Виртуальный научный коллектив как форма подготовки специалиста в области авиадвигателестроения

Размещено на http://www.allbest.ru//

100

Размещено на http://www.allbest.ru//

Уфимский государственный авиационный технический университет

Виртуальный научный коллектив как форма подготовки специалиста в области авиадвигателестроения

Кривошеев И. А.

Современные CALS (ИПИ)/ILS (ИЛП)-технологии компьютерной поддержки жизненного цикла (ЖЦ) изделий (например, авиационного двигателя), широко внедряемые в промышленности, предполагают формирование, развитие, взаимную идентификацию моделей - между собой, по результатам в испытаний и мониторинга состояния изделий, использование для каждой стадии ЖЦ соответствующих моделей, стандартов, методик и программных средств. Среди них методологии SADT или RUP, CASE-технологии (IDEF - ERWin, BPWin, OOWin, UML- Rational Rose, MsProject, SODA, Requisite Pro) CAD/CAE/CAM/PDM, ILSтехнологии, реализуемые на основе стандартов STEP (ISO 10303), MANDATE (ISO 15531), библиотек P-LIB (ISO 13584), и т.д. С учетом повсеместно внедряемой технологии КИП (компьютеризированного интегрированного проектирования и производства) на предприятиях (в частности в авиамоторных ОКБ и на серийных заводах) производится реорганизация (реинжиниринг) проектирования, изготовления и доводки наукоемких изделий (таких как авиационный ГТД).

Для организации информационного фонда отдельных ОКБ и отрасли в целом одним из авторов [Кривошеев 2004, Кривошеев 2005] предложены методы построения библиотек структурных элементов (функциональных, конструкторских, технологических), метод сетевого представления взаимосвязи их параметров (позволяющий реализовать оригинальную CASE-технологию), версия системы поддержки принятия решений (СППР) в процессе проектирования ГТД и т.д. Внедрение полученных результатов на предприятиях показало, что новая технология системной разработки сложных изделий (таких, как авиационный ГТД) требует изменений в организации работ. На уровне предприятия и отдельных подразделений в структуре появляются новые специалисты, а также отделы и группы. Меняются функции и роль специалистов, традиционно занятых в ОКБ, на заводах и в сфере эксплуатации изделий. В новой технологии «узкие специалисты» формируют классификаторы, карты сетевого представления моделей ФЭ, КЭ и ТЭ, экспертно или, проводя статистический анализ; заполняют базы статистической информации для принятия решений (БДст) - строки для экстремальных точек, параметры распределения, физические границы для альтернатив; участвуют в формировании библиотек моделей. При проектировании конкретного изделия эти специалисты принимают участие в анализе результатов (которые получают специалисты по автоматизированному проектированию), в назначении границ и весовых коэффициентов, в наращивании моделей (добавлении в модели учитываемых факторов). При проектировании «сверху вниз» модели формируются специалистами - ведущими по изделию, по узлам и т.д., которые, по мере необходимости, прибегают к помощи «узких специалистов».

С учетом этого технические вузы вынуждены менять номенклатуру специальностей и характер подготовки специалистов. При этом актуально использование CALS-технологий - для реинжиниринга (реорганизации) учебного процесса. Так, например, при рассмотрении функциональных IDEF- моделей жизненного цикла изделий можно обнаружить, что специалисты здесь присутствуют в составе «механизмов» реализации блоков переработки информации и в составе элементов управления. Применение методологии SADT и методик IDEF для структурного анализа существующих технологий подготовки специалистов (рабочих планов и т.д.) и «жизненного цикла специалиста» позволяет получить соответствующие модели в форматах функциональных IDEF0, информационных IDEF1X и динамических IDEF3. Альтернативный подход на основе методологии RUP позволяет получить Use Case-диаграммы в нотации языка UML, в автоматизированном режиме получить матрицы инцидентности, диаграммы Ганта, автоматизировано оттранслировать или откомпилировать их в исполняемые (на языках С++, Visual Basic) приложения, т.е. реализовать и развивать информационную среду, поддерживающую новую организацию подготовки кадров. Все это позволяет привести образовательный процесс в соответствие с CALS-технологией обеспечения всех стадий жизненного цикла изделий определенных классов.

Изменения в организации учебного и научного процессов не могут не затронуть основные организационные структуры университета. Современные информационные и коммуникационные технологии предполагают сопровождать реорганизацию (реинжиниринг) процессов стандартизованным набором формализованных IDEF (или UML) - моделей. Среди них сетевые структуры, которые в данном случае изображаются как функционально-структурные единицы деятельности технических университетов. При этом также возможны различные варианты. Наиболее заслуживающий внимание вариант приведен в работе [Емельянов, Тарасов 2002: 87-94]. В ней в качестве базовых сетевых организаций высшего технического образования предлагаются распределенные, расширенные и виртуальные кафедры, которые разделяются по виду узлов сети и уровню их кооперации и координации. В этой работе введено понятие «виртуальная кафедра». По существу авторами (по аналогии с популярной в CALS концепции виртуальное предприятие) предложена разновидность сетевой, компьютерно-интегрированной организации, состоящей из неоднородных, свободно взаимодействующих агентов (людей и виртуальных агентов), находящихся в различных местах. Она представляет собой сложное переплетение реальных и виртуальных структур, приводящее к синергетическим эффектам, которые способствуют возникновению новых функциональных возможностей. С одной стороны, такая кафедра не существует в реальном физическом пространстве, а создается путем информационной интеграции требуемых педагогических, учебно-методических, программно-технических и других ресурсов, отбираемых с различных кафедр, факультетов и вузов. Электронным путем формируется искусственная организация, которая функционирует в виртуальном пространстве.

На практике такая организация учебно-научной деятельности рассматривается как перспективная. Создать виртуальную кафедру, т.е. не имеющую базовых структур в реальном пространстве, не так-то просто. Мешает и существующий консерватизм, возникают и организационные сложности. Но вполне реально использовать элементы виртуальности. Например, формировать виртуальные кафедры, используя ресурс и опыт двух кафедр (авиационных двигателей и технологии машиностроения) при сквозном дипломном проектировании.

Многолетний опыт работы со студентами, выполнение научных проектов, тесная работа с предприятиями подтолкнули к идее создания если не виртуальной кафедры, то хотя бы виртуального научного коллектива с участием студентов, аспирантов, докторантов и научных сотрудников.

Что такое «виртуальный коллектив»? В [Бондаренко 2006: 99-103] приводится определение американских исследователей Энтони Таунсенд, Энтони Хендриксон и Сэмуэля ДеМари: «виртуальный коллектив» - это «группы географически и/или организационно рассеянных коллег, которые, чтобы выполнить организационную задачу, собираются вместе, используя комбинацию телекоммуникаций и информационных технологий».

На кафедре АД УГАТУ имеется опыт сквозной подготовки бакалавр - магистрант - аспирант - преподаватель (или научный сотрудник) - докторант в области информационной поддержки жизненного цикла ГТД. Студенты, уже начиная с 1 курса, активно привлекаются к научной работе (так называемая индивидуальная работа). Пришедшему студенту преподаватель, выполняющий научные работы в рамках НИЛ САПР-Д кафедры АД, задает ряд наводящих вопросов об интересах, о том, чем бы он планировал заниматься после окончания вуза и где работать, в чем он видит свое призвание: производство (авиамоторные ОКБ, авиационные и энергомашиностроительные заводы, эксплуатирующие организации), нефте- и газодобывающая отрасль (наземное применение газотурбинных двигателей), энергетика, транспортировка энергоресурсов. Возможно, кто-то желает заниматься наукой (отраслевые НИИ - ЦИАМ, ВИАМ, НИИД, ЦАГИ), преподавать (авиационные, политехнические вузы).

Студент получает задание, совпадающее с его интересами и с направлением работ НИЛ САПР-Д. На 1 курсе, имея минимальные знания, студенту выдается конкретное задание, например, провести информационную проработку по заданной тематике. В процессе работы студент приобретает определенные навыки, консультируясь у преподавателя, приобретает знания. По мере работы студента задание усложняется. Тема дипломного проекта (для инженера), выпускной квалификационной работы (бакалавра) или магистерской диссертации неразрывно связана с тематикой проектов, выполняемых в НИЛ САПР-Д в рамках хоздоговоров, грантов и научно-технических программ. Все выпускные квалификационные работы, дипломные проекты, магистерские, кандидатские, докторские диссертации базируются на выполняемых реальных проектах (договора с предприятиями, отраслевые программы, гранты). При этом студенты и аспиранты либо работают в НИЛ САПР-Д на конкретных темах, либо в соответствующих подразделениях предприятий, набирают материал для дипломных проектов, магистерских и кандидатских диссертаций, апробируют и внедряют основные научные и практические результаты.

В штате лаборатории - 20 человек (большинство сотрудников - студенты и аспиранты). За каждым «взрослым» научным руководителем-преподавателем закреплены по 1 аспиранту и по 1-2 студента (небольшие научные группы по темам лаборатории). Под лабораторию выделена небольшая комната с 5 компьютерами. Руководит лабораторией - декан факультета. Дефицит всего: времени у руководителя, что бы назначать совещания и оперативки, площадей и компьютеров, что бы разместить всех сотрудников. Но современные средства (наличие компьютеров, в т.ч. и портативных, носителей -flash, мобильные жесткие диски у студентов, доступ в Интернет, мобильные телефоны) позволяют научному руководителю координировать дистанционно работу как лаборатории, так и научных групп, а так же отдельно помогать студентам, магистрантам, аспирантам в решение сложных ситуаций. Студенты дистанционно, например, в период преддипломной практики общаются с преподавателем, между собой, согласовывая те или иные аспекты своей работы. Аспиранту нет нужды сидеть в лаборатории за компьютером и выполнять выданное ему задание, он по своему желанию может это сделать и дома, либо на предприятии, где он желает продолжить свою дальнейшую карьеру.

«Виртуальность» позволяет оперативно решать сложные вопросы, вовлекая множество специалистов. Небольшой пример: в рамках Инновационного образовательного проекта (ИОП УГАТУ) на кафедре АД принято решение по созданию автоматизированного лабораторного комплекса SCADA - управления, контроля, регистрации параметров и обработки результатов испытаний (на основе LabVew и технологий фирмы National Instruments) осевой ступени компрессора. Уже на начальном этапе работ к данному комплексу проявили интерес (причем, самостоятельно) дипломник, магистрант (далеко не отличники), аспирант. Под руководством профессора они практически самостоятельно организовали закупку средств автоматизации, стыковку имеющейся установки с новым автоматизированным комплексом. Ими постоянно ведется виртуальное общение со специалистами поставщика по некоторым рабочим моментам, между собой. Эта работа «виртуального» коллектива дает вполне ощутимый результат: подготовлен дипломный проект, магистерская диссертация; аспирант, занялся преподавательской деятельностью и ведет практические занятия и курсовой проект, связанный с данной установкой, прошел стажировку по SCADA-системе LabView, CAE-системе StarCD; меняется ракурс подготовки по одной из ведущих дисциплин «Теория и расчет лопаточных машин» с учетом новых методов моделирования и экспериментальных исследований.

Такой опыт работы позволил выявить следующую закономерность: даже не лучшие студенты при таком подходе начинают выдавать хороший результат. И таких случаев в нашей практике немало. Если дипломнику даешь задачу на уровне кандидатской диссертации (а аспиранту на уровне докторской), то, решив задачу хотя бы частично, молодой человек начинает уважать себя, перед ним открываются перспективы дальнейшего развития. Такие дипломники, уехав на север, в другие отдаленные уголки, работая на газоперекачивающих станциях, на заводах и в КБ, продолжают поддерживать связь с лабораторией, стараются продолжить творческую работу.

виртуальный коллектив научный реинжиниринг

Список использованной литературы

Бондаренко, С. В. Коммуникативная модель деятельности экспертов Центров публичной политики с использованием возможностей телекоммуникационных сетей // Публичная политика-2005: Сборник статей / Под ред. М. Б. Горного и А. Ю. Сунгурова. - СПб.: Норма, 2006. - С. 99-103.

Емельянов, В. В., Тарасов, В. Б. Виртуальная кафедра в техническом университете // Сб. трудов МГТУ им. Н. Э. Баумана. - 2002. - С. 87-94.

Кривошеев, И. А., Яруллин, Т. Р., Сапожников, А. Ю. и др. Методы и средства для внедрения компонентов CALS-технологий в авиадвигателестроении // Приложение к журналу «Информационные технологии». - № 3. - 2004.

Кривошеев, И. А., Кожинов, Д. Г., Горюнов, И. М., Ахмедзянов, Д. А., Харитонов, В. Ф., Иванова, О. Н. Методы и средства системной разработки сложных объектов на основе имитационного сетевого моделирования и технологии МетаСАПР (Framework) // Приложение к журналу «Информационные технологии». - № 4. - 2005. - 32 с.

Размещено на Allbest.ru