KARAT Software
Google překladač: English Deutsch

Budeme mít dostatek projektantů?

Touto otázkou se dnes v České republice zabývá většina manažerů firem, pohybujících se v oblasti strojírenství. Zajistit pro firmu kvalifikované pracovníky s profilem projektant nebo konstruktér je dnes skutečně oříškem. Bohužel v době těsně po revoluci tehdejší vládní garnitura všem tvrdila, že naše budoucnost je spojená především s dostatkem manažerů a právníků. Na obory v České republice tradiční, jako je například strojírenství, bylo nahlíženo jako na přežitek.
V celé řadě firem je tak možné zaznamenat, že mezi konstruktéry a projektanty najdete generaci, která již "něco" pamatuje, poté dlouho nic a pak až generaci úplně mladých lidí bez větších zkušeností. Tento fakt představuje poměrně vážný problém, protože byla přerušena kontinuita předávání zkušeností z jedné generace na druhou.

Jak by to mohlo vypadat

Přes tento jev si troufáme tvrdit, že o konstruktéry a projektanty bychom v budoucnosti nemuseli mít nouzi. Pokusíme se to dokumentovat na příkladu jedné střední průmyslové školy, kde se výuka CAx technologií stala nedílnou součástí přípravy studentů. Konkrétně se jedná o střední průmyslovou školu v Mladé Boleslavi.
Na úplném začátku – zhruba před 6 lety – bylo navázání sponzorské spolupráce s firmami T-Systems (tehdy pod jménem gedas ČR) a IBM a příslib morální a metodické podpory ze strany vývojových konstrukcí firmy ŠKODA AUTO.
Vedení školy se následně na základě nabídky výše uvedených firem rozhodlo zajistit pro školu prvních šest licencí CAD/CAM systému CATIA V5. Začátky nebyly jednoduché. Učitelé, kteří se výukou CAx technologií zabývají, absolvovali u T-Systems řádné školení. Následně na základě poznatků ze školení, svých dosavadních pedagogických zkušeností a za přispění pracovníků T-Systems připravili studijní programy. Poté byl v učebně se šesti pracovními stanicemi a šesti licencemi systému CATIA V5 zahájen pilotní provoz výuky studentů 4. ročníku. Přestože se jednalo o pilotní provoz, kdy se hledala spíše optimální podoba výuky, lze první rok hodnotit jako velmi úspěšný.
Na základě ohlasu ze strany studentů, jejich rodičů i firem z regionu se vedení školy rozhodlo v projektu pokračovat. V dalších dvou letech se tak podařilo v úzké spolupráci s T-Systems zvýšit počet licencí systému CATIA V5 na současný stav, kdy jsou na škole k dispozici dvě plnohodnotně vybavené učebny po šestnácti studentských pracovních stanicích a jedné učitelské pracovní stanici. Výuka počítačem podporovaného projektování, konstrukce a přípravy NC programů probíhá právě v těchto učebnách.

Příklady úloh, které studenti řešili ve výuce
Příklady úloh, které studenti řešili ve výuce

Nad rámec učebních osnov

Dále se na škole díky zájmu ze strany studentů a pochopení ze strany vedení školy podařilo rozběhnout zájmové kroužky, kde se mohou studenti se zájmem o počítačem podporované metody projektování a konstrukce pod dohledem kvalifikovaných pedagogů dále zdokonalovat. Během práce v zájmových kroužcích mohou studenti využívat nejen znalosti svých učitelů ale i znalosti a zkušenosti pracovníků T-Systems, která se na dalším vzdělávání studentů v rámci jejich zájmové činnosti podílí.
V hodinách standardní výuky se všichni studenti seznamují se základy moderních metod projektování, konstrukce a přípravy NC programů pro obráběcí stroje. Vedle teoretické výuky na počítačích jsou na škole k dispozici i numericky řízené obráběcí stroje. Studenti tak mají možnost zadanou úlohu zpracovat nejen na počítači, ale následně i realizovat na numericky řízen frézkách a soustruzích.
Příklady úloh, které studenti řešili a řeší v rámci standardní výuky, jsou uvedeny na následujících obrázcích.
Vedle systému CATIA V5 mají studenti k dispozici i celou řadu programových nadstaveb či samostatných aplikací, kde lze řešit úlohy typické pro praxi projektanta či konstruktéra ve strojírenství. Typickými úlohami, které lze těmito programovými nadstavbami a aplikacemi řešit, jsou například výpočty šroubových spojů, výpočty valivých ložisek, výpočty řetězových a řemenových převodů a celá řada dalších. Všechny tyto programy studentům dovolují velmi rychle řešit i takové úlohy, jejichž zvládnutí by bylo ještě před několika lety v průběhu středoškolského studia možné jen velmi těžko.

Návrh vozítka do soutěže Shell Eco Marathon
Návrh vozítka do soutěže Shell Eco Marathon

Návrh vozítka

V zájmových kroužcích jsou řešena různá témata. V poslední době byl cílem těchto kroužků koncepční návrh, výpočty a konstrukční návrh vozítka pro závody ve spotřebě paliva Shell Eco Marathon, které každoročně společnost Shell.
Ač se může zdát, že návrh a konstrukce takového vozítka jsou snadnou záležitostí, není tomu tak. Stejně jako u "dospělého" vozu je třeba po vyřešení základních koncepčních parametrů vozítka (čtyřkolka vers. trojkolka, v případě trojkolky 2 kola vpředu vers. 2 kola vzadu, klasický spalovací motor vers. palivové články, mechanické vers. hydraulické brzdy a celou řadu dalších koncepčních věcí) řešit úlohy návrhu jednotlivých konstrukčních skupin jako jsou karoserie (důraz na minimální součinitel odporu vzduchu, minimální čelní průřez, minimální hmotnost apod.), rám vozítka se systémy pohonu, brzd a řízení, zohlednění ergonomických parametrů budoucího pilota vozítka a celou řadu dalších dílčích úloh, které s sebou takovýto projekt přináší.
Vzhledem k náročnosti projektu jsou studenti, podílející se na projektu v rámci zájmových kroužků rozděleni na základě svého zájmu do týmů, v jejichž zodpovědnosti je řešení jednotlivých konstrukčních skupin. Studenti si tak mohou již během studia na konkrétním projektu vyzkoušet, jak lze přistupovat k řešení problémů, které se objevují během práce na projektu. Jednotlivé konstrukční týmy mají velkou volnost v rozhodování, co a jakým způsobem použít. Při řešení kolizí mezi jednotlivými konstrukčními skupinami musí osvědčit schopnost hledat pro všechny zúčastněné přijatelný kompromis. Stav rozpracovanosti tohoto projektu dokládají obrázky.
Zájem studentů o tento zájmový kroužek je každým rokem větší a větší. Každoročně se zvyšuje i počet studentů, kteří skládají maturitní zkoušku právě z úlohy, kterou museli v rámci kroužku v systému CATIA V5 a podpůrných výpočetních programech zpracovat.
Úroveň praktických maturitních zkoušek má rovněž stoupající tendenci. Některé práce lze jak rozsahem tak i kvalitou srovnávat se semestrálními případně ročníkovými pracemi na vysokých školách.
Ukázky z jiného projektu (projekt automatizované konstrukce mostového jeřábu), který byl v minulém roce na škole v rámci mimoškolní studentské činnosti rovněž realizován, jsou k dispozici na stránkách autorů tohoto projektu. Odkaz na tyto stránky uvádíme stejně jako odkaz na stránky střední průmyslové školy v závěru článku.

Sestava svěráku
Sestava svěráku

Spolupráce s komerčními firmami

Všechny výše uvedené aktivity a úspěchy by samozřejmě nebyly možné bez souhry celé řady činitelů. Ze strany školy to jsou zejména iniciativní a do věci zapálení učitelé, kteří se na výuce těchto technologií a na práci pro zájmové kroužky podílejí a dále pak vedení školy, které nasazení moderních metod do výuky jako její standardní součásti podporuje.
Zkušenosti nám ukazují, že neméně důležitým faktorem pro nasazení těchto technologií do standardních vzdělávacích programů a tedy i pro kvalitní přípravu budoucích projektantů a konstruktérů na školách je spolupráce s komerčními společnostmi. Spolupráce může mít různou podobu. Zde jsou jen některé z nich – spolupráce při tvorbě vzdělávacích osnov, školení učitelů, spolupráce při řešení problémů, které je v běžně každodenní praxi průmyslových podniků možné řešit z různých důvodů jen obtížně nebo vůbec ne apod.
Příklady úloh a projektů, které se na střední průmyslové škole řešily a řeší, dokládají celkem jasně, že studenti na našich školách jsou schopni řešit poměrně náročné úlohy a že školami, které jsou schopny se na takovýchto úlohách podílet, nemusí být nutně jen vysoké školy.
Příklad mladoboleslavské průmyslovky ukazuje, jak lze v úzké spolupráci s komerční firmou dosáhnout pozoruhodných výsledků. Podaří-li se mezi průmyslovými podniky, které primárně kvalifikované spolupracovníky potřebují a školami navázat užší spolupráci ve větším měřítku, nemusíme mít z nedostatku kvalifikovaných projektantů a konstruktérů obavy.

http://www.spsmb.cz
http://fenix.metronet.cz/jerab/

Ing. Jiří Honzejk pracuje ve společnosti T-Systems Czech Republic.