Материал: Введение в специальность «Металлообрабатывающие станки и комплексы». Пачевский В.М

Прототип прожектора — фонарь с зеркальным отражателем—был создан гениальным русским механиком И. П. Кулибиным в 1779 г., а широкое применение эта идея получила лишь более чем через 100 лет, когда прожекторы стали применяться в военном деле.

Первую схему ракетоплана предложил молодой русский ученый и революционер Н. И. Кибальчич в 1881 г., но первые реактивные двигатели были созданы спустя более чем полвека (1933 г.) и применены в летательных аппаратах — еще позже.

От изобретения — до широкого использования радио прошло более 35 лет, радара — 15 лет, телевизора— 14 лет, а лазера — всего 9 лет.

Таким образом, время от возникновения идеи до ее практического воплощения непрерывно сокращалось, что является характерной чертой технического прогресса, особенно в нынешний период научно-технической революции.

Это полезно знать:

● Ежегодно мировые запасы руды, угля, нефти и других природных ресурсов сокра­щаются на 100 млрд. тонн. Такое интенсивное потребление природных богатств уже привело к значительному истощению запасов и ухудшению их качества.

● Ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается 146 млн. тонн двуокиси серы, 250 млн. тонн пыли и 70 млн. тонн газа; в различные водоемы попадает 32 км³ неочищенных промышленных сточных вод, а в Мировой океан — почти 10 млн. тонн нефти и нефтепродуктов.

● Ежеминутно вырубается 20 гектаров леса, что превышает прирост древесины в 18 раз. Специалисты подсчитали, что если все отходы разложить по Земле ровным слоем, то через десять пятнадцать лет нашу планету мусор покроет слоем толщиной в 5 м. По расчетам ученых, до 2000 г. объем мирового производства и потребления природных ресурсов увеличится в 2 раза. При существующих сегодня многоотходных технологических процессах это обусловит дальнейшее интенсивное загрязнение окружающей природной среды и деградацию ее ресурсов.

● С помощью одного киловатт-часа электроэнергии можно: добыть 75 кг угля, прокатать 50 кг стали, выпечь 36 кг хлеба, питать телевизор в течение недели, а электробритву — в течение года.

● Современные машины нередко состоят из огромного числа частей, например, рельсобалочный стан собран из 1,5 млн., а электровоз из 250 тыс. деталей.

Когда стареют машины и отстают профессионалы? В настоящее время техника и технология обновляются весьма высокими темпами: машины, например, морально стареют менее чем за 10 лет, технологические процессы — за 5 лет, а стандарты — за 3 года.

По научно обоснованным рекомендациям квалифицированному рабочему-машиностроителю приходится пополнять и обновлять свои знания за 25 лет работы не менее 8—10 раз, в противном случае его квалификация не будет соответствовать новым требованиям.

Производительность металлообработки резанием. Статистики подсчитали, что если в начале XX в. на об работку стального вала длиной 500 мм и диаметром 100 мм уходило 100 мин, то на эту работу при тех же условиях через двадцать лет потребовалось уже всего 50 мин, а в 1930 г. — 10 мин. Теперь такой вал может быть проточен за 0,5 – 1 мин. А успехи в применении режущего инструмента из сверхтвердых материалов показывают, что этот уровень производительности труда при резании металла не является предельным. Специалисты считают, что в настоящее время наиболее распространенные скорости резания при металлообработке составляют 30—160 м/мин. Однако уже есть сообщения, что на некоторых предприятиях авиационной промышленности легкие металлы и сплавы обрабатываются со скоростью резания до 1800 м/мин. Это предвещает еще большие сдвиги в производительности металлообработки.

4. Требования к уровню подготовки выпускника по специальности

151002 «Металлообрабатывающие станки и комплексы»

4.1. Квалификационная характеристика выпускника

Инженер по направлению подготовки «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» в соответствии с требованиями «Квалификационного справочника должностей руководителей, специалистов и других служащих», утверждённого Постановлением Минтруда России от 21.08.98 г., № 37 может занимать непосредственно после окончания вуза следующие должности: инженер; инженер-конструктор (конструктор); инженер-технолог (технолог); инженер по инструменту; инженер по автоматизации и механизации производственных процессов; инженер по автоматизированным системам управления производством; инженер по наладке и испытаниям и прочие [3].

Области профессиональной деятельности.

Области науки и техники, включающие совокупность средств, приемов, способов и методов человеческой деятельности, направленных на конструкторско-технологическое обеспечение конкурентоспособной продукции машиностроения и содержащей:

• создание новых и применение современных производственных процессов и технологий, средств автоматизации, методов проектирования, математического, физического и компьютерного моделирования;

• использование современных средств конструкторско-технологической информатики и автоматизированного проектирования;

• создание технологически ориентированных производственных, инструментальных и управляющих систем различного служебного назначения;

• проведение маркетинговых исследований.

Объекты профессиональной деятельности:

• объекты машиностроительного производства, технологическое и вспомогательное оборудование, их комплексы, инструментальная техника, технологическая оснастка, средства проектирования, автоматизации и управления машиностроительных производств;

• производственные и технологические процессы, инструментальные системы, их проектирование и внедрение, освоение новых технологий и инструментальной техники;

• средства инструментального, метрологического, диагностического, информационного и управленческого обеспечения машиностроительных производств для обеспечения требуемого качества выпускаемых продукции;

• нормативно-техническая документация, системы стандартизации и сертификации, методы и средства испытаний и контроля качества изделий машиностроения.

Виды профессиональной деятельности.

Инженер по направлению подготовки дипломированного специалиста «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» может в соответствии с фундаментальной и специальной подготовкой выполнять следующие виды профессиональной деятельности:

• проектно-конструкторская;

• производственно-технологическая;

• организационно-управленческая;

• научно-исследовательская;

• эксплуатационная.

Конкретные виды деятельности определяются содержанием образовательно-профессиональной программы, разрабатываемой вузом.

Задачи профессиональной деятельности.

Инженер по направлению подготовки дипломированного специалиста «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» подготовлен к решению следующих типов задач по виду профессиональной деятельности.

Проектно-конструкторская деятельность:

• формулирование целей проекта (программы), задач при выданных критериях, целевых функциях, ограничениях, построение структуры их взаимосвязей, выявление приоритетов решения задач с учетом нравственных аспектов деятельности;

• разработка обобщённых вариантов решения проблем, анализ вариантов и выбор оптимального, прогнозирование последствий, нахождение компромиссных решений в условиях многокритериальности, неопределенности, планирование реализации проектов;

• разработка проектов изделий с учетом механических, технологических, конструкторских, эксплуатационных, эстетических, экономических и управленческих параметров;

• использование информационных технологий при проектировании изделий.

Производственно-технологическая деятельность:

• разработка и внедрение оптимальных технологий изготовления изделий;

• организация и эффективное осуществление контроля качества материалов, технологических процессов, готовой продукции;

• эффективное использование материалов, оборудования, инструментов, технологической оснастки, средств автоматизации, алгоритмов и программ выбора и расчетов параметров технологических процессов;

• выбор материалов и оборудования и других средств технологического оснащения и автоматизации для реализации производственных и технологических процессов;

• использование информационных технологий при изготовлении изделий;

• разработка программ и методик испытаний изделий, средств технологического оснащения, автоматизации и управления;

• метрологическая поверка основных средств измерения показателей качества выпускаемой продукции;

• стандартизация и сертификация технологических процессов, средств технологического оснащения и автоматизации, выпускаемой продукции.

Организационно-управленческая деятельность:

• организация процесса разработки и производства изделий, средств технологического оснащения и автоматизации производственных и технологических процессов;

• организация работы коллектива исполнителей, принятие управленческих решений в условиях различных мнений;

• организация выбора технологий, инструментальных средств и средств вычислительной техники при реализация процессов проектирования, изготовления, технического диагностирования и промышленных испытаний изделий;

• нахождение компромисса между различными требованиями (стоимости, качества, безопасности и сроков исполнения) как при долгосрочном, так и при краткосрочном планировании и определении оптимальных управленческих решений;

• оценка производственных и непроизводственных затрат на обеспечение требуемого качества продукции;

• обучение персонала в рамках принятой организации процесса разработки и/или производства изделий.

Научно-исследовательская деятельность:

• диагностика состояния и динамики объектов деятельности (технологических процессов, оборудования, средств технологического оснащения, автоматизации и управления) с использованием необходимых методов и средств анализа;

• создание математических и физических моделей процессов и систем, средств автоматизации и управления;

• планирование эксперимента и использование методик математической обработки результатов;

• использование информационных технологий и технических средств при разработке новых технологий и изделий машиностроения.

Эксплуатационная деятельность:

• настройка и регламентное эксплуатационное обслуживание оборудования, средств технологического оснащения, автоматизации и управления;

• выбор методов и средств измерения эксплуатационных характеристик изделий, средств технологического оснащения, автоматизации и управления, анализ эксплуатационных характеристик.

Квалификационные требования.

Подготовка выпускника должна обеспечивать квалификационные умения для решения профессиональных задач:

• выполнение работы в области научно-технической деятельности по проектированию, информационному обеспечению, организации производства, труда и управлению, метрологическому обеспечению, техническому контролю;

• эффективное использование природных ресурсов, материалов и энергии;

• сбор, анализ, обработка и систематизация научно-технической информации по направлению профессиональной деятельности с использованием современных информационных технологий;

• разработка методических и нормативных материалов, технической документации;

• проведение комплексного технико-экономического анализа для обоснованного принятия инженерных и управленческих решений, изыскание возможности сокращения цикла работ, содействие подготовке процесса их реализации с обеспечением необходимыми техническими данными, материалами, оборудованием, средствами автоматизации, информационным обеспечением;

• участие во всех фазах исследований, разработки проектов и программ, проведения необходимых мероприятий, связанных с испытаниями и отладкой технологий изготовления изделий, оборудования и внедрением их в производство, а также в выполнении работ по стандартизации технических средств, систем, процессов, оборудования, в рассмотрении различной технической документации;

• изучение и анализ необходимой информации, технических данных, показателей и результатов работы, обобщение и систематизация результатов решений;

• взаимодействие со специалистами смежного профиля при разработке математических моделей объектов и процессов различной физической природы, алгоритмического и программного обеспечения технологических систем, систем автоматизации и управления, в проектно-конструкторской деятельности и научных исследованиях;

• методическая и практическая помощь при реализации проектов и программ, планов и договоров;

• экспертиза технической документации, надзор и контроль за состоянием технологических процессов и эксплуатацией оборудования, средств технологического оснащения и автоматизации производства;

• соблюдение установленных требований, действующих норм, правил и стандартов;

• работа в коллективе исполнителей, использование современных методов управления и организации работы такого коллектива;

• организация на научной основе своего труда, работы по повышению научно-технических знаний работников;

• содействие развитию творческой инициативы, рационализации, изобретательства, внедрению достижений отечественной и зарубежной науки, техники, использованию передового опыта, обеспечивающих эффективную работу учреждения, организации, предприятия.

Инженер должен знать:

• постановления, распоряжения, приказы вышестоящих и других органов;

• методические, нормативные и руководящие материалы, касающиеся выполняемой работы;

• перспективы технического развития и особенности деятельности учреждения, организации, предприятия;

• принципы работы, технические, конструктивные особенности разрабатываемых и используемых технических средств;

• технологию проектирования, производства и эксплуатации изделий и средств технологического оснащения;

• методы исследования, правила и условия выполнения работ;

• основные требования, предъявляемые к технической документации, материалам, изделиям, средствам технологического оснащения;

• методы проведения технических расчетов и определения экономической эффективности исследований и разработок;

• достижения науки и техники, передовой отечественный и зарубежный опыт в области знаний, способствующих развитию творческой инициативы в сфере организации производства, труда и управления;

• основы трудового законодательства и гражданского права;

• правила и нормы охраны труда, техники безопасности, производственной санитарии и противопожарной защиты.

Инженер, освоивший основную образовательную программу высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста “Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств”, подготовлен для продолжения образования в аспирантуре.

5. Советы по самостоятельной работе

5.1. Роль самостоятельной работы в учебном процессе

Значимость самостоятельной работы студентов определяется тем, что психика человека развивается только в про­цессе активной самостоятельной деятельности. Отсюда сле­дует, что важнейшей задачей является управление этой работой. Оно осуществляется как непосредственно при личном общении, так и опосредованно - главным образом через методические указания.

Форма и методика выполнения самостоятельной работы зависит от конкретных элементов учебного процесса и должна рассматриваться применительно к его следующим видам:

- лекции

- практические занятия

- лабораторный практикум

- расчетно-графические задания (РГЗ)

- курсовое проектирование

- научно-исследовательская работа студентов

- индивидуальная работа студента под контролем преподавателя

- производственные практики

- дипломное проектирование

Существуют общие подходы к выполнению самостоятельной работы, которые включают в себя умение работать с книгой, вести конспект, концентрировать свое внимание на лекциях. Особое внимание следует уделять гигиене умственного труда, которая в значительной степени предопределяет интенсивность самостоятельной работы и психико-физиологическое состояние студента.

При самостоятельной работе студент должен получить ответы на следующие вопросы:

- для чего он выполняет данную работу; чему он научится, какова учебная цель;

- когда, где и для чего эти умения ему понадобятся;

- что надо сделать, т.е. каково содержание работы;

- что для этого надо знать и уметь;

- как выполняют работу.

Поскольку умения и навыки могут быть самыми различ­ными: от умения слушать лекции и конспектировать до уме­ния пользоваться электронным микроскопом или ЭВМ и умения проектировать, форма и методика самостоятельной работы могут существенно изменяться.

5.2. Самостоятельная работа студента во время лекций

В учебном процессе высшей школы лекции занимают ведущее место. Они составляют половину всех аудиторных занятий. Лекционные курсы являются основой, на которой строит­ся весь учебно-воспитательный процесс в вузе. Следова­тельно, в зависимости от качества лекций находится уровень всей учебной работы.

Лекция должна стать подлинным руководством к самостоятельной работе студентов, а проблемное изложение – основной ее формой. Основная цель лекции – организация познавательной деятельности студентов через создание проблемных ситуаций и развития интереса к профессии через изучаемую дисциплину. Содержание лекции – классификация знаний, установление связей с другими областями знаний, разбор сложных, трудно понимаемых вопросов, типовых решений, связь с профессией (возможно через другие дисциплины), раскрытие диалектики познания при установлении закономерностей (причинно-следственных связей, от явления к сущности, познание через противоречия и так далее), постановка задач и целей при изучении данной темы.

Лекционный курс дает студентам систему науки, ко­торую они должны изучить в качестве учебной дисцип­лины. Лекционный курс последовательно излагает такие вопросы, как предмет, история, задачи и методы изучае­мой науки, анализирует общие и частные проблемы, раскрывает теории и гипотезы. Лекционный курс зна­комит студентов с различными точками зрения, подвер­гая их анализу и критике, показывает практическое приложение данной науки в ее развитии и движении. Понятие основных идей науки лектором дается во ввод­ной лекции. Основные закономерности и итоги лек­ционного курса подводятся в заключительной лекции.

Лекционный курс состоит из тем и делится на отдельные лекции. Каждая лекция, являясь составной частью лекционного курса, предполагает последователь­ное, логически стройное изложение темы или ее части. На основе анализа фактического материала в лекции делаются обобщения и выводы, устанавливаются зако­номерности, познаются методология и методы той или иной науки.