http://93.174.130.82/digest/showdnews.aspx?id=b76c684f-556e-40c2-8fef-13e5220ec085&print=1© 2024 Российская академия наук
Наступил 2021 год, объявленный в Российской Федерации Годом науки и Технологий. В ближайшие двенадцать месяцев научной общественности предстоит отметить множество юбилеев. Рассмотрим перспективы инвестирования академических проектов в Год Науки и Технологий на примере применения суперкомпьютеров для фундаментальных исследований с формированием технологических заделов и расширением компетенций в сфере креативной инженерии, блокчейн-технологий и наноиндустрии.
В начале февраля 2021 года не только российская, но и зарубежная научная общественность отметит 110-летний юбилей со дня рождения всемирно-известного советского Ученого, Великого Организатора Науки, одного из Идеологов Советской Космической Программы, Президента Академии Наук (АН) СССР (1961-1975) академика Мстислава Всеволодовича Келдыша (10.02.1911-24.06.1978). Десятилетие назад в России и за рубежом широко праздновалось столетие со дня рождения М.В.Келдыша: автор строк был участником ряда торжественных заседаний, посвященных научному наследию Великого Гения. Особо запомнилось торжественное заседание в феврале 2011 года в Президентском зале, на котором выступали Президент РАН академик Ю.С.Осипов, Вице-президент РАН академик В.В.Козлов, Ректор МГУ имени М.В.Ломоносова академик В.А.Садовничий и множество других известных ученых. Обсуждались не только замечательные научные результаты, которые стали фундаментом новых направлений научных исследований, но и перспективы их развития. Накануне 110-летия со дня рождения Президента АН СССР академика М.В.Келдыша был проведен форум по суперкомпьютерным технологиям под председательством директора Института системного программирования (ИСП) РАН академика РАН А.И.Аветисяна, директора НИВЦ МГУ имени М.В.Ломоносова члена-корреспондента РАН В.В.Воеводина и директора Института программных систем (ИПС) имени А.К.Айламазяна РАН члена-корреспондента РАН С.М.Абрамова, на котором, в частности, рассматривалось применение суперкомпьютеров в различных областях с формированием технологических заделов и расширением компетенций в сфере креативной инженерии, блокчейн-технологий и наноиндустрии. Арутюн Ишханович, Владимир Валентинович и Сергей Михайлович отметили ряд приоритетных задач, при решении которых возможно налаживание долгосрочного плодотворного научно-технического и промышленно-технологического сотрудничества ИСП РАН, НИВЦ МГУ имени М.В.Ломоносова и ИПС РАН с крупнейшими государственными корпорациями и их деловыми партнерами в ближнем и дальнем зарубежье.
Доклад представителей «РФЯЦ-ВНИИЭФ» государственной корпорации «РОСАТОМ» был посвящен роли применения суперкомпьютерных технологий для фундаментальных исследований на примере атомной отрасли. Отмечалось, что доля высокотехнологичной продукции с использованием математического моделирования фрагментов проектируемых сложных систем и изделий достигла 50%, а доля продукции, в которой проводится математическое моделирование полномасштабных аналогов проектируемых систем и изделий – 30%. Доля продукции с полномасштабным математическим моделированием проектируемых систем и изделий (суперкомпьютерных двойников) уже составляет 15%, а доля продукции без математического моделирования сократилась до 5%. Использование суперкомпьютеров позволяет не только существенно сократить сроки разработки (а значит, и период времени от начала капиталовложений до начала опытного и серийного производства, а также срок окупаемости соответствующего инвестиционного проекта), но и уменьшить количество натурных экспериментов (часто затратных при фундаментальных исследованиях), повысить качество изделий и увеличить эффективность разработки (например, за счет снижения себестоимости). В РФ до сих пор наблюдается значительное отставание в развитии и применении суперкомпьютерных технологий, что крайне негативно влияет на развитие не только отечественной экономики, но и промышленности.
Следует учитывать, что при разработке высокотехнологичной продукции суперкомпьютерные технологии позволяют уменьшить сроки разработки в 2-2,5 раза, сократить время испытаний и изготовления образцов на порядок (т.е., в 10 раз), снизить трудоемкость расчетных работ в 12-15 раз и повысить точность прогнозирования поведения конструкции в 10 раз. Например, при разработке «Boeing-787 DreamLiner» компанией «BOEING» экономический эффект от применения суперкомпьютерных технологий достиг 2 млрд.долл.США! Т.о., возникает сложная задача по развитию и полномасштабному внедрению в Российской Федерации суперкомпьютерных технологий на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ) сложных технических систем, производимых в России.
Следует напомнить, что технологии высокопроизводительных вычислений, включая суперкомпьютерные технологии, внедряются в рамках Комплексной программы развития (КПР) технологии высокопроизводительных вычислений (ТВВ), включая также суперкомпьютерные технологии, в интересах решения задач организаций ОПК и высокотехнологичных отраслей промышленности. КПР ТВВ согласована с 19 генеральными конструкторами, утверждена Советом Приоритетного технологического направления, одобрена НТС Военно-промышленной комиссии Российской Федерации и утверждена Коллегией Военно-промышленной комиссии Российской Федерации. В реализации КПР ТВВ участвуют Министерство промышленности и торговли РФ (Департамент ОПК), Министерство обороны РФ, Министерство науки и высшего образования РФ, Государственные корпорации «РОСАТОМ», «РОСКОСМОС» и «РОСТЕХ», что позволяет, в частности, увеличить инвестиционный потенциал авиастроения, ракетно-космической отрасли, атомной энергетики, судостроения, автомобилестроения, промышленности вооружений и других производственных отраслей. Направления работ КРП ТВВ предусматривают, в т.ч., проектирование и создание супер-ЭВМ различной архитектуры, создание и развитие вычислительных центров коллективного пользования, разработку отечественного прикладного программного обеспечения для суперкомпьютерного моделирования и инженерного анализа (например, для креативной инженерии), нормативно-правовое обеспечение создания и применения высокопроизводительных вычислений и суперкомпьютерных технологий, подготовку высококвалифицированных специалистов и переподготовку кадров в сфере инженерного анализа и суперкомпьютерного моделирования, в частности, для наноиндустрии и сферы применения блокчейн-технологий.
В настоящее время США обладают 35% вычислительных ресурсов (ВР), страны ЕС – 17%, КНР – 36%, Япония – 7%, Россия -1 %, на долю прочих государств приходится 4 % ВР. В процентном соотношении на долю ОПК приходится всего 28% оснащенности в РФ вычислительными ресурсами, в то время как на академическую науку и образование, гражданское производство и прочие отрасли приходится 72%. Наблюдаемый дисбаланс «1 к 3» обуславливает необходимость экстренного наращивания вычислительных мощностей (ВМ) в организациях ОПК: согласно данным анализа Департамента ОПК Министерства промышленности и торговли РФ в рамках исполнения поручения Коллегии Военно-Промышленной Комиссии Российской Федерации, к 2027 году (по сравнению с 2020 годом) планируется ориентировочно в 9 раз увеличить ВМ в обычным и защищенном исполнении. В соответствии с целевыми индикаторами «2020-2027» по развитию вычислительной базы ОПК РФ, суммарную производительность супер-ЭВМ планируется за 7 лет увеличить с 3,75 до 159 ПФлопс/с, в т.ч., суммарную производительность супер-ЭВМ для обработки информации в защищенном исполнении – с 0,1 до 50,4 ПФлопс/с. Предусматривается создание трехуровневой сети вычислительных центров (СВЦ) ОПК РФ: локальные (конкретных предприятий), отраслевые и межотраслевые, что позволит повысить тактико-технические характеристики (ТТХ) изделий вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ), достигнуть новый уровень качества, сократить натурные испытания, уменьшить экономические затраты и существенно снизить сроки разработки.
Следует особо выделить задачи, требующие первоочередного решения. Среди них – развитие вычислительных центров ОПК РФ, например, суммарной производительностью в АО «СПЗ» - 1,7 ПФлоп/с, ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» - 0,45 ПФлоп/с, ФГБУ «НИЦ «Институт имени Н.Е.Жуковского»» - 0,5 ПФлоп/с. Если в АО «СПЗ» рост производительности с 2020 по 2022 годы не запланирован, то в ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» в ближайшие 2 года планируется нарастить ВМ с 0,45 ПФлоп/с до 1,55 ПФлоп/с, а в ФГБУ «НИЦ «Институт имени Н.Е.Жуковского» - с 0,5 ПФлоп/с до 1,5 ПФлоп/с (т.е., в 3 раза). Финансирование работ по наращиванию ВМ планируется проводить за счет средств Минпромторга РФ в АО «СПЗ» и ФГБУ «НИЦ «Институт имени Н.Е.Жуковского»», и на собственные средства Государственной корпорации «РОСАТОМ» - в ФГБУ «РФЯЦ-ВНИИЭФ», что позволит также осуществить также ряд мероприятий с формированием сегмента для обработки данных с формой допуска (например, содержащих гостайну).
Создание линейки супер-ЭВМ из отечественных компонентов позволит не только решить ряд принципиальных задач по стратегии импортозамещения, но и обеспечить предприятия инфраструктурой высокопроизводительных вычислений в защищенном исполнении (например, для обработки сведений, составляющих государственную тайну) в интересах проектирования, создания и сопровождения изделии ВВСТ, а также для обработки больших объемов информации (например, Big Data) с применением технологий машинного обучения и искусственного интеллекта, содержащей секретную информацию, в частности, государственную тайну. Предусмотрено создание в 2021 году двух опытных образцов супер-ЭВМ различной архитектуры (универсальная и гибридная) с присвоением РКД литеры О1 (заказчик – Министерство промышленности и торговли РФ, ФГБУ «НИЦ «Институт имени Н.Е.Жуковского»), с последующим наращиванием ВМ и оснащением предприятий и организаций ОПК РФ, начиная с 2022 года.
Если в 2020 году для инженерных расчетов в информационных системах (ИС) ОПК РФ применялось 85% зарубежного ПО (включая «ABAQUS», «Altair», «AMESim», «ANSYS», «Bentley», «MathLab», «Femap», «FloEFD», «MathCAD», «MathWorks», «NX», «Patran», «Nastran», «Cadence», «Synopsys», «AWR»), и только 15% - отечественного ПО (например, «ЛОГОС», «FEDESYS», «FlowVision», «Компас3D», «T-FLEX», «SimpTech», «APM», «WinMachine»), то к 2027 году планируется достижение равновесного баланса: 50% российского ПО, и 50% - иностранного. Упомянутый пакет программ «ЛОГОС» является базовым инструментом технологии проектирования и создания высокотехнологичных изделий на основе суперкомпьютерных двойников. Головной разработчик – ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», заказчики – Министерство промышленности и торговли РФ и Государственная корпорация «РОСАТОМ», ПО «ЛОГОС» реализуется через ООО «Русатом «Цифровые решения»» Госкорпорации «РОСАТОМ». ПО «ЛОГОС» является конкурентоспособным 100%-российским комплексом, переданным более, чем на 70 предприятий. ПО обеспечивает охват более 80% задач в отрасли, «ЛОГОС» включен в реестр отечественного ПО, не имеет российских аналогов и обладает масштабируемой программной платформой для реализации новой расчетной технологии проектирования и создания высокотехнологичных изделий: на нем моделируются процессы в аэро-, гидро-, газодинамике, теплопереносе, турбулентности, прочности, деформации, разрушении и т.д. ПО «ЛОГОС» применяется в авиастроении, ракетно-космической отрасли, атомной энергетике, судостроении, автомобилестроении, системах обычных вооружений и других изделиях. Развитие ПО для предприятий и организаций ОПК, атомной энергетики и гражданского сектора экономики предполагает применение ПО «ЛОГОС-ИНТЕЛЛЕКТ», который включает базовый функционал (модули «ЛОГОС АЭРО-ГИДРО», «ЛОГОС ТЕПЛО», «ЛОГОС ПРОЧНОСТЬ», «ЛОГОС ПРЕПОСТ», «ЛОГОС МИЛ»), специализированные модули «РФЯЦ-ВНИИЭФ» - ПО «ЛОГОС АТОМ», «ЛОГОС ЕБД», «ЛОГОС НИМФА», «ЛОГОС АДДИТИВ», «ЛОГОС ЭМИ», «ЛОГОС МЕДИЦИНА») и сугубо специализированные модули «Кинематика» (ЗАО «Автомеханика», «Обледенение» (ЦИАМ имени П.И.Баранова) и «БОРТ-Т» (РАСНАР) АО «ОКБМ Африкантов». Часть модулей уже разработаны и внедрены: «ЛОГОС АЭРО-ГИДРО», «ЛОГОС ТЕПЛО» и «ЛОГОС ПРЕПОСТ» - в 2019 году, «ЛОГОС ПРОЧНОСТЬ» и «ЛОГОС ЕБД» - в 2020 году. Модули «ЛОГОС МИП» и «ЛОГОС АДДИТИВ» планируется внедрить в 2021 году, «ЛОГОС АТОМ» и «ЛОГОС ДАННЫЕ» - в 2022 году, «ЛОГОС ЭМИ» - в 2023 году, «ЛОГОС НИМФА», «ЛОГОС ПДК» и «ЛОГОС СТРОЕНИЕ» - в 2024 году, «ЛОГОС МЕДИЦИНА» и «ЛОГОС КОСМОС» - в 2025 году.
Суперкомпьютерные двойники изделий ВВСТ используются для развития технологий виртуальных испытаний: уже реализуется ряд инвестиционных проектов по созданию специализированных программных продуктов в рамках постановления Правительства РФ № 707, согласно которому специализированные программные модули (СПМ) численного моделирования газодинамических процессов в авиационных силовых установках различных типов летательных аппаратов для отечественных суперкомпьютеров разрабатываются в ФГУП «ЦИАМ имени П.И.Баранова», СПМ для многомасштабного моделирования и оптимизации на супер-ЭВМ композиционных материалов (в т.ч., в с применением нанотехнологий и наноматериалов) и конструкций высокоскоростных летательных аппаратов (ВЛА) и СПМ для полномасштабного моделирования на супер-ЭВМ рабочих процессов в натурных реактивных двигательных установках ВЛА – в МГТУ имени Н.Э.Баумана (президент МГТУ имени Н.Э.Баумана – член Бюро Отделения нанотехнологий и информационных технологий РАН, академик РАН И.Б.Федоров), СПМ для формирования единой базы данных для верификации и валидации СПМ компьютерного моделирования – ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», СПМ для суперкомпьютерной оптимизации планера летательного аппарата в задачах аэродинамики и статической упругости – АО «КТРВ», СПМ для разработки унифицированной программной платформы для конечно-ориентированных программных комплексов, входящих в состав изделий перспективных летательных аппаратов и решающих задачу распознавания наземных объектов на основе нейросетевых подходов – ФГУП «ГосНИИАС». Головным исполнителем работ (ГИР) по программно-алгоритмическому обеспечению высокопроизводительного численного моделирования виброакустических характеристик и акустической диагностики объектов морской техники и комплектующего виброакустического оборудования назначен Институт прикладной физики (ИПФ) РАН (директор ИПФ РАН – член-корреспондент РАН Г.Г.Денисов, научный руководитель ИПФ РАН – академик РАН А.Г.Литвак), ГИР по разработке ключевых компонентов технологии создания суперкомпьютерных двойников энергетических систем и оборудования объектов морской техники для улучшения виброакустических и вибропрочностных характеристик с проведением работ по управлению и верификации моделей – АО «ОКБМ Африкантов», ГИР по конструированию унифицированного программно-информационного комплекса суперкомпьютерного моделирования больших массивов эталонных радиолокационных и оптико-электронных портретов наземных и надводных объектов для повышения эффективности применения пилотируемых и беспилотных комплексов воздушной разведки и ГИР по проведению вычислений с применением суперкомпьютерных технологий на арендуемых вычислительных мощностях в интересах отраслевых ОКР – АО «Концерн Радиостроения «Вега»», ГИР по созданию комплекса программно-аппаратных средств проведения испытаний цифровых двойников зенитных ракетных систем и их средств на виртуальном полигоне – АО «Концерн ВКО «Алмаз-Антей»».
На ближайшую перспективу запланирован широкий спектр работ по развитию технологий виртуальных испытаний с применением суперкомпьютерных двойников (СКД) изделий ВВСТ, в частности, по определению объекта исследований с построением полномасштабной расчетной модели объекта, адаптации специализированных базовых отечественных программных комплексов и баз данных для СКД изделия, по созданию узкоспециализированных модулей для конкретных СКД, по формированию информационно-программной среды на единой программной платформе СКД, по конструированию нормативно-правовой базы для применения СКД на всех этапах ЖЦ создания и эксплуатации изделий ВВСТ, по глубокой верификации и валидации под объект применения (изделий ВВСТ и СКД), по выпуску полного перечня эксплуатационных документов и по аттестации (сертификации) СКД. Планируется участие головных КБ, отраслевых научных центров, «РФЯЦ-ВНИИЭФ» и ряда других российских организаций и их партнеров.
Нормативно-правовое обеспечение применения в отрасли высокопроизводительных вычислений формирует легитимную основу для полномасштабного внедрения новой технологии в работах по проектированию, созданию и сопровождению на этапах ЖЦ высокотехнологичных изделий, в т.ч., с применением разработок в сфере креативной инженерии, блокчейн-технологий и наноиндустрии. Головным исполнителем работ является ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ». Министерством науки и высшего образования РФ, Министерством обороны РФ и Государственной корпорацией «РОСАТОМ» утверждена «Программа стандартизации в области разработки и применения компьютерных моделей и электронных конструкторских документов на изделия военной техники», действующая с 2020 по 2025 годы. Ключевыми индикаторами являются 37 национальных и межгосударственных стандартов и 22 государственных военных стандарта.
О состоянии суперкомпьютерной отрасли в России и мире рассказал директор ИПС РАН член-корреспондент РАН С.М.Абрамов. Сергей Михайлович представил данные о характеристиках современных суперкомпьютерных систем. Были представлены доли различных гибридных суперкомпьютеров в рейтинге Top500 с 2011 по 2020 годы, доли суперкомпьютеров с различными ускорителями в производительности классов (A, B, C, D и E) и с разными интерконнектами в суммарной производительности Top500. Было отмечено, что отставание России от США в 2010 году в сфере суперкомпьютерных вычислений составляло 5,5 лет, а сейчас оно уже составляет 12 лет, т.е. за минувшее десятилетие технологический разрыв не сократился, а увеличился более, чем в 2 раза!
Интересна динамика изменения доли России в совокупной мировой вычислительной производительности суперкомпьютеров: если в 2010 году она достигала 2,51%, то в 2019 году она уменьшилась в десять раз(!) до 0,24%, а в 2020 году подросла до 0,41%! Для объективной оценки применяется индекс цифровизации (ИЦ), вычисляемый как отношение доли стран в суммарной производительности супер-ЭВМ мира к доле стран в мировом ВВП: для КНР он составляет 1,73, для США – 1,16, для Японии – 4,05, для ЕС – 0,78, а для РФ – 0,23! Т.е. ИЦ РФ в 17,6 раз меньше, чем в Японии, и в 7,5 раз меньше, чем в КНР, а также в 5 раз меньше, чем в США, и в 3,4 раза меньше, чем в ЕС!!
Среди отечественных публичных суперкомпьютеров можно отметить «МВС 1000М» производительностью 0,734 Tflops, разработанный ФГУП «НИИ Квант», МСЦ РАН и Институтом прикладной математики имени М.В.Келдыша РАН в 2002 году, «СКИФ К-500» (0,423 Tflops, 2003 год), «СКИФ К-1000» (2,03 Tflops, 2004 год), «СКИФ Cyberia» (9,01 Tflops, 2007 год), «СКИФ Урал» (12,2 Tflops, 2008 год), «СКИФ МГУ «Чебышев»» (47,1 Tflops, 2008 год), «СКИФ-Аврора» Южно-Уральского государственного университета (21,8 Tflops, 2009 год), «Ломоносов» (350 Tflops, 2009 год), «Tornado МСЦ РАН» (376 Tflops, 2012 год), «Tornado» Южно-Уральского государственного университета (147 Tflops, 2012 год), «Ломоносов-2» A class (320 Tflops, 2014 год), «Tornado» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (658 Tflops, 2014 год), «GPU Blade Cluster» Национального исследовательского Нижегородского государственного университета имени Н.И.Лобачевского (289 Tflops, 2014 год). В ряде суперкомпьютерных разработок реализованы инновационные подходы: например, в интерконнекте SKIF-3D-Torus использована перестраиваемая системная сеть (коммутаторы для конфигурирования сети, разделение тора на подторы с назначением задаче собственного подтора), а роутер реализован в FPGA и поддерживает Fault-tolerance, Multicasting и Broadcasting, а также топологию 3D-тора с виртуальными каналами и туннелями при отсутствии проблем вида deadlocks, livelocks и starvation. В архитектуре стека ПО «Паутина» прикладная программа взаимодействует с коммуникационными библиотеками (например, SKIF-MPI и SKIF-SHMEM) и разрабатываемой библиотекой «Centaur», а также с ОС «Linux» (SKIF-Driver), коммуникационной библиотекой нижнего уровня (SkifCh) и маршрутизатором системной коммуникационной сети. Отмечалась возможность успешной кооперации ИПС имени А.К.Айламазяна РАН с государственной корпорацией «РОСАТОМ», «КВАНТ», ИПМ имени М.В.Келдыша РАН и НИЦЭВТ при реализации ряда инвестиционный проектов в суперкомпьютерной сфере.
Примером успешного сотрудничества академических институтов, вузов и школ является разработанная программа научно-образовательной кооперации для дистанционного и смешанного обучения школьников с формированием технологических заделов и расширением компетенций в сфере креативной инженерии, блокчейн-технологий и наноиндустрии. За образец взята модель научно-образовательной кооперации «школа – вуз – предприятие», впервые успешно реализованная в Академическом физико-технологическом университете – научно-образовательном центре нанотехнологий РАН, основанном 8 октября 2002 года в соответствии с Постановлением Президиума РАН. Ректором-основателем вуза, разработавшего и внедрившего в новейшей истории России концепцию ЖЦ подготовки специалистов «школа – вуз – предприятие», является Лауреат Нобелевской премии, академик АН СССР и РАН Жорес Иванович Алферов (15.03.1930-01.03.2019). После кончины ректора-основателя Приказом Министра образования и науки РФ вузу присвоено название «Санкт-Петербургский национальный исследовательский академический университет имени Жореса Ивановича Алферова Российской академии наук».
Программа научно-образовательной кооперации НИЦ, вузов и школ для дистанционного и смешанного обучения школьников с формированием технологических заделов и расширением компетенций в сфере креативной инженерии, блокчейн-технологий и наноиндустрии реализовывалась поэтапно. Вначале при участии ректора Академического физико-технологического университета – научно-образовательного центра нанотехнологий РАН академика Ж.И.Алферова был выбран заказчик информационной системы (ИС) для проведения студенческих практик и стажировок, подготовивший развернутый проект, бизнес-план и техническое задание на разработку ИС. После было определено ключевое предприятие-исполнитель, при этом общую научно-методическую поддержку, в частности, оказывал Совет ветеранов РАН, поскольку предполагалось не только научно-методическое управление разработкой и тестированием, но и создание разветвленной инфраструктуры поддержки ИС для доработки и обновления различных участков ИС, в т.ч., для формирования технологических заделов и расширением компетенций в сфере креативной инженерии, блокчейн-технологий и наноиндустрии.
За период разработки ИС были созданы подсистемы, в частности, для обеспечения НИР и ОКР в режимах «онлайн» и «оффлайн» с конструированием многоуровневой Системы оценки качества и мониторинга реализации образовательных проектов и программ. ИС содержит данные о продукции, услугах вузов в сфере образовательной деятельности, базы данных экспертных оценок, словари и классификаторы, что позволяет осуществлять ввод и корректировку значений показателей, поиск и просмотр информации по различным критериям. Среди характеристик НИР и ОКР в режимах «онлайн» и «оффлайн» можно отметить не только количество обучающихся (например, для вузов – студентов, аспирантов и докторантов) и преподавателей, но и объем проводимых в вузе разработок в финансовом выражении, ежегодное и ежеквартальное регистрируемое количество патентов на изобретения, полезные модели и промышленные образцы. Не менее важна статистика публикаций по факультетам и кафедрам вуза с рейтингами научных изданий, в которых публикуются результаты исследований (квартиль издания, присутствие в Web of Science, Scopus, списках ВАК и РИНЦ), благодаря которой можно оценить динамические показатели каждого конкретного преподавателя, в т.ч., индекс Хирша, количество студентов, аспирантов и докторантов, участие в работах научного коллектива, выполняющего НИР и ОКР по стратегическим проектам и программам.
В программе научно-образовательной кооперации национальных исследовательских центров, вузов и школ для дистанционного и смешанного обучения школьников с формированием технологических заделов и расширением компетенций в сфере креативной инженерии, блокчейн-технологий и наноиндустрии применяются современные цифровые ресурсы обработки и распределенного хранения данных, системы конструкторских сред и инструментов управления учебным процессом, позволяющие существенно расширить привлекаемую аудиторию действующих работников в сфере информационных технологий и нанотехнологий. Например, представители профессорского коллектива могут дистанционно проводить семинары, коллоквиумы, зачеты и принимать курсовые работы у студентов университетов.
В настоящее время созданы АРМы для дистанционного обучения школьников по направлениям «Креативная инженерия», «Блокчейн-технологии» и «Наноиндустрия», предназначенные для формирования технологических заделов, расширения компетенций и укрепления научно-образовательной кооперации «школа – вуз – предприятие». Поскольку поэтапное внедрение ИС взаимоувязано с реализацией ряда Федеральных программ, наибольшая часть пользовательских автоматизированных рабочих мест будет активирована после начала финансирования нового этапа научно-образовательной кооперации НИЦ, вузов и школ.
На базе ИС созданы программные комплексы оценки качества и мониторинга реализации проектов и программ для оценки уровня кооперации кафедр и факультетов с предприятиями и прогноза перспектив сотрудничества. Например, в ИС были интегрированы технические средства для поддержки деятельности профессорско-преподавательского состава в «онлайн» и «оффлайн» режимах с построением индивидуальных образовательных траекторий для каждого студента, при этом постоянное пополнение базы знаний об уровне прохождения семинаров и коллоквиумов каждым обучающимся позволяет проводить перегруппировку в рамках виртуальных групп, собирая на «онлайн-занятия» с разных потоков студентов, обладающих приблизительно одинаковым уровнем восприятия и усвоения материала. Дополнительная функция экспертных советов на кафедрах и факультетах позволяет проводить мониторинг востребованности конкретных преподавателей и корректировать работу контрольных образовательных групп студентов. Расширение данных функций на другие стадии образовательного процесса позволяет оперативно формировать на промышленных предприятиях группы специалистов, в которых проводятся занятия по повышению квалификации, или создавать резервные группы в ведущих вузах из старшеклассников, обучающихся в вечерних физико-математических школах и на подготовительных курсах, например, по современным технологиям автоматизации бизнес-процессов.
Расширение сферы исследований и технологических заделов позволяет проводить в университетах зачеты и экзамены, а также многоуровневое тестирование, например, для финансово-экономических специальностей по Международным стандартам финансовой отчетности (МСФО) и Российским стандартам бухгалтерского учета (РСБУ): в частности, в сфере креативной инженерии и применения блокчейн-технологий для МСФО и РСБУ, а также для расчета стоимости наноиндустриальной продукции в соответствии с методиками МСФО и РСБУ. Разработанная ИС используется для проведения стажировок и практик студентов и на базе партнерской сети, для проведения предзащит и защит курсовых и дипломных работ, диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук и доктора наук по техническим, финансово-экономическим и образовательным специальностям с использованием блокчейн-технологий, а также для работы вне университета и во внеучебных видах деятельности студентов и школьников-старшеклассников, обучающихся на подготовительном отделении университета, что способствует формированию многоуровневой образовательной инфраструктуры, стимулирующей деловую активность школьников (будущих студентов) и студентов (будущих сотрудников национальных исследовательских центров, академических институтов, промышленных предприятий, научно-образовательных, инвестиционно-консалтинговых и инновационно-внедренческих фирм).
Выводы и рекомендации:
Увеличение отставания России от мировых лидеров в сфере суперкомпьютерных вычислений вызвано совокупностью факторов,
включая не только экономическую нестабильность, но и сокращение производственных мощностей, снижение уровня инвестиционной привлекательности соответствующих проектов и программ и уменьшение объемов подготовки высококвалифицированных специалистов по суперкомпьютерным специальностям. Для изменения ситуации, наращивания объемов работ в РФ в суперкомпьютерной сфере целесообразно, в частности, привлечение ведущих российских компаний к реализации суперкомпьютерных инвестпроектов. Например, возможна совместная реализация инвестиционных проектов в нефтегазовой сфере институтов РАН с крупнейшими отраслевыми компаниями ТЭК с использованием суперкомпьютерных вычислений: практика их реализации подтверждает возможность быстрой окупаемости услуг, применяемых, в частности, для построения многомерных моделей нефтегазовых месторождений и их корректировок в ходе освоения.
При проектировании многоуровневой СВЦ ОПК РФ целесообразно использование не только стандартной модели СВЦ «локальные – отраслевые – межотраслевые», но и иных моделей СВЦ, например «локальные – региональные – трансрегиональные». Применение и динамическое совмещение двух моделей («отраслевой» и «региональной») СВЦ ОПК РФ повысит не только эффективность реализации межотраслевых трансрегиональных инвестиционных проектов с участием отраслевых и региональных предприятий и организаций РАН, но и позволит увеличить капиталовложения в комплексные программы регионов и отраслей при многоуровневом перекрестном финансировании, а также обеспечит долгосрочное формирование технологических заделов с расширением компетенций, в т.ч., в сфере креативной инженерии, блокчейн-технологий и наноиндустрии и их финансово-экономическое обеспечение в соответствии со стандартами МСФО и РСБУ.