В Уфимском государственном нефтяном техническом университете (УГНТУ) появились молодежные научные школы (МНШ) — они открыты по трем направлениям стратегических технологических проектов (СТП) университета. В составе команд — магистранты, аспиранты, молодые ученые, а также студенты бакалавриата, которые обучаются по индивидуальным научно-исследовательским трекам.
Молодежные научные школы решают сразу несколько задач:
· работа с реальными запросами отрасли;
· участие в прикладных фронтирных научных исследованиях;
· воспроизводство научных кадров и повышение качества их подготовки.
Предполагается, что в школах молодые ученые освоят современные методы разработки и исследований, получат опыт командной работы, увидят понятную траекторию роста и практический эффект своих решений.
По мнению ректора УГНТУ Олега Баулина, создание молодежных научных школ в рамках СТП — решение закономерное. Сегодня в университете растет общее количество молодых людей, не только увлеченных наукой, но и непосредственно участвующих в проектах «Приоритета-2030».
«Практически во всех научных коллективах, участвующих в реализации нашей программы развития, доля участников младше 39 лет значительно превышает 50 процентов. Важно, что их деятельность в рамках “Приоритета” максимально практико-ориентированная. Ребята сразу подключаются к проведению научных исследований, востребованных в отрасли. И кандидатские диссертации готовят максимально прикладные, в сотрудничестве с производственными компаниями», — отметил Олег Баулин.
Научная тематика всех трех школ также имеет прикладной характер. Она соответствует тематике СТП или является смежной, но не дублирует ее — это важное условие, которое дает возможности для роста.
МНШ «Химия новой экономики» под руководством доцента Самата Сахибгареева сфокусирована на новых химических технологиях, материалах для зеленой экономики и экономики замкнутого цикла. Одно из ее научных направлений — разработка инновационных битумных вяжущих материалов. Команда работает над новыми ресурсосберегающими и зелеными технологиями получения товарных продуктов для нефтегазоперерабатывающей и дорожной отраслей.
Специалистами уже разработана полимерно-битумная композиция на основе вторичных продуктов нефтехимических производств, обладающая улучшенными эксплуатационными свойствами. На ее основе получен образец асфальтобетонной смеси повышенной прочности. Результаты работ были подтверждены научными статьями и свидетельствами о регистрации интеллектуальной собственности.
Второй научный коллектив школы разрабатывает оптические методы контроля качества сырья для получения высокоплавкого углеродного материала. Ученые создают новые экспресс-методы, основанные на физических эффектах «спектр-свойства», открытых в последние годы. Команда уже получила ряд патентов по методикам прогнозирования физико-химических свойств по спектроскопическим дескрипторам, в том числе по прогнозированию качества игольчатого кокса.
Направление работы МНШ «Новые технологии, технические и интеллектуальные системы в машиностроении» — разработка и внедрение решений на основе ИИ, цифровых двойников, роботизации и новых материалов. Здесь исследования сфокусированы на развитии поверхностной инженерии, что соответствует задачам СТП. Команда разрабатывает отечественную установку электроосаждения композитного покрытия. При этом база данных по структурам и свойствам композитных покрытий служит основой для дообучения нейросети с последующим переложением на задачи МНШ.
По словам руководителя школы, доцента Василия Лукьянова, в последнее десятилетие растет интерес исследователей к новому классу металлических материалов — высокоэнтропийным сплавам (ВЭС) и покрытиям на их основе. ВЭС обладают сложным химическим составом и уникальными характеристиками, недоступными для традиционных сплавов. Они создаются из множества элементов, свойства которых крайне сложно просчитать заранее.
Перед командой стоят две основные задачи:
1) научиться прогнозировать функциональные свойства покрытий на основе ВЭС;
2) отработать технологию нанесения покрытия ВЭС с использованием многокомпонентной мишени.
Для их решения будут применяться в том числе и цифровые подходы, поскольку использование искусственного интеллекта существенно ускоряет процесс исследований и разработок, отмечают ученые. Работа с ИИ и ВЭС позволяет школе быть на острие научно-технического прогресса, осваивать современные инструменты и методы исследований.
Тематика третьей молодежной научной школы — «Автономизация добывающих активов». Команда под руководством доцента Булата Латыпова разрабатывает технологии для автономной, безопасной и высокоэффективной добычи полезных ископаемых. Ключевая идея — создать единый цифровой контур, который связывает пласт, скважину, насосное оборудование и инфраструктуру с автоматизированными сценариями управления.
Цифровые двойники насосных систем, имитационная SCADA-платформа месторождения, модели машинного обучения для прогнозирования деградации, обнаружения аномалий и оценки остаточного ресурса оборудования — вот основные направления работы команды. Отдельное направление — интеллектуальные агенты на базе больших языковых моделей и мультиагентные системы, которые формируют рекомендации и поддерживают автономные сценарии управления. Результатом станет набор научно-технических модулей и прототипов, готовых к масштабированию от уровня одной скважины до уровня куста и месторождения.
В состав МНШ входят как начинающие исследователи, так и опытные аспиранты, уже имеющие практические результаты в области цифровизации добычи. Так, участники школы создали нейросетевую модель идентификации отклонений в работе скважинных штанговых насосов по динамограммам. Кроме того, ими разработана математическая модель системы «пласт — скважина — штанговый насос» — основа для построения и верификации цифровых двойников и сценариев управления.
«Молодежные научные школы по направлениям СТП и стратегических инициатив УГНТУ — это проект развития, который позволит получить как минимум два ключевых результата: протестировать новые научные тематики и сформировать молодежные коллективы, способные решать сложные наукоемкие задачи, — считает руководитель проекта Диляра Гамилова. — Для университета это прежде всего механизм повышения качества основных направлений деятельности».
Проект реализуется в рамках программы «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети».
