CC BY
8Gryaznova Elena Vladimirovna Ulanova Anna Vladimirovna Balandina Anna Sergeevna Sorokina Anna Aleksandrovna Ozhiganova Julia Viktorovna
THE VALUE SYSTEM AND THE ECONOMY OF THE COUNTRY: SCIENTISTS ' OPINIONS ON THE RELATIONSHIP OF PHENOMENA
Annotation. Today, the problem of correlation of values, traditions and economic aspects of human life is one of the discussion platforms of scientific research. Until now, scientists and teachers argue about whether the economic situation in society affects the immutability of the value system in its socio-cultural space. This article attempts to analyze the state of this discussion on the pages of scientific publications. Key words: economy, value system, culture, society, education.
УДК 372.862+004.9
ОРГАНИЗАЦИЯ НАУЧНОЙ РАБОТЫ В РАМКАХ
СТУДЕНЧЕСКОГО КУРСА Ермолаева Людмила Алексеевна, ст. преподаватель
(e-mail: brazhnik@msun.ru) Кузлякина Валентина Васильевна, д.т.н., профессор (e-mail: kuzlyakinavv@mail.ru) Морской государственный университет им. адм. Г.И. Невельского,
г.Владивосток, Россия
В данной статье рассматривается организация научной работы в рамках студенческого курса «Автоматизированное проектирование в нефтегазовом комплексе» для бакалавров по направлению 15.03.02 «Технологические машины и оборудование», профиль оборудование нефтепереработки. Особое внимание обращается на применение различных информационно-цифровых методов при создании электронных обучающих курсов, как инструмента для активизации научно-познавательной деятельности студентов.
Ключевые слова: информационно-цифровая среда, научно-познавательная деятельность, электронный обучающий курс, компьютерные технологии в проектировании.
Введение
Энергетические ресурсы в целом определяют экономический уровень развития и независимость государства. Россия по запасам нефтегазовых ресурсов, их добыче и предложениям на мировых рынках является ведущей страной, поэтому научно-технические разработки в области новейших технологий, создание машин и оборудования нефтяных и газовых комплексов (НГК) особенно важны. В связи с этим важной задачей является подготовка инженерных кадров для бурно развивающейся нефтегазовой отрасли. В МГУ им. адм. Г.И.Невельского и
ДВФУ организовано обучение для подготовки бакалавров и магистров по этому направлению.
В основе современного производства и эксплуатации оборудования лежит комплексный подход на основе всесторонней автоматизации всех процедур на протяжении всего жизненного цикла изделия: от идеи создания до утилизации. Важнейшим элементомв комплексной системе производства, эксплуатации и утилизации объектов (КСАПРЭУ) является система подготовки и повышения квалификации инженерных кадров [4].
Таблица 1 - Примерная структура информационного обеспечения обучения _бакалавров по инженерному направлению_
Курс Дисциплины САПР Изучаемые пакеты Дисциплины, применяющие САПР Примечание
1 Информационные технологии Модула, КОБРА, СОТЕКА, Все дисциплины Оболочки для организации обучения
Информатика Согласно стандарту MatLab, MatCad и др. Во всех дисциплинах учебного плана Во многих курсах даются дополнительные разделы
Инженерная графика АШоСаё, КОМПАС 3D Все дисциплины Все учебные процедуры выполняются в комбинированных технологиях. Большая часть в компьютерных классах в часы самостоятельной работы. Реализуется принцип сквозного проектирования, игровое многовариантное проектирование, бригадный метод.
2-3 Информационные технологии в проектировании КОМПАС-3Б, VSE, Dinamic, GCG&FQ, KUL WIN, APM Win Machine идр. Теория механизмов и машин
Прикладная механика
Сопротивление материала
Детали машин и основы конструирования
Гидравлические машины
3 - 4 САПР по специальности КОМПАС-3Ц APM Win Machine, AVEVA и др. Автоматизированное проектирование в нефтегазовом комплексе
APM, SolidWorks Motion, Simulation AVEVA и др. Конструирование и расчет машин и аппаратов отрасли
Эти же программные средства можно использовать в комплексе и при обучении по магистерским программам. Оболочки КОБРА и СОТЕКА позволяют организовать обучение на 2-3 х - языках: русском, английском и родном
Краткая характеристика курса Автоматизированное проектирование в нефтегазовом комплексе.
Для реализации важной задачи подготовки кадров современного уровня в учебных планах по направлению 15.03.02 введена дисциплина «Автоматизированное проектирование в нефтегазовом комплексе», которая является основой общетехнической подготовки будущих инженеров по эксплуатации и ремонту машин и оборудования нефтегазовых предприятий. Знания и навыки, приобретённые в процессе её изучения, могут быть использованы в специальных профессиональных дисциплинах, в курсовом и дипломном проектировании, а также на производстве.
Основной целью изучения курсаявляется формирования знания и выработки навыков решения инженерных задач, самостоятельного технического творчества, системного анализа технических проблем, умения находить эффективные решения с применением современных вычислительных и аппаратных средств автоматизации расчетных операций и других процедур проектирования, производства и эксплуатации технических объектов [6-11, 14, 15].
В процессе изучения этого курса применяются знания, полученные на предыдущих этапах обучения по таким дисциплинам как детали машин и основы конструирования, теория механизмов и машин, системы автоматизированного проектирования технических систем. Изучение всех этих дисциплин проходит с применением современных компьютерных технологий. Навыки и знания, полученные на предыдущих курсах, трансформируются в последующие новые сферы знаний и являются основой для выполнения более сложных и профессиональных технических заданий, и проектов, по следующим курсам: автоматизированное проектирование в нефтегазовом комплексе, информационные технологии в проектировании технических средств, конструирование и расчет машин и аппаратов отрасли.В табл.1. показана примерная структура информационного обеспеченияобучения бакалавров по инженерному направлению.
При составлении рабочей программы дисциплины Автоматизированное проектирование в нефтегазовом комплексе (АПНГК) заложены основные принципы:
• преемственность дисциплин;
• сквозное учебное проектирование;
• автоматизация всех учебных процедур;
• максимально возможная реализация задач будущей профессиональной деятельности в учебном проектировании и научной работе.
Выполнение этих принципов возможно при использовании современных комбинированных технологий на базе автоматизированных систем для организации обучения (АСОО), в том числе и дистанционного. В МГУ им. адм. Г.И. Невельского в настоящее время используется система
электронного обучения "КУРС" как эффективное вспомогательное средство, обеспечивающее новые возможности и преподавателям и учащимся. Для преподавания инженерных дисциплин более двадцати лет применяются информационные среды по дисциплинам теория механизмов и машин (ТММ), детали машин и основы конструирования (ДМ и ОК) и другим на основе АСОО КОБРА [4], также предложена новая система СОТЕСА[5].
Учебное проектирование, организация научной работы
Создание новых образцов техники с улучшенными параметрами в кратчайшие сроки и с минимальными затратами возможно только при условии автоматизации всех производственных процедур. Наиболее важными и сложными при этом являются процедуры проектирования машин на стадии структурно-параметрического синтеза и конструирования элементов машин[2].
Нефтегазовые комплексы - это сложные промышленные объекты в составе, которых объединено большое количество разнообразного оборудования, которые можно разделить на восемь групп:
• оборудование, предназначенное для установки в эксплуатационной скважине;
• техника для подъема газа и пластовой жидкости из разрабатываемых скважин;
• оборудование для освоения, обработки и ремонта скважин;
• машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов;
• техника для сбора добываемой продукции, разделения, измерения её количества и первичной обработки;
• оборудование, предназначенное для разработки морских месторождений;
• техника и машины ремонтно-механической службы;
• оборудование, используемое в службе энергетики.
Идеальное решение организации учебного проектирования - это сквозное проектирование творческим студенческим коллективом, начиная с первого курса. Примерная схема организации проектирования приведена в табл. 2.
Основная сложность для такой организации проектирования заключается в подготовке банка заданий хорошо выверенных и согласованных со всеми кафедрами. Важно сформировать уже на первом курсе творческий коллектив (3-4 человека), которые в рамках учебного проектирования и самостоятельной работы будут выполнять и научные задачи, в том числе по проектированию рациональных механизмов и устройств. В группе назначается старший, который организовывает работу над проектом. Каждой группе задаётся объект проектирования и формулируются задачи проектирования и исследования. Например, таким
объектом может быть группа насосов, или компрессоров, или двигатели внутреннего сгорания.
Таблица 2 - Примерная схема организации учебного проектирования
Курс,этапы проектирования Дисциплины Решаемые задачи Ресурсы
1. Обзор НГК Введение в спец, графика, информ. математика Формирование коллектива, выбор технического задания Интернет, литература, АиЮСаё, КОМПАС 3DMatLab, MatCad
2. Структурно параметрический синтез машин НГК Теоретическая. механика, информатика, физика, ТММ, сопромат Знакомство с информ. средой, моделирование схем механизмов, исследов. кинематики и динамики КОБРА, СОТЕКА ИС ТММ, Dinamic, GCG&FQ, KulWin и др.
3. Конструиров. и расчёт элемент. машин НГК ТММ, ДМиОК, гидравлические машины, специальные дисциплины Конструир. и расчёт элементов машин НГК, проектир. передач, управляющих механизмов Dinamic, KulWin, GCG&FQ, АПМ
4. Комплексная автоматизация проектирования. по теме задания или выпускной работы АПНГК Разработка технологии комплекс. Проектиров. объекта по техническому заданию Dinamic, KulWin, GCG&FQ, Solid Works, APM Win, AVEVA идр.
Схемы некоторых механизмов НГК:
Рис. 1. W обзорный компрессор: а) одинарного действия; б) двойного Действия
а) одинарного действия; б) двойного действия
Современные технологии в области инженерного проектирования и образования, применяемые на кафедре безопасности в нефтегазовом комплексе МГУ им. адм. Г. И. Невельского позволяют проводить большое многообразие исследований различных групп машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Структура и конструкции таких машин могут быть разными. На рис.1 и 2 показаны схемы некоторых типов компрессоров[12, 13].
Основной кривошипно-ползунный механизм в большинстве таких
механизмов одинаков (рис. 3). Система Бташю позволяет на основе обобщённых структурных модулей проектировать и исследовать плоские рычажные механизмы любой структуры. Каждый участник работает над одной из предложенных моделей. Затем спроектированные механизмы сравниваются по нескольким основным показателям [3].
Каждый студент находит в имеющихся ресурсах информацию о предложенном к исследованию механизму: фото готового изделия (рис.4), чертёж (рис.5) или схему.
Затем составляется расчётная схема и выполняется моделирование схемы механизма в подсистеме УББ системы Бташю (рис. 5) [1].
Рис. 3. Кинематическая схема кривошипно-ползунного механизма
Рис. 5. Экран динамической визуализации схемы
Подробнее эти процедуры представлены для двухпоршневого бурового насоса (рис. 6-10) и трёхпоршневого (рис. 11- 13)[16].
Рис. 6. Насос буровой двухпоршневой УНБ-600: фото изделия, схема
№ £<М V** £а1»М* 1«о:е I
□ и я О йЛЗ 6 йа с* |«р
бпмп АЛЛ«! КяЛ |
АсЫИшп РимСх / Л^*
Р«п» 'С
1 |имшюиси Рот! Ц. |12СШМШ)
I |0 35000X000 |1 |1'Е ООООООСО
В С и 81 ИВ] (АС) [АО)
Рис. 7. Расчётная схема насоса УНБ- Рис. 8. Ввод параметров кривошипа 600 в подсистемеУББ
Рис. 9. Экран визуализации схемы
Й 1Г5Е - 2х поршн 2 доп.5ЕР
ЬЬ ¿.сМ Ут* ¿¿<каМп £в¥*» Уф
О и? . Ы
и о Е
ЦН ии
А$«№ (¡шир 7 У
Хд |п оттают У П 8900000000
[I |)Й111ГПШ1 р |1япгтптп
1дак(СЬ] [С3<]
||.$оооооооо С 11.0000000000
[о оооооооооо
1лпк [ЬР] [ту
^ |г 7000000000 С |1.1000000000
|1. |и.ииииииииии
С Г Ь 34 35 [СЬ] [ЬГ] 'Яерв: 2+
С V' Р
Рис. 10. Ввод параметров шатуна и ползуна
Геометрические параметры насоса: диаметр поршня 0,14 м.;
¡7=0,35; ¡2=1,5 м.;/3=2,7 м.;у\ = 0,85м.; у2 = -0,85м.
Аналогично выполняются процедуры для трёхпоршневого бурового насоса НБТ-1180Ь (рис. 10 - 12).
Геометрические параметры насоса: диаметр поршня 0,45м.;
I']= 0,375 м.;12= 3,5 м.;13= 4 м.;у! = 0,75 м.; у2 = -0,75 м.;уз = -2,6м.
Рис. 11. Насос буровой двухиоршневой НБТ-1180Ь: фото изделия, схема
К £ / |
^ А.Ь о
Рис. 12. Расчётная схема насоса НБТ- Рис. 13. Экран визуализации 1180Ь схемы
Дальнейшие процедуры проектирования и исследования выполняются в соответствии с таблицей 2 по техническому заданию. Выполняется моделирование технологического воздействия на рабочее звено, определяются параметры динамичекой модели: приведенного момента
инерции и приведенного момента сил, решается уравнение движения в машине, оценивается неравномерность движения главного вала. Выполняется силовой расчёт, определяются неуравновешенные силы и моменты инерции в двух вариантах: при постоянной скорости главного вала и при переменной (фактической). Результаты сравниваются и оцениваются[3].
Научную работу студентов целесообразно организовывать параллельно с выполнением учебного проектирования. Список тем научных работ представляется в информационной среде. Студенты выбирают тему самостоятельно. Применение пакетов для проектирования зубчатых и ремённых передач, кулачковых механизмов, расчёта на прочность и конструирования элементов машин, различных конструкций расширяют границы научной работы. В работе [5] подробно описана процедура комплексного проектирования механических систем. Заключение
При решении каждой из основных задач проектирования приходится на разных этапах находить решение целого ряда частных. При этом различные требования к изделию зачастую вступают в противоречие между собой. Искусство конструирования состоит в том, чтобы принять решение, позволяющее получить максимальный положительный эффект от разрабатываемого изделия [2]. Многовариантное проектирование, использование широкого круга современных программных средств позволяет уже в рамках учебного курса решать сложные задачи.
Учебное проектирование и научные работы студентов, проводимые в рамках изучения курса «Автоматизированное проектирование в нефтегазовом комплексе» являются актуальными в современном нефтегазовом производстве и являются основой для активизации научно-познавательной деятельности студентов.
Список литературы
1. Автоматизация структурирования схем рычажных механизмов / Кузлякина В.В., Бражник Л. А. // Журнал «Вестник МГТУ», «Информатика и моделирование» № 2(20) -М., Станкин, 2012. - С. 108-112.
2. Половинкин А. И. Основы инженерного творчества: учеб. пособие для студентов вузов / А.И. Половинкин. - М: Машиностроение, 1988. - 368 с.
3. Кузлякина В.В. Теория механизмов и машин. Часть I - Современные технологии в классической науке: учебник/ В.В. Кузлякина, М. В. Нагаева. - Ра1тапит, 2018. -. 472 с.
4. Кузлякина В.В. Теория механизмов и машин. Часть II -Лабораторный практикум и учебное проектирование с применением САПР / В.В. Кузлякина, М. В. Нагаева, Е. С. Роншина. - Ра1тапит, 2019. -. 472 с.
5. Кузлякина В.В., Шуджаири М.А., Альхаммар Д.К. Комплексное проектирование механических систем // Вестник машиностроения - Владивосток: Изд-во ДВФУ, 2017. - С. 61-67.
6. Шелофаст В.В. Основы проектирования машин; М.: Издательство АПМ, 2005 -472 с.
7. Шелофаст В.В., Чугунова Т.Б. Основы проектирования машин. Примеры решения задач; АПМ - Москва, 2007. - 240 с.
8. APMWinMachine. Система автоматизированного расчета и проектирования машин, механизмов и конструкций. Краткое описание продукта. -М.: НТЦ АПМ, 2000. -58 с.
9. Ермолаева Л.А. , Иушин П.С. Методические указания для написания выпускной квалификационной работы. Специальность 15.03.02 «Технологические машины и оборудование», профиль «Оборудование нефтегазопереработки» - учебное пособие, МГУ им. Г.И. Невельского, 2019 - 76.
10. Каталог эффективных решений автоматизированного проектирования и подготовки производства. -СПб.: АО АСКОН, 2000.
11. САПР и графика, ж.№1-12. -2017-2019.
12. Коммерческий интернет сайт, «Компрессорное оборудование» Поршневые компрессоры http://www.tehnofond.ru/info/artic1es/kompressornoe-oborudovanie/porshnevie-kompressory
13. Коммерческий интернет сайт, Статьи/ Устройство и принцип работы поршневых компрессоров http://www.pnevmoteh.ru/Ustrojstvo-porshnevyh-kompressorov
14. https://apm.ru/ Инженерные расчеты для машиностроения и строительства
15. https://kompas.ru/
16. Сайт завода Уралмаш //www.umz-zavod.ru
Ermolaeva Lyudmila Alekseevna, senior lecturer (e-mail: brazhnik@msun.ru)
Maritime State University named after Adm. G.I. Nevelskoy, Vladivostok, Russia Kuzlyakina Valentina Vasilievna, Doct.Tech.Sci., professor (e-mail: kuzlyakinavv@mail.ru)
Maritime State University named after Adm. G.I. Nevelskoy, Vladivostok, Russia ORGANIZATION OF SCIENTIFIC WORK WITHIN THE FRAMEWORK OF THE STUDENT COURSE
Abstract. This article discusses the organization of scientific work in the framework of the student course "Computer-Aided design in the oil and gas complex" for bachelors in the direction of15. 03. 02 "Technological machines and equipment", profile equipment of oil refining. Special attention is paid to the use of various information and digital methods in the creation of electronic training courses, as a tool to enhance the scientific and cognitive activity of students.
Keywords: information and digital environment, scientific and educational activities, electronic training course, computer technologies in design.
