Кафедра "Управление и системный анализ в теплоэнергетике" (УСАТ)
Зав. кафедрой:
д.т.н., профессор Дилигенский Николай Владимирович
Контакты:
адрес: Россия, 443010, г.Самара, ул.Галактионовская, д.141, СамГТУ, корп.6, комн.52в
тел.: (846) 332-42-37, 332-42-34, 332-11-06
e-mail: usat@samgtu.ru
сайт кафедры УСАТ: http://sites.google.com/site/usattefsamgtu
В 1965г. на теплоэнергетическом факультете в рамках предметной комиссии кафедры "Промышленная теплоэнергетика" началась подготовка студентов по специальности "Автоматизация теплоэнергетических процессов".
Председателем предметной комиссии, основателем этой специальности в Куйбышевском политехническом институте стал крупный специалист, автор многочисленных публикаций по теплоэнергетике и автоматике, а главное, интеллигентнейший человек, доцент, кандидат технических наук Владимир Николаевич Дилигенский.
Владимир Николаевич был не только видным ученым, он обладал огромным опытом практической инженерной деятельности- под его руководством в качестве главного инженера треста "Горгаз" были проведены все основные работы по газификации города Куйбышева в 1946-1956гг. Яркая личность В.Н.Дилигенского оказала существенное влияние на характер отношений, сохраняющийся на кафедре до сих пор. Этот стиль его сын, профессор Н.В.Дилигенский, заложил в основу своей научной школы.
Характерными ее особенностями являются: подчеркнуто внимательное, уважительное отношение к молодежи, сочетающееся с высокой требовательностью к качеству научных результатов; полная свобода в проявлении личности исследователя в сочетании с безусловным требованием физической и технологической обоснованности, математической культуры и разумной строгости в постановке задач и интерпретации полученных результатов.
В 1973 году предметная комиссия получила статус кафедры "Автоматизация теплоэнергетических процессов", которая сегодня называется "Управление и системный анализ в теплоэнергетике (УСАТ)". Ее возглавил Николай Владимирович Дилигенский (ныне профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки РФ, академик Международной академии информатизации, член Международной энергетической академиии, действительный член Академии нелинейных наук), продолжающий руководить ею по настоящее время.
Н.В.Дилигенский занял пост заведующего кафедрой будучи молодым, но уже широко известным в научной среде ученым. Закончив с отличием в 1963г. Куйбышевский политехнический институт, свою научную деятельность Н.В. Дилигенский, будучи аспирантом, начал в лаборатории известного ученого, профессора А.Н.Резникова, впоследствии основателя и первого ректора Тольяттинского политехнического института. Именно тогда им были заложены основы современного научного направления кафедры.
Им была разработана методология математического моделирования температурных режимов при обработке деталей резанием. Проблема расчета температурных полей концентрированных источников тепла в неподвижных и подвижных телах была впоследствии блестяще решена в ставших классическими работах Н.В.Дилигенского и Ю.П.Камаева. В этот период аспирант Н.В.Дилиенский стал главным "тепловым теоретиком" известнейшей в стране лаборатории и досрочно защитил кандидатскую диссертацию, чем поставил в трудное положение руководство политехнического института. Руководство решило проблему путем распределения молодого кандидата технических наук на кафедру "Промтеплоэнергетика", где он продолжал заниматься этой тематикой.
Его работы и работы его учеников именно в эти годы были замечены и признаны в качестве выдающихся крупнейшим ученым в области математического моделирования и технологии сварки академиком Н.Н.Рыкалиным, который до конца своих дней поддерживал научное направление коллектива, возглавляемого Н.В.Дилигенским.
Именно с тех пор и по сей день, на кафедре непрерывно ведется широкий фронт работ в области анализа, моделирования и управления разнообразными объектами, процессами, явлениями.
В течение первых десяти лет под научным руководством Н.В.Дилигенского была создана методология и разработаны методы построения математических моделей промышленных энерготехнологических процессов: гильбертовых пространств обобщенных функций, асимптотических декомпозиций и агрегирования, рекуррентного выделения особенностей, сингулярной аппроксимации операторов, конечного интегрального преобразования в комплексной области, параметризации фундаментальных решений и функций Грина. Результаты, полученные Н.В.Дилигенским, были положены в основу его докторской диссертации, которая была успешно защищена в 1974г. в Киевском институте технической теплофизики АН СССР. После защиты Н.В.Дилигенский долгое время оставался самым молодым доктором наук в Куйбышевской области.
На основе предложенных подходов построен большой класс математических моделей энерготехнологий в конкретных производственных процессах. Разработаны функционально-структурные модели сложного и сопряженного энергообмена в процессах конвективного, турбулентного, лучистого, контактного, электромагнитного и плазменного взаимодействия для технологических процессов производства, транспорта, распределения и использования энергии для отраслей энергетического и топливного комплекса, нефтяной и газовой промышленности. Модели сконструированы в виде систем нелинейных дифференциальных, интегральных и интегро-дифференциальных уравнений в частных производных, а также в виде их редукции в функциональных пространствах. Построенные математические модели легли в основу целого ряда новых технологий и систем управления, которые успешно внедрялись на предприятиях. В эти годы на кафедре активно работали молодые преподаватели- Л.И.Бабенкова., Н.А.Камаева., В.Е.Серенков ныне доценты, к.т.н., аспиранты А.Г.Салов. (ныне к.т.н., доцент, в прошлом проректор СамГТУ), Ю.В.Михеев. (ныне генеральный директор ПО РИА, к.т.н., доцент), В.Л.Бажанов.( ныне к.т.н., доцент Самарской государственной академии путей сообщения), научные сотрудники В.И.Немченко. (ныне к.т.н., доцент кафедры УСАТ СамГТУ) и П.А.Голованов (ныне ст. преподаватель кафедры УСАТ, СамГТУ). Научно-исследовательский сектор кафедры возглавил молодой, талантливый инженер с богатым производственным опытом работы в оборонной промышленности, выпускник МИФИ Чертков Б.З. Чрезвычайно плодотворным в этот период было творческое сотрудничество с научно-исследовательской группой кафедры ТОЭ СамГТУ под руководством к.т.н. доцента Ю.П.Камаева, в последствии заведующего кафедрой "Электротехника" СамГТУ. Разработанные в эти годы методы сварки алюминиевых оболочек кабелей, были внедрены как передовые на Куйбышевском заводе кабелей связи, а гибридная вычислительная машина "Элиптика", разработанная на основе теории
Н.В.Дилигенского и Ю.П.Камаева успешно внедрена в Институте технической теплофизики АН Украина и обеспечила решение множества актуальных задач в промышленности.
В 1976 году совместным приказом Министерства авиационной промышленности и Министерства высшего и среднего образования РСФСР в Куйбышевском политехническом институте образована отраслевая научно-исследовательская лаборатория применения информационно-измерительной техники в управлении технологическими процессами производства легких сплавов. Учитывая высокий научный потенциал кафедры "Автоматизация теплоэнергетических процессов" и признанную в стране к тому времени научную школу Н.В.Дилигенского, ему предлагается возглавить эту лабораторию. Заместителем научного руководителя лаборатории назначается Б.З.Чертков, а в последствии М.Ю.Лившиц (ныне д.т.н., профессор кафедры УСАТ), в 1974 году принятый на работу переводом с должности инженера-конструктора Куйбышевского металлургического завода. В этот период резко растет число научно-инженерных работников научно-исследовательского сектора кафедры и лаборатории. В отдельные годы этого периода численность коллектива достигает более 100 человек, расширяется тематика, как за счет новых теоретических разработок, так и за счет расширения сферы их приложений.
В составе лаборатории работали молодые способные инженеры и научные сотрудники: Л.А.Михалкина, Н.Г.Соколова., М.Н.Ишина., С.Л.Бровкин., С.Л.Балаковский., А.А.Коньков и многие другие. После защиты кандидатской дисссертации в МВТУ им.Баумана в лаборатории долгое время эффективно работал М.Н.Шлеенков. Эти сотрудники составили основу научно-исследовательской группы, руководителем которой был назначен выпускник ФАИТ, талантливый инженер Н.В.Туманов, ныне к.т.н., руководитель крупной коммерческой структуры. В своей кандидатской диссертации, успешно защищенной им в 1984г. в Москве, Н.В.Туманов предложил методы автоматической регрессионной идентификации математических моделей, которые в дальнейшем легли в основу ряда крупных прикладных работ в области автоматизации металлургических процессов. Тесное сотрудничество с физическим и механико-математическим факультетами Куйбышевского государственного университета обеспечило выполнение курсовых и дипломных работ и последующее распределение в лабораторию выпускников этих факультетов, среди которых выделились своими яркими работами Железнова Т.А., Ефимов А.П. (ныне к.т.н., доцент кафедры УСАТ) и П.В.Севастьянов (ныне д.т.н., профессор, зав.кафедрой в Ченстоховском институте механики и математики, Польша).
Под руководством аспирантов Н.В.Дилигенского Н.В.Туманова и П.В.Севастьянова были развернуты работы по модернизации прокатного стана на крупнейшем в Европе Куйбышевском металлургическом заводе. Разработанные в ходе этого исследования математические модели процесса прокатки слитков позволили не только повысить качество проката, но и совместить термообработку с прокаткой, исключая при этом дополнительную технологическую операцию, что во многом способствовало успеху реконструкции завода без его остановки.
Существенный вклад в этот успех внесли разработанные под руководстсом В.Е.Серенкова автоматизированные системы управления конвейерными печами для нагрева слитков перед прокаткой.
По инициативе П.В.Севастьянова на кафедре получили развитие исследования, связанные с моделированием процессов методами нечеткой логики, что обеспечило дальнейшее развитие научного направления, появились новые научные связи, включающие центры этих исследований в Красноярске, Белоруссии, Польше, США и других.
С участием А.П.Ефимова и А.А.Конькова под руководством Н.В.Туманова были проведены работы по моделированию гироскопических устройств космических аппаратов, актуальные и сегодня.
В этот период были построены модели влияния энергетических воздействий на качество протекания технологических процессов энергопотребляющих производств для производственных процессов обработки и получения изделий- термической, электротермической, химико-термической и механико-термической обработки: плавления, литья, кристаллизации, прокатки, прессования, сварки, резки, напыления, механообработки. Эти проблемно-ориентированные модели, состоящие из систем взаимосвязанных уравнений энерго- и массообмена и описаний реологических свойств веществ и соотношений, характеризующих упругие и остаточные термонапряжения, нашли широкое применение в металлургической, машиностроительной, авиационной, автомобильной, электротехнической, приборостроительной и строительной промышленности.
На базе построенных математических моделей были получены эффективные решения по оптимизации структурных схем, характеристик и режимов работы энерготехнологических систем и процессов в виде задач оптимального управления распределенными объектами. Проблемы оптимизации формулировались в виде классических вариационных постановок, принципа максимума, динамического программирования, задач квадратической и чебышевской минимизации. Для их решения были разработаны аналитические методы оптимизации в регулярно и сингулярно-возмущенных задачах энергообмена, численные методы математического программирования, имитационные процедуры моделирования, позволившие получить оптимальные и квазиоптимальные алгоритмы совершенствования энерготехнологических систем.
На основе построенных в этот период математических моделей, расчетных и оптимизационных алгоритмов создано методическое, программное и техническое обеспечение автоматизированных информационно-измерительных комплексов, систем контроля, диагностики, проектирования и управления энерготехнологическими процессами, а также информационные технологии обучения и совершенствования образовательных структур. Результаты работ внедрены в промышленность и учебный процесс и дали значительный технический, экономический и социальный эффект.
Наиболее яркими теоретическими достижениями в этот период являются полученные в защищенных диссертациях Б.З.Черткова и Ю.В.Михеева результаты по построению равномерно-пригодных асимптотических моделей энерготехнологических процессов, являющихся развитием метода Н.В.Дилигенского и позволяющие обоснованно использовать простые по конструкции, но очень эффективные математические модели для проектирования и управления широкого круга технологических систем.
Среди наиболее эффективных прикладных работ выделяются исследования к.т.н. А.Г.Салова, получившего в результате математического моделирования температурных полей подшипников специального назначения не только прогноз их долговечности, но и требования к реологическим характеристикам смазочных материалов, что обеспечило широкое внедрение результатов этих исследований в расчетную практику Всесоюзного НИИ подшипниковой промышленности.
Сложившаяся в эти годы научно-исследовательская группа под руководством Ю.В.Михеева состояла из молодых способных исследователей, сыгравших впоследствии значительную роль в становлении коллектива кафедры, ее научно-педагогического направления. В разные годы в ней работали В.Е.Серенков (ныне к.т.н., доцент кафедры УСАТ), Л.С.Темкин, А.Б.Ремезенцев (ныне директор крупного проектного института в составе РАО ЕЭС), И.А.Френкель, Е.В.Ковков (ныне к.т.н.), Н.П.Ткаченко, Е.Ю.Яковенко, И.Л.Козлова и В.Л.Фиников (ныне зам.ген.директора АО "Пензаэнерго"). По инициативе Ю.В.Михеева были налажены устойчивые научные связи с другими ведущими коллективами страны в области вычислительной техники, лазерной обработки. Технические разработки, полученные в этом коллективе, нашли широкое применение на практике. Достаточно упомянуть, что в основу автоматизации целого ряда научных цехов строящегося в то время Ульяновского авиационного комплекса легли именно эти разработки.
Достигнутые в эти годы научным коллективом кафедры теоретические результаты и их практические приложения получили широкое признание в СССР и за рубежом. Сотрудники кафедры приглашаются с докладами на международные конференции, Н.В.Дилигенский становится членом научного совета АН СССР, устанавливаются прочные связи с научными школами действительных членов и членов-корреспондентов Академий наук СССР, Украины, Белоруссии, Казахстана: Ю.М.Полежаева, В.П.Мишина, А.А.Самарского, Ю.М.Мацевитого, М.И.Иманалиева, О.М.Алифанова и т.д. Разворачиваются работы по космической тематике.
Распространению достижений научной школы в промышленность способствовали научные связи руководящими кадрами крупных предприятий. Так в 1982г. под руководством Н.В.Дилигенского в Московском институте стали и сплавов успешно защитил диссертацию ведущий специалист объединения " Норильскникель" Ю.В.Даринский.
В эти годы в научные интересы кафедры включаются проблемы оптимального управления и проектирования. Первоначально этими вопросами занимались аспиранты В.Л.Бажанов и М.Ю.Лившиц. В дальнейшем неоценимый вклад в развитие этого направления внесло творческое сотрудничество с международно-признанной научной школой профессора Э.Я.Рапопорта.
Основную роль в этом сотрудничестве первоначально играла научно-исследовательская группа под руководством ученика Э.Я.Рапопорта- М.Ю.Лившица. Будучи аспирантом Н.В.Дилигенского, М.Ю.Лившиц в своих работах объединил подходы Н.В.Дилигенского к математическому моделированию энерготехнологических процессов на базе асимптотических методов теории возмущений и подходы к оптимальному управлению этими процессами на базе альтернансного метода Э.Я.Рапопорта.
На этой основе группа, состоящая из работавших в ней в разные годы молодых сотрудников- ныне к.т.н. Ю.Н.Бойкова, Г.Н.Рогачева, С.П.Барышникова, Д.Б.Шестакова, Т.М.Щедриновой, а также работающей в настоящее время в Польше д.т.н., профессора Л.Г.Дымовой разработала и внедрила в промышленную практику предприятий авиационно-космического комплекса серию автоматизированных и автоматических комплексов для индукционного нагрева стальных заготовок перед пластической деформацией, в режиме высокотемпературной термомеханической обработки и индукционной пайки крупногабаритных оболочек, позволивших в 3-4 раза увеличить выход годных изделий и на 25% снизить трудозатраты.
С 1976 по 1984 годы научная деятельность кафедры была направлена на разработку оригинальных аналитических и численных методов идентификации и оптимизации технологических процессов. В этом направлении, очевидно, впервые удалось получить значительные теоретические результаты позволяющие предложить новые методы оптимального управления и проектирования нагревательными установками, агрегатами для химико-термической обработки, литья, сварки.
Теоретические исследования получили широкое признание научной общественности в СССР и за рубежом, а их результаты широко внедрялись в промышленность. Среди множества внедренных работ в эти годы некоторые имели отраслевые значения. Например, такие как оптимизация проектных решений по крупному авиационному предприятию Украины, а также совместная с научно-исследовательской группой профессора Э.Я.Рапопорта и с Кубышевским филиалом института ГИПРОАВИАПРОМ работа по созданию уникального испытательного стенда для НПО "Труд", получившая высокую оценку Генерального конструктора академика Н.Д.Кузнецова и удостоенная впоследствии Премии Совета Министров РФ.
В этот период на кафедре эффективно работала аспирантура. Были успешно защищены кандидатские диссертации молодыми аспирантами Н.В.Дилигенского: Л.И.Бабенковой, Н.А.Камаевой, А.Т.Саловым, Ю.В.Михеевым, В.Е.Серенковым, М.Ю.Лившицем в гг. Москве, Казани, Киеве, Ленинграде и других, чем обеспечивалась преемственность научных исследований на долгие годы, а также их значительное развитие, т.к. каждая из этих работ впоследствии положила начало крупному направлению в рамках единой научной школы. Перечисление тесных научных связей, налаженных в этот период с крупнейшими научными центрами страны, составляет внушительный список. Среди них не только все крупнейшие институты АН СССР, занимающиеся исследованиями в области теплофизики и систем управления, но и крупнейшие отраслевые институты: НИАТ, ВИАМ, ВИЛС, ЦНИИКА, ИТМО АН БССР, ИТФ АН УССР, а также вузы: МЭИ, МАИ, КАИ, МВТУ, МГУ, БГУ, УПИ и т.д. Особенно тесные научные связи сложились с Институтом проблем управления АН СССР и с лабораторией, возглавляемой основателем теории систем управления с распределенными параметрами, ученым с мировым именем А.Г.Бутковским.
Важной вехой в этом сотрудничестве явилась организованная кафедрой в 1979г. в Самаре совместно с ИПУ АН СССР Всесоюзная конференция "Управление распределенными системами с подвижным воздействием". Конференция собрала более 200 участников из всех научных центров страны от Калининграда до Владивостока. Конференция проводилась на турбазе "Сосенки" в живописном месте на берегу реки Сок. Уединенность этой турбазы способствовала длительным неформальным научным дискуссиям, и это притом, что все запланированные доклады были выслушаны с увеличенной регламентной продолжительностью. Наиболее емкие, содержательные доклады были сделаны учеными, чьи труды в этой области являются классическими- академиками Ф.Л.Черноусько, Ю.М.Мацевитым., д.т.н. А.А.Первозванским, Т.К.Сиразетдиновым, Г.Л.Дегтяревым. В наши дни на всех научных конференциях можно встретить ученых, с благодарностью вспоминающих эту конференцию 25-летней давности.
С 1984 года начинается современный этап развития научной школы. Он характеризуется, прежде всего, началом кризиса в авиационно-космическом блоке промышленности- основном заказчике научных исследований кафедры, а также лавинообразном увеличении роли вычислительной техники в научных исследованиях, что во многом изменило их характер.
В этот период на кафедру и в лабораторию поступает современная для того времени вычислительная техника- ЭВМ типа СМ-3, СМ-4, "Электроника". На кафедре организовывается один из первых в городе современных вычислительных центров. По инициативе научно-исследовательской группы под руководством доцента Ю.В.Михеева на базе школы N24 организуется технический лицей компьютерного моделирования, где значительное число дисциплин преподавалось преподавателями СамГТУ. Этот лицей был укомплектован лучшей на тот период вычислительной техникой и стал передовым в Минвузе СССР. Первым директором лицея стал выпускник кафедры- Б.Л.Свечинский. Выпускники лицея составили основу не только абитуриентов кафедры, но и значительный резерв для пополнения ее состава. Достаточно сказать, что ученый секретарь кафедры к.т.н. А.А.Гаврилова- выпускник технического лицея.
Начиная с этого периода, научная деятельность кафедры направлена на разработку системного подхода к моделированию и оптимизации сложных систем различной физической природы, включающих технологические, социально-экономические, регионально-организационные структуры.
В 1990г. приказом СамГТУ на базе кафедры была образована Межотраслевая научно-исследовательская лаборатория "Компьютерные энерготехнологии". Создание лаборатории позволило сконцентрировать усилия ученых различных факультетов вуза для оперативного решения проблем автоматизации сложных технических процессов вне зависимости от ведомственной принадлежности объектов. Руководителем лаборатории был назначен к.т.н., доцент кафедры М.Ю.Лившиц.
Значительно увеличился научный потенциал кафедры и лаборатории с переводом из Куйбышевского металлургического завода опытного инженера, одного из лучших программистов, Ю.А.Уклейна, а также приемом на работу талантливых выпускников кафедры Ю.Э.Плешивцевой, А.Л.Евелева, Т.Г.Поляковой, И.В.Светлицкого, Т.Г.Черниговской, Н.Б.Ремезенцевой, И.В.Савалова, А.С.Бродерзона и других. Теоретические исследования в лаборатории "Компьютерные энерготехнологии" сосредоточены на разработке теоретических системных основ, методики топологизации иерархической структуры локальных критериев, проблемно-ориентированных конструктивных моделей минимальной сложности и адекватной структуры технологически обоснованных постановок и методов решения задач оптимального проектирования промышленных установок и оптимального управления технологического процесса.
В области технических приложений лаборатория "Компьютерные энерготехнологии" под руководством М.Ю.Лившица совместно с кафедрой АУТС производит опытно-промышленные испытания первой в стране автоматизированной газоперекачивающей станции "Редут" в Казахстане на отечественной элементной базе, за что удостаивается благодарственной телеграммы руководства предприятия "Казахгаз". Существенный вклад в эту работу внесли научный сотрудник лаборатории Ю.А.Уклейн, а также сотрудники кафедры АУТС С.А.Породенков, В.Г.Щетинин и И.П.Вилянский.
В 1999г. лаборатория совместно с химслужбой АО "Самароэнерго" и ее руководителем к.х.н. В.В.Солодянниковым. разрабатывает и внедряет уникальную автоматизированную малоотходную водоподготовительную установку с моделью-идентификатором в контуре системы Впервые в практике химводоподготовки на крупной ТЭЦ создана адаптивная система, в которой по результатам идентификации по промежуточным критериям осуществляется эффективная оптимизация показателей качества химочищенной воды. В этой работе участвовали как сотрудники лаборатории Ю.А.Уклейн, А.Л.Евелев, Ю.Э.Плешивцева, А.П.Ефимов, Т.Н.Мордашова, А.С.Израйлев и Н.А.Израйлева, так и талантливые студенты и аспиранты Б.Л.Гущин, Р.И.Сипухин, В.В.Резник, и другие.
Весьма перспективное направление по системной оптимизации химико-термической обработки развивается в лаборатории с участием физика В.Я.Липкинда и выпускника кафедры М.Ю.Деревянова.
За время существования лаборатории ее сотрудниками опубликовано в отечественной и зарубежной печати более 100 научных трудов, защищена докторская и 3 кандидатских диссертации. Но главное- это то, что лаборатория предоставляла базу и тематику для совместной работы аспирантов и студентов. За период существования лаборатории студентами было подготовлено свыше 30 докладов и выступлений на конференциях различного уровня, получено более 20 дипломов различных степеней, включая диплом Международного научного конгресса "Молодежь и наука- третье тысячелетие", медали Министерства образования, а М.Ю.Лившиц награжден Почетным знаком Министерства образования РФ "За развитие научно-исследовательской работы студентов".
Научно-исследовательская группа кафедры под руководством к.т.н., доцента В.И.Немченко- одного из первых выпускников кафедры- на современном этапе успешно развивает серию работ по разработке и внедрению автоматизированных систем для учета и регулирования тепло- и водоснабжения промышленных предприятий коммунально-бытового значения и становится одной из ведущих коллективов города в этом направлении. Большой вклад в эту работу вносит Г.Н.Епифанова, обеспечивая высокое качество компьютерного проектирования.
Под руководством Н.В.Дилигенского на кафедре в настоящее время развивается цикл работ по современной теории управления и моделирования сложных систем, обобщающей достигнутые к этому времени результаты, признанные отечественной и зарубежной научной общественностью. В ходе этих исследований построены и идентифицированы классы экономико-математических моделей производственных систем, предложены методы многокритериального оценивания эффективности экономических объектов, разработаны модели и способы построения стратегий, сценариев и прогнозов социально-экономического развития.
С начала 1990 годов, в связи с происходящими глобальными структурными преобразованиями общества, сфера исследований сложных систем существенно расширилась. Подходы Н.В.Дилигенского оказались весьма эффективными в этот сложный кризисный период. Особенно острая ситуация сложилась в топливно-энергетическом комплексе. Для анализа текущего состояния и прогнозирования сценариев развития энергопроизводств разработаны методы построения системных агрегированных макромоделей региональных энергетических комплексов и промышленных предприятий. Модели имеют вид соотношений системной динамики, многофакторных производственных функций и разделенных движений и учитывают социально-экономический механизм хозяйствования, технологический уровень производств и квалификации кадров специалистов-энергетиков. Большой вклад в развитие методов идентификации моделей энергопроизводства и ситуационного прогнозирования на их основе внесли аспиранты Н.В.Дилигенского (ныне к.т.н.) Е.Ю.Орлова, А.А.Гаврилова и к.э.н. М.А.Цапенко.
Н.В.Дилигенский участвовал в составе творческого коллектива Энергетического института РАН и Поволжского научного совета по энергетике в разработке энергетической стратегии развития Поволжья. Под его руководством по распоряжению Главы Администрации Самарской области были разработаны "Основные положения энергетической Стратегии Самарской области на период до 2010 года" и разработана "Энергетическая стратегия Самарской области", а по решению Администрации г.Самары "Концепция и технико-экономическое обоснование создания демонстрационной зоны высокой энергетической эффективности", по заданию Министерства образования РФ "Разработка нормативно-правового обеспечения и финансово-экономических механизмов реализации энергосбережения в образовательных учреждениях".
Н.В.Дилигенский руководил выполнением по заданию Администрации области разработки концепции Программы "Энергосбережение в Самарской области", "Концепции установки приборов учета тепла в предприятиях жилищно-коммунального сектора". Под его руководством выполнены по заданию Администрации области работы "Системно-аналитическое обеспечение разработки целей и приоритетов для формирования прогнозов социально-экономического развития Самарской области на период до 2000-2005гг." и по решению комитетов по энергетике и бюджетной политике Ассоциации "Большая Волга"- "Разработка концепции организации и модели функционирования зонального оптового рынка энергии и мощности Поволжья".
В 2000 году с целью более глубокой разработки и научного обоснования методов анализа, моделирования и управления сложными системами Самарским Государственным Техническим Университетом и Институтом проблем управления сложными системами РАН была создана совместная лаборатория "Математические методы оптимизации управления сложными системами", научным руководителем которой стал профессор Н.В.Дилигенский.
В рамках этого направления школы на базе существенно различных сингулярных математических моделей сложных структур конструируются решения, пригодные во всей пространственно-временной области определения. Математический формализм объединения решений реализуется операциями композиции неоднозначных отображений и формализуется в виде гомоморфизмов с различными свойствами─ эпиморфизмов и мономорфизмов.
Феноменологической основой конструирования системных математических моделей являются фундаментальные положения неравновесной термодинамики необратимых процессов в нелинейных средах и их редуцированные соотношения для конкретных видов взаимодействий.
Методологической базой создания моделей являются методы общей теории систем и нелинейной динамики. Конструктивные технологии построения комплекса проблемно-ориентированных моделей опираются на концепцию сингулярных методов теории возмущений, параметризацию задач и построение асимптотических представлений решений.
В наиболее общем виде многообразие моделей механики сплошных сред в окрестности локальных равновесных состояний записывается в виде соотношений взаимности Онзагера между обобщенными термодинамическими силами и потоками. Вдали от состояний равновесия для существенно необратимых процессов конструирование моделей проводится на базе положений неравновесной термодинамики Пригожина. Общей формой представления комплекса математических моделей являются системы нелинейных интегро-дифференциальных уравнений в частных производных.
Исследована динамика поведения возмущенных непрерывных и дискретных управляемых эволюционных систем. Проанализированы сценарии потери устойчивости, нарушения единственности решений, образования бесконечных каскадов бифуркаций, формирования детерминированного хаоса. Изучены структуры хаоса, показана фрактальность хаотических аттракторов, изучены закономерности самоорганизации систем. Проведена структуризация фундаментальных, общесистемных закономерностей и характеристик управления сложными системами различной природы ─ физическими, техническими, экономическими, социальными, образовательными. Разработаны базирующиеся на принципе дополнительности Бора способы построения конструктивных, пригодных для содержательного анализа и использования в задачах управления и оптимизации математические модели информационного взаимодействия механизмов эволюционных глобальных процессов, построены стратегии и сценарии устойчивого развития социально-экономических систем.
Публикации и выступления на Международных и Российских конференциях Н.В.Дилигенского и его учеников, в первую очередь к.т.н. доцента А.П.Ефимова и к.э.н. М.А.Цапенко, вызывает существенный интерес научной общественности, что отражается персональном приглашении Н.В.Дилигенского для выступления на Бюро отделения РАН и принятии Президиумом РАН решения о включении работ по этой теме в план РАН Института проблем управления сложными системами.
Активно участвуют в НИР кафедры студенты. Организацию этой работы осуществляет один из первых выпускников кафедры ст.преподаватель П.А.Голованов. Только за последние годы студентами кафедры получено более 12 дипломов победителей конкурса НИР студентов, а также 3 медали Министерства.
Студенты, успешно работающие в НИР, поступают в аспирантуру. На кафедре работает аспирантура по двум специальностям (рук. Н.В.Дилигенский и М.Ю.Лившиц). Всего под руководством Н.В.Дилигенского подготовлено 30 к.т.н. и 4 д.т.н.
Разработки сотрудников кафедры неоднократно выставлялись на Международных выставках в Праге, в Пловдиве, Познани, и др., а разработки М.Ю.Лившица дважды награждались медалями ВДНХ.
Высокий авторитет научной школы подтверждается ее включением решением Минобразования РФ в 2002 году в состав ведущих научно-педагогических школ страны, а также включением тематики ее работ в государственной комплексные целевые и межотраслевые программы: "Авиационная технология", "Надежность конструкций", "Трансфертные технологии, комплексы и оборудования", САПР и многие другие, многочисленными зарубежными контактами и приглашениями на конференции. За последние годы научные результаты сотрудников кафедры обсуждались более чем на 100 Международных конференциях в России, США, Японии, Италии, Германии, Польше и т.д. Опубликовано около 500 научных работ, в том числе более 50 в академических и зарубежных изданиях, издано 3 монографии, получено свыше 30 авторских свидетельств на изобретения. Кафедра является исполнителем и организатором международного Проекта Европейского Сообщества TEMPUS TASIS CP 20 021-98., а к.т.н., доцент Ю.Э.Плешивцева, неоднократно проходившая стажировку в Институте Электронагрева (г.Ганновер, Германия), является исполнителем совместной научной работы Ганноверского и Самарского технического университетов.
Таким образом, можно констатировать следующее:
В СамГТУ более 30 лет на кафедре "Управление и системный анализ в теплоэнергетике" функционирует научно-педагогическая школа в области системного анализа, математического моделирования и оптимизации сложных систем, подготовившая 4 доктора наук и более 30 кандидатов технических наук. Выпускники кафедры, аспирантуры, докторантуры работают в сфере образования и науки России и зарубежных стран, занимают руководящие и ответственные должности в государственных учреждениях, на производственных предприятиях, в экономических структурах.
Решением Минобразования РФ межфакультетский научно-педагогический коллектив СамГТУ в области математического моделирования и оптимизации энерготехнологических объектов с распределенными параметрами (науч. рук. Н.В.Дилигенский, Э.Я.Рапопорт.) включен в 2002г. в число ведущих научно-педагогических школ РФ.
За последние годы опубликованы 3 монографии в центральных издательствах, более 50 работ в академических и зарубежных изданиях, около 500 статей в различных журналах и сборниках научных трудов. Представлены доклады на 100 международных, Всероссийских научно-технических конференциях, конгрессах, симпозиумах в области математического моделирования и устойчивого развития эволюционных систем, управления и автоматизации технологических процессов и систем, энергосбережения и экологии в России, Германии, Италии, Польше Японии, США и др. странах.
Заведующий кафедрой д.т.н., профессор Н.В.Дилигенский- член Учебно-методической комиссии по специальности 21.02.00 "Автоматизация технологических процессов и производств" УМО Минобразования РФ и член научно-методической секции "Математическое моделирование технологических и социально-экономических систем".
Кафедра принимает участие в подготовке бакалавров и магистров техники и технологий по направлению 55.02.00 "Автоматизация и управление".
В целях организации непрерывной сквозной подготовки специалистов для современных производств по инициативе кафедры УСАТ был создан специализированный учебно-производственный комбинат по информатике и вычислительной технике- технический лицей.
Профессор Дилигенский Н.В. имеет почетное звание "Заслуженный деятель науки РФ", награжден орденом "Знак Почета", медалью "За трудовую доблесть", знаком "Отличник высшей школы" и "Изобретатель СССР". Профессор М.Ю.Лившиц награжден знаком " За развитие научно-исследовательской работы студентов" Министерства образования РФ, а также медалями ВДНХ СССР, знаком "Изобретатель СССР". Доцент Ю.Э.Плешивцева является лауреатом Международного конгресса молодых ученых "Молодежь и наука- третье тысячелетие", награждена научной стипендией, в 1997г. выиграла конкурс грантов для молодых ученых Государственного комитета РФ по высшему образованию.
За последние годы студентами и магистрантами кафедры УСАТ было получено более 15 грамот, дипломов и медалей на Всероссийских и республиканских конкурсах и конференциях.
Зав. кафедрой проф. Н.В.Дилигенский являлся руководителем творческого коллектива Ассоциации инженерных вузов Российской Федерации, выполнявшего в 1992-1993гг. по заданию комитета по высшей школе Миннауки РФ разработку концепции развития системы инженерного образования России в период до 2010 года. Под руководством Н.В.Дилигенского по решению Администрации Самарской области разработан проект "Информационно-аналитическое обеспечение прогноза спроса и предложений в области подготовки занятости специалистов с высшим образованием" и проект "Разработка прогнозирующей модели потребности сварочного производства в кадрах специалистов" по решению секции "Подготовка кадров сварочного производства" Научного Совета АН СССР по сварке. Н.В.Дилигенский являлся руководителем областной программы "Совершенствование подготовки и переподготовки руководящих кадров и ИТР в области информатизации и автоматизации", неоднократно возглавлял Всероссийский конкурс студенческих научно-исследовательских работ по разделу "Энергетика".
Профессор Дилигенский Н.В. является академиком Российской Академии нелинейных наук, действительным членом Международной Академии информатизации, членом Международной Энергетической Академии, академическим советником Российской инженерной академии. Дилигенский Н.В.- член секций Международной ассоциации по математическому и компьютерному моделированию, Национальных комитетов РФ по автоматическому управлению и по тепломассообмену, член Российского правления и председатель Самарского правления НТО энергетиков и электротехников, член областного правления СНИО РФ, член Поволжских отделений Международных Академий информатизации и Энергетической Академии, член 2 докторских диссертационных Советов (СамГТУ и СГАУ).
На кафедре УСАТ действуют аспирантура и докторантура по специальностям "Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность)" 05.13.01, "Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами" 05.13.06.
В составе кафедры за время ее существования образованы: в 1977 году отраслевая лаборатория Министерства авиационной промышленности и Министерства высшего и среднего специального образования СССР "Применение измерительно-информационной техники в технологии производства легких сплавов, образована в 2000г. на базе кафедры совместная лаборатория Института проблем управления сложными системами РАН (ИПУСС РАН) и СамГТУ "Математические методы оптимизации управления сложными системами", в 1990г.- Межотраслевая научно-исследовательская лаборатория "Компьютерные энерготехнологии".
Кафедра участвовала в выполнении научно-исследовательских программ: "Авиационная технология", "Надежность конструкций", "Трансфертные технологии, комплексы и оборудования", САПР и др. Выполнено и внедрено в промышленность более 20 научно-исследовательских хоздоговорных работ. Среди крупных законченных и переданных в промышленную эксплуатацию результатов хоздоговорных НИР выделяются работы по внедрению автоматизированных систем индукционной пайки крупногабаритных моделей на Самарском моторостроительном предприятии, реконструкции Куйбышевского металлургического завода, разработке автоматизированных систем для объединения "Авиастар" в г.Ульяновск, внедрению автоматизированного стенда для испытаний дисков турбин на Куйбышевском моторном заводе (СНТК им. акад. Н.Д.Кузнецова), автоматизированной системы управления процессом химико-термической обработки на Уральском автомобильном заводе (г.Миасс), автоматизированной установки химводоподготовки в АО "Самараэнерго".
Преподаватели кафедры УСАТ (Ю.А.Уклейн, Ю.Э.Плешивцева и М.Ю.Лившиц) проходили научные стажировки в Институте Электронагрева (г.Ганновер, Германия), Падуанском университете (г.Падуя, Италия), Пражском унивеситете (г.Прага, Чехия). Студент А.И.Каргов обучался в Ганноверском университете в 1998 году, в настоящее время он работает приглашенным научным сотрудником в НИИ г.Карлсроу. На 2003-2005гг. выигран Президентский грант и запланировано обучение аспирантов кафедры П.В.Балтера в магистратуре университета (г.Ганновер, Германия).и В.В.Панормова.
Кафедра принимала активное участие в организации и реализации международого образовательного Проекта Европейского Сообщества TEMPUS TASIS CP 20 021-98, в рамках которого проходила переподготовка научных и инженерных кадров Российской Федерации (1998-2000гг.). Проф. Н.В.Дилигенский являлся соруководителем этого Проекта. На базе кафедры проводились семинары для студентов, преподавателей и специалистов. Занятия проводились ведущими профессорами Падуанского (Италия), Ганноверского (Германия) университетов и Санкт-Петербургского и Самарского (Россия) государственных технических университетов. В работе других семинаров Проекта в г.Санкт-Петербурге и г.Новосибирске также принимали участие сотрудники, аспиранты и магистранты кафедры.
Кафедра участвует в программе совместных научных исследований "Оптимальное управление индукционными нагревателями для кузнечного производства" с институтом Электронагрева Ганноверского университета (Германия). Имеются совместные с зарубежными учеными публикации
(проф. Н.В.Дилигенский, проф.М.Ю.Лившиц, доц.Ю.Э.Плешивцева).
В 1989-1990гг. доцент кафедры А.Г.Салов преподавал в Кленсенском университете (г.Кленсен, Алжир).
Докторанты кафедры д.т.н., профессора П.В.Севастьянов и Л.Г.Дымова успешно работают в Ченстоховском университете в Польше.
