Кафедра ИУ4 «Проектирование и технология производства электронной аппаратуры»

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 13:38, 7 июля 2017.
«Проектирование и технология производства электронной аппаратуры»
(ИУ4)
Логотип кафедры ИУ4 «Конструирование и производство электронной аппаратуры»
Факультет ИУ
Вуз МГТУ им. Н. Э. Баумана
Международное название Department IC4
«Electronic Equipment Design and Technology»
Год основания 1938 г.
Зав. кафедрой Шахнов В. А.
Юридический адрес 105005, Москва,
2-я Бауманская ул.,
д. 5, стр. 1
Аудитория 275
Сайт iu4.ru
E-mail shakhnov@iu4.bmstu.ru
Тел. (499)263-65-53

Деятельность кафедры ИУ4 «Проектирование и технология производства электронной аппаратуры» охватывает радиоэлектронные, электронно-вычислительные, наноэлектронные и наносистемные средства, средства телекоммуникаций, технологические процессы производства электронных средств, технологические материалы и технологическое оборудование для производства электронных средств, технологическую, конструкторскую, программную и эксплуатационную документации, методы и средства контроля, настройки и испытания электронных средств и многое другое.

Специальности

Начиная с 2011 года, кафедра осуществляет подготовку по стандартам 3-ого поколения – направлениям подготовки бакалавров и магистров «Конструирование и технология электронных средств» (11.03.03 и 11.04.03).Также ведется прием в аспирантуру по научным специальностям:

  • 05.11.14 Технология приборостроения
  • 05.12.13 Системы, сети и устройства телекоммуникаций
  • 05.13.01 Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
  • 05.13.05 Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления
  • 05.13.12 Системы автоматизации проектирования (по отраслям)

Образовательный стандарт подготовки МГТУ им. Н. Э. Баумана имеет общность структуры требований с ФГОС ВПО и позволяет выполнять их функции в части обеспечения единства образовательного пространства Российской Федерации и качества образования и предполагает освоение обучаемым всех этапов жизненного цикла изделий электронной техники: исследование, проектирование и конструирование, технологию производства, эксплуатацию и утилизацию электронных средств различного назначения, в том числе информационные системы сопровождения жизненного цикла изделий электронной техники, отвечающих целям их функционирования, требованиям надежности, эргодизайна, условиям эксплуатации, компьютерного сопровождения жизненного цикла изделий и экономическим показателям.

Программа подготовки предполагает глубокую естественно-научную подготовку, широкую теоретическую подготовку по направлению и практическую подготовку, которая реализуется в рамках лабораторных практикумов, курсовых работ и проектов, стажировок и практик. Профильная специализация определяется возможностью изучения курсов по выбору и реализации курсов работ и проект, квалификационной работы бакалавра и магистерской диссертации по выбранной узкопрофильной тематики в едином тематическом маршрутном цикле.

Объекты профессиональной деятельности выпускников по направлению подготовки «Конструирование и технология электронных средств»:

  • радиоэлектронные средства;
  • электронно-вычислительные средства;
  • средства телекоммуникаций;
  • наноэлектронные и наносистемные средства;
  • конструкторско-технологическая информатика;
  • технологические процессы производства электронных средств;
  • технологические материалы и технологическое оборудование для производства электронных средств;
  • технологическая, конструкторская, программная и эксплуатационная документация;
  • методы и средства контроля, настройки и испытания электронных средств;
  • методы обеспечения качества при производстве электронных средств;
  • методы конструирования электронных средств;
  • методы разработки технологических процессов;
  • системы автоматизированного проектирования;
  • компоненты CALS технологий.

Выпускник МГТУ им. Н. Э. Баумана по направлению «Конструирование и технология электронных средств» после прохождения всего цикла обучения будет готов к следующим основным видам профессиональной деятельности:

  • проектно-конструкторская;
  • производственно-технологическая;
  • организационно-управленческая;
  • научно-исследовательская;
  • информационно-аналитическая.

Направление подготовки «Конструирование и технология электронных средств» предполагает следующие 8 базовых профилей. Кафедра ИУ4 проводит обучение по четырем из них (3 – на ИУ4, 1 – на отраслевом факультете РТ).

Выбор профиля студентом осуществляется на 3-ем курсе обучения с выбором базы производственной конструкторско-технологической практики и тематики специальных курсовых и квалификационных работ. Подготовка осуществляется на основе образовательного стандарта высшего профессионального образования МГТУ им. Н. Э. Баумана и стандартов по соответствующим образовательным планам и программам.

История кафедры

1938 - 1957 годы – период становления

Профессор А. Б. Яхин(1901 – 1957)

Кафедра «Проектирование и технология производства электронной аппаратуры» была образована в 1938 году на факультете «Приборостроения» под названием «Технология точного приборостроения». Кафедру возглавил профессор А. Б. Яхин. В то время кафедра не являлась выпускающей и проводила общетехнологическую подготовку студентов факультета. Коллектив кафедры стоял у истоков развития нового направления науки и техники, связанного с глубокой проработкой вопросов точности, надёжности и качества в точном приборостроении. Научные работы того времени были направлены на создание технологических процессов производства, сборки, контроля элементов приборных систем. Особенно много сделано самим А. Б. Яхиным в области теоретических основ проектирования технологических процессов обработки сложных поверхностей. Его работы по точности обработки, погрешностям базировки, точности настройки и др. широко использовались во всех машиностроительных и приборостроительных институтах и предприятиях.

Основным направлением деятельности А. Б. Яхина, его учеников и работников кафедры было создание научно-производственной дисциплины «Технология приборостроения», которая превратилась в научное, насыщенное инженерными расчетами научно-техническое направление. В начале развития технологии приборостроения были созданы методы исследования точности технологических процессов, применяющиеся не только в учебных целях, но и широко использующиеся в практике научно-исследовательских институтов и заводов. В дальнейшем начались работы по формированию научной базы технологии приборостроения, результаты которых нашли свое отражение в фундаментальном труде А. Б. Яхина «Теоретические основы проектирования технологических процессов» (1937).

Первая работа А. Б. Яхина в области «Анализ неточности при обработке на металлорежущих станках» была опубликована в трудах МГТУ еще в 1934 году. В дальнейшем он выпустил целый ряд фундаментальных работ. Основными из них являются: «Теоретические основы проектирования технологических процессов» (1937), «Технология приборостроения» (1940), «Проектирование технологических процессов механической обработки» (1946), «Технология точного приборостроения» (1949), которую он написал с А. Н. Маловым, М. Я. Кашепава и А. А. Маталиным, и «Технология приборостроения» (1955), выпущенная совместно с В. П. Ефимовым. Каждый труд А. Б. Яхина неизменно содержал много новых сведений, показывал пути дальнейшего развития и совершенствования технологических процессов в приборостроении.

Из широкого спектра стоящих в то время перед кафедрой научных задач по созданию научных основ технологии приборостроения особое место в то время занимала проблематика точности как по геометрическим, так и по физическим параметрам (параметры точности и математическое описание их качественных характеристик). Здесь следует отметить работы таких ученых, как Б. С. Балакшина, А. И. Каширина, В. М. Кована, Э. А. Сателя, А. П. Соколовского и др. В теории точности были выделены следующие направления:

  • общая теория точности технологических процессов;
  • вопросы точности применительно к конкретным видам обработки;
  • точность изготовления отдельных деталей приборов;
  • технологическое обеспечение качества приборов при сборке.

В результате решения задач общей теории точности профессором А. Б. Яхиным было подготовлено к изданию учебное пособие «Проектирование технологических процессов механической обработки» (1946). Формирование теории точности применительно к конкретным видам обработки для различных отраслей приборостроения получило развитие при выполнении ряда научно-исследовательских работ для промышленности. Итогом этих работ стала публикация следующих трудов: «Технология точного приборостроения» А. Б. Яхина, А. Н. Малова, А. А. Маталина, М. А. Кашепавы (1949), «Технология приборостроения» А. Б. Яхина и В. П. Ефимова (1955), «Технология холодной штамповки» А. Н. Малова (1949 - 1969), а также «Технология материалов в приборостроении» (под редакцией А. Н. Малова, 1963 г.).

Дальнейшее развитие научных школ кафедры шло в направлении дальнейшего расширения исследований в области современных микроэлектронных, микропроцессорных, телекоммуникационных технологий и САПРа.

1958 - 1978 годы

Профессор А.Н. Малов(1906 – 1977)

В 1958 г. кафедру возглавил профессор А. Н. Малов, при котором значительно расширились научные исследования в области конструирования и технологии приборов и радиоэлектронной аппаратуры, были проведены научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию новых методов расчета конструкций аппаратуры, отработке и внедрению новых технологических процессов. Впервые на междисциплинарной основе был разработан учебный план подготовки инженера-конструктора и инженера-технолога электронно-вычислительной и радиоэлектронной аппаратуры.

В это время ярко проявился организаторский талант А. Н. Малова по мобилизации усилий коллектива кафедры и привлечению специалистов из промышленности для развития новых направлений технологии приборостроения. С начала 60-х годов на кафедре получили развитие научно-исследовательские работы, связанные с вопросами технологического обеспечения качества прецессионных приборов. В этот период сотрудники кафедры ведут большую работу по подготовке учебников, учебных пособий, монографий и справочной литературы. Среди них необходимо выделить «Краткий справочник металлиста» (под редакцией А. Н. Малова, 1965, 1972). В 60-х годах на кафедре была проведена большая работа по созданию впервые в практике вузов новых специальных технологических курсов по отраслям приборостроения и оснащению их учебно-методическими пособиями. Это, например, курсы «Технология электронно-вычислительной аппаратуры», «Технология радиоэлектронной аппаратуры», «Технология гироскопических приборов и устройств», «Технология систем автоматического управления», «Технология оптико-электронных приборов» и др. Одновременно с развитием основ технологического обеспечения качества приборов на кафедре велись работы по автоматизации технологических процессов в приборостроении. Результаты этих работ изложены во многих монографиях А. Н. Малова, которые были переведены на румынский, польский, венгерский и китайский языки. В области сборки приборов профессором Маловым А. Н. впервые в практике приборостроения издана монография «Механизация и автоматизация сборочных работ в приборостроении» (1964). Научные работы по абразивной доводке, проводимые под руководством профессора П. Н. Орлова, позволили создать серию новых станков, которые внедрены в промышленность.

Кафедра «Технологии точного приборостроения» в 1966 году становится профилирующей. Ей поручается подготовка инженеров по специальности «Конструирование и производство радиоаппаратуры». Одновременно она продолжает обеспечивать обучение студентов факультета «П» по курсу «Технология приборостроения». С 1969 года этой кафедре поручена подготовка инженеров по специальности «Конструирование и производство электронно-вычислительной аппаратуры (ЭВА)».

В связи с тем, что кафедра «Технология точного приборостроения», став профилирующей, продолжала общетехническую подготовку студентов, обучающихся на других кафедрах факультета «П», то фактически на ней сложилось два самостоятельных коллектива. Приказом Министра В и ССО СССР от 11 апреля 1976 года №524 и соответствующим приказом ректора МВТУ им. Н. Э. Баумана от 14 июля 1976 года за №427/у эта кафедра была реорганизована. На базе профилирующей кафедры «Технологии точного приборостроения» (П8) были образованы: профилирующая кафедра П8 «Конструирование и технология производства ЭВА» (заведующий А. Н. Малов), которая продолжила подготовку дипломированных специалистов по специальностям «Конструирование и технология производства РЭА» и «Конструирование и технология производства ЭВА» и кафедра П12 «Технологии приборостроения» (зав. кафедрой Сыроватченко П. В.), которая стала общефакультетской и сама выпуск дипломированных инженеров не осуществляла.

Начиная с 1976 года, на кафедре «Конструирование и технология производства ЭВА» (П8) стали активно развиваться направления, связанные с разработкой элементной базы ЭВМ и перспективных технологий ее производства. Были разработаны ряд новых курсов: «Технология микросхем», «Технология производства печатных плат», «Автоматизация технологических процессов микроэлектроники». Издан ряд фундаментальных монографий и учебников, которые на протяжении многих лет являлись настольной книгой инженера-конструктора-технолога приборных систем.

1978 - 1991 годы

Профессор Белов Б.И.(1929 – 2010)

В 1978 году кафедру П8 возглавил доктор технических наук, профессор Белов Б. И. С этого времени направления научных исследований сотрудников кафедры ориентированы на внедрение современных достижений микроэлектроники в разработку конструкций и технологии изготовления радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры. Именно в этот период основное внимание при подготовке специалистов в области вычислительной и радиоэлектронной техники уделяется способности их проводить сквозное (комплексное) схемотехническое, конструкторское и технологическое проектирования соответствующей аппаратуры при активном использовании автоматизированных средств. Это позволило существенно сократить сроки проектирования при одновременном повышении конструкторской и технологической дисциплины.

Начиная с 1976 года на кафедре «Конструирование и технология производства ЭВА» стали активно развиваться направления, связанные с разработкой элементной базы ЭВМ и перспективных технологий ее производства. Были разработаны ряд новых курсов: «Технология микросхем», «Технология производства печатных плат», «Автоматизация технологических процессов микроэлектроники». Издан ряд фундаментальных монографий и учебников, которые на протяжении многих лет являлись настольной книгой инженера-конструктора-технолога приборных систем.

Конец 80-х годов был трудным и вместе с тем интересным временем крушения старого, во многом таталитарного режима, перестройки, новых надежд, попыток сделать что-то лучше, интереснее. Главной задачей было вместе с крушением старого не сломать то важное и великое, что на протяжении 70 лет держало отечественную науку и образование и числе мировых лидеров. Те, кто не выдерживал трудностей, уезжали на запад, катастрофически сокращалось число молодых преподавателей и инженеров, но все же не смотря ни на что, кафедра «выжила», сохранив свою научную школу.

В 1989 году кафедра вошла в состав Научно-Учебного Комплекса факультета "Информатика и системы управления" под названием «Конструирование и технология производства электронной аппаратуры» (ИУ4).

1991 - 2000 годы

Профессор Вадим Анатольевич Шахнов

В 1991 году кафедру возглавил лауреат Государственной премии СССР, премии Совета Министров СССР, премии Совета Министров России действительный член академии электротехнических наук, академик Международной Академии Информатизации и Международной Академии Связи, доктор технических наук, профессор Вадим Анатольевич Шахнов, известный специалист в области создания микропроцессорных средств и конструирования ЭВМ.

Шахнов В. А. родился 29 января 1941 г. в Москве, обучался в средних школах Киргизии и Туркмении, в 1959 году поступил во Фрунзенский политехнический институт, а в 1961 году стал студентом Московского высшего технического училища им. Н. Э. Баумана (МВТУ), которое закончил с отличием в 1966 году по специальности "Математические и счетно-решающие приборы и устройства». С 1966 по 1986 годы Шахнов В.А. работал на предприятиях электронной промышленности в НПО «Научный центр», где занимался исследованиями и разработками магнитопленочной памяти ЭВМ, созданием первых отечественных мини-ЭВМ, разработкой больших интегральных микросхем (БИС) различного назначения. В 1969 году им была защищена кандидатская диссертация, а в 1991 г. им была успешно защищена докторская диссертация.

При его непосредственном участии сформированы и реализованы комплексные научно-технические целевые программы «Микропроцессор» и «Микропроцессорные средства вычислительной техники», в результате осуществления которых был разработан широкий спектр микропроцессорных больших интегральных схем (БИС) микро-ЭВМ, микропериферийных устройств. Идеи этих программ, нашедшие практическое выполнение, были изложены В. А. Шахновым в первой отечественной монографии «Микропроцессоры и микро-ЭВМ» (1980), в справочнике «Микропроцессорные БИС» (1988), в учебнике «Конструирование ЭВМ и систем»(1986), в учебном пособии «Конструкционные системы микро- и персональных ЭВМ» (1991), а также были использованы при разработке отраслевых и государственных стандартов.

За разработку и организацию массового выпуска микропроцессоров и микропроцессорных БИС Шахнову В.А. в 1983 году была присуждена премия Совета Министров СССР в области науки и техники. За разработку и выпуск спецтехники на базе микропроцессоров Шахнову В. А. в 1985 г. была присуждена Государственная премия СССР в области науки и техники. За заслуги в деле развития космонавтики Шахнову В. А. в 1988 г. была присуждена медаль имени академика М. В. Келдыша Федерации космонавтики СССР. За вклад в развитие электронной техники в 1999 г. Шахнову В.А. был вручен Памятный знак «90 лет со дня рождения Александра Ивановича Шокина» Российским Агентством по системам управления. В 1987 г. он был награжден медалью «Ветеран труда», а в 1997 г. – медалью «В память 850-летия Москвы». С 1970 года Шахнов В. А. успешно сочетал научную деятельность с педагогической, работая по совместительству доцентом на кафедре «ЭВМ» Московского института электронной техники. Им был разработан и поставлен курс «Теоретические основы конструирования и надежности ЭВМ», изданы учебное пособие «Основы конструирования микроэлектронных ЭВМ», учебник «Конструирование ЭВМ и систем», учебник «Источники электропитания радиоэлектронных средств. Схемотехника и конструирование». Всего Шахновым В. А. опубликовано более 140 научных работ, он является автором десяти авторских свидетельств.

Под руководством В. А. Шахнова с участием сотрудников кафедры и специалистов предприятий в это время на кафедре сформировалось самостоятельное научное направление «Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры». Учебно-методические кафедры под руководством профессора Шахнова В. А. высоко оценены Международным обществом инженерной педагогики (IGIP), присвоившим ему звание «Европейский инженер-педагог».

Начиная с 1990-х годов на кафедре активно внедряются в учебно-методическую работу новые методы передачи знаний, основанные на передовых достижениях педагогики, информационных технологий, средств телекоммуникаций, дистанционного образования. На кафедре создан один из крупнейших интернет порталов Университета, насчитывающий более 20 интернет-серверов.

До 2000 года кафедра выпускала специалистов-бакалавров по направлению «Проектирование и технология электронных средств» и инженеров-конструкторов-технологов по специальностям «Конструирование и технология электронно-вычислительных средств» и «Проектирование и технология радиоэлектронных средств». Значительную помощь кафедре оказывают филиалы, которые образованы в Научно-исследовательском электромеханическом институте (НИЭМИ), Центральном научно-исследовательском радиотехническом институте (ЦНИРТИ) и Научно-производственном объединении измерительной техники (НПО ИТ).

Кафедра сейчас

Сегодня на кафедре ведут подготовку и научные исследования 5 академиков отраслевых академий, 2 члена-корреспондента, 5 профессоров, 15 кандидатов технических наук. 4 преподавателя кафедры являются Лауреатами Государственных Премий РФ и Премий Совета Министров. За 30 на кафедре защитили докторские диссертации 12 человек, кандидатские диссертации – более 30 человек. Все это обуславливает высокий уровень как подготовки специалистов на кафедре, так и проводимых научно-исследовательских работ.

В настоящее время на кафедре подготовку бакалавров и магистров ведут преподаватели, ведущие специалисты в области контсрукторско-технологического проектирования, микроэлектронных и телекоммуникационных технологий, САПРа. Среди преподавателей кафедры много представителей промышленности и ведущих научных центров России. Учебный процесс и научные исследования на кафедре проводятся в соответствующих учебно-исследовательских лабораториях по направлениям: технологии приборостроения, системотехники, сетевых и телекоммуникационных технологий, микроэлектроники, САПРа, микропроцессоров, микроЭВМ и нейрокомпьютеров,

За последние десять лет на кафедре проведен ряд научно-исследовательских работ в рамках проектов и грантов Минобразования России, Минобрнауки России, заказов отечественных и зарубежных компаний.

За работу по созданию системы и методов анализа отказов в электронных средствах доцент кафедры, кандидат технических наук Журавлева Л. В. была удостоена Государственной премии РФ в области науки техники. Авторский коллектив ассистентов и аспирантов кафедры – Кормушин Игорь Валентинович, Ельников Александр Иванович, Горюнов Павел Николаевич, Соловьев Владимир Анатольевич – был удостоен Государственной Премии России для молодых ученых 1996 года за работу «Разработка и внедрение в практику проектирования электронной аппаратуры ресурсосберегающей методологии конструирования».

В 2000 году за работу «Разработка и внедрение программно-технических методов и микропроцессорных средств активного управления волновыми полями» доцент кафедры Власов Андрей Игоревич был удостоен звания Лауреата Государственной Премии в области науки и техники для молодых ученых.

На кафедре проводятся исследования по более чем 20 научным направлениям. Среди основных разработок, нашедших использование на промышленных предприятиях, в учреждениях, организациях и учебных заведениях страны и за рубежом можно отметить следующие:

  • Комплект программ моделирования воздействий вибрационных и тепловых полей на электронную аппаратуру.
  • Учебно-исследовательская САПР РЭА и ЭВА.
  • Мощные системы электропитания энергосистем на тиристорных преобразователях.
  • Моделирующий комплекс "Оптимизация несущих конструкций электронных систем".
  • Микропроцессорная система активного гашения шума энергетических систем.
  • Аппаратно-программный комплекс автоматизированного проектирования систем активного управления волновыми полями - ANC Designer.
  • Виртуальный измерительный комплекс OSCILL2000.
  • Нейроэмуляторы на базе каскадного соединения DSP процессоров.
  • Компьютерная система психологической диагностики.
  • Комплект деловых игр в области разработки и проектирования электронных систем.

В 1999 году при кафедре в рамках СНТО была организована молодежная студия интернет-проектирования (руководитель – С. В. Колосков). В этом же году для разработки и внедрения в учебный процесс дистанционных средств обучения образован WEB Центр интерактивных дистанционных методов обучения (руководитель – доцент, кандидат технических наук Власов А. И.). В 2000 году возглавляемая студентом кафедры Колосковым С. В. WEB студия ФМШ 1180 (сегодня – лицей №1580 при МГТУ им. Н. Э. Баумана) была удостоена диплома Всероссийского конкурса фирмы Интел «WEBStart». Пять студентов стали дипломантами конференции Юнеско, двое удостоены дипломов Министерства Образования России.

В последнее время большое внимание в научно-исследовательских работах кафедры уделяется внимание микросистемной технике и мехатронным системам. Так, за работу по созданию микропроцессорных микросистем активной защиты на базе промышленного стандарта PC/104, студенты кафедры Смагин Д. и Кузнецов А. (научные руководители – профессор Нестеров Ю. И., доцент Власов А.И.) были удостоены стипендии Акустического Общества Америки для Российских молодых ученых 1999 года. В настоящее время ведутся исследования в области создания активных микросистем индивидуальной защиты (активных микронаушников), которые крайне важны для летчиков и обслуживающего персонала палубной авиации, вертолетов и т. п.

Сегодня среди основных направлений научной школы конструкторско-технологического проектирования можно выделить следующие основные направления:

  • Комплексная конструкторско-технологическая оптимизация принятия решений при автоматизированном проектировании современных микроустройств наноэлектроники.
  • Создание методического, информационного и программного обеспечения автоматизированного проектирования ЭВА и РЭА на перспективной элементной базе;
  • Исследования по созданию оптимизационных методов построения несущих конструкций электронно-вычислительной и радиоэлектронной аппаратуры, методов повышения качества и надежности аппаратуры с сохранением экономических показателей
  • Исследования методов моделирования поведения конструкций ЭВМ при экстремальных нагрузках с использованием сеточных методов (МКЭ, МГЭ и др.)
  • Разработка систем пассивной и активной защиты электронных систем от дестабилизирующих волновых воздействий, при этом активные системы защиты представляют собой многомерные системы управления волновым полем, использующие дополнительные источники энергии.
  • Исследования в области перспективных технологий разработки и производства нейрокомпьютеров и нейрочипов с использованием методов сверхпроводимости.
  • Исследования в области интернет технологий и телекоммуникаций.
  • Разработка аппаратно-технического и методического обеспечения систем дистанционного образования на платформе Linux&Java&Perl&RDBMS.

В последнее время на кафедре большое внимание уделяется исследованиям в области сетевых и телекоммуникационных технологий, разработки современного пассивного и активного сетевого оборудования. Также развиваются направления, связанные с построением систем автоматизированного управления процессами проектирования и производства с использованием платформы Linux+Oracle. Среди последних проектов кафедры следует отметить исследования в области построения АСУ ТП на базе LinuxRT (RealTime). Впервые в МГТУ на кафедре была разработана версия операционной системы реального времени Linux клона – MatrixRT .

Кроме непосредственно занятий и научной работы студенты кафедры могут принять участие в работе факультативов: «Информационные технологии и телекоммуникации», «Современные технологии компании Oracle», «Промышленные и корпоративные решения на базе LINUX», «Разработка программно-технических комплексов», «Эксплуатация и ремонт ПЭВМ» и других.

Кафедра тесно взаимодействует с профильными школами МГТУ им. Н. Э. Баумана и самой кафедры. Так, для учащихся лицея № 1580 при МГТУ им. Н. Э. Баумана, участников WEB мастерской школы, на кафедре проводится семинар «Введение в телекоммуникационные технологии», для профильных школ кафедры: № 906, № 158, № 1691 предоставлены интернет ресурсы для размещения WWW серверов школ, разработка информационного наполнения которых сейчас активно ведется.

Преподаватели и инженеры кафедры всегда привлекают к научной и педагогической работе студентов практически с первых дней их пребывания в стенах Университета. Такая совместная деятельность помогает студентам выбрать правильное направление приложения их знаний, таланта, способностей. Этой же задаче отвечает ежегодно проводимая на кафедре ИУ4 конференция «Наукоемкие технологии и интеллектуальные системы», ежемесячный научный семинар кафедры «Наукоемкие технологии», различные симпозиумы, выставки и другие научно-технические мероприятия.

Учебно-методическая работа

Базовое научное направление кафедры ИУ4 «Проектирование и производство электронной аппаратуры» – «Конструкторско-технологическая информатика в радиоэлектронике» направлено на исследования методов и разработку средств решения конструкторских и технологических задач электронных систем в условиях комплексной информационной поддержки жизненного цикла изделий. В его основе лежат три основных компонента:

  • конструкция;
  • технология;
  • информатика.

Под конструкцией электронных средств (ЭС) понимается совокупность элементов и деталей с различными физическими свойствами и формами, находящимися в определенной пространственной, механической, тепловой, электромагнитной и энергетической взаимосвязи. Эта взаимосвязь определяется системотехнической, схемотехнической, конструкторской и технологической документацией и обеспечивает выполнение электронной аппаратурой (ЭА) заданных функций с необходимой точностью и надежностью в условиях воздействия на нее различных факторов: эксплуатационных, производственных, социальных.

Технология производства, или технологический процесс – основная часть производственного процесса, заключающаяся в выполнении определенных действий, направленных на изменение исходных свойств объекта производства (в нашем случае ЭА) и достижения им определенного состояния, соответствующей технической документации. Конструирование и технология производства являются, с одной стороны, отдельными частями сложного процесса разработки ЭА, а с другой, не могут выполняться в отдельности, без учета взаимосвязей между собой и с другими этапами разработки. Являясь этапами более общего процесса «разработка – производства - эксплуатация – утилизация» (жизненного цикла изделия), как конструирование, так и технология определяют в конечном итоге общие потребительские свойства ЭА.

Информатика решает задачи обработки информации с использованием вычислительных машин и сетей. Термин информатика возник в 60-х годах во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной переработкой информации, как слияние французских слов information и automatique (F. Dreyfus, 1972). Тематика исследований в информатике обширна и постоянно расширяется: теория вычислимости и искусственный интеллект, теория сложности вычислений, информационные структуры и базы данных, социальный аспект развития информационных систем, языки программирования, представление знаний и т. п.

По своему характеру, исследования коллектива научной школы кафедры, являются междисциплинарными и охватывают область фундаментальной и прикладной науки и техники, предметом которой являются проектирование и совершенствование методов производства и применения интегрированных систем, основанных на законах и принципах нано- и микросистемной техники в условиях сквозной информатизации жизненного цикла изделий. Результаты исследований научной школы формируются на основе последних достижений инженерных методов проектирования и системного анализа, физики твердого тела, квантовой электроники, физической химии, оптики и электронных технологий. Их содержание определяется необходимостью установления фундаментальных закономерностей, определяющих физико-химические особенности формирования микро- и наноразмерных структур, формирования заданных механических, электронных и оптических свойств данных структур и синтез на основе микро- и наносистемной элементной базы функциональных средств и систем нового поколения. Проводимые коллективом научной школы исследования важны для разработки новых принципов, а вместе с ними и нового поколения сверхминиатюрных супербыстродействующих систем обработки информации и управления. Направление исследований включает в себя разработку и создание функционально законченных сложных микро- и нанокомпонентов, материалов, элементной базы, синтез технологических процессов их изготовления, исследования физических и физико-химических явлений в процессах их получения, проектирование и конструирование приборов на основе современной элементной базы и перспективных материалов, методы разработки и применения диагностического и технологического оборудование, синтез математических моделей процессов электронных технологии и объектов электроники в рамках комплексной сквозной информатизации.

Коллектив кафедры неоднократно становился победителем конкурса грантов Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых и по государственной поддержке ведущих научных школ Российской Федерации.

Достижения кафедры ИУ4

На протяжении всей своей истории кафедра являлась одним из ведущих центров по внедрению современных методов проектирования и производства электронной аппаратуры.

Сотрудниками и преподавателями кафедры изданы целый ряд классических учебников, по которым училось не одно поколение специалистов-электронщиков:

  • Преснухин Л. Н., Шахнов В. А., Кустов В. А. Основы конструирования микроэлектронных вычислительных машин. - М. высшая школа, 1976. - 408 с.
  • Преснухин Л. Н., Шахнов В. А. Конструирование электронных вычислительных машин и систем. Учеб. для втузов по специальности "ЭВМ" и "Конструирование и производство ЭВА". - М.: Высш. шк., 1986. 512 с.
  • Шерстнев В. В. Конструирование и микроминиатюризация ЭВА. - М.: Радио и Связь, 1984.- 272 с.
  • Парфенов Е. М., Камышная Э. Н., Усачев В. П.Проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Радио и Связь, 1989. - 272 с.
  • Парфенов Е. М., Чапуев. Электромеханические устройства радиоэлектронной аппаратуры - М.: Советское Радио, 1972.
  • Парфенов Е. М., Афанасенко, Владимиров, Саушкин. Базовый принцип конструирования РЭА - М.: Радио и связь, 1981.
  • Парфенов Е. М. Электромеханические модули точного приборостроения - М.: Машиностроение, 1984, 9.42 п.л.
  • Парфенов Е. М., Костиков, Шахнов В. А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование - М.: Радио и связь, 1998.

В 70-е годы признание промышленности получили результаты исследований кафедры, в которых рассматривались вопросы влияния точности компонентов электронных схем на их выходные параметры с учетом воздействия дестабилизирующих факторов: отклонений питающих напряжений, изменений температуры, акустических и вибрационных воздействий и т. п.

Разработаны методики расчета выхода годных изделий при различной степени нагрузки. Эти работы дали возможность проводить целенаправленное конструирование узлов и блоков ЭВМ, осуществлять итерационный процесс совершенствования схемотехнических и конструкторских решений. Высокую оценку промышленности получили результаты научно-исследовательских работ в области автоматизированного проектирования электронных узлов и блоков, а также автоматизации раскладки кабельных соединений, узлов, шкафов и стоек вычислительной и радиоэлектронной аппаратуры.

Была создана подсистема САПР «Монтаж», позволяющая при помощи ЭВМ проводить монтаж плоскими ленточными кабелями с оптимизацией суммарной длины кабелей, оптимизировать расположение шкафов и стоек в пределах отведенных объемов. Работа сотрудников кафедры в области создания прецизионных методов и установок поверхностной очистки полупроводниковых материалов получила высокую оценку специалистов промышленности и была удостоена премии Совета Министров.

В начале 90-х годов была выполнена серия НИР по исследованию возможностей создания электронной аппаратуры на элементах, построенных на принципах высокотемпературной сверхпроводимости. Была доказана принципиальная возможность построения такой аппаратуры, установлен перечень условий и ограничений, разработано автоматизированное рабочее место проектировщика линий связи с использованием таких элементов. Проводимые в течение ряда лет исследования по оптимизации параметров несущих конструкций электронной аппаратуры привели к разработке методологии проектирования и пакета программ для ЭВМ.

В последнее время получило развитие новое направление, связанное с теорией и практикой нейрокомпьютеров и нейросетевых технологий, цифровой обработки сигналов на основе сигнальных процессоров. Сотрудниками кафедры за 30 лет опубликовано более 20 учебников, более 150 учебных пособий, более 200 учебно-методических материалов, более 400 научных статей и монографий.