспечит «печать» изделий с первого раза, существенно повысив экономические показатели аддитивного производства.
В 2022 году разработаны и внедрены две специализированные программы дополнительного профессионального образования по направлению «Аддитивные технологии в металлургии и машиностроении» с при-влечением специалистов Госкорпорации «Росатом» в качестве преподавателей. Первая программа «Совершенствование профессиональных компетенций в соответствии с профессиональными стандартами: 3D-технологии в металлургии и машиностроении и изготовление прототипов», вторая — «3D-технологии в металлургии и машиностроении». По данным программам успешно прошли обучение 17 сотрудников предприятий металлургического сектора. В 2022 году также запущены три актуальные магистерские программы по направлениям передовой инженерной школы, включающие в себя изучение аддитивных технологий, по которым проводится подготовка 40 магистров. Это: «Цифровое управление технологическими процессами металлургии и машиностроения»; «Технологическое обеспечение инноваций»; «Новые материалы и цифровые технологии литья металлов». В 2023 году планируется запустить четыре новые программы магистратуры: «Современные материалы и методы получения высокоточных отливок»; «Новые материалы. Порошковые и аддитивные технологии»; «Облачные технологии в металлургии и машиностроении»; «Биомедицинская инженерия и биофабрикация».
Говоря о планах, хочется отметить, что в рамках ПИШ МАСТ создаются новые учебные пространства. Уже укомплектована «Виртуальная лаборатория», в рамках которой закуплено отечественное программное обеспечение, позволяющее закрыть моделирование всего цикла машиностроительного и металлургического производства. Создается лаборатория для изучения аддитивного процесса, основой которого станут отечественные СЛП-принтеры и уникальная установка по исследованию сплавления металлических порошков, построенная на основе системы сканирования лазерного луча с двумя коллиматорами, оснащенная высокотемпературным подогревом, системами контроля качества формирования порошкового слоя, температуры всей рабочей зоны и жидкой ванны, а также контроля геометрии синтезируемого изделия. Сердцем этой установки станет программно-аппаратная часть, реализующая инструмент прескриптивной аналитики, открывающей возможность по созданию основы АСУ нового поколения. В 2023 году появится участок порошковой металлургии, включающий лабораторные установки ГИП и атомизации металлических порошков. Все это позволит реализовать «фабрику для обучения» полного цикла аддитивного производства. Важно не забыть о направлении, связанном с разработкой нормативной документации. Планируется организация лаборатории по цифровой трансформации стандартизации передовых производственных технологий, которая должна стать локомотивом внедрения стандартов четвертого поколения (SMART-стандарты) по направлению «аддитивные и цифровые технологии». Кроме этого, планируется организация лаборатории точного литья на базе комплексно-механизированных участков литья под давлением и по выплавляемым моделям с широким использованием 3Э-технологий по всему производственному циклу изготовления литых деталей из сплавов цветных и чёрных металлов для применения в различных отраслях промышленности: авиационной, космической, атомной, автомобильной и многих других.
Самой основной задачей, которая сегодня стоит перед ПИШ МАСТ, является привлечение талантливой молодежи. Разработаны программы, в рамках которых студенты параллельно с обучением сразу начинают работать на предприятиях-партнерах, решая реальные задачи. Студенты ПИШ МАСТ получают повышенную стипендию и всем, в случае необходимости предоставляется общежитие. Понимая, что базовый уровень у поступающих разный, предусмотрены бесплатные курсы по разделам математики, физики, материаловедения и других профильных дисциплин, которые позволят исключить неуспеваемость при обучении в магистратуре.
Что мешает развитию аддитивных технологий?
Основными факторами, ограничивающими внедрение аддитивных технологий, являются следующие: во-первых, инерционность, то есть использование традиционных подходов и материалов; во-вторых, отсутствие кадров и технологических площадок полного цикла для обучения и демонстрации преимуществ новых технологий; в-третьих, отсутствие компетенций и несовершенство технологии; в-четвертых, отсутствие нормативной и технической документации. Взаимо-действие с высокотехнологичными предприятиями, разработка и внедрение актуальных программ высшего и дополнительного образования, экспериментальная и исследовательская база позволят Передовой инженерной школе НИТУ МИСИС создать необходимые условия для их преодоления.
Реалии сегодняшнего дня сдерживают или стимулируют развитие отечественных материалов, оборудования, технологий?
Реалии сегодняшнего дня, связанные с беспрецедентным санкционным давлением, являются окном возможностей для развития аддитивных технологий в России. В настоящий момент в рамках комплексной научной программы Госкорпорации «Росатом» направление аддитивных технологий получило широкое развитие. Так, созданы системы сканирования лазерным лучом, востребованные в технологиях СЛП и СЛС Создаются уникальные единицы аддитивного оборудования, работающего по всему спектру техно-логий (СЛП, ВТСЛП, ПЛВ и пр.). Впервые в России разработана технология спекания изделий из карбида кремния и получен ряд других результатов.
Опыт реализации комплексной научной программы как в Госкорпорации «Росатом», так и других высокотехнологичных предприятиях России показал очевидный дефицит высокотехнологичных кадров и стал одним из основных стимулов для создания Передовой инженерной школы НИТУ МИСИС.
Управляющая структура ПИШ МАСТ
![]() |
Иванов Иван АлексеевичДиректор К.ф.-м.н., заместитель генерального директора АО «НПО «ЦНИИТМАШ», доцент кафедры теоретической физики и квантовых технологий НИТУ МИСИС Эксперт в области аддитивных технологий, металлургии, машиностроения и сопутствующих направлений. Специалист по внедрению цифровых технологий на машиностроительных и металлургических предприятиях. | |
![]() |
Оганов Артем РомаевичНаучный руководитель Д.ф.-м.н., профессор РАН, заведующий кафедрой материаловедения полупроводников и диэлектриков НИТУ МИСИС Ведущий ученый в области цифрового материаловедения. Автор более 300 рецензируемых статей и глав книг. Обладатель 5 патентов. Индекс Хирша — 79 (Google Scholar, июнь 2022 года). | |
![]() |
Толстых Дмитрий СергеевичЗаместитель директора ПИШ МАСТ |
Контакты
Использованы материалы, опубликованные в журнале «Аддитивные технологии»