СТЕНД ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ МАССООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Наличие кризиса в высшем образовании, в том числе и в подготовке инженерно-технических работников, общепризнанно [2, 3]. Одной из характерных черт кризиса можно назвать противоречие между уровнем подготовки выпускников технических вузов и требованиями рынка труда. Очень часто на предприятия приходят выпускники, плохо знающие реальное производство и неспособные решать даже относительно простые профессиональные задачи.

Современные     нефтеперерабатывающие   и     нефтехимические     производства    являются     чрезвычайно сложными социально-техническими системами, включающими в себя как техническую составляющую (технологическое оборудование, здания, сооружения и т.д.), так и персонал, участвующий в функционировании различных процессов: технологических, вспомогательных (процессов поддержки) и процессов управления. Роль человеческого фактора в обеспечении эффективности и безопасности производства давно осознана мировым сообществом [1, 4]. Примером такого осознания может служить доминирующий в настоящее время подход в управлении качеством, называемый Total Quality (TQM, Всеобщий менеджмент качества).

Очевидно, что в условиях рыночной экономики требования к уровню подготовки специалистов должны формулироваться работодателями: предприятиями, организациями и учреждениями. В рамках формирующейся в России национальной системы квалификаций такие требования оформляются в виде профессиональных стандартов.

С другой стороны, требования к компетентности выпускников содержатся в федеральных государственных образовательных стандартах. Не всегда требованиям работодателей соответствуют требования, предъявляемые вузами к своим выпускникам.

Для значительной части работников таких производств необходимые компетенции начинают формироваться в ходе обучения в технических вузах. Перечень компетенций, которые должен показать выпускник, определяется Федеральными государственными образовательными стандартами (ФГОС). Для студентов направления 18.03.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» необходимые компетенции содержатся во ФГОС, утвержденном приказом Минобрнауки России от 12.03.2015 № 227. Согласно указанному стандарту, выпускник, помимо обладания другими компетенциями, должен быть готов осваивать и эксплуатировать новое оборудование, принимать участие в налаживании, технических осмотрах, текущих ремонтах, проверке технического состояния оборудования и программных средств.

Сформировать такую компетенцию только на основе теоретического изучения учебного материала и виртуальных или обычных лабораторных работ, очевидно, невозможно. Необходимо изучение реальных объектов нефтепереработки и нефтехимии.

Как правило, студенты знакомятся с действующим оборудованием при прохождении различных практик (учебной, производственной, преддипломной) на предприятиях соответствующего профиля. Но такой подход довольно затруднителен по следующим причинам:

-    в учебном плане для бакалавров продолжительность практики значительно снижена по сравнению с учебными планами специалистов;

-    есть определенные сложности с организацией практик на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях для всего контингента студентов.

Что касается первой причины, то, к сожалению, переход на двухуровневую систему (бакалавриат, магистратура) подготовки специалистов с высшим образованием привел к сокращению срока обучения на первом уровне. Это, в свою очередь, вызвало сокращение времени, отводимого студентам на прохождение различного рода практик: учебной, производственной, преддипломной. Так, продолжительность практик по направлению 18.3.2           «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» в Уфимском государственном нефтяном техническом университете уменьшилась на четыре недели: с 14 до 10 недель.

Компромиссным решением может быть создание в вузе стендов, включающих в себя физические модели (уменьшенные копии) и виртуальные модели реального оборудования.

К сожалению, российский рынок лабораторно-учебного оборудования в области нефтепереработки и нефтехимии не способен в настоящее время обеспечить вузы нефтегазового профиля соответствующей продукцией по следующим причинам:

-   предлагаемая номенклатура продукции очень ограничена;

-   стоимость предлагаемой продукции очень высока и часто не соответствует финансовым возможностям вуза.

Лидером в этой области является испанская компания Edibon, предлагающая достаточно широкий спектр (более 3000 наименований) технического оборудования для обучения. Компания существует более 37 лет (основана в 1978 г.) и производит устройства и комплексные лаборатории для обучения по многим областям знания, в том числе и по химическим   технологиям. Однако предлагаемые стенды моделируют химико- технологические процессы, но не дают представления о конструктивных особенностях оборудования для этих процессов.

В филиале УГНТУ в г. Салавате начата разработка стенда для изучения массообменного оборудования, применяемого в нефтехимии и нефтепереработке. Стенд будет использоваться при обучении студентов направления 18.03.02 по дисциплинам «Процессы и аппараты химической технологии», «Оборудование нефтегазопереработки и нефтехимии", «Диагностика технического состояния и оценка ресурса оборудования», «Монтаж и ремонт оборудования нефтехимических производств» и др.

На наш взгляд, функциональная схема стенда должна включать в себя физическую и программную подсистемы.

Назначение физической подсистемы – дать студентам как можно более полное представление о конструкции массообменных аппаратов. Это достигается с помощью трех моделей колонных аппаратов с различной конструкцией, отличающихся друг от друга конструктивным исполнением корпуса и внутренних устройств.

Программная подсистема включает в себя следующие модули:

-   базу знаний, содержащую сведения о массообменных процессах и оборудовании;

-   модуль визуализации, позволяющий на основе 3D-модели конкретного аппарата изучить его устройство;

-   модуль проектирования, включающий стандарты и другие нормативные и методические материалы для проектирования колонных аппаратов;

-   технологический модуль, раскрывающий студентам вопросы технологии изготовления колонн;

-   модуль эксплуатации, содержащий нормативные и методические документы по эксплуатации, ремонту, диагностированию колонных аппаратов.

Очевидно, что подобные стенды могут разрабатываться самими  вузами силами  студентов в рамках курсового и дипломного проектирования. Например, в филиале УГНТУ в г. Салавате такая работа может выполняться студентами направлений 18.03.02 и 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника».

Таким образом, использование стенда в учебном процессе формирует у студента системные представления о жизненном цикле оборудования нефтехимии и нефтепереработки и способствует внедрению в образовательную деятельность подхода CDIO (Conceive  – Design – Implement – Operate, Планирование – Проектирование – Производство - Применение).

Список литературы

1.     Гончаренко, Л.П. Управление безопасностью / Л.П. Гончаренко, Е.С. Куценко. – М.: КНОРУС, 2016. – 272 с.

2.     Евдакимов Г.И. Особенности курса «Введение в специальность» в рамках подхода CDIO /   Интеграция науки и образования в вузах нефтегазового профиля -2016. Материалы Международной научно- методической конференции, посвященной 60-летию филиала Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Салавате. 2016. С. 52-54.

3.     Евдакимов Г.И. Разработка рабочих программ на основе подхода CDIO / Интеграция науки и образования в вузах нефтегазового профиля -2016. Материалы Международной научно-методической конференции, посвященной 60-летию филиала Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Салавате. 2016. С. 52-54.

4.     Переездчиков, И.В. Анализ опасностей промышленных систем человек-машина-среда и основы защиты / И.В. Переездчиков. – М.: КНОРУС, 2011. – 784 с.