Современное инженерное образование — вузовская наука — высокие технологии в машиностроении

В последние годы российские промышленные предприятия, ориентированные на высокие технологии, имеют проблемы как с количественным, так и с качественным пополнением штатов молодыми квалифицированными специалистами.

Основные причины такой  нехватки кадров обусловлены слабой подготовкой в школах по естественно-научным дисциплинам и, как следствие, выбор абитуриентами направлений и специальностей экономико-управленческого и гуманитарного профиля; низкой мотивацией абитуриентов, поступающих на инженерные специальности, которая, в свою очередь, обусловлена неконкурентным уровнем заработной платы на производственных предприятиях, а также отсутствием конкуренции при поступлении в технические вузы, которая также связана с демографической ситуацией в стране.

С другой стороны, в последние годы заметно снизился уровень подготовки в высших учебных заведениях, обусловленный устареванием учебно-лабораторной базы, отсутствием притока молодых квалифицированных преподавателей и низкой мотивацией к самосовершенствованию преподавателей старшего поколения, обусловленной недостаточным уровнем оплаты преподавательского труда в инженерных вузах, а также  затянувшимся процессом реформирования российской высшей школы.
В свою очередь, отсутствие молодых, творческих, хорошо подготовленных инженеров не позволяет предприятиям возрождать и развивать лучшие традиции  российского машиностроения.

Еще одна кадровая проблема, с которой сталкиваются современные промышленные предприятия, — это разрыв между управленческим и исполнительским звеньями.
Многие инженерные вузы стали готовить либо управленцев без ориентации на решение конкретных производственных задач, либо менеджеров для непрофильных для вуза отраслей.

Частично эта проблема решается в рамках второго экономико-управленческого образования на базе первого ? инженерного. Но зачастую такие специалисты не идут на производство из-за низкого уровня заработной платы, а находят применение своим знаниям в сфере услуг.
Экономико-управленческая специализация в инженерных специальностях до сих пор является довольно редким явлением.

Российско-германский научно-образовательный проект, реализуемый в Военмехе ведущим европейским концерном FESTO, призван решать вышеуказанные задачи.
Фирма FESTO уже много лет ведет целенаправленную работу по продвижению на российский рынок своей высококачественной продукции. Многие предприятия уже давно и успешно используют в своем производстве элементы пневмо-  и электропневмоавтоматики и промышленные контроллеры. Однако дальнейшему и более эффективному внедрению российскими предприятиями этой продукции препятствует недостаточное количество специалистов, обладающих навыками использования и сопровождения данной элементной базы. Эти обстоятельства и послужили основой для разработки и реализации научно-образовательного проекта по подготовке высококвалифицированных специалистов в области мехатронных систем и автоматизации промышленных производств.

Главная задача состояла в подготовке специалистов новой формации, способных эффективно работать в новых экономических условиях, опираясь на знания, приобретенные  при обучении на самом передовом дидактическом оборудовании.

15 июня 2005 года между БГТУ и концерном ФЕСТО был подписан Договор о сотрудничестве, целью которого является подготовка высококлассных специалистов, имеющих:
— фундаментальную общетехническую подготовку;
— инженерную подготовку по направлению «Мехатроника и робототехника» с применением современного учебного оборудования и учебно-методических разработок компании ФЕСТО;
— базовую подготовку в области бизнес-администрирования;
— лингвистическую подготовку.
Для подготовки универсального специалиста в области автоматизации производства  в рамках специальности «Мехатроника» была разработана специализация «Мехатроника и международный бизнес». Особенностями  данной образовательной программы являются:
— ориентация учебного процесса на уникальное учебное оборудование фирмы ФЕСТО;
— углубленная подготовка по экономико-управленческим дисциплинам: изучаются «Основы менеджмента», «Основы маркетинга», «Финансы и кредит», «Бухгалтерский учет», «Хозяйственное право»,  «Управление качеством» и другие дисциплины;
— увеличенный объем подготовки  по  иностранному языку (профессионально-ориентированному) и изучение второго иностранного языка (языка общения).
 В БГТУ были созданы шесть современных лабораторий,  оснащенных необходимым учебным оборудованием  и программными продуктами фирмы ФЕСТО. В них проводятся занятия со студентами по направлениям: пневматика, гидравлика, электромеханика и мехатроника. Так, например в лаборатории гидропривода студентам предоставляется возможность собирать макеты промышленных установок и разрабатывать программы управления для контроллеров. В лаборатории электропривода на 12 электромеханических стендов  студенты осваивают основы управления системами электропривода, а также изучают свойства различных двигателей. С помощью сопутствующего программного обеспечения они могут получать различные параметры работы двигателей и строить всевозможные их характеристики.

Помимо стандартных учебных стендов БГТУ—ФЕСТО располагает специализированным оборудованием, с помощью которого студенты более углубленно изучают принципы функционирования автоматизированных систем, их проектирование и управление. На базе данного оборудования студентами выполняются исследовательские, курсовые и дипломные работы. Это двухкоординатный манипулятор-позиционер на основе пневматических приводов и пропорциональной пневматики фирмы ФЕСТО; стенд для динамических испытаний, основной частью которого является пневматический цилиндр с сервоуправлением; стенд, имитирующий процессы пищевого производств. На последнем стенде студенты могут разрабатывать системы человеко-машинного интерфейса в среде InTouch 9.0.

Кроме того, для проведения научно-исследовательских работ студентами старших курсов проекта были созданы лабораторные стенды,  такие как двухкоординатный гидравлический манипулятор с сервоуправлением исполнительных гидроцилиндров; стенд для моделирования систем на базе пропорциональной пневматики.
Сегодня студенты старших курсов изучают устройство и принципы управления промышленными сварочными роботами-манипуляторами с 6 степенями свободы. Следующая наша задача —  разработка нового программного обеспечения и аппаратной части для управления осевыми электродвигателями манипулятора в отдельности и манипулятора в целом.

С 2006 года БГТУ-ФЕСТО участвует в Международном проекте дистанционного обучения «Синергия» в области мехатроники.  В этом проекте принимают участие 5 вузов: Балтийский государственный технический университет «Военмех» им. Д. Ф. Устинова (БГТУ), Московский энергетический институт (МЭИ), Севастопольский национальный технический университет (СевНТУ) и Омский государственный технический университет (ОмГТУ), Карагандинский государственный технический университет (КарГТУ).  Во всех этих центрах имеются свои лаборатории мехатроники, где в качестве стендов используются модульные производственные станции фирмы ФЕСТО (MPS). MPS служат для того, чтобы познакомить студентов с примерами мехатронных систем, показать, как на их базе можно автоматизировать производственные процессы, и научить управлять такими системами. Обучающиеся при поддержке преподавателей готовят программы управления разного назначения и непосредственно контролируют работу станций.

В 2007 году совместными усилиями и при участии компании ФЕСТО была создана система взаимного дистанционного доступа студентов каждого центра через Интернет к оборудованию всех остальных университетов, участвующих в проекте. Работа с удаленным оборудованием ведется из компьютерного класса лаборатории. Этот класс оснащен персональными компьютерами с установленным программным обеспечением Siemens STEP7 для программирования ПЛК Siemens Simatic S7-300, под управлением которого работают модульные производственные станции. Студенты составляют управляющие программы и пересылают их на учебные стенды других учебных центров. По обратным каналам к ним поступает телевизионная информация о работе стендов и сигналы датчиков стендов. По этим сигналам можно проводить детальный анализ процесса управления.
В рамках проекта «Синергия» реализуются пробные дистанционные лекции и видеоконференции с другими учебными центрами в режиме онлайн. Дистанционно прочитанная лекция сохраняется и архивируется, благодаря чему каждый студент при необходимости может послушать ее повторно.

С 2007 года в Центре открыт прием на двухуровневую подготовку по направлению «Автоматизация и управление», в рамках которой ведется подготовка бакалавров и магистров.

В мае 2010 года научно-образовательный проект БГТУ-ФЕСТО преобразован в Международный научно-образовательный центр БГТУ—ФЕСТО «Синергия» при кафедре прикладной механики, автоматики и управления БГТУ. Сегодня кафедра совместно с центром в рамках реализации Болонского соглашения ведет методическую работу по подготовке к переходу на кредитно-модульный принцип организации учебного процесса в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом 3-го поколения.

На кафедре прикладной механики, автоматики и управления имеется аспирантура, в которой, используя материально-техническую базу кафедры и Центра БГТУ—ФЕСТО, готовятся специалисты высшего уровня по научному направлению «Машиноведение, системы приводов и детали машин».

Сплав маститых и молодых ученых кафедры позволяет решать серьезные научные и инженерные задачи по заказам промышленных предприятий.
В данный момент одним из важнейших направлений развития проекта является активизация научно-технического творчества студентов, привлечение их к реальным инженерным и исследовательским проектам в рамках студенческого конструкторского бюро и научного общества.

2010 год — год выпуска первых специалистов по специальности «Мехатроника». Однако уже сейчас можно говорить о том, что выпускники МНОЦ БГТУ—ФЕСТО «Синергия» имеют высокий рейтинг среди промышленных предприятий Санкт-Петербурга и других промышленных регионов России. Большинство из них уже на старших курсах успешно трудятся на машиностроительных предприятиях и имеют хорошие перспективы карьерного роста.