Využijte maximálně možností nových aplikací pro kvalitní výuku

Strojírenská produkce je v této oblasti prakticky vůdčím oborem. Výpočetní technika již není pouze realizačním nástrojem, ale ovlivňuje metodicky a koncepčně prakticky celý životní cyklus výrobku. Při realizaci projektu se s nástupem digitálních technologií využívají zcela nové postupy. Ty nejen akcelerují předvýrobní etapu, ale umožňují mapovat produkci jako jediný celek informací.

Tak, jak by bylo špatné v současné době pochybovat o významu digitálního navrhování, stále více vyvstává nutnost chápat projekt jako ucelený souhrn činností rozvíjených pomocí informačních technologií. Informační technologie již nejsou pouhým nástrojem pro urychlení práce, ale přináší zcela nové možnosti a přístupy, které jsou natolik revoluční, že nejsou ještě v současné době často díky konzervativnosti správně chápány. Staví se na nich ovšem prosperita technické produkce, její flexibilita a konkurenceschopnost.

Nevyužívejme ICT ve výuce pouze pro kreslení výkresů

Na odpověď „Jak a které oblasti integrovat do výuky technických oborů?“, není i přes aktivity našich škol, firem a společností dodávající software řešení, snadná odpověď. Za ideální cílovou metu lze samozřejmě považovat komplexní začlenění PLM technologií do výuky. Obecně lze v současnosti ovšem vycházet z méně ambiciózních schémat, která jsou velmi úspěšná na našich školách i v zahraničí.

Obrázek č. 1, Mezipředmětové vztahy a základní aplikační řešení pro strojírenství

Základním styčným bodem v této oblasti musí být především mezipředmětové vztahy a snaha řešit výuku jako projektové problémy. Kolik a jaký čas jednotlivé problematice věnovat je ovlivněno především technickým vybavením škol a mírou snahy prosadit výuku v souladu s úrovní technické praxe.

Jedním z optimálních řešení může být vytvoření samostatné výuky CAM aplikací v úzké návaznosti na projekty realizované pomocí CAD řešení s podporou CAE/FEM nástrojů využívaných v konstrukčních a technologických cvičeních. Otázkou zůstává do jaké hloubky při výuce těchto oblastí jít a na jaké problémy se detailně soustředit. Současná dostupnost vhodných aplikací pro školství a trendy ve vývoji produkčních nástrojů pro tvorbu digitálních modelů výrobků poskytují v těchto oblastech prakticky neomezené možnosti. Nesmíme samozřejmě zapomínat na dostatečnou výuku teoretických problémů.

Pro poměrně snadný začátek lze zvolit především oblasti historicky a vývojově nejstarší. Vedle CAD aplikací se jedná především o technologické, CAM aplikace a o nástroje pro realizaci odborných výpočtů a analýz CAE/FEM. Pokud máte tyto oblasti zvládnuty, můžete posílit a modifikovat podle modelu správy životního cyklu výrobku i další odborné předměty, například kontrolu a měření apod.

Mezipředmětové vztahy základem kvalitní technické výuky

ICT a mezipředmětové vztahy patří ke stěžejním otázkám výuky předmětů postavených na využití aplikované informatiky. Jakákoliv integrace ICT do výuky, pokud není postavena na metodice jdoucí ruku v ruce se směřováním rozvoje ICT v reálné praxi je neperspektivní. Komplexní pojem řešení postavených na PLM se stává v poslední době nejsledovanější otázkou v praxi.

Z tohoto důvodu je nutné dbát v jednotlivých oblastech integrace výuky a ICT především na mezipředmětové vztahy a vazby výuky jednotlivých odborných předmětů. ICT musí tuto mozaiku informací zefektivnit a přiblížit reálnému stavu v prosperující průmyslové praxi.

 

Obrázek č. 2, Ukázkový výstup z projektově orientované výuky s využitím PLM nástrojů

(pro detailní popis projektu navštivte: http://www.designtech.cz/c/plm/jak-ucit-plm-ukazkovy-projekt.htm).

Pěknou ukázkou mohou být například týmové projekty realizované na základě metodiky převzaté z praxe. Jedná se o komplexní průřezové projekty, které prochází výukou na střední škole od prvotního návrhu v technickém kreslení, přes výpočty v mechanice a pružnosti až po konkrétní návrh virtuálního prototypu výrobku a jeho výrobu pomocí CAx aplikací. Samozřejmostí by měla být v budoucnu oboustranná komunikace a správa dat v rámci realizovaného výrobku pomocí PLM systémů.

S masovým využitím Internetu v komerční oblasti je výrazně vhodné tohoto média neustále využívat nejen pro získávání aktuálních informací, ale také pro přímou podporu realizovaných projektů. Může se jednat nejen o čistě výukové nástroje, kterými je například eLearning, ale především o zcela komerčně orientované zdroje informací, normalizovaných dílů a výpočtů.

 

Obrázek č. 3, Využití Internetu ve výuce pro realizaci projektu a spolupráci (internetová databáze součástí)

Jedna ze zkušeností

Realizace komplexního modelu výuky se systematickou integrací ICT je poměrně složitou otázkou. Proto i při výuce vycházíme v současné době z poměrně komplexního řetězce CAD / CAE / FEM / CAM / CAQ který je navzájem synchronizován pomocí datové komunikace zajištěné PDM systémy postavenými na SQL standardu.Je ve své podstatě z pohledu výuky jedno o jaké software řešení se jedná. Volba řešení je závislá především na vybavení školy, dlouhodobé strategii rozvoje a regionálních vazbách spočívajících ve spolupráci školy s průmyslovou praxí.

Součástí výuky podle modelu PLM by měla být přirozeně flexibilní integrace s výukou odborných předmětů a posilování mezipředmětových vztahů. V praxi to znamená, že by měli mít studenti dostatečné znalosti technického kreslení, norem a znát jejich ekvivalentní řešení pomocí výpočetní techniky. Nezastupitelnou úlohu hrají samozřejmě také znalosti mechaniky, výrobních technologií a měření.

Poměrně důležitou složkou přibližující výuku PLM realizaci komerčních projektů je posílení týmové spolupráce. Žádný jednotlivec v technické oblasti nedosáhne takových úspěchů jako perfektně fungující týmy využívající pro svou spolupráci PLM řešení. V praxi se jedná často o mezinárodní vývojově – konstrukční týmy pracující na řešení rozsáhlých projektů. Na miskách vah je pak perfektně funkční metodika realizace projektu, oboustranná „lidská“ a „datová“ komunikace a vzájemně kompatibilní software řešení. Pro argument nemusíme chodit daleko, může se jednat například o vývoj automobilů, komplexní projekty výrobních a investičních celků apod.

 

Obrázek č. 4, Opusťme tradiční přístupy a modernizujme výuku i v oblasti zadání projektů, velkou inspirací je regionální praxe a spolupráce škol

Stěžejní otázkou zůstává úroveň realizovaných projektů ve školství. My jsme se podívali na jedno z velmi zajímavých řešení. Výuku PLM na SPŠ v Uherském Hradišti, která preferuje výrazný podíl týmové spolupráce již na úrovni školy. Projekty jsou realizovány podle předem připravené metodiky, kterou lze rozdělit na několik dílčích úseků:

-návrh projektu a jeho zadání obsahující volitelné prvky

-vytvoření pracovních týmů, stanovení vzájemných vztahů a kompetencí

-vytvoření prvotního 2D návrhu projektu a přidělení zodpovědností

-stanovení časového harmonogramu realizace projektu a podmínky hodnocení

-realizace projektu pomocí 3D systému s využitím CAE / FEM

-návrh technologických operací pro vybrané prvky pomocí CAM

– zajištění komplexní správy vytvořených dat

-analýza projektu a jeho finalizace

-závěrečné hodnocení projektu (rozhoduje především, komplexnost, přesnost, nápaditost a technické provedení projektu)

Dalším krokem ve výuce je vymezení problematiky inovačního řízení a realizace variantních řešení podle fiktivních požadavků zákazníků. Jedná se tak o pěknou ukázku řešení „malého“ PLM, které je možné s jistým podílem nadšení, motivace vyučujících a financí realizovat prakticky na každé technicky orientované škole.

Zásadní změna realizace technických projektů

O masovém růstu nasazení CAD technologií pro realizaci projektů můžeme mluvit přibližně v období deseti let na přelomu století. Posledních několik let ovšem ukazuje, že problematika tvorby digitálního modelu výrobku je daleko komplexnějším problémem, postihujícím prakticky celý životní cyklus výrobku.

Nasazení jednotlivých digitálních nástrojů, vedoucí k co možná největšímu zmapování a simulaci reálného produktu s možností flexibilní inovace, je jedinou správnou cestou společnosti ke zvýšení konkurenceschopnosti. Samozřejmě tento přístup musí jít ruku v ruce s celkovým rozvojem strategie realizace projektu a metodiky řešení, které se opírá o kvalitní oborové znalosti a zkušenosti.

Odměnou je akcelerace realizace projektu, výrazné finanční úspory podpořené rozbory digitálních modelů a urychlení všech etap životního cyklu výroku. Navíc lze díky obecné podobě digitální informace poměrně zásadně změnit metodiku a formu spolupráce mezi řešitelskými týmy.

Školství se může těmto trendům jedině přizpůsobit. Jinak se propast mezi výukou a reálnou praxí nenávratně prohloubí. Oborový pohled na informační technologie a jistý nadhled, který je definován nejnovější metodikou nasazení ICT pro řešení projektů, je jedním ze základů kvalitního rozvoje našeho technického školství.

Kdo může pomoci?

Ve výuce jakékoliv odborné problematiky není informací nikdy dost. Na stránce http://www.designtech.cz/c/sipvz/kam-pro-informace-o-vyuce-ca-.htm, najdete téměř stovku kontaktů našich kolegů ze středních, vyšších a vysokých škol, které se dlouhodobě podílí na rozvoji výuky technických oborů s využitím pokrokových technologií a postupů. Jistě zde najdete blízkou školu, která může být pro Vás zdrojem inspirace a postupu řešení. Aktivity jsou prakticky vždy úzce svázány s podporou společností dodávajících odpovídající software řešení.

Tip závěrem: Obdobný model PLM existuje také pro stavebnictví a architekturu pod názvem Building Information Model. Více úvodních informací naleznete například na stránkách SDÍLET TWEET ZAPINUJ SDÍLET