Математическое моделирование новых материалов позволяет существенно увеличивать скорость разработки новых версий продуктов. В этом многие производители из разных отраслей промышленности уже убедились на собственном опыте.
В современной экономике именно математический расчет дает импульс к развитию практически любой отрасли промышленности. Любая оптимизация в науке и технике предполагает проведение большого количества экспериментов, попыток найти наилучшую конфигурацию, форму, конструкцию в сочетание с каким-то материалом, которые приведут к оптимальному целевому функционалу. Именно эту задачу и выполняет математическое моделирование, без которого сегодня многие отрасли экономики вообще не могут развиваться.
К примеру, производство полимерных композитных структур. Именно такой эффект от внедрения матмоделирования получили в компании-производителе инновационных нагревательных элементов на основе электропроводящих «АрктикТекс» . Внедрение в производственный процесс математической модели прогнозирования зависимости свойств полимерных композитных структур от типа и формы наполнителей и технологии изготовления дало возможность расширить производственные мощности компании в 3 раза. Модель была создана совместно с Фондом инфраструктурных и образовательных программ (входит в контур Группы РОСНАНО) и учеными Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна.
В рамках разработанной образовательной программы профессиональной переподготовки было обучено 49 специалистов в этой сфере, а на базе Балтийского федерального университета им. Иммануила Канта создана общеобразовательная программа «Smart textiles, математическое моделирование и программирование» для школьников.
Успешно использует математические методы для моделирования коррозионной стойкости и прогнозирования текущих и новых рецептур конструкционной стали специалисты ПАО «Северсталь». Образовательная программа, созданная Институтом металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН и Московским политехническим университетом, стала настолько востребованной, что по ней обучились уже два потока слушателей. Разработанные в ее рамках алгоритмы позволяют снизить расходы на технологическую апробацию новых рецептур коррозионностойких сталей практически в 4 раза и заместить зарубежные программные продукты для моделирования.
Методы математического моделирования применяются и в фармацевтической отрасли как за рубежом, так и в РФ. Они используются для доклинических и клинических испытаний новых лекарств. Построение моделей позволяет сократить число пациентов, участвующих в экспериментах, и, соответственно, затраты на их проведение, и ускоряет вывод новых препаратов на рынок до полугода. На Западе математические модели в фармацевтике появились еще в 1970-х годах. Сегодня во многих странах такие модели обязательны для регистрации новых лекарств. В некоторых случаях при помощи математического моделирования можно вдвое или даже втрое заменить реальные эксперименты виртуальными.
Математическое моделирование привело к качественному скачку такую отрасль, как нефте- и газодобыча. Во время добычи важно активное воздействие на нефтяной пласт. Из одних скважин добывают нефть, а через другие как раз оказывается воздействие на этот пласт путем закачивания туда воды. В таком случае создается избыточное давление, под воздействием которого нефть вытесняется из пласта и идет в нефтедобывающую скважину. И на этом этапе возникает вопрос оптимизации - как сделать так, чтобы нефть добывалась долго, стабильно и без потерь? Такие расчеты делаются при помощи математического моделирования.
