Экономические и социальные аcпекты создания и использования виртуального лабораторного оборудования

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 621.313

Кременчугский государственный политехнический университет

Институт электромеханики, энергосбережения и компьютерных технологий

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И СОЦИАЛЬНЫЕ АCПЕКТЫ СОЗДАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВИРТУАЛЬНОГО ЛАБОРАТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Кравченко К.П.

Введение

Реформа высшей школы Украины, осуществляемая в настоящее время, предусматривает постепенный переход на двухуровневый принцип подготовки: первый - базовый или бакалаврский уровень, и второй - магистерский. Количество выпускаемых магистров должно естественным образом определяться потребностями народного хозяйства в специалистах того или иного профиля. Механизмов, которые позволяли бы определять реальную потребность магистров для промышленности, науки, учебных заведений в настоящее время нет. Они начнут функционировать не ранее, чем через 15-20 лет, когда рыночные отношения станут вполне цивилизованными, когда реальная конкуренция коснется и главной продукции вузов - их выпускников. Вопрос конкурентоспособности в высшей школе даже не начал обсуждаться. Дискуссия касается вопроса, какие вузы должны пользоваться правительственными преференциями, а какие - нет. Коренная перестройка должна касаться сути, а не названий. Процессы повышения качества подготовки выпускников должны генерироваться непосредственно кафедрами, институтами: при минимальном государственном обеспечении учебного процесса невозможно реализовать в полном объеме команды и влияние “сверху”. Реализация любого мероприятия без финансового обеспечения невозможна. Возможности существенно могут быть расширены с учетом беспрецедентно выгодно сложившейся ситуации: интенсивное развитие компьютерных средств и технологий на их базе.

При этом осуществляется интеграция учебного процесса, науки и их связей с производством. Полагается, что часть общего объема компьютерных технологий создается непосредственно в ходе развития и совершенствования учебного процесса. Идея создания виртуальных комплексов-тренажеров заслуживает самого серьезного внимания в силу слабого технического обеспечения лабораторий и невозможности полного охвата студентами конкретной работы на промышленном оборудовании.

Цель работы. Обоснование необходимости создания виртуальных исследовательских комплексов для учебных и исследовательских целей. Виртуальные комплексы - это не компьютерные модели. Это - компьютеризированные версии реального лабораторного оборудования, включающие математические модели реальных устройств и систем. Такое оборудование, по мнению разработчиков таких комплексов, является общедоступным [2].

Материал и результаты исследования. Важными являются экономические аспекты при разработке и использовании такого оборудования:

- определение объема и стоимости оборудования для осуществления учебного процесса по той или иной дисциплине;

- определение стоимости разработки оборудования с определенными учебно-методическими возможностями;

- определение возможного эффекта от всесторонней подготовки на уровне, предшествующем работе на реальном, промышленном оборудовании, что упрощает функциональные и защитные возможности оборудования;

- разработка полных математических моделей, которые позволяют решать целый ряд задач научного характера при реализации конкретных связей с промышленными предприятиями и научными организациями;

- обоснование того, что достаточно полная подготовка к работе с оборудованием позволяет существенно сократить срок адаптации в производственных условиях в тех случаях, когда выпускник входит в состав персонала тех или иных производственных структур.

виртуальный исследовательский компьютеризирвоанный математический

Анализ этих вопросов может быть выполнен при объективной оценке возможностей выпускника вуза, имеющего определенный образовательный уровень при использовании виртуального лабораторного оборудования.

Вполне очевиден эффект от создания виртуальных комплексов (ВК). Условно разделим результаты, полученные от создания ВК, на две группы: экономический и социальный эффект. Остановимся на разъяснении каждой из составляющих этих групп.

Экономический эффект, получаемый за счет использования виртуальных комплексов.

Созданная виртуальная система позволяет выполнять весь комплекс лабораторных работ, предусмотренных учебной программой дисциплины, в то время как реальное оборудование рассчитано на выполнение только конкретных работ. Виртуальные комплексы обеспечивают фронтальное выполнение лабораторных работ, т.е. отпадает необходимость тиражирования однотипного оборудования. Таким образом, виртуальный комплекс может заменить целый ряд лабораторных стендов. Это повлечет за собой сокращение эксплуатационных затрат, особенно в части текущего ремонта, амортизации и заработной платы обслуживающего персонала.

При этом справедливо:

, (1)

где ЭЗ - эксплуатационные затраты; АО - амортизационные отчисления; ТР - затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание; С_э - стоимость израсходованной электроэнергии; Пр - прочие расходы (1% от стоимости оборудования).

Таким образом, рассчитав общие затраты по нескольким физическим стендам и одному виртуальному, можно найти первую составляющую экономического эффекта:

Э₁=ЭЗ_б-ЭЗ_н. (2)

В процессе проведения лабораторных работ происходит выход из строя элементов стенда (блоков или деталей). Это влечет за собой определенные материальные затраты на текущий ремонт и восстановление установки. Материальный ущерб в этом случае определяется следующим образом:

, (3)

где ЗП - заработная плата ремонтно-обслуживающего персонала с учетом начислений; МЗ - материальные затраты на устранение неисправностей.

Работа с виртуальным комплексом дает возможность визуально увидеть ошибки, разобраться и устранить их без особых затруднений (материальных, временных, физических). Таким образом, экономический эффект в этом случае, достигается за счет уменьшения материального ущерба.

Э₂=У_э. (4)

Стоимость виртуального исследовательского комплекса включает в себя затраты на создание программ, расходы на лицензирование и стоимость вычислительного комплекса. Это значительная сумма, но она не превышает стоимости отдельно взятых стендов. Таким образом, получим следующую составляющую экономического эффекта:

Э₃= К_Вб - К_Вн, (5)

где К_Вб - капитальные затраты на физические стенды, включая расходы на доставку и монтаж;

К_Вн - капитальные вложения в виртуальный исследовательский комплекс.

На сегодняшний день огромную популярность приобретает дистантная форма обучения. Виртуальные комплексы - одна из составляющих этой формы. С учетом всех затрат на обучение, экономическая эффективность такого подхода очевидна: сокращаются материальные расходы на получение образования, текущие расходы (связанные с оплатой за проезд, питание, проживание для студентов), экономится рабочее время.

В данном случае эффект можно выразить следующим образом:

Э₄=З_обуч+З_тек, (6)

где З_обуч - материальные затраты на обучение;

З_тек - текущие расходы (комплектующие к физическому стенду, расходы на проезд и т.д.).

Рассмотренный эффект за счет внедрения дистантного обучения на ВК также можно отнести и в группу социального эффекта. Это объясняется тем, что студент занимается самостоятельно, в свободное время, имеет определенную “свободу действий”, со временем приобретает опыт и навыки работы.

Социальный эффект можно определить так.

Процесс выполнения лабораторных работ на ВК занимает значительно меньшее время чем на физической установке, т.е. трудоемкость работ будет снижаться. Уровень снижения трудоемкости можно определить следующим образом:

, (7)

где Т_б, Т_н - трудоемкость выполнения работ на физических стендах и виртуальной модели соответственно, чел.-ч/ед. работы.

Аналогично определяется и уровень увеличения производительности выполняемых работ:

,

где ПТ_б, ПТ_н - производительность (количество выполняемых работ одним студентом) на физических стендах и виртуальной модели, ед.

За время обучения на виртуальных комплексах выполняется большее количество работ, чем при тех же условиях на физической модели. Поэтому можно говорить о том, что студент более подготовлен и имеет достаточный опыт для работы с электрическим оборудованием. Это позволит ему достаточно быстро войти в производственный процесс, т.е. сократить время адаптации в условиях предприятия.

Вторая составляющая социального эффекта - сокращение времени подготовки научных исследований. Это имеет значительный вес в условиях научно-исследовательских институтов, центров и т.д. Научный сотрудник, не имеющий серьезных навыков работы с ВК, может быстро обучиться и выполнять разного рода исследования. Этот фактор дает возможность ускорить процесс подготовки диссертационных работ, статей или докладов. Появляется свободное дополнительное время на более глубокое изучение проблемы.

Выводы

Все выше указанные составляющие эффекта говорят о целесообразности внедрения в учебный процесс компьютеризированных лабораторных комплексов, которые открывают перед профессорско-преподавательским составом, магистрами и студентами достаточно широкие возможности в плане проведения научных исследований и учебных занятий.

Литература

1. Водянников В.Т. Экономическая оценка энергетики АПК: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. - М.: ИКФ "Экмос", 2002. - 304с.

2. Евстифеев В.А., Черный А.П., Величко Т.В. Виртуальный комплекс для учебного процесса и научных исследований/ Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика: Вестник Национального технического университета “ХПИ” - Харьков: НТУ “ХПИ”, 2005 - Тематический выпуск 45'2005. - С. 25-28.

3. Евстифеев В.А. Направления развития современного лабораторного оборудования/ Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету: наукові праці КДПУ.- Кременчук: КДПУ, 2005. - Вип. 6 (35), С. 153-156.

4. Кравченко К.П. О повышении качества подготовки магистров по энергетическому менеджменту для кременчугского региона/ Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету: наукові праці КДПУ.- Кременчук: КДПУ, 2005. - Вип. 6 (35), С.157-159

Размещено на Allbest.ru