Университет

Кафедра Прикладная математика (ПМ)

Научная деятельность

Научные направления, развиваемые кафедрой прикладной математики и ИФОП, определяемые образовательной функцией кафедры

В настоящее время на кафедре ПМ ведется подготовка студентов по направлениям: Бакалавриат 01.03.02 — Математическое и информационное обеспечение экономической деятельности, Магистратура 01.04.02 — Математический анализ и управление экономическими процессами, Бакалавриат 24.03.02 — Системы инерциальной навигации и управления подвижных объектов,Магистратура 24.04.02 — Системы инерциональной навигации и управления подвижных объектов.

На кафедре прикладной математики имеются следующие направления аспирантуры: 05.13.06 — Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами. 05.13.18 — Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ, 05.11.07 — Оптические и оптикоэлектронные приборы и комплексы, 08.00.13 — Математические методы анализа экономики, 05.13.05 — Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления.

К основным научным направлениям кафедры ПМ, определяемым образовательной функцией, относятся:  

  • оптимальное управление сосредоточенными и распределенными системами в задачах экономики и техники;
  • эконометрическое моделирование;
  • статистический анализ и прогнозирование (в том числе в задачах экономической отрасли);
  • наука о материалах, и, в частности, вопросы конструкции и технологии производства волоконных световодов и фотонных устройств на их основе;
  • проблемы детерминированного хаоса и методы нелинейного анализа в экономике и технике;
  • теория рисков.

На кафедре для реализации научной и профориентационной работы организованы научно-исследовательские группы по темам НИР: «Математические модели в практике изготовления высокопрочного оптического волокна» (руководитель д.т.н., проф. В.П.Первадчук), «Основы конструкции и технологии волоконно-оптических элементов и систем» (руководитель д.т.н., проф. В.П.Первадчук), «Применение кластерного анализа при анализе рынка электроэнергии» (руководитель А.Р.Давыдов), «Оптимальное управление процессами изготовления кварцевых оптических волокон» (руководители д.т.н., проф. В.П. Первадчук, к.ф.м.н., доц. Шумкова Д.Б.), «Эконометрическое моделирование и прогнозирование в экономике» (руководитель к.ф.м.н., доц. Осечкина Т.А.).  

Сотрудниками кафедры только за последний (2017) год было опубликовано 38 работ в журналах, включенных в перечни SCOPUS, ВАК, РИНЦ.

Результаты НИР используются в спецкурсах для специальности МКЭ «Математические методы в теории оптимального управления», «Методы оптимизации», «Численные методы», «Математический анализ динамических моделей» и многих других, а также при выполнении дипломных и курсовых работ.

В научно-исследовательской деятельности кафедры принимают участие и студенты. Результаты работы студентов — публикации различных уровней и участие в международных и российских конференциях.

За последний (2017) год студентами кафедры (специальность МКЭ, МИЭ) было опубликовано 60 работ в журналах, включенных в перечень ВАК, РИНЦ, а также в сборниках трудов международных конференций. 12 студентов кафедры принимали участие в международных конференциях.

Научно-исследовательская работа студентов поощряется повышенными стипендиями. За последние годыряд студентов кафедры получили президентскую стипендию, несколько студентов – стипендию губернатора Пермского края, некоторые стали Потанинскими стипендиатами. 

Кафедрой ежегодно (ноябрь) проводится городская научно-практическая студенческая конференция «Математика в экономике».Кафедра ежегодно (декабрь) проводит городские интернет-олимпиады по математике для студентов и школьников.

Научные направления, развиваемые кафедрой прикладной математики и ИФОП, определяемые ПНР ПНИПУ “Наноиндустрия”

Роль кафедры ПМ в развитии волоконно-лазерного кластера. Вот уже более 10 лет совместная деятельность ПНИПУ, представленная ИФОП и кафедрой ПМ, и ПАО ПНППК регулировалась перспективными планами развития. Действующий в настоящее время перспективный план совместной деятельности ПНИПУ и ПНППК представлен в виде Дерева целей, согласован и утвержден всеми сторонами. Отличительной особенностью этого плана является его нацеленность на создание в Пермском крае волоконно-лазерного кластера. Поэтому данный план согласован со всеми заинтересованными сторонами (Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ), Пермский государственный национальный исследовательский университет (ПГНИУ), Институт механики сплошных сред (ИМСС) УрО РАН, ПАО Пермская научно-производственная приборостроительная компания (ПНППК), Научный центр волоконной оптики РАН (НЦВО РАН)). Главной целью на данном этапе является координация усилий по созданию и развитию кластера. Это прежде всего согласованный выбор основных направлений научных исследований в вузовских и академических учреждениях, а также на предприятиях Пермского края. Это опережающая подготовка и переподготовка специалистов, в том числе, и высококвалифицированных (доктора и кандидаты наук). И наконец, это координация усилий по приобретению и совместному использованию современного научного оборудования. Этот план в настоящее время реализуется, после его выполнения будет разработан дальнейший план. В плане развития, основные направления которого приведены ниже, отражены основные задачи совместной работы. 

Генеральная цель:

Развитие инновационного образования на основе междисциплинарных и проблемно-ориентированных технологий обучения, обеспечивающих опережающую подготовку специалистов путём интеграции академических традиций, научных исследований и производственной деятельности.

Стратегические цели:

1. Обеспечение соответствия учебного процесса отечественным и международным образовательным стандартам.

2. Достижение эффективной научно-исследовательской деятельности института.

3. Реализация выполненных образовательных и научных задач в производственной деятельности промышленных предприятий.

Направления развития магистратуры в рамках развития волоконного кластера представлены на рисунке:

Одним из основных видов деятельности Института фотоники и оптоэлектронного приборостроения (ИФОП) ПНИПУ является научно-исследовательская работа, в которой задействованы более 30 сотрудников 6 кафедр университета, 15 аспирантов и 40 студентов ПНИПУ. Только за последние 3 года из различных источников финансирования были выполнены работы на сумму более 40 млн. руб., приобретено уникального научного оборудования и приборов на сумму более 65 млн. руб.

В последние 3 года (2015–2017 г.г.) сотрудники ИФОП принимали участие в более чем 45 программах, грантах и хоздоговорных работах. По результатам этих исследований опубликованы 8 монографий, 80 статей в рейтинговых изданиях, 50 докладов на различных конференциях и симпозиумах, защищено 15 кандидатских, 2 докторских диссертации, подготовлены к защите 2 докторские диссертации. В том числе 5 кандидатских диссертаций защищены сотрудниками ПНППК.

В ИФОП по различным программам повышения квалификации прошли переподготовку около 100 сотрудников ПНППК. Еще 100 специалистов компании должны пройти переподготовку в ближайшие годы. Повышение квалификации специалистов осуществлялось по дополнительной профессиональной образовательной программе «Основы конструкции и технологии волоконно-оптических элементов и систем».

ИФОП ставит своей целью проведение исследований и разработок в сфере новых волоконно-оптических технологий на мировом уровне, коммерциализацию результатов научной деятельности, а также организацию образовательного процесса, ориентированного на формирование у студентов и аспирантов актуальных востребованных рынком компетенций по профильным для лаборатории направлениям «Фотоника и оптоинформатика» и «Авиационные приборы и измерительно-вычислительные комплексы».

Основные направления исследовательской деятельности ИФОП:

  • разработка и исследования нового поколения волоконных световодов, в частности, микроструктурированныхсветоводов для волоконно-оптических датчиков;
  • разработка новых методов стыковки оптических интегральных схем и микроструктурированныхсветоводов;
  • разработка суперлюминесцентных волоконных источников повышенной стабильности для волоконно-оптических датчиков и низкокогерентных интерферометрических систем. 
  • разработка и исследование новых типов световодов с заданными параметрами бриллюэновского рассеяния;
  • разработка и применение волоконно-оптических датчиков на стимулированном рассеянии Бриллюэна.
  • Исследования по созданию волоконных фемтосекундных лазеров с использованием углеродных насыщающихся поглотителей (нанотрубки и графин) для датчиков физических величин; 
  • осуществление исследовательской, проектной и производственной деятельности в рамках указанных и смежных с ними направлений. 

Основные направления научно-практической деятельности, опыт выполнения грантов, ведомственных целевых программ (ВЦП), хоздоговоров (ХД), программ повышения квалификации:

1. Межотраслевая программа сотрудничества Министерства образования и Министерства обороны 2001–2002 г., 

2. Аналитическая ведомственная целевая программа «Развитие научного потенциала высшей школы (2009–2011)»:

3. Теоретические основы конструкции и технологии сенсорных волоконных световодов (ВЦП), проект № 2.1.2/6150, Министерство образования и науки РФ, 2,5 млн. р.

4.Теоретические основы конструкции и технологии сенсорных волоконных световодов (ВЦП), проект № 2.1.2/6150, Министерство образования и науки РФ, 2,5 млн. р.

5.Теоретические основы конструкции и технологии сенсорных волоконных световодов (ВЦП), проект № 2.1.2/13713, Министерство образования и науки РФ, 2,5 млн. р.

6. Разработка теоретических основ конструкции, технологии и метода испытаний высокопрочного оптического волокна (Световод-20П) (ХД), № 2008 /102, Пермская научно-производственная приборостроительная компания, 5,2 млн.р.

7. Научно-практические исследования стабильности технологических процессов производства специальных волоконных световодов (ХД), № 2009 /80, Пермская научно-производственная приборостроительная компания, 8,8 млн.р.

8. Исследование оптических характеристик волоконных световодов методами поляризационной и бриллюэновскойрефлектометрии (ХД), № 2010 /216, Пермская научно-производственная приборостроительная компания, 0,75 млн.р.

9. Разработка и апробация образовательной программы повышения квалификации и учебно-методического комплекса (УМК), ориентированного на инвестиционные проекты ГК «Роснанотех» в области производства гироскопов на волоконных световодах, сохраняющих поляризацию (ХД), № 2010 /602, Государственная корпорация «Роснанотех», 11,5 млн.р.

10. Теоретические и экспериментальные исследования конструкции и технологии специальных волоконных световодов, (ХД), № 2011 /89, Пермская научно-производственная приборостроительная компания, 5.0 млн.р

11. Сенсорные волоконные световоды для бриллюэновскойрефлектометрии (ХД), № 2011 /132, Пермская научно-производственная приборостроительная компания, 0,75 млн.р.

12. Разработка научно-практических основ создания технологии для высокопроизводительного оборудования, ориентированного на изготовление специальных волоконных световодов. (ХД), № 2012 /178, Пермская научно-производственная приборостроительная компания, 5,0 млн.р.

13. Разработка математической модели влияния параметров крученого (spun) волоконного световода на точность волоконно-оптического датчика тока, разработка методов контроля этих параметров. (ХД), № 2012 /179, Пермская научно-производственная приборостроительная компания, 1,0 млн.р.

14.Разработка математической модели управления процессом MCVD по эффективной температуре.№ 2015 /304, Пермская научно-производственная приборостроительная компания, 2,1 млн.р.

15.Разработка методики анализа выходного сигнала ВОГ на этапах приёмо-сдаточных испытаний.№ 2015 /304, Пермская научно-производственная приборостроительная компания, 1,3 млн.р.

16.Создание математической модели напряженного состояния волокна при силовых воздействий и при действии температуры,№ 2015 /305,Пермская научно-производственная приборостроительная компания, 2,6 млн.р.

17.Создание математической модели напряженного состояния волокна при силовых воздействий и при действии температуры.№ 2015 /305,Пермская научно-производственная приборостроительная компания, 1,0 млн.р.

18.Разработка прикладного программного обеспечения для моделирования работы ВОГ в среде MatlabSimulink.№ 2015 /092.,Пермская научно-производственная приборостроительная компания,2,4 млн.р.

Показатели текущего уровня научно-технологического и образовательного потенциала:

1. Количество статей по перспективному научному направлению (ПНР) НИУ в научной периодике, индексируемой иностранными и российскими организациями (WebofScience, Scopus, Российский индекс цитирования), в расчете на одного научно-педагогического работника ИФОП

2015 г. 2016 г. 2017 г. далее
1,3 1,5 2,0 2,5

2. Количество поставленных на бухгалтерский учет объектов интеллектуальной собственности по кластеру

2015 г. 2016 г. 2017 г. далее
2 2 3 4

3. Количество малых предприятий, созданных с участием университета, на базе исследований и разработок ИФОП
 

2015 г. 2016 г. 2017 г. далее
1 1 1 2

4. Доля научно-педагогических работников и инженерно-технического персонала возрастных категорий от 30 до 49 лет
 

2015 г. 2016 г. 2017 г. далее
38% 35% 39% 45%

5. Доля аспирантов и научно-педагогических работников, имеющих опыт работы (прошедших стажировки) в ведущих мировых научных и университетских центрах
 

2015 г. 2016 г. 2017 г. далее
15% 21% 25% 35%

6. Эффективность работы аспирантуры и докторантуры по кластеру
 

2015 г. 2016 г. 2017 г. далее
50% 60% 70% 80%

7. Количество учебных курсов, разработанных сотрудниками ИФОП
 

2015 г. 2016 г. 2017 г. далее
5 5 6 8

8. Количество лабораторных работ, подготовленных сотрудниками ИФОП
 

2015 г. 2016 г. 2017 г. далее
8 10 12 15

9. Количество учебно-методических пособий, подготовленных сотрудниками ИФОП
 

2015 г. 2016 г. 2017 г. далее
2 4 5 6

10. Количество студентов, выполнивших дипломные и курсовые работы в ИФОП
 

2015 г. 2016 г. 2017 г. далее
6 10 15 20

Показатели, характеризующие перспективы развития научно-технологического и образовательного потенциала:

В перспективе должен сложиться научный коллектив, способный не только поддерживать высокий уровень научных разработок, но и постоянно повышать его. Для этого, в первую очередь, необходимо создать и отладить систему подготовки научных кадров высшей квалификации. По нашему мнению, динамика подготовки этих кадров должна быть следующей: 

Год 2015 2016 2017 ежегодно
кандидаты наук 1 3 4 4–6
доктора наук 1 1 1 1–2

Такая динамика возможна при условии высокоэффективной научной деятельности сотрудников лаборатории. Один из показателей эффективности научной работы является публикация статей в высоко рейтинговых изданиях. В частности, предполагается, что количество статей в научной периодике, индексируемыми иностранными и российскими организациями (WebofScience, Scopus, российский индекс цитирования) будет таким

2014 2015 2016 2017
12 18 24 30

а количество статей в высокорейтинговых зарубежных и российских научных журналах
 

2014 2015 2016 2017
6 9 12 15

Высокий уровень исследований, соответствующий мировым стандартам, невозможно обеспечить без тесных научных контактов с ведущими российскими и зарубежными центрами. Особенно важно это для молодых ученных и специалистов, а также аспирантов. У ПНИПУ установлены научные контакты с рядом известных университетов. Сюда следует отнести, в первую очередь, Массачусетский технологический институт (США), Саутгемптонский и Бирмингемский университеты (Англия), Венский технический университет (Австрия), Технологический университет Тампере (Финляндия), Мариборскийуниверситет (Словения) и т.д. В этих центрах будут проходить научные стажировки сотрудников ИФОП, их количество по годам следующее:

2014 2015 2016 2017
2 5 5 6

Важнейшей компонентой современных научных исследований является коммерциализация научных разработок. С этой целью в университете по направлению будут созданы 2 малых предприятия: одно в 2018 г. с численностью 12 человек, а другое в 2019 г. с численностью 7 человек. Кроме того, сотрудники ИФОП будут выполнять научно-исследовательские работы в интересах российских и зарубежных предприятий и организаций в следующих объемах:

2015 2016 2017
9 млн. руб. 10 млн. руб. 15 млн. руб.

В последующие годы ИФОП должен выйти на устойчивый объем научно-исследовательских работ в объеме порядка 20 млн. руб.

Во время выполнения гранта будут поставлены на должный уровень работы по созданию различных объектов интеллектуальной собственности (патенты, заявки, ноу-хау и т.д.). Исходя из анализа заявленной программы, минимальное количество поставленных на бухгалтерский учет объектов интеллектуальной собственности будет следующее:

2015 2016 2017 ежегодно
2 2 3 4

Следует отметить, что коммерциализация результатов проекта путем продажи лицензий на использование интеллектуальной собственности ИФОП уже сейчас вполне очевидна, так как в этом заинтересованы ряд предприятий, в том числе Пермская научно-производственная приборостроительная компания, а также ГК РОСНАНО при реализации своего проекта в области производства гироскопов на волоконных световодах, сохраняющих поляризацию, и создания электронно-измерительных устройств на основе наноструктурированных световодов.

Особая роль отводится ИФОП в подготовке молодых специалистов (бакалавров и магистров) по фотонике и волоконно-оптическим гироскопам. При этом университет надеется на самое активное участие сотрудников ИФОП в учебном и научно-исследовательском процессах. Прежде всего, это относится к разработкам магистерских программ и новых образовательных курсов, изданию учебников и учебных пособий, привлечению студентов к НИР ИФОП и т.д.

Год/Мероприятие 2015 2016 2017 ежегодно
Магистерские программы 1 2 3
Образовательные курсы 3 5 5 6
Лабораторные работы 8 10 12 15
Учебники и учебные пособия 2 4 5 6
Количество студентов, участвующих в НИР с оплатой 6 10 15 20

Нашли ошибку на сайте? Выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl + Enter.

Copyright © 1998-2019
РЦИ ПНИПУ, ПРЕСС-СЛУЖБА ПНИПУ
+7 (342) 2-198-119, newschannel@pstu.ru
Приемная комиссия ПНИПУ +7 (342) 2-198-065, enter@pstu.ru

youtube vkontakte twitter facebook rss instagram
Наверх