Итоговый отчет московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (наименование вуза) по результатам реализации

Вид материала

Отчет

Содержание Реализованные и подготовленные инновации в образовательной деятельности Диагностика соединений и конструкций Методы оценки ресурса конструкций Моделирование напряженно-деформированного состояния при сварке Основы технологии ремонта трубопроводов, корпусных конструкций и деталей машин Проект ii Проект iii Лаборатория удаленного доступа Проект iv

Подобный материал:

• Отчет государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования, 2810.92kb.
• Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана, 476.84kb.
• Министерство образования Российской Федерации Московский государственный технический, 1455.22kb.
• Москва, 9-11 сентября 2009 г. Московский государственный технический университет им., 94.15kb.
• Осрб 1-36 04 02-2008, 702.53kb.
• Исследование процессов тепло- и массопереноса на поверхности спеченных электродов, 188.74kb.
• Итоговый отчет государственного образовательного учреждения высшего профессионального, 3956.19kb.
• Обучение межкультурной коммуникации в условиях глобализации, 60.67kb.
• Структура элементов маркетингового обеспечения и их факторное построение, 404.86kb.
• Экспресс-диагностики параметров ионного пучка, 18.27kb.

РЕАЛИЗОВАННЫЕ И ПОДГОТОВЛЕННЫЕ ИННОВАЦИИ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ


Подготовка специалистов в Университете основана на принципах, сочетающих передовые методы фундаментального университетского и инженерно-технического образования. Высокое качество подготовки определяется интеграцией науки, образования и инновационной деятельности, которая обеспечивается традициями вуза, проведением совместных НИОКР с предприятиями, привлечением к проведению учебного процесса ведущих сотрудников науки, промышленности и апробированной системой организационных мероприятий. Так основными структурными подразделениями Университета являются научно-учебные комплексы (НУК), объединяющие факультеты и научно-исследовательские институты МГТУ по направлениям деятельности. НУКи имеют единый Ученый Совет, рассматривающий итоги работы факультетов и НИИ, утверждающий учебные и научные планы. В структуру МГТУ входят также 5 специальных факультетов на предприятиях ракетно-космического комплекса, студенты которых проходят полный цикл обучения на предприятиях по учебным планам МГТУ.

В учебном процессе МГТУ активно используются новые информационные технологии, а, учитывая наличие в Университете уникальных, зачастую единственных в стране экспериментальных установок и стендов, особое внимание уделяется созданию лабораторий удаленного доступа, позволяющих существенно повысить качество образования по образовательным программам не только в МГТУ, но и в других учебных заведениях страны.

Среди других активных методов обучения и переподготовки кадров - создание мультимедийных аудиторий для отработки и использования новых образовательных информационных технологий и методик. Завершена работа по формированию федерального научно-образовательного инженерного портала, позволяющего разместить учебные и методические материалы, и обеспечить эффективный доступ к ним вузам всей страны.

Значительное место в деятельности Университета занимает создание современных учебно-методических и научных материалов. В издательстве МГТУ ежегодно выходят свыше 120 учебников, учебных пособий и монографий, авторами которых являются ученые Университета с участием сотрудников ведущих организаций науки и промышленности.

В ходе реализации инновационной образовательной программы МГТУ им. Н.Э.Баумана достигнуты запланированные результаты в образовательной деятельности по всем проектам.


ПРОЕКТ I

«Безопасность сложных технических объектов и

оценка их остаточного ресурса»


Результаты многолетней экспертизы сложных технических объектов показали, что часто их ресурс лимитирует состояние сварных соединений. Для успешного решения этой проблемы требуется подготовка дипломированных специалистов по специализации 15020204 «Диагностика и продление ресурса сварных конструкций» специальности 150202 - «Оборудование и технология сварочного производства» и магистров по направлению 551800 – «Технологические машины и оборудование» (программа – 551806 «Машины и технология сварочного производства»), переподготовка и повышение квалификации специалистов в области диагностики состояния сложных технических объектов, оценки их остаточного ресурса для дальнейшей эксплуатации.

В образовательную программу дипломированного специалиста по специализации «Диагностика и продление ресурса сварных конструкций» помимо базовой подготовки по специальности 150202 в рамках учебного плана включены новые дисциплины: диагностика состояния сварных соединений и конструкций; моделирование напряженного состояния при сварке; методы оценки ресурса сварных конструкций; основы технологии ремонта трубопроводов, корпусных конструкций и деталей машин.

При подготовке магистров по заказу организаций в области диагностики и продления ресурса сварных конструкций особое внимание уделено методам моделирования физико-металлургических процессов при сварке, моделированию напряженно-деформационного состояния и процессов разрушения, а также расчетным методам оценки ресурса сварных конструкций. Подготовка магистров ведется под непосредственный заказ работодателя с реализацией гибкой системы формирования набора дисциплин, что позволит повысить уровень профессиональных компетенций будущих работников и приведет к притоку на производство и в науку наиболее качественно подготовленные кадры.

Для повышения эффективности учебного процесса на всех уровнях подготовки инженеров создано новое программное и учебно-методическое обеспечение:

1) унифицированные вышеуказанные учебные курсы, учитывающие самые передовые достижения мирового уровня, за счет создания доступного банка данных (электронные конспекты лекций, задания на лабораторные работы, методические пособия, информация по программным средам);

2) библиотека электронных версий учебников и учебных пособий с целью обеспечения их постоянной доступности для студентов, а также более гибкого использования иллюстративного и дидактического материала преподавателями;

3) обобщены результаты фундаментальных и прикладных исследований мирового уровня по диагностике и оценке остаточного ресурса изделий (объектов) в инновационной деятельности для развития системы многоуровневой подготовки специалистов и научных кадров.


В ходе реализации инновационной образовательной программы созданы новые учебные курсы:

1. Диагностика соединений и конструкций
   

Содержание курса включает: общие сведения о методах неразрушающего контроля, применяемых в технической диагностике; проектирование технических средств, разработку алгоритмов диагностирования; сведения об аппаратуре, применяемой при вибродиагностике, основные принципы выбора, расчета, проектирования и применения приборных средств акустической эмиссии

2. Методы оценки ресурса конструкций
   

В курсе изучаются виды и линейная механика разрушений, методы расчетного и экспериментального определения характеристик материала, применение методов конечных элементов (МКЭ) для моделирования хрупкого и усталостного разрушения, ресурс конструкций при наличии дефектов.

3. Моделирование напряженно-деформированного состояния при сварке
   

Содержание курса включает изучение методов расчета и моделирования нестационарных температурных полей, анализ структурных превращений и диффузии примесей при сварке, моделирование напряженно- деформированного состояния при изготовлении и эксплуатации конструкций.

4. Основы технологии ремонта трубопроводов, корпусных конструкций и деталей машин
   

В программе курса отражены методы и технологии ремонта с использованием прогрессивных, в том числе и разработанных в МГТУ, сварочных процессов, современных способов наплавки, оборудование для реализации основных способов сварки и наплавки, применение наноразмерных добавок в наплавленный слой для повышения ресурса работы деталей и снижения стоимости ремонта.


ПРОЕКТ II

«Нанотехнологическая база микросистемной техники»


Для реализации инновационной образовательной программы в МГТУ создан Учебно-научный центр (образовательно-технологическая платформа) по направлениям:

• Технология получения и использования наноструктурированных материалов и покрытий;
  
• Технология создания наноэлектронных устройств и систем нанооптоэлетроники;
  
• Технологии микро и наноэлектромеханических систем.
  

Комплекс научно-методического и организационно-методического обеспечения непрерывного образовательного цикла в области создания нанотехнологической базы микросистемотехники включает в себя образовательные программы, программы стажировок и практик. Разработаны учебные программы по курсам:

• Компьютерный тренажер и электронный учебник, программно-алгоритмическое обеспечение для реализации обучения и исследований в режиме удаленного доступа;
  
• Программно-аппаратные комплексы ABAQUS и NASTRAN для многопроцессорных вычислительных систем;
  
• Программный комплекс МКЭ FEMLAB для расчета элементов микросистемной техники;
  
• Программный комплекс Компас-30+Комплекс-Автопроект для проектирования элементов микросистемной техники.
  

В рамках тематики проекта открыта новая специализация «Нанотехнологии радиоэлектронных средств (РЭС)», подкрепленная следующими учебными программами: физические основы наноэлектроники, элементы и приборы наноэлектроники, специализированные технологические методы в нанотехнологиях, технологические системы при производстве наноэлектронных приборов, компьютерное моделирование нанотехнологических процессов, микроэлектромеханические устройства, методы диагностики в нанотехнологиях, наноматериалы РЭС, вакуумная и плазменная электроника, вакуумная техника, элионные технологии.


Формирование указанной инновационной образовательной системы позволяет реализовать непрерывный образовательный цикл по:

• новым направлениям, таким как нанотехнологии, технологии создания элементов и компонентов микросистемотехники, технологии создания микроэлектромеханических, микрооптоэлектромеханических, наноэлектромеханическихи нанооптоэлектромеханических систем (МЭМС, МОЭМС, НЭМС и НОЭМС);
  
• новым специальностям, таким как технологии получения и использования наноструктурированных материалов и покрытий, метрологическое обеспечение нанотехнологии (наноизмерения), нанотехнологии в машино- и приборостроении, специальные технологии создания изделий, элементов и компонентов микросистемной техники (трехмерные технологии, волоконные технологии и т.д.), нанобиотехнологии;
  
• новым учебным дисциплинам, таким как технологии и оборудование производства наноструктурированных материалов, технологии и оборудование для нанесения тонкопленочных наноструктурированных покрытий, технологии и инструментальные средства наноизмерений, LIGA-технологии для изготовления изделий микросистемной техники, волоконные технологии в микроэлектромеханических системах, методы и инструментальные средства создания электронных прототипов изделий микросистемной техники, технологии создания и применения биосовместимых и биоадекватных наноматериалов, нанотехнологии и микромеханические системы для биомедицинской техники.
  

Для повышения эффективности учебного процесса на всех уровнях подготовки инженерных кадров создано новое программное и учебно-методическое обеспечение:

• модульные принципы формирования учебных курсов, соответствующих передовому уровню подготовки специалистов за счет создания доступной базы данных (электронные конспекты лекций, задания на лабораторные занятия, методические пособия, информация по прикладным программным продуктам).
  
• по новым направлениям, таким как нанотехнологии, технологии создания элементов и компонентов микросистемотехники, технологии создания микроэлектромеханических, микрооптоэлектротмеханических, наноэлектромеханических, нанооптоэлектромеханических систем (МЭМС, МОЭМС, НЭМС и НОЭМС);
  
• по новым специальностям, таким как технологии получения и использования наноструктурированных материалов и покрытий, метрологическое обеспечение нанотехнологии (наноизмерения), нанотехнологии в машино- и приборостроении, специальные технологии создания изделий, элементов и компонентов микросистемной техники (трехмерные технологии, волоконные технологии ит.д.),нанобиотехнологии.
  

В рамках комплекса научно-методического и организационно-методического обеспечения в области создания нанотехнологической базы микросистемотехники предложена новая специализация «Нанотехнологии РЭС» специальности «Проектирование и технологии РЭС». Для нее разработаны учебные программы по курсам:

• Физические основы наноэлектроники;
  
• Элементы и приборы наноэлектроники;
  
• Процессы получения наноматериалов, наносистем РЭС, нанотехнологии;
  
• Специализированные технологические методы в нанотехнологиях;
  
• Методы диагностики в нанотехнологиях;
  
• Микромеханические устройства;
  
• Компьютерное моделирование нанотехнологических процессов;
  

Доработаны учебные программы по курсам: Физические процессы в микро- и наноструктурах; Физика квантовой информации в микросистемной технике; Элионные технологии; Современные методы в микроскопии элементов микросистемной техники и структурах наноматериалах; Компьютерное моделирование нанотехнологических процессов.


В рамках реализации инновационной образовательной программы разработан электронный учебник и компьютерный тренажера в области Нанотехнологий. Структура учебника построена с использованием языка html, предметное наполнение выполнено с помощью языка программирования PHP4, с использованием баз данных MySQL и включает теоретическую часть и семинарские занятия. Теоретическая часть состоит из семи глав, она посвящена различным аспектам нанотехнологий, связанных с изучением и исследованием наноструктурных материалов и приборов, использованных в РЭС.

Настоящий учебник рассчитан на студентов 4-6 курсов и аспирантов, изучавших физические основы микроэлектроники и физико-химические основы технологии радиоэлектронных средств в объёме технических университетов. Он может быть полезен специалистам различных направлений приборостроения, электроники и радиотехники для знакомства с нанотехнологиями и их применениями в этих областях науки и техники. Предполагается, что учебник будет дорабатываться в соответствии с замечаниями и пожеланиями читателей, а также по мере появления в научной литературе новых данных.


ПРОЕКТ III

«Радиоэлектронные системы коротковолновой части миллиметрового диапазона волн»


В ходе выполнения проекта для изучения вопросов разработки новейших образцов техники и технологий систем миллиметрового диапазона радиоволн учебного направления «Радиотехника» переработаны учебные планы подготовки инженеров по специальности «Радиоэлектронные системы» и магистров по программе «Радиофизика», а также подготовлен проект образовательной программы новой специальности.

В соответствии с поставленными задачами скорректированы имеющиеся специализации: «Радиолокационные и радионавигационные системы»; «Радиосистемы управления и передачи информации»; «Антенные системы и устройства»; «Лазерные системы локации и связи» и подготовлены материалы для введения новой специализации «Радиолокационные комплексы миллиметрового диапазона радиоволн». В связи, с чем определены требования к учебным планам, учитывающие особенности миллиметрового диапазона радиоволн. Для основных специализаций подготовлены дополнения к существующим учебным программам.

В цикле дисциплин специальной подготовки для новой специализации предусмотрены две новые дисциплины, посвященные технике и технологиям радиоэлектронных средств миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов радиоволн, и две дисциплины по выбору студентов, предназначенные для более глубокого изучения отдельных вопросов, связанных с применением миллиметрового диапазона радиволн.

Подготовлена магистерская программа «Радиофизика» по направлению «Радиотехника». Учебный план подготовки магистров включает дисциплины направления и специальные дисциплины. К дисциплинам направления относятся: «Современные проблемы радиотехники», «История и методология радиотехники», «Компьютерные технологии в науке и образовании», «Радиосистемы передачи информации», «Радиолокационные системы», «Основы помехозащиты», «Основы организации эксперимента в научных исследованиях», «Современные проблемы квантовой электроники». В учебную программу дисциплины «Радиотехнические системы передачи информации» введен раздел «Системы передачи информации миллиметрового диапазона волн». Анализ программы дисциплины «Радиолокационные системы» показал необходимость включения в нее вопросов, связанных с радиолокационными системами миллиметрового диапазона волн, таких как характеристики отражения объектов, потенциальные возможности и информационные свойства систем и области их применения.

В программы дисциплин цифровой обработки сигналов введен раздел «Возможности аппаратной реализации цифровых вычислительных устройств для обработки сигналов в радиотехнических системах миллиметрового диапазона волн» с подразделами, в которых рассматриваются вопросы архитектуры и программной реализации сигнального процессора и некоторые специальные схемные решения цифровой обработки сигналов в радиотехнических системах миллиметрового диапазона радиоволн.

Разработаны учебные программы двух новых специальных дисциплин «Техника и технологии радиоэлектронных средств миллиметрового диапазона волн» и «Методы построения радиоизображений космических объектов». Последняя дисциплина включает в себя: основные принципы построения наземных радиолокационных систем наблюдения космического пространства; особенности формирования сигналов в наземных радиолокационных системах; формулировку основных требований к аппаратуре радиолокационных систем, этапы обработки сигналов в радиолокационных системах наблюдения космического пространства; методы и алгоритмы обработки радиолокационных сигналов в РЛС наблюдения космических объектов; основные соотношения для построения алгоритмов обработки сигналов для формирования радиолокационных изображений космических аппаратов. К указанным дисциплинам специализаций разработаны планы лекций, составлены темы курсовых и дипломных работ.

Разработаны новые разделы, касающиеся техники и технологии радиоволн миллиметрового диапазона в дисциплинах подготовки специалистов и магистров «Радиолокационные системы», «Электродинамика и распространение радиоволн», «Моделирование радиотехнических систем», «Электроника», «Схемотехника», «Цифровые устройства и микропроцессоры», «Устройства формирования и генерирования сигналов», «Устройства приема и преобразования сигналов», «Антенные системы радиолокационных и связных комплексов».

В соответствии с пожеланиями промышленных предприятий подготовлен проект новой образовательной программы «Проектирование, конструирование и производство радиоэлектронных средств на базе монолитных интегральных схем». Необходимость этой специальности вызвана спецификой проектирования современных радиоэлектронных систем, когда требуется «сквозная» разработка изделия от его облика до топологии кристалла. В учебном плане отражены вопросы физических основ микроэлектроники, микроэлектронных технологий, схемотехники электронных средств, основ нанотехнологий, конструкторско-технологического проектирования микросхем, микросборок и радиоэлектронных средств, автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства (GALS технологии). Все это позволяет объединить в единый цикл три взаимосвязанных процесса: проектирование, конструирование и технология производства РЭС на базе монолитных интегральных схем.

Для самостоятельной подготовки студентов написаны пособия и методические указания. Подготовлены рукописи двух книг «Излучение электромагнитных волн» и «Силовая электроника» и дополнения к книге «Электродинамические свойства материальных сред».

Лаборатория удаленного доступа

В ходе выполнения проекта организована лаборатория удаленного доступа, благодаря которой такое уникальное оборудование, как радиотелескоп РТ-7,5 МГТУ им. Н.Э. Баумана с использованием Интернет-технологий может быть доступен для проведения научных исследований сотрудникам и студентам других высших учебных заведений и радиотехнических фирм, ведущих разработки высокоинформативных радиоэлектронных систем миллиметрового диапазона радиоволн. Для удаленного доступа создано соответствующее аппаратно-программное обеспечение. Через радиорелейную линию организован выход в сеть Интернет. На сайте интернет-лаборатории «Радиотелескоп МГТУ им. Н.Э. Баумана» (bmstu.ru) можно ознакомиться с аппаратурой радиотелескопа, его антенной, приемниками радиоволн миллиметрового диапазона, другими особенностями используемой техники.

Для проведения исследований нужно задать исходные данные. Важным параметром является вид сканирования Солнца. При этом можно использовать различные виды растрового сканирования или кольцевое сканирование. Время полного сканирования Солнца занимает от 20 до 45 мин. После подготовки заявки на эксперимент она через сеть Интернет поступает на ЭВМ телескопа и обрабатывается. После проверки корректности заявки она выполняется. Все измерения выполняются в автоматическом режиме. Ручной режим в принципе также возможен, но в нем может работать только оператор, поскольку может быть нанесен непоправимый ущерб из-за ошибок управления уникальному оборудованию. Примерно через 1 ч после проведения эксперимента результаты выдаются заказчику.


ПРОЕКТ IV

«Биомедицинская техника и технологии живых систем»


В ходе выполнения проекта сформирована инновационная система подготовки специалистов в области создания и применения биомедицинской техники и технологий:

1. В результате многолетнего анализа направлений и перспектив развития биомедицинской техники и успешного решения проблем опережающей подготовки инженерных и научных кадров для отечественной биомедицинской инженерии разработаны 3 учебные программы перспективных специализаций дипломированных инженеров по направлению 653900 «Биомедицинская техника»:

• «Технические средства и методы неинвазивных медико-биологических исследований систем кровообращения и дыхания». Область профессиональной деятельности дипломированных инженеров по данному направлению: организация и проведение исследований в области разработки инструментальных технологий мониторинга жизненно-важных параметров организма. Программа предусматривает изучение таких специальных дисциплин как «Теория биотехнических систем», «Биофизика», «Биомеханика», «Анализ и преобразование биомедицинских сигналов», «Моделирование и управление в биомедицинских системах», «Основы взаимодействия физических полей с биологическими объектами».
  
• «Проектирование систем и комплексов обработки медико-биологических изображений». Область профессиональной деятельности дипломированных инженеров по данному направлению: организация и проведение исследований в области медицинской оптической, лазерной, рентгеновской, ЯМР техники и технологий для терапии и диагностики, а также реабилитации и профилактики заболеваний человека, разработка программного обеспечения для решения практических и теоретических задач распознавания образов в медико-биологической практике, разработка систем и комплексов для терапии и диагностики. Программа предусматривает изучение таких специальных дисциплин как «Биомедицинская оптика», «Лазерные медицинские системы», «Компьютерная томография», «Методы и техника распознавания образов», «Обработка изображений в медицине».
  
• «Технические средства для телемедицины и домашней медицины». Область профессиональной деятельности дипломированных инженеров по данному направлению: организация и проведение исследований в области телемедицинской техники и технологий для диагностики, хирургии и терапии и, создание и обслуживание средств телеметрии и вычислительной техники для диагностики, лечения, эффективной профилактики заболеваний человека, биологического эксперимента, разработка программного обеспечения для решения практических и теоретических задач телемедицины. Программа предусматривает изучение таких специальных дисциплин как «Теория биотехнических систем», «Телеметрия», «Компьютерные технологии обработки медико-биологических данных».
  

2. Разработаны и реализованы 3 новые магистерские программы по направлению «Биомедицинская инженерия» 553400.

• Программа «Медико-биологические аппараты, системы и комплексы (ГОС 553401)». Область профессиональной деятельности магистров по данному направлению: организация и проведение исследований в области медицинской техники и технологий для хирургии, терапии и диагностики, создание и обслуживание инструментальных средств для диагностики, лечения, реабилитации и профилактики заболеваний человека, для биологического эксперимента, разработка программного обеспечения для решения практических и теоретических задач медико-биологической практики. Программа предусматривает изучение таких специальных дисциплин как «Теория биотехнических систем», «Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий», «Компьютерные технологии в медико-биологических исследованиях».
  
• Программа «Методы анализа и синтеза медицинских изображений (ГОС 553403)» Область профессиональной деятельности магистров по данному направлению: организация и проведение исследований в области медицинской оптической, лазерной, рентгеновской, ядерно-магнито-резонансной техники и технологий для терапии и диагностики, а также реабилитации и профилактики заболеваний человека, разработка программного обеспечения для решения практических и теоретических задач распознавания образов в медико-биологической практике, разработка систем и комплексов для терапии и диагностики. Программа предусматривает изучение таких специальных дисциплин как «Биомедицинская оптика», «Лазерные медицинские системы», «Компьютерная томография», «Методы и техника распознавания образов», «Обработка изображений в медицине».
  
• Программа «Акустические методы в биологии и медицине» ( ГОС 553409) Область профессиональной деятельности магистров по данному направлению: организация и проведение исследований в области медицинской звуковой и ультразвуковой техники и технологий для хирургии, терапии и диагностики, а также реабилитации и профилактики заболеваний человека с использованием звуковой и ультразвуковой аппаратуры, разработка программного обеспечения для решения практических и теоретических задач, разработка систем и комплексов для ультразвуковой хирургии, терапии и диагностики. Программа предусматривает изучение таких дисциплин как «Теория колебаний», «Основы биологической акустики», «Медицинские электроакустические системы», «Системы ультразвуковой диагностики», «Компьютерная томография» и др.
  

3. С учетом приобретенного и имеющегося оборудования и кадрового потенциала разработаны и реализованы 6 новых аспирантских программ по выполнению квалификационных работ на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальностям 05.11.17 «Приборы системы и изделия медицинского назначения» и 01.02.08 « Биомеханика», ориентированных на фундаментальные и прикладные исследования в областях, отнесенных к разделам Перечня критических технологий Российской Федерации:

• Системы и комплексы для неинвазивного мониторинга жизненно-важных параметров организма.
  
• Биотехнические комплексы цифровой обработки медико-биологических изображений;
  
• Биотехнические комплексы для исследований функций головного мозга;
  
• Биотехнические системы физической терапии с активным использованием обратных биологических связей;
  
• Мобильные телемедицинские системы;
  
• Ультразвуковые хирургические и терапевтические аппараты и комплексы.
  

4. Разработаны и введены две новые программы подготовки докторантов в области технических наук, ориентированные на разработку и создание конкурентоспособной отечественной медицинской техники и технологий:

• Системы и комплексы для неинвазивного мониторинга жизненно-важных параметров организма;
  
• Ультразвуковые аппараты и комплексы для хирургии и терапии.