К 80-летию "СТАНКИНА"

Историческая справка и достижения кафедры «Компьютерные системы управления» МГТУ «Станкин» за последние 5 лет (период с 2005 года по 2009 год)

Краткая история кафедры

Кафедра была организована в августе 1986 года под названием «Числовое программное управление станками и комплексами» и стала первым в СТАНКИНЕ коллективом, ориентированным на профессиональное обучение в области аппаратуры и программного обеспечения систем управления объектами в режиме реального времени.

С самого начала деятельности новой кафедры и на протяжении последующих 20 лет, основным инициатором создания кафедры и руководителем учебного и научного направлений кафедры был выдающийся ученый в области создания новых концепций систем числового программного управления, заслуженный деятель науки РФ, почетный работник высшего образования РФ, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой  Сосонкин Владимир Лазаревич.

Первоначально в составе кафедры работало всего 5 преподавателей, но, тем не менее, уже в 1988 году состоялся массовый выпуск специалистов, которые в составе кафедры «Станки» были ориентированы на специальность «Автоматизация технологических процессов и производств».

В начале 90-х годов, с одной стороны,  объективные внешние факторы резко уменьшили рынок потребности в специалистах по числовому программному управлению станками и комплексами; с другой стороны, интенсивное развитие информационных технологий и средств глобальных коммуникаций открыло новые возможности в подготовке специалистов. В этом контексте  руководством кафедры было принято решение о расширении тематики учебных и научных разработок кафедры, в связи с чем в 1993 году кафедра получила новое название – кафедра «Компьютерные системы управления».

Новые задачи и новые возможности определили  необходимость изменения как количественного, так и качественного содержания преподавательского и инженерного состава кафедры: на решение новых задач были приглашены квалифицированные специалисты из научно-исследовательских институтов и других Вузов г. Москвы и Московской области. При этом к 1995 году контингент преподавателей вырос до 16 человек, а количество инженеров - до 5 человек.

К достижениям кафедры этого периода следует отнести разработку концепции подготовки специалистов нового уровня в рамках специальности «Автоматизация технологических процессов и производств», отображенного в специализациях: «Компьютерные системы управления в производстве и бизнесе» и «Электроника и программное обеспечение компьютерных систем управления». Эти специализации вошли в стандартный перечень специализаций для остальных Вузов России, в рамках специальности «Автоматизация технологических процессов и производств».  Кроме того, на кафедре  «с нуля» был разработаны ряд новых дисциплин, которые в последующие годы вошли в учебные планы многих Вузов страны и стали «каноническими». В качестве примера можно привести такой неполный список разработанных дисциплин: «Теория дискретных систем управления», «Управление процессами, объектами и системами», «Операционные системы и базы данных», «Структура и математическое обеспечение систем управления», «Графические средства и интерфейс оператора», «Управление цикловой автоматикой» и ряд других дисциплин.

При этом высокий уровень научных исследований, а также пионерские разработки основополагающих компонентов учебного процесса,  качественно высокий уровень которых стал общепризнанным, привели к тому, что кафедра «Компьютерные системы управления» стала головной кафедрой  среди объединения Вузов РФ, в рамках УМО АМ, для подготовки специалистов по  специальности «Автоматизация технологических процессов и производств». Этим лидером кафедра остается и по нынешний день.

Основные направления деятельности кафедры в настоящее время (за период с 2005 года  по 2009 год) 

Учебно-методическая работа кафедры

 Состав кафедры и среднее количество выпускаемых специалистов в год 

Преподавательский состав кафедры «Компьютерные системы управления» за отчетный период претерпел некоторые изменения. В 2002/2003 учебном году общее число преподавателей было 11 человек: из них  на должности профессора – 3 человека, на должности доцента – 6 человек, на должности старшего преподавателя – 2 человека. Имеют ученые степени: д.т.н. – 2 человека, к.т.н. –  4 человека.

В настоящее время, в 2009/2010 учебном году, на кафедре работает 16 преподавателей: из них  на должности профессора – 5 человек, на должности доцента – 6 человек, на должности преподавателя – 5 человека. Преподавателей с ученой степенью – 74%. Из них: с ученой  степенью: д.т.н. – 2 человека (14%), к.т.н. –  9 человек (60%).

За указанный период в каждом учебном году было подготовлено и выпущено специалистов (при плановом приеме на первый курс – 50 студентов):

 Анализ методических материалов, подготовленных на кафедре за отчетный период 

За отчетный период было выпущено 14 учебно-методических материалов, из них наиболее значимыми являются:

• Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Системы числового программного управления: Учебное пособие. – М. : Логос, 2005. – 296 с.

• Шемелин В.К., Коткин Г.Г., Ли-Хуа-Цинь Алгебраические методы в моделировании и управлении автоматизированными производственными системами, Учебное пособие. – М.6 ИЦ МГТУ «Станкин», 2005. – 88 с.

• Коткин Г.Г., Шемелин В.К., Жильцов К.С. Алгебраические модели интегрированных производственных систем. Учебное пособие. – М.: ИЦ МГТУ «Станкин», 2006. – 84 с.

• Никишечкин А.П. Теория дискретных систем управления. Учебное пособие. – М.: ИЦ ГОУ МГТУ «Станкин», 2006 – 242 с.

• Шемелин В.К., Хазанова О.В. Управление системами и процессами . Учебник для технических вузов. – Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2007.- 320 с.

• Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Программирование систем числового программного управления: Учеб. пособие. – М. Логос, 2008. – 344 с. + компакт-диск. ISBN 978-5-98704-296-8.

Все перечисленные издания имеют гриф допуска Учебно-методического объединения вузов (УМО АМ) при Министерстве образования и науки РФ в качестве учебных пособий для студентов Вузов для подготовки специалистов по направлению  «Автоматизированные технологии и производства».

 Дополнительно профессором Шемелиным В.К. подготовлены и выпущены следующие методические материалы:

1. в рамках УМО АМ, для использования и другими Вузами РФ - типовые рабочие программы по дисциплинам новых учебных планов, входящих в федеральный компонент: «Проектирование автоматизированных систем»; «Вычислительные машины системы и сети»; «Программирование и основы алгоритмизации»;

2. подготовлены по новым ГОСТам учебные планы для подготовки специалистов по квалификациям: «Бакалавр техники и технологии», «Дипломированный специалист», «Магистр техники и технологии»;

 Главными задачами развития методической работы в практическом аспекте являются:

• Развитие лабораторной базы и усовершенствование  ее оснащенности   за счет оборудования фирм «Siemens», «Heidenhain», «Indramat», «Texas Instruments», «Fatek», «Сервотехника», «Лазер График»;

• Разработка и внедрение в учебный процесс методического  обеспечения широкого спектра новых лабораторных работ на основе  собственных  научных  разработок.

Научно-исследовательская и учебно-образовательная база кафедры

 Научно-исследовательская работа кафедры

Участие сотрудников кафедры в научно-исследовательской работе университета

На кафедре действуют партнерские программы, нацеленные на повышение образовательного и научного потенциала и на расширение материально-технической базы кафедры.

Уже четвертый год кафедра плодотворно работает в области ЧПУ с фирмой «Siemens». В рамках партнерской программы преподаватели кафедры ведут обучение специалистов предприятий по трем курсам:

• базовое программирование систем ЧПУ,

• программирование систем ЧПУ с применением CAD-CAM-систем цехового уровня (SDopMol, SDopTurn),

• практикум по программированию сложных поверхностей – уникальный курс, который кафедра разработала совместно с фирмой «Siemens». Эксклюзивные права на этот курс принадлежать МГТУ «Станкин» и «Siemens». В силу своей уникальности курс особо популярен у самолетостроителей, по нему обучались и специалисты из Германии. В 2009 году обучение по курсу прошла группа специалистов из Казахстана.

За 2008 год кафедра обучили порядка 100 специалистов с предприятии более чем из 20 регионов России.

 География слушателей за 2008 год

Студенты 5-го курса в рамках дисциплины «Структура и матобеспечение систем управления» имеют возможность бесплатно получить знания и навыки, формируемые этими курсами, при том, что стоимость курсов превышает годовую стоимостью обучения студента на коммерческой основе.

На кафедре работает совместный с ИПУ РАН научно-образовательный центр в области «Компьютерного моделирования и управления технологическими системами», который активно вовлечен в  научные и образовательные проекты кафедры. В научные разработки рамках НОЦ вовлечены студенты младших курсов – они работают в командах под руководством магистров и аспирантов. Весной кафедра начала активно работать с Национальным институтом авиационных технологий – НИАТ.

В 2009 году рамках НОЦ были выиграны и успешно ведутся работы грантам в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы, под руководством доктора наук и под руководством целевых аспирантов.

За пятилетний период кафедра выполняла широкий спектр фундаментальных научных исследований по проблемам числового программного управления технологическими объектами и процессами. На кафедре создано и функционирует подразделение - научно-исследовательская лаборатория, которая выполняет  комплекс работ по аппаратному и программному обеспечению разработок компонентов промышленных систем управления. Многие из разработок кафедры носят общепризнанный и пионерский характер, ряд разработок имеет практическое внедрение в промышленности.

Кафедра ведет направление по созданию промышленных систем управления в рамках федеральных научных проектов университета. В рамках этих проектов задействованы более 20 аспирантов и студентов кафедры.

За последние 3 года кафедра приняла участие в 12 международных выставках. Разработки кафедры были награждены: дипломом Министерства образования и науки на IX Московском международном салоне инноваций и инвестиций и серебряной медалью на XI Британском Шоу Изобретений (British Invention Show) в Лондоне. Сотрудники кафедры были награждены именными дипломами и почетными грамотами.

 Участие кафедры в международных выставках и конференциях

Во всероссийском конкурсе «За лучшую научную студенческую работу» две дипломные работы кафедры были удостоены медалей и две дипломные работы - грамот. 

 Труды кафедры КСУ, опубликованные в высокорейтинговых рецензируемых журналах из перечня ВАК 

 За указанный период специалистами кафедры опубликовано около 20 научных публикаций в высокорейтинговых рецензируемых журналах из перечня ВАК. Оформлен патент на полезную модель №75483 в 2008 г. Организовано более 10 общероссийских и международных научных конференций. Преподаватели, аспиранты и студенты кафедры  со своими докладами принимали активное участие в пленарных заседаниях  и в работе секций этих конференций. 

1. Мартинов Г. М., Сосонкин В. Л. Формализация данных STEP-NC-формата: фаза построения UML-модели.М.: Мехатроника, автоматизация, управление. 2005. №1, C. 49-56.

2. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Новейшие тенденции в области архитектурных решений систем ЧПУ. М.: Автоматизация в промышленности. 2005. №4, C. 3–9.

3. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Архитектоника цифровых следящих приводов подач технологических машин. М.: Мехатроника, автоматизация, управление. 2005. №10. C. 24-30.

4. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Методика разработки управляющей программы ЧПУ соответственно стандарту ISO 14649 STEP-NC (Standard for the Exchange of Product model data for NC). М.: Мехатроника, автоматизация, управление. 2005. №6, C.45-52

5. Ответчиков В.В., Шемелин В.К. Методы разработки Web – приложений как средство повышения качества управления бизнес-процессами. г. Ростов-на Дону, Известия вузов, Северо-Кавказский регион. Техн. Науки. Спецвыпуск. Математическое моделирование и компьютерные технологии. – 2006. – с.87-90. (ISSN 0321-2653).

6. Мартинов Г. М., Сосонкин В. Л. Перспективные технологии разработки математического обеспечения систем управления: использование регулярных выражений. М.: Мехатроника, автоматизация, управление. 2006. №2. C. 40-46.

7. Мартинов Г. М., Сосонкин В. Л. Проблемы использования сплайновой интерполяции в системах ЧПУ при обработке скульптурных поверхностей М.: Автоматизация в промышленности. 2006. №11. C. 3–9.

8. Мартинов Г.М., Козак Н.В. Декомпозиция и синтез программных компонентов электроавтоматики. М.: Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2006. №12. C. 4-11.

9. Мартинов Г.М., Козак Н.В. Принципы интеграции компонентов электроавтоматики на примере 3D-сцены визуализации.М.: Системы управления и информационные  технологии. 2007. №2 (28). C. 88-92.

10. Сосонкин В. Л., Мартинов Г. М.  Мульти-агентная модель открытой системы ЧПУ типа PCNC. М.: Автоматизация в промышленности. 2007. №5. C. 3–6.

11. Сосонкин В. Л., Мартинов Г. М.   Построение интерфейса оператора систем ЧПУ с привлечением web-технологий. М.: Мехатроника, автоматизация, управление. 2007. №10. C. 41-44.

12. Шемелин В.К., Тихомиров В.В. Классификация подходов и принципы интеграции системы мониторинга в промышленную систему предприятия. М,: «Системы управления и информационные технологии» – 2008, № 3.3(33), стр. 412-416. (ISSN 1729-5068).

13. Шемелин В.К., Нежметдинов Р.А. Повышение качества архитектурных  решений систем ЧПУ на основе программно реализованного контроллера типа Soft PLC. «Автоматизация и современные технологии», Москва. - Машиностроение, №6, 2008. (ISSN 0869-4931).

14. Мартинов Г. М., Трофимов Е.С. Модульная компоновка и построение прикладных приложений диагностики систем управления. М.: Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2008. №7. C. 44-50.

15. Мартинов Г. М., Пушков Р.Л. Построение инструментария отладки управляющих программ систем ЧПУ на языках высокого уровня.М.: Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2008. №11. C. 19-24.

16. Мартинов Г.М., Любимов А.Б., Обухов А.И. Проблема адаптации систем ЧПУ класса PCNC к станкам лазерной графики. М.: Мехатроника, автоматизация, управление. 2009. №1. C. 59-62.

17. Мартинов Г.М., Плихунов В.В., Коваленко А.В. Расширение функциональных возможностей системы ЧПУ для управления установкой электронно-лучевой сварки. М.: Авиационная промышленность. 2009. №1. C. 16-21.

18. Мартинов Г.М., Григорьев А. С. Принцип построения и интеграции в системах ЧПУ класса PCNC подсистемы трехмерной визуализации управляющих программ. М.: Мехатроника, автоматизация, управление. 2009. №9. C. 26-31.

Работа аспирантуры кафедры

Общее число выпускников поступивших в аспирантуру за отчетный период составляет   22 человека, из них 40% на компенсационной основе. За период 2005г. по 2009 г. было защищено 11 кандидатских диссертаций: 1 диссертация  под руководством зав. кафедрой, д.т.н., проф. Сосонкина В.Л.; 6  диссертации  под руководством к.т.н., проф.  Шемелина В.К., 4 диссертации под руководством и при научной консультации д.т.н., доц.  Мартинова Г.М.

В настоящее время в аспирантуре кафедры обучается 14 аспирантов под научным руководством д.т.н., доцента Мартинова Г.М., к.т.н, профессора Шемелина В.К., к.т.н., доцента Кабака И.С. 

Развитие научной школы кафедры и укрепление ее лидирующих позиций

Сложившаяся под руководством  профессора Сосонкина В.Л научная школа по проблеме компьютерных систем управления технологическим оборудованим  и технологическими процессами укрепила свои позиции и развила ряд новых направлений, таких как: удаленное управление, диагностика инструмента в реальном времени, компьютерное управление лазерными установками, компьютерные системы программирования и настройки робототехнических комплексов.

 Научные разработки кафедры, получившие награды  на международных выставках в 2009 году

Сегодня кафедра располагает наиболее продвинутым в России «know-how» в области компьютерных систем управления промышленным оборудованием. Из этого вытекают ближайшие задачи кафедры в области научно-исследовательской работы.

• Прогнозирование и формирование современных тенденций развития компьютерных систем управления. Публикация научных статей, подготовка и выпуск книг, учебных и методических пособий по направлению кафедры. Организация и участие в научных конференциях, семинарах и выставках.

• Участие в работе научных, экспертных и диссертационных советов, выполнение экспертиз и рецензий по различным проектам и материалам.

• Внедрение в  учебный процесс полученных в ходе научных исследований результатов  после прохождения соответствующей апробации. Именно этим обстоятельством обеспечить оригинальность и востребованность большинства курсов, преподаваемых на кафедре.

• Организация и проведение ежегодной сессии Международного форума информатизации с публикацией Докладов Международной конференции «Информационные средства и технологии».

• Организация и проведение совместно с ИПУ РАН Международной конференции «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта CAD/CAM/PDM».

• Организация и проведение совместно с Университетом приборостроения и информатики Всероссийской научно-технической Интернет-конференции  «Мехатроника. Робототехника. Автоматизация».