К компетенциям - через инноватику

Подождите немного. Документ загружается.

251

В связи с этим требуется пересмотреть содержание образова-

ния, для этого мы рассмотрим модели (профили) специалиста.

Модель служит отправной точкой для построения модели обуче-

ния. Сама по себе модель специалиста не является психолого-

педагогическим конструктом. В основе ее содержания лежит, как

правило, квалификационная характеристика, в которой фиксиру-

ется система требований к специалисту в системе производства.

В ней, в частности, описывается основной характер деятельности

специалиста, перечисляется, что он должен знать, уметь, какими

личными качествами обладать.

Модель специалиста становится инструментом решения педаго-

гических задач, поскольку на ее основе строится модель подготовки

будущего специалиста, в которой осуществляется проекция требова-

ний к специалисту на требования к организации учебного процесса,

к содержанию учебных планов, рабочих программ дисциплин, к тех-

нологиям обучениям и т. д.

Эффективность профессионального и личностного развития бу-

дущего инженера и его последующая деятельность во многом опре-

деляются господствующей в обществе образовательной парадигмой

и построенной на ее основе моделью подготовки специалиста. Для

органичной связи целей инженерного образования в рамках провоз-

глашенной гуманистической парадигмы с требованиями к специали-

сту оценку качества результата подготовки будущего специалиста

целесообразно осуществлять с помощью понятия «компетент-

ность», которое представляет собой системное качество специалиста,

оно возникает, проходит становление, развивается в процессе обуче-

ния и совершенствуется в процессе освоения практической деятель-

ности. С позиций настоящей работы подходит определение компе-

тентности, которое сформулировал Ю. Г. Татур: «...компетентность

специалиста с высшим образованием – это проявленные им на прак-

тике стремление и способность (готовность) реализовать свой потен-

циал (знания, умения, опыт, личностные качества и др.) для успеш-

ной творческой (продуктивной) деятельности в профессиональной

и социальной сфере, осознавая социальную значимость и личную

ответственность за результаты этой деятельности, необходимость ее

постоянного совершенствования.

Выделение групп компетентностей, профессионально-личностных

качеств и нравственных качеств личности предоставляет возможность

построить инновационную модель специалиста (рис. 1), предназначен-

ную для реализации в обучении безопасности жизнедеятельности

252

в техническом вузе. Формирование компетентностей и развитие лич-

ности можно осуществлять в образовательной и воспитательной среде,

состоящей: из специальным образом сконструированных под заданную

цель методических, дидактических, психологических условий; из ин-

теллектуальных, информационных и практических действий и прие-

мов, гарантирующих достижение поставленных целей.

Рис. 1. Инновационная модель специалиста, способствующая улучшению

процесса обучения безопасности жизнедеятельности в техническом вузе

Личность

Компетентность

(качество профес-

сиональной дея-

тельности)

Профессионально-

личностные качест-

ва (личностные

функции)

Нравственные

качества личности

Специалист

Профессионализм

деятельности

Профессионализм

личности

Нравственность

личности

Обучение и воспитание

253

Современное состояние техносферной безопасности требует вы-

сокой развитости профессиональных компетентностей, личностных

и нравственных качеств специалиста, и в этом смысле в процессе по-

лучения образования предполагается овладение выпускником кон-

кретными компетентностями, а также обучение конкретным видам

деятельности применительно к конкретным реалиям – социальным,

экономическим, техническим и другим.

Суть предлагаемой модели обучения состоит в том, что положи-

тельная роль специалиста в обеспечении требований безопасности

жизнедеятельности при осуществлении производственной деятельно-

сти выступает как направленный результат формирования и развития

компетентностей и активности личности, участвующей в процессе

получения знания; модель предстает как целенаправленная техноло-

гия формирования и развития компетентностей, качеств личности

и объект приложения, «связанных» воедино процессом воспитания на

«фундаменте» гуманизации и гуманитаризации высшего техническо-

го образования; модель выступает системообразующим фактором для

отбора содержания, методов, средств реализации содержания образо-

вания в учебном процессе.

Инновационная модель специалиста учитывает образовательные,

социальные, экономические, демографические и иные процессы

в обществе, т. е. выполняет социальный заказ на компетентного спе-

циалиста, обладающего профессиональными знаниями, развитыми

личностными и нравственными качествами. Строится модель на ос-

нове изучения объективной ситуации в отрасли и социологических

исследований в обществе.

Что необходимо делать, чтобы выпускник инженерной специально-

сти стал субъектом не только «своей специальной», но и инновацион-

ной деятельности в сфере безопасности жизнедеятельности? Как

сформировать у него восприимчивость к законным потребностям ра-

ботников в безопасном труде, способность создавать, осваивать и ис-

пользовать технические, организационные, управленческие и иные

новшества по безопасности труда?

Решение проблемы подготовки выпускников технических вузов

к инновационной деятельности в сфере безопасности жизнедеятель-

ности видится в переходе к широкомасштабному использованию ин-

новаций в самóм инженерном образовании.

254

С. Г. Хмелев, магистрант;

А. В. Садыкин, магистрант

Ижевский государственный технический университет

Армирование вторичных полимеров базальтовыми волокнами

Наиболее простой путь использования отходов ПМ – непосредст-

венная переработка, но после каждого цикла рециклинга показатели

качества ПМ ухудшаются. Поэтому актуальной является проблема

получения ПМ с характеристиками, близкими к свойствам первич-

ных ПМ, причем в первую очередь – из бытовых отходов, объемы

которых постоянно растут.

Использование наполнителей (базальтовое волокно) позволяет

повысить теплостойкость смеси, величину модуля упругости и раз-

рушающего напряжения. Уменьшение ударной вязкости, характер-

ное, например, для ПМ, наполненных дискретными стеклянными

волокнами, часто не играет существенной роли во многих областях

использования вторичных ПМ.

Производство базальтовых волокон (БВ) было начато в 1960-х го-

дах. Именно тогда были получены первые образцы непрерывного

базальтового волокна. В течение многих лет происходили постоян-

ные исследования технологий производства, характеристик базальто-

вых волокон, материалов на их основе. Промышленные технологии

и оборудование для производства непрерывного базальтового волок-

на (НБВ) начали работать в середине 1980-х годов. Однако они ока-

зались очень энергоемкими, а оборудование сложное и дорогое. По-

скольку БВ производились преимущественно для оборонной про-

мышленности, то его себестоимостью пренебрегали.

В начале третьего тысячелетия новые технологии и высокотехно-

логичное оборудование приблизили себестоимость производства

НБВ к себестоимости стеклянных волокон.

В наше время производство стекловолокнистых наполнителей

сдерживается из-за дефицита специальных компонентов (оксида бо-

ра, соды и др.), особенное значение приобретают наполнители, кото-

рые способны заменить стекловолокно и расширить отрасль их при-

менения. Углеродные волокна являются высокостоимостными для

массового применения в промышленности и строительстве. Базаль-

товые волокна по своим показателям занимают промежуточную по-

зицию между этими типами волокон. Базальтовые волокна имеют

255

практически все позитивные свойства стеклянных, а также ряд суще-

ственных преимуществ: при производстве базальтовых волокон не

нужно введение специальных компонентов, сырье общедоступно,

запасы его неограниченны.

Таким образом, базальтовые волокнистые материалы являются пер-

спективными армирующими наполнителями для получения композици-

онных материалов как с органической, так и с неорганической матрицей.

Они хорошо совмещаются с клеями и полимерными связующими.

Сырьем для получения базальтовых волокон являются габбро

и базальтовые вулканические породы. Базальтом является магмати-

ческая горная порода, затвердевшая в верхних слоях земной коры,

габбро – глубинный аналог базальта. Температурный интервал ис-

пользования базальтовых волокон от –270

○

С до +700–900

○

С, а стек-

лянных от –60

○

С до +450

○

С. Гигроскопичность базальтовых волокон

менее 1 %, а стеклянных – до 10–20 %. Базальтовые волокна не под-

даются старению. В целом, базальтовые волокна превышают стек-

лянные по термическим, физическим, электрическим и акустическим

характеристикам, а также по химической стойкости (табл. 1).

Таблица 1. Состав стеклянных и базальтовых волокон

Массовое содержание, %

Волокно

SiO

CaO MgO B

O K

O TiO

FEO

Стеклянное

72,0

74,5

54,0

0,6

0,3

14,0

–

Следы

0,2

10,0

0,5

17,5

2,5

–

4,5

–

22,0

8,0

14,2

1,0

–

1,5

0,5

–

Базальтовое

Маршальского

месторождения

Берестовецкого

месторождения

52,00

51,03

17,73

15,16

2,82

6,19

8,75

8,97

5,30

5,42

–

3.78

2,22

1,08

0,91

1,54

2,75

6,37

7,67

Таким образом, базальт содержит те компоненты, которые вво-

дят в состав стекол специально для придания им определенных

свойств. Так, глинозем (Аl

) увеличивает вязкость расплава

и повышает химическую стойкость; окислы железа (FеО и Fе

)

изменяют параметры плавления, влияют на теплопроводность;

оксиды кальция, магния и титана повышают водостойкость

и стойкость к агрессивным средам. Кроме того, следует отметить,

что введение специальных добавок при производстве стекла обу-

словливает необходимость осуществления промежуточных про-

256

цессов (варка стекла), а при использовании базальтовых пород,

которые содержат все необходимые компоненты, подобные про-

цессы не нужны. Таким образом, технология изготовления воло-

кон существенно упрощается.

В настоящий момент в мире за год изготовляется около 6 млн

тонн базальтовой ваты для теплоизоляции и до 1 млн тонн непрерыв-

ного базальтового волокна.

Рис. 1. Зависимость разрушающего напряжение при растяжении базальтовых

волокон от температуры их получения (вытяжки)

Из табл. 2 можно сделать вывод, что базальтовое волокно ста-

бильно по составу и, соответственно, по температурным показателям.

Кроме этого, прочность базальтового волокна почти не изменяется

после термообработки при разных температурах. Водопоглощение

базальта в 85 раз ниже, чем у стекла. Следовательно, разрушение

стеклянных волокон будет протекать значительно быстрее, чем ба-

зальтовых.

Установлено, что модуль упругости базальтовых волокон диа-

метром 13–18 мкм составляет в среднем 9,23 ГПа. Приводятся

следующие показатели разрушающего напряжения при растяже-

нии волокон в зависимости от их диаметра: при диаметре волокна

8 мкм – 260, 10 мкм – 200, 13 мкм – 125, 14 мкм – 105, 15 мкм –

100, 16 мкм – 98, 17 мкм – 92 МПа (рис. 1).

Армирование базальтовыми волокнами дает большую возмож-

ность для вторичной переработки полимерных композитов. В ходе

сжигания пластиков, армированных обычным стекловолокном,

расплавленное стекло оседает на стенках и полу печи, в то время

как пластики, армированные базальтовым волокном, превращают-

ся в порошок, который легко удаляется из оборудования и перера-

батывается.

σ, ГПа

257

Таблица 2. Механические, химические и температурные свойства базаль-

товых волокон

Наиболее целесообразным может быть применение базальтоволок-

нистых полимерных композитов в изделиях радиотехнического назна-

чения с повышенной температурой эксплуатации, являющейся следст-

вием их интенсивного энергетического режима работы; взамен конст-

рукционных композитов на основе асбестовых волокон в изделиях

типа несущей высокотемпературной теплоизоляции; взамен компози-

тов триботехнического назначения на основе асбестовых волокон;

в многослойных ячеистых панелях и оболочках, где интегральная же-

сткость конструкции обусловливает ее работоспособность при внеш-

них воздействиях; в профильных изделиях для электротехники (пазо-

вые клинья, стержневые изоляты) и строительства – арматура, заме-

няющая стальную.

Таким образом, анализируя состояние производства базальтово-

локнистых полимерных композитов, можно сказать, что технические

возможности их использования ограничиваются в первую очередь

относительно высокой стоимостью. Расширение применения воз-

можно только при создании качественно новых производств, значи-

тельном увеличении объемов выпуска и формировании банка данных

по свойствам волокон, базальтоволокнистых полимерных композитов

и опыту их применения.

258

СОДЕРЖАНИЕ

Секция кафедры «МЕХАТРОННЫЕ СИСТЕМЫ»

Алексеева С. В., Никитин Ю. Р. Автоматизация технологи-

ческого процесса сборки платы управления электромеханиче-

ского корректора фар..................................................................................3

Ананин Н. С., Калинкин А. А. Разработка системы управле-

ния группой приводов.................................................................................7

Богатырев А. В., Калинкин А. А. Разработка методики и экс-

периментального стенда для исследования процесса электро-

статического преобразования энергии в маховичных накопите-

лях.................................................................................................................11

Болдырев И. М., Закураев В. В. Мобильная автоматическая

система измерения параметров шероховатости ...................................15

Бурнышева В. И., Никитин Ю. Р. Разработка SCADA-

системы для управления асинхронными двигателями........................19

Hricko J. The short introduction to use and work in Real-time

Windows Target...........................................................................................22

Гуринов А. С., Цветкова О. Л. Кинематическая модель шту-

катурного робота........................................................................................27

Данилов А. П., Никитин Ю. Р., Хмурович Ф. Л. Автоматиза-

ция технологического процесса сушки кирпича-сырца......................32

Еремин М. С., Абрамов И. В. Анализ методов капитального

ремонта станков с ЧПУ и постановка задач исследования ................35

Захарова О. Н., Боталов А. Э., Люпа Д. С. Управление сер-

воприводами посредством порта Bluetooth на примере шагаю-

щего робота.................................................................................................41

Зворыгин К. А., Кычанов С. А. Разработка системы пози-

ционирования и управления транспортным роботом автомати-

зированного склада....................................................................................47

Зыкина И. А., Никитин Ю. Р. Применение искусственных

нейронных сетей для диагностирования шпиндельного узла............50

Караваев Ю. Л., Лекомцев П. В. Определение силы резания

на главной режущей кромке сверла........................................................56

Кацабов М. В., Банных А. Е., Закураев В. В. Контроль каче-

ства фрикционных дисков........................................................................66

Копкин А. С., Цветкова О. Л. Метод управления работой

штукатурного робота................................................................................69

Е. А. Коренева. Динамика станков с ЧПУ. Постановка задач

исследования ..............................................................................................72

259

Королев А. В., Калимулина Т. В., Санников А. А. Демпфиро-

вание колебаний валов, установленных на рычагах, при вибро-

защите бумагоделательных машин.........................................................76

Кузнецова А. В., Турыгин Ю. В. Информационно-

измерительная система для оборудования с ЧПУ................................81

Кулиш Е. В., Турыгин Ю. В., Щенятский А. В. Исследование

напряженно-деформированного состояния прессовых полисо-

единений с разрезной промежуточной втулкой....................................86

Лужбина А. А., Никитин Ю. Р. Автоматизация производст-

ва ступиц водяного насоса........................................................................91

Морозова Е. В., Дудина М. К. Исследование процесса

стружкообразования с применением акустико-эмиссионного

метода...........................................................................................................94

Оралов Н. С., Никитин Ю. Р. Диагностика асинхронных

двигателей с применением нейронных сетей........................................98

Пенина Н. Г. Гибридные силовые установки в легковых ав-

томобилях..................................................................................................106

Петров А. С., Калинкин А. А. Разработка шагового привода

устройства промывки технологических сукон бумагоделатель-

ных машин на основе пневмоцилиндра SMC серии С92P................112

Петров А. В., Абрамов И. В. Использование алгоритма

look-ahead в системах ЧПУ при высокоскоростной обработке........115

Романова Ю. И., Носырев А. Н. Разработка эксперимен-

тальной модели автоматизированной системы для обеспечения

выполнения функции обхода здания с фиксацией мест, где

дверь не заперта........................................................................................121

Свинов А. В., Турыгин Ю. В. Дистанционное управление

линейным двигателем..............................................................................124

Смирнов К. Н., Щенятский А. В. Использование оптиче-

ских методов измерений .........................................................................131

Смольников C. C., Абрамов И. В. Пути модернизации стан-

ков с ЧПУ и постановка задач исследования ......................................134

Степанов П. И., Гацкова Ю. В. Электрохимическая очистка

промышленных стоков от тяжелых металлов.....................................141

Уржумова О. В. Разработка и исследование макетной уста-

новки мехатронного устройства рекуперации энергии на осно-

ве супермаховика .....................................................................................144

Фёдоров Д. Н., Щенятский А. В. Проектирование автомати-

зированной установки для накатывания резьбы на метизах ............148

260

Фролова М. И., Швырева Я. И., Куцубина Н. В. О методике

определения силовых воздействий в рычажных механизмах..........152

Чернега Д. В., Айдинян А. Р. Информационная система

управления электрическими сетями.....................................................156

Чухланцев Е. С., Щенятский А. В. Анализ напряженно-

деформированного состояния захватного устройства и пути

его оптимизации ......................................................................................162

Швалева А. А., Щенятский А. В. Применение эксперимен-

тальных исследований автоматического оптического тестиро-

вания печатных плат для повышения качества выпускаемой

продукции .................................................................................................168

Шипицын А. П., Беляев А. Е. Повышение качества обработ-

ки деталей типа «тела вращения» .........................................................173

Шкляева Т. Ю., Никитин Ю. Р. Мехатронный подшипни-

ковый узел.................................................................................................178

Секция кафедры «УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ»

Бегишева А. А., Тихонова О. В., Коньков В. С. Вопросы тер-

минологии в области качества...............................................................185

Звягина Н. В., Молчанов А. А. Функциональная модель дея-

тельности службы поддержки отдела программирования ...............194

Зорин К. М., Коньков В. С. Компьютеризация статистиче-

ских методов обеспечения качества.....................................................197

Кадацкая Е. В., Турыгин Ю. В., Вахрушева Н. О. Модель

совершенствования системы менеджмента качества верти-

кально интегрированной нефтяной компании....................................202

Кочуров Д. В., Хмурович Ф. Л. Повышение конкурентоспо-

собности полиграфической компании с помощью инструмен-

тов бережливого производства..............................................................207

Михеева Е. А., Турыгин Ю. В., Вахрушева Н. О. Повышение

качества процесса управления проектами...........................................211

Angelova J., Nakova R. Sustainable development of the inte-

grated energy planning process in Bulgaria.............................................217

Нигматуллина А. К. Аппаратура специального назначения:

качество и надежность на всех этапах жизненного цикла................222

Омарова Р. М., Клековкин В. С. Методика создания синер-

гетического эффекта в организации .....................................................227

Сафиулин Александр В., Сафиулин Алексей В., Абрамов И. В.

Метод искусственных нейронных сетей при моделировании

процессов высокоскоростной обработки..............................................232