Позади славная богатая событиями и достижениями история, впереди – цифровые трансформации. Сегодня универсальный вуз уверенно выходит на международный уровень, улучшает свои позиции в престижных мировых и национальных рейтингах. ЮУрГУ стремится занять в международном образовательном пространстве достойное место. Ректор Южно-Уральского государственного университета, доктор технических наук, профессор Александр Шестаков рассказал, как решается эта задача.
– Александр Леонидович, какие научные прорывы произошли в вузе за три четверти века?
– Если рассматривать 75-летнюю историю развития университета, то основное его достижение состоит в том, что вуз на протяжении всей своей истории отвечал на вызовы времени. Всегда был на острие событий, чутко реагировал на запросы страны и успешно работал в этих направлениях.
В годы войны все танковые заводы оказались на Урале. В Челябинск был эвакуирован Сталинградский механический институт, который стал основой Челябинского механико-машиностроительного института в 1943 году. Нужны были кадры для производства оборонной техники и прежде всего – танков. Наш вуз сразу же начал такие кадры готовить в соответствии с требованиями времени.
Уже в 1944-м начались исследовательские работы по сварке толстой брони для повышения характеристик танков. Первый заведующий кафедрой танков, Николай Леонидович Духов, стал впоследствии трижды(!) Героем Социалистического Труда. Уже в то время в вузе работали профессора, доктора наук, ведущие доценты – специалисты высокого класса. С самого начала был задан очень высокий уровень. Подходы высококвалифицированных специалистов тех лет и сейчас актуальны.
Следующий период – послевоенная история. Челябинский политехнический институт в 50-х годах создал семь инженерных факультетов – от ДПА (ныне – аэрокосмического) до автоматно-механического. Они были нужны для того, чтобы страна после войны наращивала промышленный и оборонный потенциалы. Вуз успешно справлялся и с этой задачей.
Кроме того, было создано 12 отраслевых и проблемных лабораторий. Выделялись бюджетное финансирование, ставки инженеров и научных сотрудников. Советский Союз поддерживал создание крупных лабораторий, они осуществляли очень серьезные разработки, привлекали специалистов для выполнения оборонных и других крупных заказов. И это тоже для развития политехнического института было очень важной составляющей. В лабораториях проводились исследования мирового уровня, готовились кадры высокой квалификации. В каждой из них работало несколько десятков человек. В частности, в лаборатории систем автоматического управления, в которой воспитывался я, трудилось 70 человек. В результате этой деятельности появились динамические испытательные стенды систем автоматического управления, которые были поставлены практически во все ракетно-космические фирмы страны.
Лаборатория прокатки под руководством профессора Выдрина создавала новые технологии, лицензии были проданы за рубеж – в Японию и Чехословакию. Таковы результаты интеллектуального труда. И так – во всех двенадцати лабораториях, которые работали тогда в вузе. Политехнический институт опять же отвечал требованиям времени. Готовил кадры не только для Челябинской области, было всесоюзное распределение. Наши выпускники трудились во всех концах страны.
Следующий этап – Челябинский государственный технический университет. Период его создания был тоже очень важен, потому что развивались инженерные направления. Стали актуальны фундаментальные исследования, получили интенсивное развитие физика и математика. Это был знаковый шаг, необходимый для того, чтобы в стране создавалась совершенная техника.
Во времена Перестройки Южно-Уральский государственный университет стал универсальным вузом. С одной стороны, он аккумулировал многие гуманитарные направления (стране нужны были экономисты, бухгалтеры, юристы, создавалось большое количество малых предприятий, появлялся собственный бизнес). Но в то же время университет развивал и естественные науки. Появлялись новые факультеты. Универсальность вуза очень важна сегодня для выполнения крупных междисциплинарных проектов. У нас всё для этого есть.
– А главный научный прорыв, на ваш взгляд, каков? Суперкомпьютер?
– Наверное, да. Это направление университет начал развивать в 2000 году. Сегодня мы являемся обладателями одного из крупнейших суперкомпьютеров в Российской Федерации. Но мы еще и кадры готовим, которые способны работать с этой техникой. Суперкомпьютер – очень важная составляющая. Это движение в сторону развития естественных наук, постольку необходимо моделирование различных физических процессов и явлений, которым занимаются наши ученые. Кроме того, математическое моделирование – инструмент, позволяющий ускорить получение высоких характеристик технологий, устройств и систем.
– Университет реализует стратегию цифровых трансформаций. Что уже удалось сделать? Что ещё предстоит?
– Мы начали заниматься цифровой индустрией еще до того, как об этом стали говорить в стране. Это результат нашего взаимодействия с корпорацией Emerson – мировым лидером в области автоматизации. По заказу корпорации мы реализовали два проекта по созданию цифровых двойников, поставили инженерам Emerson рабочую станцию, позволяющую использовать цифровой двойник для совершенствования вихреакустического расходомера. Цифровой двойник датчика давления тоже позволил улучшить характеристики этого устройства.
В результате нашей работы с корпорацией Emerson Челябинская область получила крупные инвестиции зарубежной компании. Первую очередь своего завода корпорация построила и ввела в 2015 году. Сейчас проектируют вторую очередь, и в мае 2019 года планируют сдать объект – производство самого высокого технологического уклада. При этом большинство работников завода и глобального инженерного центра, который был создан, – выпускники нашего университета. Это уникальный опыт в масштабах страны. Корпорация инвестировала и в ЮУрГУ. В первую лабораторию по цифровой индустрии было вложено полмиллиона, во вторую – сто тысяч долларов. Эти лаборатории мы будем развивать и дальше.
– Какие новые подходы, инновационные модели и технологии вуз может предложить для перехода к «Индустрии 4.0»?
– Для начала давайте разберемся, в чем суть «Индустрии 4.0»? Первое – необходимость оценки состояния оборудования, измерения с помощью различных датчиков. Это один из основных новых подходов цифровой индустрии, этого раньше не делали. Сегодня мы реализуем крупный проект в цехе прокатки Магнитогорского металлургического комбината.
Чтобы было понятно, о чем речь, приведу сравнение. Кардиомонитор в течение суток отслеживает состояние сердечно-сосудистой системы. Так вот, в индустрии происходит примерно то же самое, только с оборудованием. При этом расшифровка данных ведется в режиме реального времени.
Второй подход – создание цифровых двойников. Речь идет о физико-математической модели какого-либо устройства, которая показывает происходящие процессы. Датчиковая аппаратура ставится на реальный объект, вводится информация, и по этому цифровому двойнику оценивается эффективность работы, состояние объекта, возможность аварийной ситуации. Такие цифровые двойники мы тоже начинаем разрабатывать с энергетиками. С одной стороны, они делаются для оценки состояния и эффективности, к примеру, турбины, с другой – для обучения персонала. Сотрудники с помощью дополненной реальности, используя цифровой двойник, учатся правильно работать со сложными объектами.
Третий очень важный аспект цифровой индустрии – это энергосбережение. Для получения технических решений также нужны сенсорика, сбор и обработка информации и, соответственно, – управление энергетическими объектами с точки зрения энергоэффективности. Этим мы тоже занимаемся. Проводим серию серьезных работ совместно с Магнитогорским металлургическим комбинатом. Специалисты нашего университета выполняют проекты, связанные с повышением энергоэффективности крупных агрегатов, на международном уровне. Цифровая индустрия – это обработка большого объема данных в реальном времени. При этом система сбора данных должна быть беспроводной. Это еще один тренд сегодняшней цифровой индустрии, и в этом направлении мы тоже работаем.
‒ В ЮУрГУ прошла крупная международная конференция «Цифровая индустрия», в которой приняли участие ведущие профессора многих университетов Европы и Азии. Каковы её главные итоги?
– Когда в свое время мы стали двигаться в направлении цифровой индустрии, начались поиски партнеров по созданию систем. И таким партнером стал Магнитогорский металлургический комбинат. В России впервые прошла конференция по цифровой индустрии. Она была задумана нами совместно с руководством Emerson, мы готовили ее целый год. В ЮУрГУ побывали президент и вице-президент по инновациям корпорации Emerson, которые рассказали о состоянии и перспективах развития этого направления. Собрались ведущие профессора мира. Мы открыли новую учебную лабораторию по цифровой индустрии.
На глобальном форуме побывал представитель Министерства цифрового развития, связи и коммуникаций. В Москве заинтересовались опытом нашего взаимодействия с комбинатом. Мы обсуждали этот вопрос на встрече с заместителем министра. Было предложено представить в Министерство совместные проекты. Их реализация станет основой для создания государственной системы поддержки цифровой индустрии. Я считаю, это очень серьезный результат.
– Было чем удивить участников форума? На ваш взгляд, в каких научных направлениях мы превосходим многие страны мира?
– На форуме прозвучало множество разных докладов. Доклады наших ученых были основаны на собственном опыте, полученном в области цифровой индустрии. Зарубежные профессора в разговоре со мной отмечали, что университет в очень хорошем состоянии в плане серьезных работ в этом направлении. С точки зрения обработки данных, мы, безусловно, на мировом уровне. Это информационные системы, фундаментальная информатика, факультет математики, механики и компьютерных технологий… – сегодня наши специалисты способны вести работы по оценке и обработке больших массивов данных на международном уровне.
– А в каких направлениях мы отстаём?
– Я бы не ставил вопрос так радикально. Мы находимся на старте в области разработок цифровых двойников. Развитие этого направления только начинается в мире, и мы ставим задачу занять эту нишу в нашей стране. Поможет в этом опять-таки универсальность ЮУрГУ. Специалисты разных направлений, которых мы будем объединять в команды, эту задачу решат.
Во многих зарубежных университетах вопросы, связанные с реальной промышленностью и реальными технологиями, часто бывают открытыми. Академический подход и подход индустриальный – часто не одно и то же. С моей точки зрения, преимущество нашего университета состоит и будет состоять в том, что мы работаем в тесной связке с промышленностью, которая является потребителем новых цифровых технологий. Это наше преимущество «выросло» из всей 75-летней истории университета. Мы не останавливаемся на достигнутом. В перспективе – новые этапы интенсивного развития. Мы не только внимательно смотрим в будущее, но и уверенно идем вперед.
