Информационные технологии в подготовке инженерных кадров

тей и т.п. Научная и научно-практическая деятельность студентов по договорам с предприятиями должна быть определяющей при продолжении обучения в вузе с изучением специальных дисциплин, связанных с выбранным профилем подготовки.

Таким образом, появляется другая модель высшего образования: 2 года активной аудиторной учебы и 2 года активной исследовательской работы в лабораториях или вуза, или предприятий с изучением определенных дисциплин при максимальной индивидуализации обучения.

К развитию кластерных объединений с участием ОмГТУ есть все предпосылки. На протяжении многих лет развивались различные формы взаимодействия кафедр, факультетов и вуза в целом с предприятиями Омского региона: прежде всего это создание и развитие радиотехнического факультета для удовлетворения потребности предприятий специалистами радиотехнического профиля; внедрение в учебный процесс целевой индивидуальной подготовки (ЦИПС); организация филиалов кафедр на предприятиях; защита дипломных проектов и работ, связанных с производственной тематикой на территории предприятий; участие представителей вуза в совместных совещаниях с представителями промышленности по подведению итогов целевой подготовки; включение сотрудников вуза в состав аттестационных комиссий предприятий, определяющих категории молодых специалистов после года работы на производстве; раннее распределение выпускников перед технологической практикой (3-й курс); усиление научно-исследовательской составляющей в учебном процессе путем частичной замены аудиторных занятий (лабораторные работы и практические занятия) работой на предприятии с выполнением ин-

дивидуальных заданий по реальной тематике с монтажом, сборкой, настройкой отдельных узлов и блоков, выполнением курсовых проектов и работ, а также дипломных проектов; корректировка спецкурсов с учетом перспективного развития предприятий; сквозное курсовое и дипломное проектирование по тематике предприятий; создание специализированных лабораторий, оснащенных современными приборами и оборудованием.

Интеграция вуза и профильных предприятий региона должна способствовать активному воспроизводству новых научных знаний и, как следствие, обновлению содержания образовательных программ.

Библиографический список

1. Аржанов В.А., Пшеничникова В.В., Шатохина Л.А. Проблемы взаимодействия вуза и предприятий. Внутривузовские системы обеспечения качества подготовки специалистов : материалы 4-й Международной научно-практической конференции. ГОУ ВПО Государственный университет цветных металлов и золота. — Красноярск, 2006. — 343 с.

2. Белал О.П. Подготовка специалистов в условиях инновационного взаимодействия науки, образования и производства. Проблемы качества образования в современном обществе : сб. ст. 3-й Междунар науч.-практ. конф. — Пенза, 2007. — 301 с.

АРЖАНОВ Валерий Андреевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Радиотехнические устройства и системы диагностики».

Статья поступила в редакцию 02.12.08 г. © В. А. Аржанов

УДК 658 5 О. В. БАТЕНЬКИНА

С. П. ШАМЕЦ

Омский государственный технический университет

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПОДГОТОВКЕ ИНЖЕНЕРНЫХ КАДРОВ_

В статье представлены итоги проведения на базе Омского государственного технического университета студенческих олимпиад по инженерным дисциплинам с применением CAD/CAM/CAE-систем, проведен анализ результатов участников и представлены выводы об уровне подготовки инженерных кадров.

Ключевые слова: системы автоматизированного проектирования (САПР), инженерный анализ, технологическая подготовка производства, информационные технологии в образовании.

В настоящее время Омский государственный технический университет является одним из немногих вузов в России, которые ежегодно проводят Всероссийские студенческие олимпиады по инженерным дисциплинам с использованием современных

систем автоматизированного проектирования и инженерного анализа, интерес к которым с каждым годом неизменно возрастает.

Олимпиады проводятся в виде состязаний студентов в творческом применении знаний и умений по

дисциплинам, изучаемым в высших учебных заведениях, а также в сфере профессиональной подготовленности будущих специалистов [1].

Целью проведения данных мероприятий является:

— совершенствование учебного процесса;

— внедрение в образовательный процесс по общеинженерным дисциплин новых информационных технологий и современных CAD/CAM/CAE/PDM-систем;

— обобщение опыта использования информационных технологий в учебном процессе образовательных учреждений;

— повышение уровня творческой активности и качества подготовки специалистов;

— повышение интереса студентов к избранной профессии;

— выявление одаренной молодежи и формирование кадрового потенциала для исследовательской, административной, производственной и предпринимательской деятельности.

В период с 27 по 31 октября 2008 года в ОмГТУ прошли сразу две Всероссийские студенческие олимпиады (ВСО): «Инженерный анализ» и «Геометрическое моделирование».

Организаторами олимпиад выступили Федеральное агентство по образованию РФ, Правительство Омской области и Омский государственный технический университет. Основными спонсорами олимпиад стали Американский благотворительный фонд поддержки информатизации образования и науки, ООО «Научно-технический центр «Автоматизированное проектирование машин» (г. Королев) — разработчик программного комплекса для инженерного анализа «APM WinMachine».

Инновацией в проведении и организации Всероссийских студенческих олимпиад «Инженерный анализ» и «Геометрическое моделирование» на базе ОмГТУ является их одновременное проведение с учетом следующих факторов:

— олимпиады проводятся по инженерным дисциплинам;

— в качестве инструмента применяются современные информационные технологии — системы автоматизированного проектирования (Solid Works, T-FLEX CAD, Компас-3D) и инженерного анализа (APM WinMachine);

— олимпиадные задания отличаются повышенной сложностью и представляют собой реальные производственные конструкции, требующие фундаментальных знаний и практических навыков для их решения;

— оценка работ производится ведущими учеными и специалистами предприятий из реальных секторов промышленности;

— проведение олимпиад на базе одного вуза в течение одной недели.

Все эти факторы позволяют вузам-участникам комплектовать комплексные команды, способные решать широкий спектр инженерных задач (в данном случае конструирования и анализа), а следовательно, мотивирует повышение качества подготовки специалистов системой высшего профессионального образования.

Олимпиада «Инженерный анализ» проводилась по двум номинациям с использованием CAE-системы APM WinMachine:

— «Решение расчетно-проектировочных задач».

В личном зачете участникам было предложено спроектировать противопогодное укрытие для мобильного оборудования по следующим параметрам (рис. 1):

Рис. 1. Схема противопогодного укрытия для мобильного оборудования

1. Габаритные размеры оборудования в транспортном положении: длина 20 м, ширина 3,6 м, высота 4 м.

2. Габаритные размеры оборудования в рабочем положении: длина 30 м, ширина 7 м, высота 5,5 м.

3. Конструкция должна обеспечивать проезд автопоезда под укрытие с торцевой стороны и монтаж его в рабочее положение.

4. От дождя и снега оборудование должно быть защищено крышей. С двух сторон (по осям X и У) конструкция должна быть защищена от ветра. Две другие, по условиям эксплуатации оборудования, должны быть открыты и максимально освобождены от металлоконструкций.

5. Для установки подъемно-транспортного оборудования центральная поперечная балка перекрытий должна воспринимать нагрузку, равную 60 кН.

6. Коэффициент запаса прочности по пределу текучести должен быть не ниже 1,7.

7. Коэффициент запаса устойчивости — не менее

1,5.

8. Ветровую нагрузку принять по 6-му ветровому региону и типу местности С.

9. Снеговую нагрузку принять по 4-му снеговому району.

— «Проектирование конструкций» — в командном зачете участники должны были спроектировать металлоконструкцию и привод детского аттракциона «Колесо обозрения» по заданным параметрам (рис. 2):

1. Диаметр по осям крепления кабинок 5 м.

2. Высота центральной оси от уровня стояния 3,8 м.

3. Количество подъемных мест 6 х 2.

4. Длина кабинки 1 м, ширина — 0,6 м, высота 1,1 м.

5. Грузоподъемность одной кабинки 60 кг (без учета массы самой кабинки).

6. Расположение привода на уровне стояния аттракциона.

7. Частота вращения двигателя 750 об/мин.

8. Линейная скорость кабинки 1 м/с.

9. Мощность привода принять 4 кВт.

10. Коэффициент запаса прочности по пределу текучести должен быть не ниже 6.

11. Коэффициент запаса устойчивости не менее 4.

12. Ветровую нагрузку не учитывать.

В соревнованиях выступило 19 участников из 8 команд вузов РФ:

1. Омского государственного технического университета (ОмГТУ);

Рис. 2. Схема конструкции детского аттракциона «Колесо обозрения»

2. Уральского государственного горного университета (УрГГУ, г. Екатеринбург);

3. Омского государственного университета путей сообщения;

4. Уфимского государственного нефтяного технического университета;

5. Мичуринского государственного аграрного университета (МичГАУ, г. Мичуринск, Тамбовской области);

6. Сибирского федерального университета (г. Красноярск);

7. Омского государственного аграрного университета (ОмГАУ);

8. Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДА, г. Омск).

В качестве членов жюри приняли участие ведущие ученые, специалисты промышленных и проектных организаций, Министерства промышленной политики, транспорта и связи Омской области.

При оценке работ участников в качестве основных критериев жюри учитывало:

— знания по дисциплине, умение интерпретировать и актуализировать их;

— оригинальность мышления, творческий подход в применении знаний и умений, приобретенных за время обучения в вузе;

— объем выполненного задания;

— правильность нагружения конструкции;

— соответствие конструкции заданным в задании требованиям;

— предоставление результатов в виде отчета и комплекта конструкторской документации.

По результатам соревнований призовые места в личном зачете были распределены следующим образом:

1 место — Евдокимов Илья, ОмГТУ (рис. 3).

2 место — Шмидт Александр, ОмГАУ.

3 место — Назаренко Леонид, ОмГТУ.

В командном зачете победителями стали:

1 место — команда МичГАУ (рис. 4, 5).

2 место — команда ОмГТУ.

3 место — команда УрГГУ.

Параллельно с проведением олимпиады «Инженерный анализ» состоялся семинар «Комплекс APM Civil Engineering — универсальная среда для расчета и проектирования металлических, деревянных, железобетонных и армокаменных конструкций», напрямую связанного с тематикой олимпиады, с участием

представителя ООО «НТЦ «Автоматизированное проектирование машин». На семинаре присутствовали сотрудники омских проектных и строительных организаций, преподаватели вузов.

Вторая олимпиада на базе Омского технического университета «Геометрическое моделирование» также проводилась по двум номинациям: «Трехмерное моделирование деталей» в личном зачете и «Трехмерное моделирование сборочных единиц» в командном, с использованием систем автоматизированного проектирования Компас-3D, T-FLEX CAD, SolidWorks.

В олимпиаде приняли участие 53 человека из 16 команд вузов России и Казахстана:

1. Омский государственный технический университет;

2. Уральский государственный горный университет (г. Екатеринбург);

3. Алтайский государственный технический университет (г. Барнаул);

4. Омский государственный аграрный университет;

5. Самарский государственный технический университет (филиал в г. Сызрани);

6. Рубцовский индустриальный институт (г. Рубцовск, Алтайский край);

7. Тюменский государственный нефтегазовый университет;

8. Омский государственный университет путей сообщения;

9. Томский политехнический университет;

10. Уфимский государственный нефтяной технический университет;

11. Алтайский государственный аграрный университет (г. Барнаул);

12. Оренбургский государственный университет;

13. Мичуринский государственный аграрный университет;

14. Сибирский федеральный университет;

15. Самарский государственный аэрокосмический университет им. Академика С. П. Королева;

16. Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия.

В первой номинации участникам было необходимо по чертежу детали выполнить 3D модель, получить с нее чертеж и оформить его в соответствии с требованиями ЕСКД (рис. 6).

В командном зачете участники должны были по сборочному чертежу выполнить 3D сборку приспособления, рабочие чертежи указанных позиций деталей (рис. 7).

Традиционно работы конкурсантов оценивало компетентное жюри, в состав которого входят ведущие специалисты предприятий, организаций и вузов.

В качестве критериев оценки работ участников в номинациях принимались следующие параметры:

1. Правильность построение 3D модели.

2. Полнота построения 3D-сборки.

3. Оптимизация операций построения трехмерной модели.

4. Выполнение чертежа детали с 3D модели в соответствие с ЕСКД.

В личном зачете в номинации «Трехмерное моделирование деталей» победителями стали:

1 место — Мартьянов Антон, Тюменский государственный нефтегазовый университет (рис. 8).

2 место — Фоминцев Владимир, Тюменский государственный нефтегазовый университет.

3 место — Яковлева Яна, Сибирский федеральный университет.

Рис. 3. Расчетная схема конструкции укрытия, разработанная победителем олимпиады «Инженерный анализ» в личном зачете — Евдокимовым Ильей

Рис. 4. Расчетная схема металлоконструкции аттракциона, представленная победителями олимпиады «Инженерный анализ» в командном зачете -командой Мичуринского государственного аграрного университета

Рис. 5. Расчетная схема конструкции кабинки аттракциона, разработанная победителями олимпиады

11

Рис. 6. Чертеж детали «Корпус» — задание олимпиады «Геометрическое моделирование» в номинации «Трехмерное моделирование деталей»

Рис. 7. Сборочный чертеж приспособления — задание олимпиады «Геометрическое моделирование» в номинации «Трехмерное моделирование деталей»

Рис. 8. 3D-модель детали «Корпус», выполненная победителем олимпиады «Геометрическое моделирование» в личном зачете Мартьяновым Антоном

Рис. 9. 3D-модель приспособления, выполненная победителями олимпиады «Геометрическое моделирование» в командном зачете — командой филиала Самарского государственного технического университета в г. Сызрани

В командном зачете в номинации «Трехмерное моделирование сборочных единиц» победителями стали:

1 место — команда филиала Самарского технического университета (г. Сызрань) (рис. 9).

2 место — команда ОмГТУ.

3 место — команда Сибирского федерального университета.

Победители олимпиад награждены дипломами и призами, полученными от спонсоров, а победители в личном зачете рекомендованы к получению премии Правительства РФ в соответствии с Указом Президента Российской Федерации «О мерах по подготовке талантливой молодежи» [2, 3].

Следует отметить, что уровень подготовки участников олимпиады высокий, при этом в ряде вузов ведется постоянная дополнительная подготовка студентов и проводится тщательный отбор для участия в олимпиадах столь высокого ранга.

Но анализ результатов участников двух олимпиад показал и ряд проблем, имеющих место в учебном процессе подготовки инженерных кадров, таких как:

— нехватка теоретических знаний, что в большей степени относится к результатам олимпиады «Инженерный анализ». При выполнении заданий данной олимпиады не многие студенты смогли грамотно разработать конструкцию, правильно распределить нагрузку, провести расчеты.

— при моделировании трехмерных изделий не все участники смогли правильно прочитать чертеж задания, что говорит о недостаточной степени подготовки в области черчения и инженерной графики;

— при достаточно хорошей степени теоретической подготовки участников недостаточный уровень владения навыками работы в системах автоматизированного проектирования и инженерного анализа. Данная проблема характеризуется, прежде всего, самостоятельностью изучения студентами навыков работы в CAD/CAE-системах вследствие неиспользования или недостаточного использования новых технологий в учебном процессе.

В период проведения олимпиад состоялся «круглый стол» по обмену опытом преподавания инженер-

ных дисциплин с применением современных информационных технологий. Руководители команд-участников олимпиад и преподаватели омских вузов обсудили вопросы научно-методического обеспечения образовательного процесса, организации обучения студентов с использованием различных программных продуктов, дистанционных образовательных технологий и ряд других вопросов.

Для построения системы подготовки кадров по инженерным специальностям на основе CALS-тех-нологий по схеме «проектирование — инженерный анализ — технологическая подготовка производства» Омский государственный технический университет расширяет перечень студенческих олимпиад по инженерным дисциплинам. Так, 25 ноября 2008 года в ОмГТУ впервые была проведена региональная студенческая олимпиада «Технологическая подготовка производства».

В олимпиаде приняли участие 5 команд из высших и средних профессиональных образовательных учреждений г. Омска и 2 команды из Восточно-Казахстанского и Семипалатинского университетов Республики Казахстан.

В качестве задания участникам было предложено по чертежу детали выполнить чертеж заготовки с использованием систем KOMnAC-3D, T-FLEX CAD, AutoCAD, спроектировать маршрутный и операционный техпроцессы изготовления детали и оформить документацию в соответствии с ЕСТД (рис. 10).

По результатам выполнения задания победителями олимпиады стали:

1 место — команда Восточно-Казахстанского технического университета.

2 место — команда Омского государственного технического университета.

3 место — команда Семипалатинского государственного университета.

Победители были награждены дипломами и призами, предоставленными спонсорами олимпиады — крупнейшими IT-компаниями города Омска.

Проведение данной олимпиады позволило определить существующий уровень подготовки специалистов в области технологии машиностроения, а также

Рис. 10. Задание олимпиады «Технологическая подготовка производства»

обозначить дальнейшее направление ее развития — проведение соревнований в двух номинациях в личном и командном зачете, использование в качестве инструмента проектирования различные системы автоматизированного проектирования технологических процессов.

Проанализировав итоги студенческих олимпиад последних лет, можно с уверенностью сказать, что проведение подобных мероприятий способствует повышению уровня творческой активности и качества подготовки студентов по инженерным дисциплинам, внедрению в образовательный процесс инженерных дисциплин новых информационных технологий и современных CAD/CAM/CAE-систем, позволяет обобщить опыт использования информационных технологий в учебном процессе образовательных учреждений России и Казахстана.

Учитывая уже имеющийся опыт организации и проведения студенческих олимпиад, Омский технический университет в 2009 году готовится к проведению олимпиад международного уровня.

Библиографический список

1. Приказ Федерального агентства по образованию Российской Федерации от 31 марта 2008 г. № 261 «Об организации и проведении Всероссийской студенческой олимпиады в 2008 году» (ВСО).

2. Указ Президента Российской Федерации от 6 апреля 2006 г. № 325 «О мерах по подготовке талантливой молодежи».

3. Постановление Правительства Российской Федерации от 27 мая 2006 г. № 311 «О премии для поддержки талантливой молодёжи».

БАТЕНЬКИНА Оксана Васильевна, кандидат технических наук, заместитель начальника Центра информационных технологий Омского государственного технического университета. ШАМЕЦ Сергей Парфирьевич, кандидат технических наук, доцент, начальник Центра информационных технологий Омского государственного технического университета.

Статья поступила в редакцию 23.12.08 г. © О. В. Батенькина, С. П. Шамец