Федеральная инновационная площадка (ФИП)

1. Наименование инновационного образовательного проекта организации-соискателя.

Развитие кадрового и научного потенциала на базе инновационной модели «Университет 4.0»

2. Направление инновационной деятельности

В соответствии с конкурсной документацией и заявленным инновационным образовательным проектом, основным направлением деятельности инновационной площадки на базе СПбПУ будет разработка, апробация и внедрение новых программ подготовки в сфере высшего профессионального образования, обеспечивающих формирование кадрового и научного потенциала в соответствии с основными направлениями социально-экономического развития Российской Федерации.

Приоритетная область деятельности — инженерное образование.

3. Цель инновационного образовательного проекта.

Развития кадрового и научного потенциала СПбПУ через внедрение модели «Университет 4.0».

4. Задачи инновационного образовательного проекта:

• Установление качественно новой взаимосвязи образования, науки и промышленности, развитие системы эффективного взаимодействия университета с ведущими отечественными и зарубежными научно-образовательными организациями, и высокотехнологичными компаниями;
• Развитие и совершенствование политехнической модели инженерного образования и выполнения научных исследований, обеспечивающей высокое качество подготовки всесторонне развитых, высококвалифицированных и глобально конкурентоспособных специалистов;
• Опережающая подготовка научно-технических кадров, обладающих компетенциями мирового уровня на основе интеграции образовательного процесса с исследованиями и разработками по приоритетным направлениям развития с целью обеспечения конкурентоспособности и в интересах высокотехнологичных отраслей национальной экономики;
• Создание, применение и распространение мультидисциплинарных политехнических знаний, надотраслевых наукоемких технологий мирового уровня и передовых производственных технологий;
• Обеспечение престижности российского политехнического образования, концентрация в СПбПУ конкурентоспособных научно-педагогических кадров, включая лучших молодых специалистов, путем создания привлекательной научно-образовательной и предпринимательской среды;
• Формирование и развитие в СПбПУ структуры эффективно взаимодействующих между собой подразделений на основе принципов кооперации и интеграции в рамках реализации совместных проектов;
• Развитие кадрового потенциала университета, привлечение и вовлечение в научно-исследовательскую деятельность талантливой молодежи, путем развития связей между проектами развития человеческих ресурсов, создания комфортной среды для научно-технического творчества молодежи и междисциплинарных научно-исследовательских проектов;
• Развитие предпринимательской инициативы, создание и развитие современной системы коммерциализации результатов научных исследований и разработок университета для обеспечения формирования устойчивого потока финансирования, независимого от бюджетного.

5. Основная идея инновационного образовательного проекта.

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого — цифровой политехнический университет, формирующий и развивающий экосистему опережающей подготовки кадров для технологической модернизации и цифровой трансформации системообразующих отраслей высокотехнологичной цифровой экономики; лидер национальной системы высшего инженерного образования с эффективной системой управления, высокой международной академической репутацией; формирующий национальную повестку развития высшего инженерного образования и передовых производственных технологий.

Целевая модель развития университета во многом обусловлена новыми глобальными научно-технологическими и социально-экономическими вызовами:

1. Стремительное развитие и широкое применение наукоёмких мульти-дисциплинарных технологий, роботизированных систем, искусственного интеллекта.
2. Развитие IV промышленной революции, формирование цифровой экономики и, в частности, цифровой промышленности.
3. Утверждение и реализация Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации, Программы «Цифровая экономика Российской Федерации», Национальных проектов «Образование» и «Наука», реализация Национальной технологической инициативы, федеральных проектов и комплексных научно-технических программ и проектов полного инновационного цикла.
4. Существенное изменение роли университетов в процессах научно-технологического и социально-экономического развития мира, России и регионов.
5. Чрезвычайно высокая конкуренция за таланты — от «битвы за таланты» до «компетентные кадры решают всё!», сверхмотивация и одержимость молодого поколения в связи с тотальной цифровизацией, в частности, ориентация на разработку уникальных инженерно-технических решений на основе цифровых технологий.
6. Индивидуализация и кастомизация образования на основе передовых концепций: STEAM*, CDIO**, Learning-by-Doing и Life-Long_Learning, новые образовательные технологии и инструменты генерации, капитализации и трансфера знаний, в частности, с помощью цифровых технологий и платформенных решений.
7. Внешняя независимая оценка уровня и качества образования, результатов исследований и разработок, влияния университетов на устойчивое национальное и региональное развитие.

Целевая модель СПбПУ — модель «Университет 4.0» — совместное развитие подразделений (институтов) в рамках единой экосистемы, решающих и находящихся на разных стадиях развития университетов:

• модель «Университет 1.0» — реализация основного образовательного процесса, фундаментальная физико-математическая, инженерно-техническая, гуманитарная и социально-экономическая подготовка;
• модель «Университет 2.0» — драйвером развития выступает результативная научно-исследовательская работа по актуальным направлениям с последующим трансфером научных достижений в образовательный процесс;
• модель «Университет 3.0» — модель предпринимательского университета, формирование и развитие междисциплинарных команд, готовых к быстрым изменениям и оперативно реагирующим на вызовы внешней среды, и готовых к коммерциализации результатов через создание бизнеса (стартапов и малых инновационных предприятий);
• модель «Университет 4.0» — СПбПУ формирует национальную повестку в области развития, внедрения и применения передовых производственных технологий, в области формирования цифровой промышленности и цифровой экономики России.

Реализация модели «Университет 4.0» на первом этапе развития (2013-2017) была основана на концепции «Формирование Local GreenField в условиях Global BrownField» в рамках которой на конкурсной основе были созданы эффективно взаимодействующие на принципах конвергенции и синергии (организационный принцип формирования «матрёшки») подразделения-драйверы в определенном направлении, например, Инжиниринговый центр «Центр компьютерного инжиниринга» / CompMechLab^® (2013), стратегическая академическая единица Центр превосходства «Передовые производственные технологии» (2014), Институт передовых производственных технологий (2015), Центр компетенций НТИ «Новые производственные технологии» (2017), на втором этапе развития (2018-2030) масштабируются и тиражируются апробированные «лучшие практики» на базе подразделений-драйверов: Центр компетенций НТИ и Научный центр мирового уровня «Передовые цифровые технологии» СПбПУ (2020-2030) с широким участием передовых научных групп из разных институтов университета. Следующий этап развития — реализация Стратегии развития университета 2030 в рамках Программы стратегического академического лидерства Минобрнауки России.

Особенности целевой модели:

1. Модель ЦНТИ-ИППТ, в которой драйвером выступают разработки. Предлагаемая модель основана на вытягивающем принципе: Разработки -> Исследования -> Образование / Подготовка. Проблемы-вызовы, сформулированные промышленностью, решаются на этапе «разработки» на основе применения цифровых наукоёмких мультидисциплинарных технологий и цифровых платформ, который в свою очередь формирует задания на исследования, как на фронтирные проблемно-ориентированные (Advanced Research) исследования, так и на фундаментальные исследования (Basic Research, Science), что, во многом, предопределяет требования, структуру и содержание образования в магистратуре (Education / Training) и исследований в аспирантуре.
2. Базовая модель — кастомизация и индивидуализация образовательной траектории. Необходимо обеспечить индивидуальность подготовки специалиста, гарантирующую минимум вложений со стороны работодателя для его адаптации в промышленности, при сохранении объемов подготовки специалистов. Для этого уже сейчас проводятся следующие изменения:
   1. Руководство образовательными программами через дирекцию институтов, что обеспечивает большую гибкость траектории обучения и адаптивность к изменениям внешней среды.
   2. Применение модели «2 + 2 + 2», означающую стандартизацию обучения на первые два года, возможность перехода на профиль подготовки после 2 курса и большие возможности при переходе на направление подготовки в магистратуре.
   3. Компетентностная модель, разрабатываемая совместно с работодателями и определяющая профессионограмму выпускника, на основе которой строятся собственные образовательные стандарты и траектории обучения. В настоящее время начата адаптация существующей образовательной программы и формирование дерева компетенций.
   4. Большая вариативность выбора дисциплин студентом, в том числе с возможностью записи через личный кабинет студента (свободное перемещение в образовательном пространстве).
   5. Переход на собственные образовательные стандарты и введение проектной составляющей на всех этапах обучения студента.
   6. Создание совместно с одной из ведущих социальных сетей онлайн инструмента для развития человека на протяжении всей жизни. Инструмент является открытой платформой, обладающей функцией навигатора развития.

3. Проектное обучение. В 2017 г. началась реализация уникального по объему курса «Основы проектной деятельности» для бакалавров. Курс предусматривает смешанный формат обучения. В основе теоретической части лежит онлайн курс, а практические занятия студентов по реализации выбранных проектов выполняются вне электронной среды, но с обязательной фиксацией результатов в соответствующих разделах курса.

   Основными индустриальными партнерами в этом проекте становятся: Mail Ru Group, SAP, проект Solution Lab, Технополис «Политехнический».

   Планируется создание нескольких Learning Factories на базе Университета — нового инструмента подготовки специалистов на материально-технической базе университета, созданной совместно с технологическим партнером и решения задач индустриального партнера. Первые учебные фабрики будут запущены в нескольких направлениях.

4. Интернализация — сквозной ориентир всех разделов программы развития.

5. Встроенность в глобальные сети.

6. Присутствие в глобальных и предметных рейтингах THE, AS, ARWU, а также в других репутационных рейтингах, например, THE Impact, RUR, Scimago, Webometrics, национальные рейтинги России.

Особенностью предлагаемой к внедрению модели является совместная работа структурных подразделений университета в случае возникновения комплексных задач.

Также в образовательной программе закладывается принцип билингвальной подготовки, означающий возможное наличие элементов программы как на русском, так и на английском языке.

В качестве руководителей образовательных программ (РОП) предполагается вовлечение молодежи в возрасте до 39 лет, успешно завершивших обучение в школе ключевых исследователей СПбПУ (Школа PI), пилотный запуск которой уже состоялся в 2020 году и в настоящий момент планируется масштабирование данного проекта в связи с востребованностью приобретаемых в рамках обучения компетенций — руководителя проектов, с одной стороны, имеющего опыт ведения научно-исследовательской деятельности, и, с другой стороны, приобретающего опыт продвижения и коммерциализации получаемых результатов исследований и налаживание контактов с индустрией.

В модели «Университет 4.0» предполагается наличие 3-х базовых образовательных треков для обучающихся: традиционный образовательный, академический (ориентированный на инженера-исследователя, ведущего исследования в лабораториях и иных исследовательских организациях) и прикладной («инженерный спецназ», обучающийся в ходе выполнения проектов, задач-вызовов индустриальных партнеров СПбПУ).

Большим вызовом для СПбПУ является победа в конкурсе на создание Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии». Высокие требования, предъявляемые к организациям, ставшими победителями требуют нового подхода к организации научно-образовательной деятельности и работа с молодыми талантами.

6. Период реализации инновационного образовательного проекта.

Проект рассчитан на 6 лет. Срок реализации проекта обусловлен периодом обучения одного поколения студентов в магистратуре и аспирантуре (2+4), возможностью обучения в магистратуре через 4 года бакалавров, прошедших обучение по аналогичной модели (2+2) и подведением итогов по эффективности модели на всех уровнях образования в конце шестого года.

7. Обоснование актуальности выполнения инновационного образовательного проект

7.1 Oснование выбора тематики

Среди барьеров, сдерживающих внедрение современных подходов к разработке высокотехнологичной продукции, особенно выделяется недостаток специальных знаний у специалистов и технических руководителей. Данный факт связан с тремя причинами:

• во-первых, существует отрыв реальных промышленных задач от компетенций университетских преподавателей. Зачастую основную массу инженеров готовят преподаватели, которые не работали по заказам промышленных предприятий и не выполняли заказные НИОКР в последние 5-10-15-20 лет, а потому они могут передавать лишь знания о традиционных подходах и технологиях;
• во-вторых, происходит стремительное развитие в мире наукоемких мультидисциплинарных технологий — они появляются, изменяются и развиваются гораздо быстрее, чем длится традиционный цикл подготовки инженера (4 года бакалавриата плюс 2 года магистратуры);
• в-третьих, развивается глобальная конкуренция. В цифровой экономике необходимо всегда бежать впереди или, как минимум, держать отрыв, конкурируя с Индией и Китаем, необходимо регулярно повышать наукоемкость разработок, точнее, каждый день заниматься более наукоемкими, меж-, мульти-, транс-дисциплинарными исследованиями и разработками.

В свою очередь, в высокотехнологичной промышленности наблюдается стремительный рост сложности изделий, в первую очередь тех, которые претендуют на то, чтобы быть конкурентоспособными на глобальных рынках. Соответственно, возрастает и сложность технологий, с помощью которых создаются эти изделия, но с некоторым отставанием от роста сложности самих изделий, поскольку для развития технологий требуются дополнительные вложения и время. Наконец, с некоторым отставанием от сложности технологий растут компетенции.

В определенный момент времени сложность изделий возрастает настолько, что выходит за пределы понимания генерального конструктора, его опыта и знаний, основанных на опыте и знаниях предыдущих поколений инженеров («грань интуиции, опыта и знаний генерального конструктора»). Это означает, что генеральный конструктор начинает сталкиваться с задачами, которые не решали ни его предшественники, ни он сам. Одновременно происходит экспоненциальный рост технологий, в результате чего, чтобы производить глобально конкурентоспособную продукцию в условиях всегда жестко ограниченных временных и финансовых ресурсов, необходимо использовать новые технологии, которыми генеральный конструктор, компания или целая отрасль не обладают. Равно как не обладают и компетенциями мирового уровня, поскольку для удержания компетентных кадров требуется, в том числе, высокий уровень оплаты труда, который может предложить далеко не каждое предприятие.

В настоящее время отдельные научные группы СПбПУ участвуют в формировании и реализации ряда проектов, направленных на решение инженерно-технологических проблем-вызовов следующих высокотехнологичных предприятий из различных отраслей промышленности:

• автомобилестроение (базовые организации: ФГУП «НАМИ», Госкорпорация «Ростех» / КамАЗ, АВТОВАЗ; Ульяновский автомобильный завод и др., ряд автомобильных концернов — мировых лидеров из Германии, Великобритании, Швеции и Китая);
• авиастроение (базовые организации — НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» (Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского, Центральный институт авиационного моторостроения имени П. И. Баранова, Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем(ГосНИИАС)), Госкорпорация «Ростех» / кластер «Авиастроение» / Объединенная авиастроительная корпорация (Авиационный комплекс им. С.В. Ильюшина«, Корпорация «Иркут» и др.);
• вертолётостроение (базовые организации — Госкорпорация «Ростех» / кластер «Авиастроение» / холдинг «Вертолёты России» (Национальный центр вертолетостроения имени М.Л.Миля и Н.И.Камова, «ВР-технологии», Казанский вертолётный завод, «Редуктор-ПМ» и др.);
• двигателестроение (базовые организации — Госкорпорация «Ростех» / кластер «Авиастроение» / Объединенная двигателестроительная корпорация («ОДК-Климов», «ОДК-Сатурн», «ОДК-УМПО», «ОДК-Кузнецов» и др.); «Синара — Транспортные Машины» / Уральский дизель-моторный завод, «Звезда» и др.);
• машиностроение, энергомашиностроение и атомное машиностроение (базовые организации — Госкорпорация «Росатом» / Топливная компания ТВЭЛ / НПО «Центротех»; Госкорпорация «Росатом» / «Атомэнергомаш», Госкорпорация «Росатом» / Концерн «Росэнергоатом», концерн «Силовые машины», машиностроительный холдинг «Синара — Транспортные машины», Казанское моторостроительное производственное объединение, «РЭП-Холдинг» и др.);
• судостроение и кораблестроение (базовые организации — Крыловский государственный научный центр / Объединенная судостроительная корпорация / Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения «Малахит» имени академика Н. Н. Исанина / АО «Центральное конструкторское бюро морской техники «Рубин», Средне-Невский судостроительный завод; ЦНИИ судового машиностроения и др.);
• космическая отрасль (базовые организации — Госкорпорация Роскосмос / ЦНИИМаш, Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П. Королёва, Информационные спутниковые системы им. академика М.Ф. Решетнёва и др.);
• железнодорожный транспорт (базовые организации — РЖД, Трансмашхолдинг, Группа Синара).

В рамках этих проектов одновременно с решением инженерно-технологических проблем-вызовов ведется повышение квалификации и переподготовка инженерных кадров высокотехнологичных предприятий.

Для начала выбирается пилотный проект, успешное завершение которого может убедить Заказчика в эффективности выбранного подхода, в основе которого лежит новая парадигма цифрового проектирования и моделирования, разработка многоуровневой матрицы целевых показателей и ресурсных ограничений, использование системы интеллектуальных помощников.

Далее, пилотный проект может повлечь за собой реализацию более масштабного и серьезного проекта и т.д. (происходит масштабирование проектов по объемам выделяемых финансовых средств, числу вовлекаемых инженеров, в ряде случаев успешный опыт транслируется на другие компании, входящие в одну и ту же интегрированную структуру или относящиеся к одной и той же отрасли).

Понятно, что успешный опыт реализации пилотного проекта или полномасштабного проекта может транслироваться и в другие отрасли (происходит тиражирование проектов) как через одно и то же предприятие, которое может производить продукцию для разных отраслей, так и через разные предприятия.

В связи с этим, актуальным является развитие образовательных программ магистратуры, в большей степени отражающих специфику передачи неформализованных знаний студентам в процессе решения ими инженерно-технологических проблем-вызовов по заказам индустриальных партнеров и в полной мере использующего потенциал политехнического образования. Аспирантура является логичным продолжением в рамках образовательного процесса, который строится по модели «Университет 4.0» и дает возможность решать задачи более высокого класса, а также активно распространять и внедрять результаты в исследовательской среде, генерировать новые направления исследований, проводимых в научных лабораториях университета, и успешно коммерциализировать результаты этой деятельности. Это обусловило выбор тематики для федеральной инновационной площадки СПбПУ.

7.2 Новизна, инновационность предлагаемых решений

Новизна предлагаемой модели в уникальной модели образовательной, исследовательской и инновационно-предпринимательской деятельности:

\({D / C → R / S → T / E}\)

(«Разработки → Исследования → Образование»),

где D / C — Science-Intensive Development / Hi-Tech Industrial Consulting, глобально конкурентоспособные наукоемкие и высокотехнологичные Разработки и Консалтинг;

R / S — Industrial Problem-Oriented Research / Basic Science, проблемно-ориентированные и фундаментальные Исследования мирового уровня;

T — Training, специализированная Подготовка (на основе оригинального инновационного CDIO++ — подхода
(Conceive — Design — Implement — Operate; Планирование — Проектирование — Производство — Применение) — в рамках выполнения реальных НИОКР по заказам промышленности);
E — Education, Образование (на основе оригинального STEM* — подхода — Science (включая Mathematics) & Technology & Engineering & Manufacturing).

Именно такая последовательность обеспечивает поддержание каждой из компетенций на мировом уровне в условиях быстрого устаревания знаний, появления новых технологий и недостаточного для динамичного и конкурентоспособного развития государственного финансирования образования, исследований и разработок.

Инновационность предлагаемой модели в том, что отдельные подразделения университета по ресурсам, людям, компетенциям, технологиям готовы решать «проблемы-вызовы» — задачи, которые по тем или иным причинам современная промышленность не может решить, которые отнесены к классу «нерешаемых» с учетом имеющихся у них ресурсов (финансовых, человеческих, временных и др.). Но при этом это задачи, которые являются для промышленности важными, государственного значения, важны для развития страны, существование которых они не могут игнорировать.

8. Область практического использования и применения результата (-ов) инновационного образовательного проекта организации-соискателя с указанием целевой аудитории.

Результаты предлагаемого проекта имеют существенное практическое значение в следующих областях:

в образовательной среде:

• через актуализацию и создание новых специализаций образовательных программ, соответствующих глобальным вызовам мировой экономики и решению комплексных задач индустрий. Целевая аудитория — абитуриенты, студенты. Результат — востребованный рынком набор компетенций, приобретенных по итогам обучения в инновационной образовательной программе по модели «Университет 4.0»
• через внедрение и распространение новых инновационных практик и методик преподавания. Целевые аудитории: студенты и аспиранты, ППС. Результат для студентов и аспирантов — развитие мультидисциплинарного подхода, надпрофессиональных навыков, в том числе критического мышления у обучающихся. Результат для ППС: повышение качества образовательного контента и востребованности ППС.
• через работу в созданной цифровой платформе всех участников ИОП. Целевая аудитория: все участники ИОП — студенты, аспиранты, ученые, организации-партнеры, ППС, РОП, научные руководители программ и иной персонал, задействованный в процессе работы ИОП. Результат — сохранение и оперативная передача и распространение знаний в рамках образовательного процесса, и также эффективное управление знаниями в рамках всех внутренних процессов целостной системы программы — метрики развития обучающихся и обучающих (цифровой след), проектов, лабораторий и т.п.

в научно-исследовательской среде:

• стимулирование НИОКР в востребованных рынком областях, работа на фронтире. Целевая аудитория — научные лаборатории университета. Результат — рост доходов лабораторий по востребованным тематикам и широкое общественное признание.
• вовлечение молодых исследователей и развитие внутреннего кадрового потенциала через участие в научно-исследовательских проектах, являющихся неотьемлемой частью создаваемых инновационных образовательных программ по модели «Университет 4.0» Целевая аудитория: молодые исследователи. Результат — выстроенная индивидуальная траектория карьерного роста внутри университета.

в промышленности:

• получение выпускников, которых не нужно «переучивать», возможность сонастраивать свои запросы с образовательным контентом новых программ в режиме реального времени. Целевая аудитория: высокотехнологичные компании и иные промышленные предприятия. Результат — сокращение затрат на обучение новых сотрудников, получение качественного релевантного результата от студентов и выпускников.
• решение востребованных рынком задач, в том числе комплексных. Целевая аудитория та же. Результат — ускорение решения задач за счет доступа к диверсифицированной базе ресурсов всего университета, возможности организации коллективов из представителей разных направлений.

в обществе:

• создание комфортной среды для научно-технического творчества молодежи и развития предпринимательства. Целевая аудитория — молодежь. Результат — рост числа предпринимателей и числа создаваемых рабочих мест, развитие культуры предпринимателя с университетской скамьи у каждого из обучающихся и НПР, распространение культуры развития и поддержки инноваций в обществе.
• формирование национальной экосистемы распространения успешных практик в инженерном деле через сеть зеркальных инжиниринговых центров. Целевая аудитория: региональные вузы и региональные власти. Результат — применение успешных практик в регионах, повышение привлекательности региональных вузов как партнеров единой федеральной сети, возможность привлечения такого крупного партнера как СПбПУ в модернизацию инженерного образования в регионе.

Полный текст заявки