ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
(для студентов направления 221700 «Стандартизация и метрология»)
Издательство Томского политехнического университета
УДК 62
ББК 30
Л 65
Цимбалист Э.И.
Основы инженерной деятельности: учебное пособие / Э.И. Цимбалист; Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. – 87 с.
ISBN 5-230-06549-6
Курс лекций содержит краткое изложение основ инженерной деятельности. Рассматривается концепция основной образовательной программы, базирующая на идеологии непрерывного образования с элементами творчества с использованием компетентностного подхода.
Пособие основано на материалах периодической печати и стандартах, в том числе по инициативе CDIO, посвященных проблемам и перспективам развития инженерного образования.
Предназначено для студентов, обучающихся по ООП направления 221700 «Стандартизация и метрология», но также может быть полезным для студентов других направлений и специальностей.
УДК 62
ББК 30
Рецензенты:
Кандидат технических наук, доцент начальник службы метрологии и стандартизации ТГАСУ А.А. Алексеев
ISBN 5-230-06549-6 © ГОУ ВПО Национальный
исследовательский Томский
политехнический университет, 2012
© Цимбалист Э.И, 2012
© Оформление. Издательство Томского
политехнического университета, 2012
Лекция № 1
Введение
Слово «инженер» в переводе с латинского означает знания, гений, способность, талант, ум, остроумная выдумка, изобретательность.
Оно стало использоваться впервые для обозначения особого рода занятий в античном мире, по-видимому, не ранее III в. до н.э. Причем, так назывались лица, управляющие военными машинами, а также изобретатели этих машин.
Менялось время, развивались производительные силы общества, расширялся объем понятий «инженер» и «инженерное дело», но неизменным оставалось одно – инженерами называли людей, связанных с созданием различной техники, ее разработкой и эксплуатацией. Другими словами инженерами называли специалистов, обладающих техническими знаниями, способными создавать разнообразные технические структуры.
В настоящее время заметно усложняется структура инженерной профессии, расширяется область применения инженерных методов. Появляются новые и наполняются новым смыслом традиционные для инженера функции. На сегодня инженер – представитель одной из самых массовых профессий.
Функции инженерной деятельности широки и разнообразны и это позволяет определить сущность ее как составную часть совместных творческих усилий рабочих, инженеров и ученых по преобразованию производительных сил общества.
Естественно, что для любой предметной области инженерная деятельность имеет много общего. Тем не менее, работа специалиста в конкретной области сопровождается некоторыми особенностями.
Вы выбрали профессию по направлению 221700 «Стандартизация и метрология» и поступили учиться на кафедру КИСМ ИК. Поэтому для более тесного знакомства с направлением обучения и кафедрой, вначале рассмотрим (смотрите структуру пособия) вариативную часть дисциплины, связанную с конкретным направлением и выпускающей кафедрой.
1. Вариативная часть 1. Основы основной образовательной программы (ООП) 221700 «Стандартизация и метрология»
1.1. Общая характеристика направления 221700 «Стандартизация и метрология».
Образовательная программа в области стандартизации и метрологии носит междисциплинарный характер, поскольку соответствующие специалисты востребованы практически в каждой отрасли народного хозяйства. Выпускники образовательной программы должны обладать подготовкой, позволяющей решать профессиональные задачи в различных предметных областях. В связи с этим студенты получают расширенную фундаментальную подготовку по математическому, естественнонаучному и общественно-экономическому циклам дисциплин.
Особенность данной образовательной программы состоит в ориентации на создание и применение информационных технологий в реализации процессов и решении проблем в области стандартизации и метрологии. Акценты в обучении сделаны на освоении методов измерений электрических величин, на получении компетенций в области электроники и микропроцессорной техники, а также на формирование навыков владения технологиями программирования компьютерных измерительных систем. Это позволяет выпускникам участвовать в создании, эксплуатации и в метрологическом обеспечении рабочих эталонов и прецизионных средств измерений, работать в области метрологического обеспечения сложных измерительных комплексов, входящих в состав современных технологических линий и систем контроля качества, а также участвовать в аттестации программного обеспечения компьютерных измерительных систем.
1.2. История направления 221700 «Стандартизация и метрология» на кафедре КИСМ ИК.
Подготовку бакалавров по направлению 552200 – Метрология, стандартизация и сертификация (4 года обучения) и инженеров по специальности 072000 – Стандартизация и сертификация (5 лет обучения) кафедра ведет с 1995 года.
В 2003 г. в рамках направления 552200 открыта подготовка магистров по программе "Компьютеризация измерений и контроля".
В настоящее время кафедра компьютерных измерительных систем и метрологии (КИСМ) осуществляет подготовку бакалавров по направлению 221700 – Стандартизация и метрология (4 года обучения) и магистров по профилю"Компьютеризация измерений и контроля"
(6 лет обучения).
Нормативными документами подготовки бакалавров и магистров являются федеральные государственные образовательные стандарты высшего профессионального образования (ФГОС ВПО). В частности, ФГОС ВПО по направлению подготовки 221700 Стандартизация и метрология представляет собой совокупность требований, обязательных при реализации основных образовательных программ бакалавриата образовательными учреждениями высшего профессионального образования (высшими учебными заведениями, вузами) на территории Российской Федерации, имеющими государственную аккредитацию.
Этот стандарт утвержден приказом Министерства образования и науки РФ от 22 декабря 2009 г. №799.
Лицензия Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки: Серия А № 169068 от 01.06.05 г.
1.3. Обучение студентов направлению подготовки 221700 в лицах, событиях, достижениях.
В соответствии с образовательным стандартом и разработанным на его основе образовательной программы и учебного плана студенты изучают:
· технические и организационные меры установления, реализации и контроля выполнения норм, обеспечивающих качество продукции, товаров и услуг;
· методы и системы измерений, испытаний, контроля, калибровки и поверки, а также средства их метрологического обеспечения;
· овладевают навыками разработки и применения электронных узлов и программного обеспечения этих систем, построенных на базе компьютеров и микроконтроллеров;
· осваивают методы и средства математической обработки и визуализации результатов измерений, а также оценивания их точности;
· учатся применять современные международные стандарты в области построения систем менеджмента качества; п
· получают навыки разработки и экспертизы нормативной документации.
Полученное образование позволяет выпускникам заниматься нормотворческой, сертификационной, производственно-управленческой, производственно-технологической, проектной, консультативной и другими видами профессиональной деятельности.
Преподавание специальных дисциплин на кафедре обеспечено квалифицированными кадрами.
Постоянно пополняется новый фонд учебников и учебных пособий (в том числе с грифом УМО) по ряду дисциплин учебного плана. Вклад в это важное дело внесли преподаватели кафедры: Рыбин Ю.К., Цапко Е.А., Силушкин С.В., Стукач О.В., Цимбалист Э.И., Фомичев Ю.М.
Преподаватели кафедры постоянно повышают свою квалификацию: например, доценты Бориков В.Н., Казаков В.Ю., ст. преп.Силушкин С.В., Брылева Н.В., Злыгостева Г.В. обладают престижными международными квалификационными паспортами.
Студенческие работы получают высокие оценки на различных конкурсах. Например, в 2004 г. Е. Васютазаняла 1-ое место во Всероссийской студенческой олимпиаде "Средства и методы обеспечения и управления качеством" в г. Тольятти.
1-ое командное место во Всероссийской студенческой олимпиаде по управлению качеством (г. Владивосток) завоевали магистранты Г. Злыгостева, П. Мартюшева, Т. Шулбаева, а П. Мартюшева заняла 1-ое место в личном зачете на этой олимпиаде. В 2005 г. такого же успеха достигли П. Мартюшева, А. Дробышев и Е. Попова.
Многие студенты кафедры участвуют в программах академической мобильности и выигрывают гранты для обучения за рубежом. Примеры последних лет: в 2007/08 уч. году М. Сенишин учился в Пражском техническом университете (Чехия), в 2009 г. Новикова О. проходила обучение в университете Баден-Вюртемберг (г. Хайденхайм, Германия), Безшлях А. – в университете Ла Сапиенца (г. Рим, Италия), Поплетнева К. – в техническом университете г. Брно (Чехия).
В 2009 г. магистранты Баранов П. и Хомякова М. прошли 2-месячную научную стажировку в Национальном университете Сингапура.
В 2009 г. три студента (Баранов П., Безшлях А. и Стрежнева Т.) стали обладателями грантов Программы УМНИК Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.
1.4. История научных школ направления 221700 «Стандартизация и метрология» в ТПУ.
1.4.1 История научных школ кафедры радиотехники.
С основания кафедры в 1962 г. (она получила название кафедры «Радиотехники») учебный процесс на ней постоянно сопровождался интенсивной научной деятельностью ее сотрудников и студентов.
Заведующий кафедрой радиотехники М.С. Ройтман с начала основания кафедры сделал ставку на развитие собственного научного направления.
Оно придало новый импульс развитию кафедры, которая заняла ведущие позиции в теории и практической разработке прецизионных источников переменного напряжения (калибраторов), измерительных генераторов и автоматизированных систем для метрологических исследований.
Среди научных достижений тех лет, которые подготовили в дальнейшем основу для специализации кафедры, отметим работы по созданию:
· калибраторов напряжения переменного тока (однозначных и многозначных мер напряжения):
В 1965 году на кафедре для Горьковского НИИ приборостроения был создан первый отечественный калибратор переменных напряжений ГК-3, не уступавший по ряду параметров лучшему зарубежному аналогу 746А фирмы Hewlett Packard. В то время был предложен принцип построения широкодиапазонных калибраторов в виде систем авторегулирования с компаратором действующего значения напряжения в цепи обратной связи. Этот принцип оказался весьма эффективным и нашел применение как у нас в стране, так и за рубежом.
Вскоре томские калибраторы стали использоваться практически всеми производителями цифровых вольтметров в стране для их поверки. Модифицированный калибратор ГК-10 под шифром В1-20 начал с 1980 года серийно выпускать Харьковский завод "Эталон" Госстандарта СССР.
Значительный вклад в разработку теории и создание высокоточных, высокочувствительных и широкополосных компараторов напряжений внесли М.С. Ройтман, Э.И. Цимбалист, В.Р. Цибульский, Ю.М. Фомичев, Ю.Г. Свинолупов.
Необходимый динамический диапазон калибраторов обеспечивался путем прецизионного деления или усиления номинального уровня меры.А.И. Крамнюк, Н.П. Калиниченко, и В.Л. Ким принимали непосредственное участие в создании первых в стране широкодиапазонных многодекадных индуктивных делителей напряжения, в том числе программируемых. В.М. Сергеев, В.А. Бутенко, А.П. Парамзин разработали серию прецизионных высоковольтных измерительных усилителей, позволивших получать значения выходного напряжения калибраторов до 300 и 1000 В.
Наиболее удачно удалось использовать совокупность эффективных решений при разработке прецизионного системного многофункционального калибратора ТК2Н-119, предназначенного для поверки установки В1-27. Эта разработка проводилась в 1988-90 гг. совместно с Таллиннским конструкторским бюро радиоэлектроники. для Минского ОАО ”Приборостроительный завод”.
· установки для поверки счетчиков электрической энергии:
Работы кафедры в области прецизионного приборостроения оказываются востребованными и сегодня, благодаря усилиям доцента Ю.М. Фомичева: установка для автоматизированной поверки счетчиков электрической энергии пользуется большим спросом в энергоснабжающих организациях Сибири и Казахстана. В 2005 г. в рамках зарубежных контрактов один экземпляр установки в однофазном варианте приобретен фирмой Time Electronics (Великобритания) и три экземпляра в трехфазном варианте – ТОО "Энергометросервис", г. Караганда, Казахстан.