CC BY
69
№ 1 (33), 2015
Технические науки. Машиностроение и машиноведение
УДК 658.511
А. В. Рыбаков, А. Н. Шурпо
СОЗДАНИЕ ОБУЧАЮЩЕГО ЦЕНТРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ К РАБОТЕ В УСЛОВИЯХ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ
Аннотация.
Актуальность и цели. Объектом исследования является процесс подготовки и переподготовки специалистов машиностроительных предприятий для работы в условиях информационно-технологической среды, включающей PLM/CAD/ CAE/CAM системы, оборудование с числовым программным управлением, контрольно-измерительные машины, компьютерные базы знаний, локальную вычислительную сеть и т.д.
Материалы и методы. Исследования процессов подготовки специалистов основаны на традиционном и дистанционном подходе к обучению на основе применения компьютерных технологий, в том числе и интернет-обучения. Методы исследований предполагают переход к новым формам организации как учебной, так и производственной деятельности.
Результаты. Архитектурные и системные решения, отрабатываемые в центре обучения, обеспечивают не только информационную поддержку при подготовке исполнителей, но дают возможность специалистам постоянно учиться самостоятельно и предвидеть изменения на рынке на основе умения преобразования «сырых данных» в новые знания и далее в согласованные практические действия множества исполнителей.
Выводы. Предложен механизм самообучающегося подхода к организации процесса обучения с применением опережающих показателей. Показателями успеха центра являются: обеспечение требуемого качества работы, снижение затрат и увеличение прибыли, повышение удовлетворенности от работы и эффективности трудового процесса, укрепление морального духа работников, улучшение обслуживания PLM/CAD/CAE/CAM системы и оборудования с числовым программным управлением.
Ключевые слова: информационно-технологическая среда, система автоматизированной поддержки информационных решений, непрерывное образование.
A. V. Rybakov, A. N. Shurpo
CREATION OF A TRAINING CENTER PREPARING SPECIALISTS FOR MACHINE-BUILDING ENTERPRISES TO WORK IN THE INFORMATION-TECHNOLOGICAL ENVIRONMENT
Abstract.
Background. The research object is the process of machine-building enterprise specialists training and retraining to work in the information-technological environment, including PLM/CAD/CAE/CAM systems, numerical program control equipment, computer knowledge bases, local computing network etc.
Materials and methods. The research of specialist training processes was based on the traditional and remote approach to training using computer technologies, including online-learning. The research methods imply the transition to new forms of both training and production activity organization.
Engineering sciences. Machine science and building
133
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
Results. Architecture and system solutions, practiced in the training center, provide not just information support at preparation of specialists, but also give an opportunity to study continuously and independently, as well as to foresee the market changes on the basis of skills allowing to transform “raw data” into new knowledge and further into coherent practical actions by multiple executors.
Cocnlusions. The authors suggested a mechanism of a self-training approach to organization of the educational process using leading indicators. The center’s success indicators are as follows: provision of the required work quality, cost cuts and increase of profit, increase of labor satisfaction and labor process efficiency, strengthening of workers’ morale, improvement of operation of PLM/CAD/CAE/CAM systems and numerical program control equipment.
Key words: information-technological environment, information solution automatic support system, lifelong learning.
Краткий обзор состояния проблемы, ее актуальность, сравнение основных характеристик с отечественным и зарубежным уровнем
Навыки компьютерной грамотности сегодня столь же важны в бизнесе, как и более традиционные навыки чтения, письма и арифметики. Сегодня знакомство с компьютеризированными корпоративными системами типа CAD/CAE/CAM - необходимое и обязательное условие приема исполнителей на многие виды работ в машиностроении.
В последнее время все более очевиден переход от ориентации процесса образования в объеме знаний и умений преподавателя («делай как я»), к удовлетворению потребности в новых знаниях конкретного исполнителя через его самоподготовку. Децентрализация обучения и снижение расходов, связанных с ним, вполне достижимы - путем применения компьютерных технологий, в том числе и интернет-обучения.
Большинство исследований [1] показывает, что с экономической точки зрения в машиностроении традиционные методы обучения уступают должным образом организованному открытому образованию. Далее под открытым образованием будем понимать образовательную политику, обеспечивающую гибкий доступ к образованию, которое строится с учетом географических, социальных и временных ограничений конкретных обучающихся, а не образовательных учреждений. В свою очередь дистанционное образование может выступать как средство достижения указанной политики, с помощью которого обучающийся, находящийся на расстоянии от автора учебных материалов, получает возможность учиться в удобное для него время, в удобном месте и без непосредственного контакта с преподавателем, а часто и с непосредственным оборудованием.
Такое обучение дает сотрудникам возможность учиться быстрее и усваивать больший объем специализированных знаний. Это особенно оправданно в ситуации, когда требуется обучить и/или переобучить большую группу исполнителей по стандартизированной методике (например, фрезерная, токарная и другие виды механической обработки на оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ)) и/или малую группу - выполнению ряда небезопасных процедур или использованию дорогого уникального оборудования.
Под обучающим центром будем понимать комплекс методического, программного и аппаратного обеспечения, предназначенного для подготовки
134
University proceedings. Volga region
№ 1 (33), 2015
Технические науки. Машиностроение и машиноведение
исполнителей для работы на машиностроительных предприятиях в условиях информационно-технологической среды (рис. 1).
Контрольно -
измерительгая
машина
Рис. 1. Структура объектов информационнотехнологической среды в машиностроении
Создание обучающего центра, обеспечивающего подготовку и переподготовку исполнителей для работы на машиностроительных предприятиях, вызвано необходимостью:
- идти в ногу с прогрессом при использовании информационнотехнологической среды (ИТС) в производственных условиях (системы PLM/CAD/CAE/CAM , оборудование с ЧПУ, контрольно-измерительные машины, компьютерные базы знаний, локальная вычислительная сеть и т.д.);
- формирования и поддержания на российских машиностроительных предприятиях методов организации деятельности в стиле самообучающейся и саморазвивающейся организации [2-4];
- обеспечения непрерывного профессионального образования и переподготовки исполнителей для работы с постоянно обновляющимися элементами информационно-технологической среды в машиностроении.
Организация открытого обучения по работе с информационно-технологической средой в машиностроении строится на следующих ключевых преимуществах:
- ориентация на достижение конкретного результата (организация производства необходимых рынку изделий методами машиностроения);
- признание того факта, что разные обучающиеся усваивают новые знания и навыки при использовании различных способов представления контекста (звук, текст, видео и т.д.) по-разному, при этом желательно, чтобы темп обучения мог быть подстроен под каждого обучаемого индивидуально;
Engineering sciences. Machine science and building
135
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
- широкое применение компьютерного моделирования в ходе учебнопрактической деятельности;
- привитие обучающимся способности учиться постигать новые знания самостоятельно в течение всей жизни, таким образом повышая ответственность человека за собственное обучение;
- стимуляция самомотивации и отход от заблуждения, будто простое посещение и прослушивание курса эквивалентно затраченным усилиям и полученным результатам.
Из литературных источников [3-4] известно, что японские компании во многом сохраняют за собой конкурентное превосходство при производстве наукоемких изделий благодаря значительным инвестициям в обучение сотрудников. В настоящий момент во всем мире открытое обучение рассматривается как практичный, экономически выгодный и демократичный метод подготовки, обучения, развития и расширения полномочий коллектива, а также как действенный способ преодолеть разрыв в требованиях современной информационно-технологической среды и непосредственной подготовкой исполнителей.
Взять и полностью скопировать чью-либо (американскую, немецкую, японскую и т.д.) методику для подготовки специалистов по применению информационно-технологической среды в машиностроении не представляется возможным. Это связано с различием в обрабатываемых материалах, оборудовании, накопленном технологическом опыте, культуре производства и т.д.
Большая часть исполнителей в машиностроении не может и не должна заниматься поиском и анализом информации, необходимой для эксплуатации ИТС в промышленных условиях. Здесь уместна следующая аналогия: большая часть водителей автомобилей не имеет желания копаться с поломками. Устранение противоречия в этом случае достигается путем развития сети автосервисов. Предлагаемые архитектурные системные решения институтом конструкторско-технологической информатики являются сервисными средствами для обеспечения учебно-образовательной деятельности по подготовке исполнителей для эксплуатации ИТС на различных машиностроительных предприятиях России.
Свои архитектурные системные решения, обеспечивающие подготовку исполнителей для работы на машиностроительных предприятиях России в условиях ИТС, Институт конструкторско-технологической информатики РАН оформил в виде Центра компетенций [5-8].
Цели создания центра подготовки исполнителей для работы на машиностроительных предприятиях в условиях ИТС:
- удовлетворение потребностей машиностроительных предприятий России в высокопрофессиональных исполнителях при организации деятельности в производственных условиях с использованием PLM/CAD/CAE/CAM систем, Интернет/Интранет, оборудования с ЧПУ, контрольно-измерительных машин и т.д.;
- увеличение КПД исполнителей путем повышения продуктивности и рентабельности машиностроительного бизнеса в условиях использования информационно-технологической среды и их способности адаптироваться к переменам и техническому прогрессу,
- обеспечение исполнителей знаниями новых технологий и практическими навыками, необходимыми для расширения их полномочий при эксплу-
136
University proceedings. Volga region
№ 1 (33), 2015
Технические науки. Машиностроение и машиноведение
атации PLM/CAD/CAE/CAM систем и оборудования с ЧПУ в ходе практической деятельности;
- создание культуры обучения и саморазвития на машиностроительном предприятии.
Система автоматизированной поддержки информационных решений
Процесс трансформации «сырых» данных, накапливаемых на предприятии в ходе ежедневной деятельности, в полезную информацию можно представить в виде цепочки переходов «Данные - Информация - Знания». Эта цепочка выступает как информационная основа осознанной организации деятельности (планирование (цеховое/индивидуальное), исполнение (выдача за-каза/действия по выполнению работ/контроль исполнения)) множества исполнителей на предприятиях в условиях ИТС (рис. 2).
Рис. 2. Организация информационной компоненты деятельности на предприятии в условиях позаказного производства и ИТС с помощью системы автоматизированной поддержки информационных решений
От данных к информации. Данные на предприятии поступают из множества транзакционных или оперативных систем, которые затем интегрируются и хранятся в специализированной базе данных. Например, в базе данных могут приводиться в соответствие и объединяться в один файл отдельные пользовательские записи из разных оперативных систем (приложений для обработки заказов, производства, обслуживания, продаж, поставок и т.д.). Такой процесс доставки, извлечения и интеграции разрозненных данных преобразует последние в новый продукт - информацию для принятия решений.
От информации к знаниям. Затем исполнители, работающие с аналитическими инструментами (например, для создания запросов, отчетов, средствами анализа), обращаются к информации из базы данных и анализируют ее. Таким образом, удается на основе имеющейся информации выявить тенденции, типовые схемы деятельности и исключения.
От знаний к правилам. На основе обнаруженных тенденций и структур исполнители могут создавать правила и рекомендации по организации дея-
Engineering sciences. Machine science and building
137
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
тельности, в которой минимизируются риски появления критических ситуаций. Кроме того, здесь могут применяться прогнозы или сценарии, использующие компьютерное моделирование.
От знаний к планам и действиям. При наличии информации и знаний исполнители могут с высокой степенью достоверности создавать планы по реализации решений. Например, специалисты по конструкторско-технологической подготовке производства разрабатывают базовые прототипы, формируемые на основе анализа потребительских сегментов, моделей ранее созданных конструкций и результатов испытаний. В этих базовых прототипах указывается, какие параметры и в каких интервалах могут быть изменены в ходе реализации конкретного заказа.
Цикл обратной связи. Оперативные системы собирают данные о ранее выполненных разработках. Затем эти данные извлекаются из базы данных, интегрируются с другой соответствующей информацией и анализируются исполнителями, которые оценивают эффективность своих планов и при необходимости дорабатывают их нужным образом. Скользящий цикл организации планирования и использование опережающих показателей деятельности на основе ранее накопленного опыта позволяет предприятию в наилучшей степени противостоять внешним воздействиям (рис. 3).
Рис. 3. Использование механизма самообучающегося подхода к организации деятельности с применением опережающих показателей
Сегодня в большинстве случаев качество управления на машиностроительном предприятии зачастую страдает не столько от несовершенства технологий и технического обеспечения (это можно быстро приобрести за деньги), сколько от неподготовленности и косности мышления исполнителей.
В широком смысле для предприятия человеческий фактор сказывается не только через интеллектуальные способности исполнителей, но и через организацию системы учета, планирования, анализа информации и принятые критерии принятия решений. Обычно сначала эти искусственные мыслительные механизмы формализуются на бумаге в виде инструкций и процедур, методик и форм отчетов, а затем могут быть реализованы в форме компьютер-
138
University proceedings. Volga region
№ 1 (33), 2015
Технические науки. Машиностроение и машиноведение
ных программ организации деятельности больших коллективов исполнителей (табло, визуализаторы, светофоры и т.д.) [5, 6].
Следует учитывать, что исполнители на предприятии в оперативной деятельности не просто реагируют на информационные сигналы и события (как, например, в системе «канбан»), а вынуждены активно ориентироваться в поле своего информационного окружения, использовать текущую информацию для оперативного планирования текущей деятельности и согласовывать свою деятельность с текущим заказом и состоянием окружения.
Архитектурные и системные решения на основе системы автоматизированной поддержки информационных решений обеспечивают мощную поддержку каждого этапа цикла обучения исполнителей, дают предприятию возможность постоянно учиться и предвидеть изменения на рынке на основе ускорения процесса преобразования «сырых данных» в новые знания и далее в согласованные практические действия множества исполнителей на предприятии в условиях ИТС.
Планируемые результаты
Показателями успеха центра являются: обеспечение требуемого качества работы, снижение затрат и увеличение прибыли, повышение удовлетворенности от работы и эффективности трудового процесса, укрепление морального духа работников, улучшение обслуживания PLM/CAD/CAE/CAM системы и оборудования с ЧПУ.
Список литературы
1. Информационные и коммуникационные технологии в дистанционном образовании : специализированный учебный курс / Майкл Г. Мур, Уэйн Макинтош, Линда Блэк, Онората Муши, Ракел Кавена Шейльефу-Шимхопилени, Крезо Са, Эдвард Томпсон, Джон Нвори. - М. : Обучение-сервис, 2006. - 358 с.
2. Сенге, П. М. Танец перемен: новые проблемы самообучающихся организаций : пер. с англ. / П. М. Сенге, А. Клейнер, Ш. Робертс, Р. Б. Росс, Дж. Рот, Б. Дж. Смит. - М. : Олимп-бизнес, 2003. - 624 с.
3. Талантливые сотрудники: Воспитание и обучение людей в духе дао Тоуо1а : пер. с англ. / Джеффри Лайкер, Дэвид Майер. - М. : Альпина Бизнес Букс, 2008. -294 с.
4. Лайкер, Дж. Система разработки продукции в Тоуо1а: люди, процессы, технологии / Дж. Лайкер, Дж. Морган. - М. : Альпина Бизнес Букс, 2007. - 440 с.
5. Соломенцев, Ю. М. Информационно-вычислительные системы в машиностроении (СГТ^-технологии) / Ю. М. Соломенцев, В. Г. Митрофанов, В. В. Павлов, А. В. Рыбаков. - М. : Наука, 2003. - 292 с.
6. Рыбаков, А. В. Создание автоматизированных систем в машиностроении / А. В. Рыбаков, С. А. Евдокимов, Г. А. Мелешина. - М. : Изд-во МГТУ Станкин, 2001. - 157 с.
7. Рыбаков, А. В. Система автоматизированной поддержки информационных
решений при выпуске изделий «под заказ» в единичном и мелкосерийном производстве / А. В. Рыбаков, А. А. Орлов, Л. А. Татарова, С. А. Шамов //
CAD/CAM/CAE Observer. - 2009. - № 7. - С. 1-8.
8. Рыбаков, А. В. Создание системы автоматизированной поддержки информационных решений при проектировании технологической оснастки / А. В. Рыбаков, С. А. Евдокимов, А. А. Краснов. - М. : Изд-во МГТУ «СТАНКИН», 2013. -162 с.
Engineering sciences. Machine science and building
139
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
References
1. Maykl G. Mur, Ueyn Makintosh, Linda Blek, Onorata Mushi, Rakel Kavena Sheyl'efu-Shimkhopileni, Krezo Sa, Edvard Tompson, Dzhon Nvori Informatsionnye i kommu-nikatsionnye tekhnologii v distantsionnom obrazovanii: spetsializirovannyy uchebnyy kurs [Information and communication technologies in distant education: specialized study program]. Moscow: Obuchenie-servis, 2006, 358 p.
2. Senge P. M., Kleyner A., Roberts Sh., Ross R. B., Rot Dzh., B. Dzh. Smit Tanetspere-men: novye problemy samoobuchayushchikhsya organizatsiy: per. s angl. [Dance of changesL new problems of self-training organizations: translation from English]. Moscow: Olimp-biznes, 2003, 624 p.
3. Dzheffri Layker, Devid Mayer Talantlivye sotrudniki: Vospitanie i obuchenie lyudey v dukhe dao Toyota: per. s angl. [Talented workers: teaching and training of people in the spirit of Toyota philosophy: translation from English]. Moscow: Al'pina Biznes Buks,
2008, 294 p.
4. Layker Dzh., Morgan Dzh. Sistema razrabotki produktsii v Toyota: lyudi, protsessy, tekhnologii [Product development system in Toyota: people, processes, technologies]. Moscow: Al'pina Biznes Buks, 2007, 440 p.
5. Solomentsev Yu. M., Mitrofanov V. G., Pavlov V. V., Rybakov A. V. Informatsionno-vychislitel’nye sistemy v mashinostroenii (CALS-tekhnologii) [Information-computing systems in machine-building (CALS-technologies)]. Moscow: Nauka, 2003, 292 p.
6. Rybakov A. V., Evdokimov S. A., Meleshina G. A. Sozdanie avtomatizirovannykh sis-tem v mashinostroenii [Creation of automatic systems in machine-building]. Moscow: Izd-vo MGTU Stankin, 2001, 157 p.
7. Rybakov A. V., Orlov A. A., Tatarova L. A., Shamov S. A. CAD/CAM/CAE Observer.
2009, no. 7, pp. 1-8.
8. Rybakov A. V., Evdokimov S. A., Krasnov A. A. Sozdanie sistemy avtomatizirovannoy podderzhki informatsionnykh resheniy pri proektirovanii tekhnologicheskoy osnastki [Creation of information solution automatic support system at production accessories design]. Moscow: Izd-vo MGTU «STANKIN», 2013, 162 p.
Рыбаков Анатолий Викторович
кандидат технических наук, доцент, кафедра автоматизированных систем обработки информации и управления, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» (Россия, г. Москва, пер. Вадковский, 1)
E-mail: [email protected]
Шурпо Александр Николаевич
кандидат технических наук, старший научный сотрудник, лаборатория № 1, Институт конструкторскотехнологической информатики Российской академии наук (Россия, г. Москва, пер. Вадковский, 18, корп. 1А)
E-mail: [email protected]
Rybakov Anatoliy Viktorovich Candidate of engineering sciences, associate professor, sub-department of automated systems of information processing and control, Moscow State Technological University “STANKIN” (1 Vadkovsky lane, Moscow, Russia)
Shurpo Aleksandr Nikolaevich Candidate of engineering sciences, senior staff scientist, laboratory № 1, Institute of engineering and design informatics of the Russian Academy of Sciences (building 1a, 18 Vadkovsky lane, Moscow, Russia)
140
University proceedings. Volga region
№ 1 (33), 2015
Технические науки. Машиностроение и машиноведение
УДК 658.511 Рыбаков, А. В.
Создание обучающего центра для подготовки специалистов машиностроительных предприятий работе в условиях информационнотехнологической среды / А. В. Рыбаков, А. Н. Шурпо // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2015. -№ 1 (33). - С. 133-141.
Engineering sciences. Machine science and building
141
