Профессия инженера: как цифровые технологии меняют её

Бытовая электроника, автомобили, бурильные установки, фармацевтические заводы и даже многие продукты питания — всё это появилось благодаря инженерам. С ростом интереса к IT о профессии начали забывать, но сегодня ситуация меняется: открываются новые учебные программы, а спрос среди работодателей растёт.

Давайте узнаем, как изменились задачи инженеров, почему профессии нужна цифровизация и какие нестандартные карьерные треки выбирают студенты технических вузов. Рассказывает Олег Рождественский.

Олег Рождественский

Руководитель дирекции ПИШ «Цифровой инжиниринг» в Политехе.

Востребованность и перспективы профессии инженера

По данным сервиса «Авито Работа» спрос на инженеров в 2023 году вырос в два раза, а их зарплата, по данным Superjob, — на 7–20%. Тенденция сохранится: на рынке не хватает квалифицированных кадров — только 28% всех российских выпускников получили инженерные специальности за последние пять лет.

Изменения российской экономики приводят к перестройке производственных процессов на технологических предприятиях. В результате растёт потребность в новых специалистах, а значит, и в развитии инженерных направлений в образовании. Это подтверждает рост числа бюджетных мест в университетах и запуск кампаний по популяризации инженерных специальностей в школах, техникумах и вузах.

Так, в 2022 году стартовал федеральный проект передовых инженерных школ (ПИШ). Он объединил 30 ведущих российских университетов с крупными компаниями из индустрии для подготовки инженерных кадров. В основе обучения — фокус на решении реальных производственных задач, взятых не из старых учебников или опыта преподавателей, а из реальных запросов бизнеса. Для инженеров это важно, так как используемые в производстве технологии меняются каждые несколько лет и выходящий из вуза специалист должен быть знаком с ними. Пока инициатива инженерных школ затрагивает только уровень магистратуры.

Кто такой инженер: 3 пути в профессии

Выпускников инженерных университетов можно разделить на три категории:

• инженеры по эксплуатации высокотехнологичного оборудования — около 25%;
• «традиционные» инженеры: конструкторы, расчётчики, технологи, программисты и экономисты — около 70%;
• цифровые инженеры — инженеры нового поколения, обладающие компетенциями мирового уровня, — приблизительно 5%.

С развитием цифровых технологий заметную роль в современных компаниях начинают играть последние 5%, которых мы в Политехе называем «инженерным спецназом». Они строят модели реальных физических объектов в цифровом пространстве, используя мультидисциплинарные знания из физики, химии, сопромата и других разделов точных наук.

Например, такие инженеры могут создать «цифровой двойник» (digital twin) морского газотурбинного двигателя. Задача кажется простой, но это не так. Необходимо построить более 400 математических моделей, описывающих поведение турбины, компрессоров, вентиляторов, камеры сгорания, роторов, лопаток и других частей двигателя во всех состояниях, включая различные тепловые режимы, вибрации и аварийные ситуации. С таким объёмом работы не справиться классическими инструментами — с помощью чертёжной программы и ручных математических расчётов.

Уже на этапе создания концепции нового продукта или детали инженеры понимают, как элементы будут работать по отдельности или вместе в разных условиях. Благодаря этому можно оптимизировать выбор материалов, прогнозировать поведение конструкций и устройств и тем самым снижать риск поломок в реальности. Это позволяет компаниям уменьшать издержки и увеличивать прибыль, повышая спрос рынка на цифровых инженеров.

Чем занимаются и где работают цифровые инженеры

Ограничений почти нет. Они могут как выбрать традиционное производство в тяжёлой промышленности, так и участвовать в создании новых приборов для медицины, спорта или сельского хозяйства.

Меняют облик промышленности

Перестройка технологических процессов идёт во всех отраслях: нефтедобывающей, тяжёлой промышленности, топливно-энергетическом секторе, машиностроении и так далее. Эта трансформация требует подготовки специалистов инженерных специальностей, которые владеют цифровыми технологиями. Мы видим это по своим магистрантам — многие из них уже работают в «Росатоме», «Газпром нефти», «Северстали» и инжиниринговых центрах.

Существует стереотип, что производство — это скучная рутина. Но это не так. Современные индустриальные компании занимаются научными разработками, тестируя и внедряя их в свой бизнес. Именно здесь нужны цифровые инженеры. Они моделируют новые детали и устройства, повышая эффективность разработки и снижая затраты, предупреждая поломки в будущем.

Использование технологии цифровых двойников не ограничивается только промышленностью. Она незаменима и в других отраслях. Например, медицинские клиники используют её для обслуживания дорогостоящего оборудования — моделируют его работу при различной нагрузке и прогнозируют появление неисправностей.

Развивают персонализированную медицину

Широкое направление работы цифровых инженеров — персонализированная медицина, позволяющая подобрать индивидуальные методы лечения для пациентов. Один из примеров — эндопротезирование, то есть замена суставов, повреждённых в результате травм или возрастных изменений.

Эндопротезы, выпускаемые на серийном производстве, подходят не всем людям. Это связано с особенностями строения костей у отдельных пациентов. Например, у них могут быть дополнительные костные выросты и другие анатомические нюансы. Если это игнорировать, то кости, прилегающие к эндопротезу, начнут разрушаться. Сустав не будет работать, и человек не сможет двигаться. Исправить это можно с помощью индивидуальных эндопротезов, но их производство долгое время было дорогим и долгим.

Проблему решает цифровое моделирование. Оно позволяет создать «идеальный» эндопротез для конкретного человека, оценив его в условиях сотен проводимых виртуальных испытаний, не требующих больших материальных затрат. В результате пациент в короткий срок получает специализированную помощь, повышающую качество его жизни.

Помогают спортсменам и развивают спорт

Цифровые инженеры участвуют в разработке нового спортивного оборудования и материалов, работая как в конкретных клубах и лигах, так и в отдельных инжиниринговых центрах. Например, в прошлом году наша ПИШ разрабатывала улучшенные сани для трёхкратного чемпиона мира и двукратного обладателя Кубка мира по санному спорту Романа Репилова.

Когда команда возвращалась с соревнований, багаж Романа вернули без его саней, ввоз которых был запрещён из-за санкций, и спортсмен вынужден был искать новые. Заводских саней с нужными характеристиками не было, а от них напрямую зависит результат выступлений на чемпионатах и кубках. За два месяца наша команда провела больше 400 виртуальных испытаний, чтобы найти баланс в аэродинамике, скорости и прочности саней. По нашим наработкам их изготовили коллеги из Ростеха. С новыми санями Роман выиграл Кубок Федерации.

Помимо разработки спортивного оборудования цифровые инженеры участвуют и в других проектах. Например, проектируют и тестируют тренажёры для физиотерапии, облегчающие восстановление спортсменов после травм, или разрабатывают новые виды газона для футбольных полей.