Projektová výuka ve strojírenství s využitím produktů Autodesku

Strojírenství patří dlouhodobě k oborům, které v sobě soustředí špičkové výsledky vědy, výzkumu a praxe. Především posledních deset let rozvoje oboru strojírenství je úzce svázáno s revolučními změnami, které přináší nástup informačních a komunikačních technologií. Jejich rukopis je viditelný prakticky ve všech etapách vývoje a výroby. Předvýrobní etapa je dnes již především záležitostí řešení postavených na digitálních modelech. Není tajemstvím, že se i do těch nejmenších firem a podniků v současné době dostávají technologie, které jsou výsledkem výzkumu a vývoje ze špičkových oborů jakými je letectví a kosmonautika, automobilový průmysl apod.

Novinky v oblasti výuky techniky a technologií

Velmi důležitou položkou v rozvoji strojírenství hraje mezinárodní spolupráce, kooperace a velmi těsná spolupráce se zákazníky. Právě v této oblasti hrají jednu z rozhodujících úloh nejen oborové znalosti a dovednosti, ale také umění komunikace a cizích jazyků. Znalost cizích jazyků a jejich aktivní použití je tak pro každého technika nejen konkurenční výhodou na trhu práce.

Hledání správných cest nasazení aplikované informatiky do promyšlené a efektivní výuky na našich školách je stále více spjato s oborovou specializací. Díky řadě zcela zásadních změn, které sebou přináší zpracování digitálního obsahu, je více než důležité pohlížet na výuku ICT, jako na výuku nových vyjadřovacích prostředků a technologických nástrojů. Tyto změny musí jít ruku v ruce s požadavky průmyslové praxe na úroveň znalostí studentů.

  Tradiční projekty ve výuce lze řešit efektivněji a názorněji

Základem této strategie jsou bezesporu metodické zásady a přístupy definované problematikou správy životního cyklu výrobku (PLM – Product Lifecycle Management), která je pomyslným vrcholem integrace ICT v průmyslové sféře. Základní oblasti změn lze soustředit do:

-Mezipředmětové vztahy a stávající výuka ICT ve strojírenství.

-Vzdělávání pedagogických pracovníků s ohledem na technologické trendy.

-Analýza koncepce projektů realizovaných v mezinárodní průmyslové praxi a požadavky kladené na realizační tým.

-Představení strategie PLM a její integrace do výuky na odborných školách.

-Metodika a postupy výuky jednotlivých oblastí PLM – CAD, CAE, FEM, CAM, CAQ, RPM…

-Individuální a týmové projekty zpracované v prostředí mezipředmětových vztahů za účasti PLM technologií.

Co nabízí Autodesk Inventor a nástroje pro funkční navrhování

Model je zdrojem geometrie nového návrhu, která může být dále využita pro další zpracování, kontroly a výrobu. Existuje samozřejmě celá řada argumentů pro i proti nasazení modelování do praxe. Jedná se ovšem především o výraznou pozici klasických konstrukčních metod a mnohdy problémy technického a organizačního charakteru. Přes to je modelování bezesporu budoucností navrhování ve všech nejen strojírenských oborech. Potlačení rutinních prací a přímá podpora prostorové představivosti poskytuje zcela netradiční postupy a možnosti při návrhu nových výrobků. Letecký a automobilový průmysl je toho přímým důkazem.

  Ukázkové řešení PLM strategie aplikovatelné také ve školství

Autodesk Inventor disponuje širokým spektrem základních strojírenských znalostí. Konstruktéři již nemusí hledat výpočty typizovaných strojírenských úloh v příručkách, ty již mohou zůstat odloženy v zásuvkách – požadované informace jsou součástí strojírenského návrhového systému. Inventor obsahuje tabulky povolených rozměrů, pravidla a vzorce pro přímý výběr a výpočet prvků návrhů a automatické generování odpovídajících funkcí a komponent.

Inventor provádí automaticky všechny výpočty, které by se jinak pracně prováděly na papírech po celém pracovním stole. Požadované strojní součásti nebo uzly jsou následně začleněny do modelu. Tyto pokročilé strojírenské nástroje pomohou všem uživatelům usnadnit přechod z 2D do 3D a ušetřit nejenom mnoho času, ale také peněz.

Technické projekty mohou být komplexnější, včetně tvarově náročných dílů a mechaniky

Projekty ve výuce komplexněji a blíže reálné praxi

Výuka by měla jít vždy ruku v ruce se strukturou znalostí pro realizaci výrobního procesu pomocí digitálních technologií. Zde je cílem vždy finální produkt, finální řešení optimalizované podle požadavků zákazníka. Znalosti studentů musí být tedy dostatečně flexibilní.

Strategie „průřezových projektů s centrálním zpracováním dat“, kdy je problematika vysvětlována průběžně na jednotlivých částech může být ukázkou nejen pro inspiraci:

-Návrh studie nového výrobku v podobě nákresů v technickém kreslení

-Konstrukce jednotlivých dílů ve výuce počítačového navrhování a metod konečných prvků (CAD, CAE, FEM)

-Ověření mechanických vlastností ve výuce mechaniky, částí a mechanismů strojů (CAE, FEM)

-Návrh technologie výroby nad modelem ve výuce číslicově řízených strojů (CAM)

-Ekonomická zhodnocení řešení ve výuce technologie, ekonomiky (PLM)

-Optimalizace výrobního procesu a zvyšování kvality ve výuce (PLM, CAQ)

Pracujeme v týmu

Nejzajímavější kapitola ve výuce začíná ovšem s týmovými projekty podpořenými PLM. Trend a směr, který bude v budoucích letech zásadně odlišovat kvalitativní i kvantitativní výstup praktických a teoretických znalostí studentů. Při týmovém projektu, podpořeném maximální integraci aplikované informatiky s PLM řešením, dokážeme vytvořit výrazně rozsáhlejší projekty s vyšší úrovní komplexnosti a nutných postupů pro jejich úspěšnou realizací.

Ve studentských týmových projektech lze realizovat i velmi rozsáhlé problémy

Týmové projekty musí navazovat na individuální projekty studentů a kopírují produkci reálného výrobku v praxi. Hodnocení studentů v rámci práce v týmu by se tedy mělo odvíjet od jejich hmatatelných výsledků na finálním produktu celého týmu. Ze zkušenosti je možné říct, že takovýto tým by měla tvořit dobře komunikující skupina tří až pěti studentů.