PLM systém v roli výukového LMS

Tags: LMS | PLM | Vzdělávání

Příkladem je LMS Moodle, který je v současnosti využíván pro podporu výuky na VOŠ a SPŠ ve Žďáru nad Sázavou. Škola vychází z letitých zkušeností s počítačovou podporou výuky technických předmětů, založenou na využívání CAx produktů Autodesk a Siemens. Kvalita výuky je postavena na optimalizaci tematických plánů odborných předmětů, vycházejících z požadavků průmyslové praxe a závěrů výzkumu v oborových didaktikách. Efektivní cestou k dosažení požadovaných odborných kompetencí absolventů je výuka na projektech virtuálních prototypů s možností distanční výuky v průběhu samostatné činnosti. Další zvýšení efektivity výuky může přinést využití nástrojů pro organizaci a řízení dat, využívaných v průmyslové praxi. Nabízí se možnost využít PLM systém. Funkční vlastnosti aplikací této kategorie nabízí možnost využití v roli LMS systému.

PLM – Product Lifecycle Management představuje filosofii řízení a správy životního cyklu libovolného produktu. Proces bývá realizován prostřednictvím systémů založených na možnostech ukládání dat, jejich sdílení, zabezpečení a definování informačních toků. Schopnost definování procesů dle konkrétního požadavku vytváří potenciál pro podporu výuky. V praxi jsou PLM nástroje nasazovány především v technických oborech pro správu vývojových a výrobních dat. Pokud absolvent technického oboru nastoupí do praxe, je velmi pravděpodobné, že jeho činnost bude úzce spojena s využitím uváděného nástroje. V předložené studii je produktem virtuální prototyp žákovského projektu. Studie představuje příklad distribuce výukových materiálů, simulací, vzorových CA dat, ale také pokynů pedagoga – koordinátora projektu, který má možnost sledovat veškeré aktivity téměř v reálném čase a prostřednictvím systému reagovat, včetně diagnostiky konkrétních výstupů a jejich hodnocení. Soubory dat lze archivovat, prohlížet a zpětně analyzovat. Obsluha PLM systému prostřednictvím webového rozhraní zpřístupňuje aplikaci pro využití nezávisle na lokalitě školy nebo pracoviště.

PLM nástroje v projektové výuce a jejich vazby na jednotlivé předměty

Zadání projektu vychází z aktuální potřeby v souladu s tematickým plánem předmětu a mezipředmětových vztahů. Může jít o projekt krátkodobý, jehož cílem je získání dovedností pro provádění konkrétního postupu nebo souboru postupů souvisejících s dílčí úlohou. Naopak může jít o projekt rozsáhlý, např. charakteru ročníkové nebo semestrální práce. Ve všech případech jsou aktivity spojené s využitím PLM v roli LMS totožné. Nelinearita přístupu k jednotlivým tematickým celkům umožňuje spojit řešený projekt s výukovými materiály vztahujícími se k jednotlivým problematickým řešením.

Možnosti integrace částí PLM systému do jednotlivých předmětů

Primárně lze PLM charakterizovat jako databázový systém rozšířený o možnosti definování procesů toku informací a komunikace. Schopnost konfigurace dle konkrétních požadavků umožňuje přizpůsobit aplikaci pro kontrolu nad daty a řízení informačních toků při řešení dílčích i rozsáhlých komplexních žákovských projektů. Pro řešení žákovských úloh je tato charakteristika přínosem pro pedagoga – konzultanta projektu, ale také pro žáka – řešitele projektu.

Studie ukazuje příklad podpory aktivit na projektech technického, konkrétně strojírenského oboru. V této oblasti jsou PLM aplikace nejvíce využívány a funkčnost i uživatelské prostředí jsou tomuto odvětví také nejvíce přizpůsobeny. Jedním z příkladů je možnost integrovat většinu známých formátů datových souborů, včetně CAx dat, a možnost propojení dat různých formátů s příslušnými aplikacemi pro prohlížení a editaci. Možnost přizpůsobení PLM aplikace pro další odvětví umožňuje využít tyto systémy i pro podporu výuky na projektech např. přírodovědných disciplín. Pro práci na strojírensky orientovaných projektech lze využít následující vlastnosti vycházející ze zkušeností a potřeb technické praxe:

• Využití databáze normalizovaných dílů napříč všemi realizovanými projekty.
• Využití databáze vlastních specifických komponent a její zpřístupnění pro další projekty.
• Tvorba technologických postupů využitím databáze procesů.
• Vizualizace 3D dat z různých systémů bez nutnosti vlastnit licenci CAx nástroje.
• Hodnocení projektů prostřednictvím nástrojů schvalovacího a změnového řízení.
• Kontrola a zabezpečení dat.

Příklad jednoduchého projektu s podporu CAx/PLM aplikací

Ukázka představuje jednoduchý projekt k získání dovedností tvorby návrhu vodivého propojení pomocí flexibilní fólie s vodivými prameny. Výchozí 3D model představuje skutečný deformovaný tvar vodiče v sestavě zařízení. Cílem je 2D reprezentace součásti v rozvinutém tvaru, která je podkladem pro návrh elektrického zapojení a výrobu. Model vytvořený v aplikaci NX je plně parametrický a trasa odpovídá průchodu složitou sestavou zařízení.

Výukové materiály pro nácvik uvedeného postupu jsou textově a obrazově popsány v elektronickém dokumentu a importované do PLM systému. Obdobným způsobem je vloženo instruktážní video a textové soubory pro vlastní záznamy a pro záznamy pedagoga, který může reagovat na průběh řešení. Přístupová práva a vlastnictví jednotlivých dokumentů lze řídit systémem.

Řešení jednotlivých uživatelů mohou být nahlížena ostatními uživateli. Každá nová verze např. opravených nebo modifikovaných řešení je v databázi k nahlédnutí a tak lze zvláště u dlouhodobějších projektů sledovat historii řešení. Popisovanou metodiku lze uplatnit nejen pro výuku práce s CAx aplikací, ale také pro výuku odborných předmětů, ve kterých mohou být jejich vlastnosti a možnosti využity. Pro ukázku studie je využito webové rozhraní PLM aplikace Teamcenter.

3D datový model vzorové úlohy s výsledkem – rozvinutým tvarem

Složka obsahující data k projektu s názvem Flat Pattern a jeho struktura je znázorněna na obrázku. Pod tímto názvem bude úloha vyhledána zadáním klíčových slov nebo jejich částí. Na obrázku lze rozpoznat typy dokumentů a informačních zdrojů, které mohou být použity pro nácvik řešení. Do struktury lze přidávat další soubory – datasety. Tímto získáme ucelený soubor dat souvisejících s projektem, včetně komentovaného hodnocení řešení úlohy posluchačem.

Příklad složky dat k řešenému projektu

Možná úskalí nasazení PLM v projektové výuce

Využití PLM nástrojů přináší i určitá úskalí, která mohou být překážkou plošného nasazení pro podporu výuky. Na rozdíl od CAx nástrojů nepředstavuje pro dodavatele tato kategorie aplikací strategický význam ve vzdělávacím sektoru, a tak se v současné době nepočítá s akademickými licencemi. Naopak náklady jsou nižší než v případě grafických systémů. Pro využití na řešení např. semestrálního nebo ročníkového projektu je možné licenci zapůjčit, a to i opakovaně. Pořízení nástroje může být podporováno prostředky z grantů nebo se mohou podílet strojírenské firmy v regionu, ve kterých absolventi nacházejí profesní uplatnění. Některé CAx aplikace mají integrovaný jednoduchý PLM nástroj, který může být dostatečný pro alespoň částečné uplatnění v roli LMS. Další úskalí může představovat kvalifikace pedagogů. Ovládání nástroje je však výrazně jednoduší než například práce s CAD aplikací. Zaškolení pro získání dostatečných dovedností pro používání je záležitostí maximálně jednoho dne pro pedagogy i pro posluchače. Konfigurace složitějších funkcí a procesů v rámci PLM systému bývá programátorskou úlohou.

Závěrem

PLM systém představuje progresívní nástroj, který lze využít pro zefektivnění procesu distanční i prezenční výuky. Pro posluchače jsou přínosem nejen možnosti aplikace, ale také seznámení s konkrétním softwarovým nástrojem a jeho specifiky. Zvlášť u technicky orientovaných oborů je pravděpodobné, že se s některým z PLM systémů setkají ve své profesní praxi. V průmyslové praxi je zřejmý nástup aplikací této kategorie. Ve vzdělávacím sektoru jsou popisované systémy využívané minimálně. Pro intenzívnější propojení průmyslové praxe a škol je předpoklad alespoň částečného nasazení aplikací pro podporu výuky a práce na školních projektech. Vytvoření vhodné metodiky, zaměřené nejen na konfiguraci a ovládání aplikace, ale také na základní postupy při řešení projektů, může být základem pro snadnou integraci do výuky. Lze očekávat v blízké době experiment v podobě řešení projektu dle uvedené metodiky.

Systémové nasazení PLM systémů na VOŠ a SPŠ ve Žďáře nad Sázavou je součástí dlouhodobější strategie a projektů. Grantový projekt „Rozvoj odborných kompetencí žáků v oblasti CA technologií" je financován na naší škole z prostředků Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky.

VOŠ a SPŠ Žďár nad Sázavou