Технологии суперкомпьютерного моделирования сложных технических систем

• Программа соответствует одному из приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации «Цифровая экономика». Данной области уделяется особое внимание руководством страны. Реализация программы соответствует миссии университета по подготовке высококвалифицированных инженерных кадров в области информационных технологий.
• Основной принцип построения программы – «обучение действием»: в процессе обучения студенты имеют возможность работать над реальными проектами – как в процессе стажировок на ведущих предприятиях России, в Институте системного программирования РАН или в Центре компетенций МАИ «Математическое моделирование» и кафедры 101 «Проектирование и сертификация авиационной техники» МАИ под руководством ведущих специалистов и ученых в области компьютерного моделирования для решения инженерных задач, так и над своими инициативными разработками, получая экспертизу и консультационную поддержку от представителей лидирующих в данной области компаний IT-индустрии.
• Обучение на программе открывает дверь в сообщество профессиональных разработчиков технологий суперкомпьютерного моделирования: сформировавшиеся в процессе обучения связи и сеть контактов способная поддерживать карьерный рост и развитие бизнеса в данной области.

Программа реализуется на стыке IT и инженерных дисциплин: обучение позволяет создателям современной высокотехнологичной техники применять возможности компьютерного моделирования в процессе проектирования новой техники, разрабатывать цифровые двойники и проводить их испытания в виртуальной среде. Для данных задач часто недостаточно мощностей одного компьютера – поэтому речь идет о вычислительных кластерах, или суперкомпьютерах. Особенностью программы является то, что с первых дней обучения им предстоит принять участие в разработке реальных проектов по разработке высокотехнологичной техники и моделированию ее испытаний.

В программу обучения включены два блока дисциплин:

• Фундаментальный, в котором развиваются подходы к математическому моделированию и углубляются представления о физико-химических явлениях и процессах, которые влияют на разрабатываемые решения при проектировании высокотехнологичной техники и технологий;
• Прикладной, в котором формируются подходы к реализации разработанных математических моделей на современных вычислительных комплексах (суперкомпьютерах) и с использованием современных информационных технологий.

Фундаментальный блок программ направлен на развитие инженерного видения и понимания естественнонаучной сущности процессов эксплуатации высокотехнологичной техники и ее ключевых технико-технологических характеристик и переложение этого инженерного видения в математические модели и алгоритмы. Прикладной блок – это глубокое погружение в проблемы создания цифровых двойников на базе современных информационных технологий и решений.

Закончив программу, выпускник становится высококвалифицированным специалистом одновременно как инженер-проектировщик высокотехнологичных продуктов и технологий и как специалист по информационным технологиям для решения инженерных зада, цифровизации и цифровой трансформации производства на протяжении всего жизненного цикла высокотехнологичных продуктов и технологий, он способен строить свою карьеру как в науке, так и в бизнесе.

Обучаясь на программе, студенты учатся разрабатывать математические модели и алгоритмы моделирования и превращать их в цифровые двойники проектируемых объектов высокотехнологичной техники и технологий и системы суперкомпьютерного моделирования, предназначенные для проектирования и оптимизации сложных технических систем:

• высококачественные и приближенные к реальности модели физико-химических явлений и процессов, сопровождающих эксплуатацию высокотехнологичной техники (например, горение, обледенение, турбулентность и др.);
• вычислительные системы и их архитектура, ориентированные на задачи суперкомпьютерного моделирования сложных технических систем;
• цифровые двойники новой высокотехнологичной техники и технологий и систем с целью оптимизации их проектов с учетом геометрических и физических свойств.

• CALS-технологии в управлении жизненным циклом технических систем
• Архитектура суперкомпьютеров и вычислительных кластеров
• Базы и хранилища данных в задачах математического моделирования
• Гибкие методологии разработки цифровых продуктов
• Дополнительные главы высшей математики
• Дополнительные главы теоретической физики
• Квантовые вычисления
• Математические методы механики деформируемого твердого тела и метод конечных элементов
• Математические методы моделирования механики жидкости, газа и плазмы
• Матричные и тензорные вычисления
• Машинное обучение и искусственный интеллект в задачах проектирования новой техники
• Методы машинного обучения и понижения размерности системы в задачах проектирования сложных технических систем
• Моделирование аэроупругости
• Моделирование турбулентности и горения
• Параллельные и распределенные вычисления
• Паттерны и библиотеки для моделирования и оптимизации сложных технических систем
• Разработка параллельных программ и тематических решателей при проектировании сложных технических систем
• Разработка ПО для высокопроизводительных систем
• Решения Open Source для моделирования и оптимизации сложных технических систем
• Современные системы CAD/CAM/CAE
• Управление IT-проектами
• Фундаментальные концепции искусственного интеллекта
• Численные методы математической физики

Практические и лабораторные занятия проводятся в современных оборудованных компьютерных классах. Для проведения отдельных занятий обеспечивает доступ к оборудованию и базам данных партнеров. Экспериментальная и исследовательская часть программы проходит в Центре компетенций «Математическое моделирование» МАИ и в ИСП РАН.

• Сергей Владимирович Стрижак, ИСП РАН
• Дмитрий Владимирович Дзюба, МТС
• Леонид Евгеньевич Федичкин, эксперт РАН, МФТИ
• Александр Владимирович Поповкин, MicroSoft
• Сергей Александрович Семенов, МАИ
• Крылов Сергей, МАИ

• IT-компании – разработчики компьютерных платформ и систем для разработки сложной высокотехнологичной техники;
• Промышленные предприятия, разрабатывающие и производящие сложную высокотехнологичную технику – специалисты по созданию и сопровождению цифровых объектов (продуктов и технологий их изготовления).

Зарплата на стартовом уровне, по данным HH.ru, составляет от 85 тыс. руб. в мес.