Информационная поддержка изделий в инновационно-образовательной деятельности вуза

В.В. Морозов, д.т.н., проф., Е.А. Новикова, к.т.н., доц., А.В. Жданов, к.т.н., доц.
Владимирский государственный университет, г. Владимир

Одним из стратегических направлений развития отечественного образования является внедрение инновационных технологий. Национальный проект «Образование» направлен на развитие и стимулирование инновационных механизмов, позволяющих повысить эффективность научно-образовательной деятельности вузов.

Внедрение в вузе инновационных образовательных программ наиболее успешно, когда в регионе существует развитая инфраструктура инновационного сектора, во взаимодействии и сотрудничестве с которым вуз осуществляет свою деятельность. В этом аспекте наиболее перспективной формой реализации такого взаимодействия является организация научно-образовательных центров (НОЦ). Это позволяет создать гибкие учебные планы и организовать систему обучения так, чтобы учитывать насущные интересы предприятий и внедрять в обучение самые передовые инженерные и информационные решения, создать инновационную инфраструктуру вуза, который без такого «интерфейса», аккумулирующего его достижения, не может рассчитывать на быстрое вхождение в мировое научно-образовательное пространство.

Внедрение в учебный процесс инновационных образовательных технологий на базе научно-образовательных центров включает информатизацию обучения, использование телекоммуникационных сетей, развитие материально-технической базы, создание лабораторий удаленного доступа [1]. Показательны уставные цели НОЦ «Физика и химия высокоэнергетических систем» Томского государственного университета: «Главной целью НОЦ является объединение научно-исследовательских и образовательных коллективов, сформировавшихся на базе научных школ…, в научно-образовательный центр международного уровня, деятельность которого направлена как на подготовку высококвалифицированных специалистов, так и на решение фундаментальных и прикладных задач, стоящих перед человечеством в XXI веке» [2]. Вряд ли найдется вуз, который не имел бы в виду вышесказанное, внедряя инновационное обучение!

Данная концепция реализуется в практической деятельности ВлГУ, нацеленной на привлечение инновационных форм и методов обучения в области информационной поддержки изделий (ИПИ). Информационная поддержка изделий подразумевает автоматизацию процессов проектирования и технологической подготовки производства, автоматизацию управленческой деятельности предприятий, создание электронной эксплуатационной документации, внедрение автоматизированных систем заказа и сбыта через Интернет и т.д. Основой для решения поставленной задачи является использование единой интегрированной модели продукта и его жизненного цикла (ЖЦ), описывающей объект настолько полно, что выступает в роли единого источника информации для любых выполняемых в ходе жизненного цикла процессов [3, 4].

Инновационное обучение представляет собой новую технологию в подготовке специалистов с совмещением процесса обучения с исследовательской частью и с непосредственным производством. Это позволяет, во-первых, в процессе обучения привлекать дополнительные средства в подготовку элитных кадров, а во-вторых, осуществлять непрерывное образование для специалистов как на своих рабочих местах, так и в плане вовлечения их в производственную деятельность и обеспечения востребованности будущих специалистов. Но, самое главное, система инновационного обучения должна функционировать на стыке инженерных новаций, последних достижений информационных решений и традиционной науки, будучи своего рода испытательным полигоном новых образовательных моделей и методик.

Таким полигоном в ВлГУ является Учебно-научный центр новых инженерных технологий (УНЦ НИТ) – сертифицированный региональный центр фирм АСКОН, Pro/Technologies и National Instruments по обучению методам и технологиям информационной поддержки изделий в системах КОМПАС, Pro/ENGINEER, Pro/MECHANICA и LabVIEW, управления жизненным циклом поддержки жизненного цикла на базе PLM-решений КОМПАС:Лоцман и Windchill. Инновационная деятельность центра – научная, учебно-методическая и информационно-консалтинговая – направлена на решение задач как по модернизации и информационному перевооружению машиностроительных предприятий региона в соответствии с современным мировым технологическим уровнем информационной поддержки изделий, так и по созданию и внедрению образовательных программ в области ИПИ-технологий.

Опыт обучения студентов в УНЦ НИТ показал востребованность специалистов, владеющих работой в современных CAD/CAM/CAE-системах, системах управления производством, технологиями информационной поддержки жизненного цикла продукции. Вместе с тем, в первые годы деятельности центра обучение новым информационным технологиям инженерной деятельности сдерживалось отсутствием соответствующих дисциплин в рамках государственного образовательного стандарта (ГОС) существующих специальностей.

Поэтому сначала в УНЦ НИТ была выработана интегрированная образовательно-производственная программа подготовки специалистов методам сквозного проектирования и создания полного производственного цикла («проектирование – моделирование – технологическая подготовка – изготовление»). Обучение было организовано в форме целевой контрактной подготовки, при которой заказчиками специалистов выступали машиностроительные предприятия Владимирской области [5, 6]. В основу курсов дополнительной программы легли сертифицированные курсы RAND Technologies. Студенты УНЦ НИТ, распределенные на предприятия, проходят обучение по индивидуальным учебным планам, учитывающим особенности производства, и выполняют реальные дипломные проекты по заказам предприятий. Это позволило приблизить обучение к потребностям предприятий и ускорило процесс адаптации молодых специалистов. Для выпускников колледжей профильных специальностей введена сокращенная форма обучения (очная и дистанционная). Так, выпускники колледжей, имеющие квалификацию оператора станка с ЧПУ, продолжают технологическое образование и получают опыт моделирования в CAM-системах.

Практика обучения в УНЦ НИТ показала перспективность внедрения новых учебных программ и востребованность выпускников на рынке труда. Более того, этот опыт привел к осознанию недостаточности ведения обучения в рамках дополнительной программе, и внедрению программы в основной учебный процесс. А поскольку Учебно-научный центр был сформирован по инициативе и на кадровой и организационной основе кафедры Технологии машиностроения ВлГУ, то на кафедре в рамках специальности 151001 «Технологии машиностроения» с 2000 г. открыт набор по специализации «Компьютерное проектирование и технология производства изделий», а с 2005 г. – по специализации «Информационное управление конструкторско-технологической подготовкой производства».

В учебный план специализаций введены такие дисциплины, как: «САПР в машиностроении (CAD/CAM/CAE-системы)», «Информационные технологии управления производством (CALS-технологии)», «Методы и средства хранения и защиты компьютерной информации», «Автоматизация управления жизненным циклом продукции», «Моделирование процессов жизненного цикла продукции», «Интегрированная логистическая поддержка продукции», а также спецкурсы по сертифицированным программам АСКОН и Pro/Technologies. Таким образом, выпускник новой специализации, получая традиционное технологическое образование, владеет современными методами, технологиями и программными средствами автоматизации инженерной деятельности.

Данная специализация возникла не случайно: при ее создании учтена потребность машиностроительных предприятий не в узких ИТ-специалистах в области PLM-решений, а именно в инженерах-технологах, профессионально владеющих методами и технологиями информационной поддержки жизненного цикла машиностроительной продукции. Внедрение PLM-решений на предприятиях не всегда успешно: ИПИ-система – не коробочный продукт, а совокупность технологий и методов интеграции уже функционирующих систем с системами коллективной работы над созданием среды, позволяющей управлять данными об изделиях. Основная трудность здесь состоит в переходе от пилотного проекта к режиму рабочей эксплуатации, требующем высочайшей координации и взаимопонимания между информационными и технологическими службами.

В 2004 г. в состав образовательной программы подготовки инженера по направлению 220300 «Автоматизированные технологии и производства» открыты новые специальности: 220305 «Автоматизированное управление жизненным циклом продукции» и 220306 «Компьютерные системы управления качеством для автоматизированных производств». Это новые специальности, которая открыты в ведущих вузах России – лидеров инженерного образования: МГТУ им. Н.Э. Баумана, МГТУ СТАНКИН, МИФИ, МАТИ им. К.Э. Циолковского, Самарский государственный аэрокосмический университет.

Необходимость выпуска специалистов по новым специальностям очевидна – это подготовка ИТ-специалистов, владеющих методами конструкторско-технологической и управленческой деятельности. Если указанная выше специализация – это шаг «традиционных» технологов в сторону информационных технологий, то новые специальности – это движение ИТ-специалистов навстречу «традиционным» машиностроительным технологиям, и которые заполняют нишу в области управления качеством и производством машиностроительной продукции. Коротко говоря, по специальности 220305 выпускаются специалисты в области ИПИ-технологий, а по специальности 220306 – в области TQM-технологий (Total Quality Management – Всеобщее управление качеством).

Поэтому для последовательной реализации задач по внедрению ИПИ-технологий в обучение с 2006 г. на кафедре открывается набор по новым специальностям 220305 и 220306. Для этих специальностей разработаны оригинальные учебные планы, которые ориентированы на подготовку специалистов широкого профиля для наукоемкого машиностроения и имеют следующие особенности:

· усилен уровень фундаментальной подготовки по математике и естественным наукам для обеспечения полноценного университетского образования;

· сохранена и расширена номенклатура информационных дисциплин; компьютерная подготовка ведется непрерывно все 5 лет обучения, насчитывает более 50% дисциплин;

· в планах сохранен классический уровень инженерной подготовки кафедры: цикл блока дисциплин специализации включает традиционные технологические курсы из ГОС специальности «Технология машиностроения».

Несмотря на то, что основная задача УНЦ НИТ, связанная с подготовкой специалистов в области ИПИ-технологий, если не решена полностью, то возложена на университет в целом, миссия Центра не закончена. И дело здесь даже не в том, что в центре как структурном подразделении университета, работает наиболее квалифицированный персонал и установлено лицензионное программное обеспечение (хотя это само по себе немаловажно и оправдывает существование центра).

Существование и развитие научно-образовательных центров в области инноваций продиктовано, как ни странно это звучит, теми же обстоятельствами, которые 9 лет назад привели к созданию УНЦ НИТ. Даже если сегодня мы можем с удовлетворением констатировать, что ИПИ- и TQM-технологии внедрены в учебный процесс – время не стоит на месте и каждый день рождаются новые технологии, которые невозможно оперативно внести в учебный план. Кроме того, фирмы-производители ПО в области ИПИ-технологий или их представительства хотя и разрабатывают программы стратегического партнерства с вузами или делают существенные скидки на ПО, но предпочитают работать – в частности, создавать региональные центры, – с коммерчески независимыми структурами. Это выгодно и вузу, поскольку такие центры обеспечиваются учредителем хорошей материально-технической базой (например, станками с ЧПУ и классом с высокопроизводительными станциями, дорогостоящим программным обеспечением). По этим причинам, а также в целях развития инновационного технопарка ВлГУ, в марте 2006 г. образован Центр компетенции Pro/Technologies, призванный обкатывать новейшие ИПИ-технологии, осваивать и внедрять современное ПО [7, 8].

Актуальность и перспективность организации образовательных центров в области инженерных технологий подтверждается созданием и успешным функционированием аналогичных центров в МГТУ им. Н.Э. Баумана, МГТУ СТАНКИН, МЭИ, РГУНиГ им. И.М. Губкина, СПбГИТМО, ТулГУ и др. Научные исследования и методические разработки УНЦ НИТ в области ИПИ-технологий осуществляются при поддержке аналитической целевой программы Рособразования «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 годы)», грантов РФФИ 06-07-96310, 06-07-96504 и 06-07-96312.

Литература

1. Концепция Российского портала открытого образования [online]. – http://www.openet.ru/.

2. Коротаев А.Д., Кузнецов В.М., Шрагер Э.Р. Научно-образовательный центр как элемент реализации стратегии Федерального исследовательского университета [online]. – http://www.tsu.ru/webdesign/tsu/ nfpk.nsf/urls/6A996A4675B3C490C6256EE1001CFB9D/$file/d3_37_9.doc.

3. Норенков И.П., Кузьмик П.К. Информационная поддержка наукоемких изделии. CALS-технологии. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 320 с.

4. Проектирование машиностроительных производств: Учеб. пособие/ В.П. Вороненко, А.Г. Схиртладзе, В.В. Морозов и др. – Владимир: Изд-во ВлГУ, 2004. – 364 с.

5. Морозов В.В., Костерин А.Б. Внедрение CALS-технологий в обучение методам автоматизированного проектирования и оптимизации процессов производства машиностроительной продукции // Конструкторско-технологическая информатика – 2000: Труды IV Междунар. конгресса. – М.: МГТУ СТАНКИН, 2000. – Т. 2. – С. 66–67.

6. Морозов В.В. Опыт внедрения интегрированных систем автоматизированного проектирования и технологии производства изделий при обучении студентов машиностроительных специальностей // Разработка и реализация федерально-региональной политики в области развития науки, новых технологий и образования на инновационных принципах: Сб. науч. трудов. – Владимир: Изд-во ВлГУ, 2002. – Т. 1. – С. 602–604.

7. Новикова Е.А., Стариков А.Н. Организация обучения методам ИПИ-технологии на базе Учебно-научного центра новых инженерных технологий // Виртуальная выставка достижений в области образования: Специализированный портал Федерального агентства по образованию [online]. – http://fair.sssu.ru/view.php?article=1829044250.

8. Открытие Регионального центра компетенции на базе УНЦ НИТ Владимирского государственного университета // Pro/TECHNOLOGIES: Новости и события [online]. – http://www.pro-technologies.ru/news/?id=30.