Методологические основы подготовки специалистов-разработчиков технических объектов в условиях сетевой системы корпоративного обучения

В.А. ЛЕБЕДЕВ
Н.П. ИГНАТЬЕВ
О.А. ЗАХАРОВА

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ 
ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВРАЗРАБОТЧИКОВ ТЕХНИЧЕСКИХ 
ОБЪЕКТОВ В УСЛОВИЯХ СЕТЕВОЙ 

СИСТЕМЫ КОРПОРАТИВНОГО 

ОБУЧЕНИЯ

Учебное пособие

Москва

ИНФРА-М

2019

УДК [621+378](075.8)
ББК 34.4:74.48я73

Л33

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 

высшего профессионального образования «Донской государственный 

технический университет»

Рецензенты:

Г.В. Серга, доктор технических наук, профессор Кубанского 

государственного технологического университета;

Ю.П. 
Анкудинов,
кандидат 
технических 
наук, 
доцент 

Таганрогского
политехнического
института 
(филиал)
Донского 

государственного технического университета

Лебедев В.А.

Л33
Методологические 
основы 
подготовки 
специалистов
разработчиков технических объектов в условиях сетевой системы 
корпоративного обучения
: учеб. пособие / В.А. Лебедев, 

Н.П. Игнатьев, О.А. Захарова. — М. : ИНФРА-М, 2019. — 161 с.

ISBN 978-5-16-107729-0 (online)

Представлена структура программы и содержание модулей, 

обеспечивающих подготовку магистров, обучающихся по направлению 
«Конструкторско-технологическое
обеспечение 
машиностроительных 

производств». 

Может быть полезно также слушателям курсов повышения 

квалификации 
преподавательского 
состава 
и 
инженерно-техническим 

работникам, занимающимся проектированием технических объектов.

УДК [621+378](075.8)

ББК 34.4:74.48 я73

ISBN 978-5-16-107729-0 (online)
© Лебедев В.А., Игнатьев Н.П., 

Захарова О.А., 2019

ФЗ № 
436-ФЗ

Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1

Введение

Технические объекты представляют собою совокупность приводов, механизмов и систем, необходимых для осуществления производственной деятельности, в основе которой лежит выполнение основных и вспомогательных технологических операций. На любом машиностроительном предприятии, как правило, в производственном 

процессе используются технические объекты (ТО), которые не являются объектом производства, но позволяют успешно решать важные 

производственные задачи. Примером ТО, создаваемых предприятием 

для собственных нужд, являются станки оригинальной конструкции 

для выполнения различных механических, штамповочных, сварочных 

операций загрузочные и разгрузочные устройства, питатели, манипуляторы, кантователи, конвейеры и т. п. используемые для решения задач, возникающих при производстве продукции и, 
прежде всего, для полного или частичного выполнения основных и вспомогательных технологических операций, которые проектируются, изготавливаются и эксплуатируются 
непосредственно на предприятии.

Систематизировать и рассмотреть специфику, проектирования 

всех видов таких ТО достаточно сложно ввиду их существенных 

функциональных отличий. Поэтому в пособии в качестве примера 

рассмотрены ТО, наиболее востребованные на любом промышленном 

предприятии -  это ТО, предназначенные для механизации и автоматизации различных технологических процессов, которые можно разделить на три основных типа, обладающих характерными конструктивными особенностями.

П ервы й тип -  ТО для полного выполнения технологической 

операции в механизированном или автоматизированном режиме. К 

этому типу ТО относятся прежде всего станки автоматы и полуавтоматы для механической обработки, штамповки и прессования, литья, 

сварки, сборки и нанесения покрытий, а также стапелирования и 

упаковки заготовок деталей и сборочных единиц, которые используются во всех технологических переделах машиностроительного производства.

3

Вт орой тип -  ТО для механизации или автоматизации работы технологического оборудования, к которым относятся:

-различные загрузочные бункеры, ориентирующие устройства, магазины для штучных деталей;

-стеллажи-накопители для длинномерных деталей и заготовок; отсекатели, обеспечивающие поштучную выдачу деталей;

-питатели, автооператоры и автоматические манипуляторы 

для подачи заготовки в рабочую зону технологического оборудования и съема готовой детали, а также устройства для подачи сыпучих 

материалов.

Третий тип -  ТО для транспортирования и переориентации 

штучных заготовок, деталей и сборочных единиц, представляющие 

собой всевозможные виды конвейеров для перемещения на значительные расстояния штучных заготовок, деталей и сборочных единиц, а также сыпучих материалов.

Характерной особенностью ТО, предназначенных для автоматизации основных или вспомогательных технологических операций, 

является то, что они имеют оригинальную конструкцию, которую зачастую не найти в технической или патентной литературе. Поэтому 

инженер-разработчик вынужден искать новое техническое решение, 

опираясь на свои знания в данной области техники, но в не меньшей 

степени используя аналитические способности и абстрактное мышление, что, естественно, усложняет этот процесс. Поэтому для |зезуль- 

тативного 
проектирования 
внутрипроизводственных 
технических 

объектов необходим планомерный, методический подход, учитывающий вышеперечисленные факторы.

В общем случае, независимо от назначения технических объектов, методика его проектирования состоит из следующих этапов
[И]:

1) постановка задачи на проектирование;

2) выбор критериев оценки проектируемого технического 

объекта;

3) поиск и изучение технической информации, выбор прото

типа;

4) проведение инженерного анализа исходных данных и 

уточнение задачи на проектирование;

4

5) поиск технического решения задачи на проектирование;

6) моделирование;

7) разработка конструкторской документации;

8) авторский надзор за изготовлением, сборкой, наладкой и 

испытаниями опытного образца создаваемого ТО;

9) оценка результатов выполнения этапа.

На практике в обоснованных случаях этапы методики могут 

выполняться неполностью или в другой последовательности. Так, из- 

за ограниченного объема информации на этапе постановки задачи 

может быть сформулирована только цель проектирования, а основной принцип задачи на проектирование и противоречие, мешающее 

решению задачи, формируется на стадии инженерного анализа. В 

случае, когда проведение поиска технической информации, в том 

числе и патентной, не позволяет разработчику получить необходимый объем исходной информации, проводится этап моделирования. 

При этом, как правило, проведенные испытания натурного образца 

позволяют получить требуемые исходные данные для поиска технического решения задачи, прежде всего инженерного анализа.

При создании технических объектов в рамках подготовки 

производства модернизированного изделия или его нового типоразмера, как правило, не проводится патентный поиск технической информации по причине сжатых сроков проектирования и наличия аналогичного нестандартного оборудования, стабильно и надежно работающего в условиях действующего производства. При проектировании несложных ТО, имеющих работающие в условиях действующего 

производства прототипы, оценка результатов проектирования производится в основном на этапе рабочего проекта (РП), при этом, как 

правило, она сводится к проверке выполнения требований технического задания (ТЗ) и обычной проверке рабочих чертежей. При выполнении РП таких ТО, как правило, не разрабатывается и ряд документов -  это расчетная записка, технические условия, программа и 

методика испытаний. Однако опытный разработчик обязательно выполняет расчеты, позволяющие гарантировать работоспособность 

создаваемого ТО, а необходимые разделы технических условий и методики испытаний закладывает в технических требованиях на сборочном чертеже ТО.

5

Такие гибкие, обоснованные подходы к применению методики создания нестандартных технических решений при проектировании Новых ТО различного уровня сложности и новизны как раз демонстрируют ее правильное применение, позволяющее при обеспечении требуемого технического уровня разработанной конструкторской документации (КД) минимизировать сроки проектирования технических объектов.

Становление предприятий потребовало не только повышения 

качества выпускаемой продукции, но и разработки новых образцов, 

пользующихся спросом и конкурентно способных на потребительском 

рынке. В этой связи сегодня подавляющему большинству предприятий особенно остро требуются инженеры-конструкторы и инженеры- 

технологи широкого профиля. Именно эти инженеры способны при 

соответствующей подготовке и уровне компетенции за несколько 

месяцев освоить специфику предприятия и в зависимости от производственной необходимости обеспечить:

-  в конструкторском отделе основного производства -  выполнение проектов новых видов продукции;

-  в технологическом отделе -  проектирование оснастки и 

нестандартного оборудования для реализации новых технологий;

-  в отделе механика -  выполнение проектов для модернизации ремонтно-технологического и вспомогательного оборудования.

Как правило, формирование технически компетентных специалистов складывается из трёх основных этапов:

-  общая теоретическая и практическая подготовка в вузе;

-  получение углублённых практических навыков на предприятии;

-  периодическое обучение на курсах повышения квалификации.

Первый этап, на котором закладываются основы инженерной 

деятельности, оказался на сегодняшний день очень проблематичным 

и вот почему. Основным недостатком складывающейся системы высшего технического образования является её нестабильность, отсутствие отработанной на практике методологической системности, 

нацеленной на воспитание специалиста-разработчика -  прежде всего 

конструктора, технолога.

б

Минобрнауки РФ в 2009 году ввел новые образовательные 
стандарты на подготовку бакалавров и магистров по техническим 
направлениям, при этом достаточно чётко сформулировал задачи, 
которые должен уметь решать выпускник вуза.

Вопрос заключается в том, как подготовить такого специалиста, а самое главное -  как в условиях вуза привить эти навыки и 
умения. В ближайшие годы сделать это в силу вышеуказанных причин практически невозможно до тех пор, пока система подготовки не 
приобретёт практико-ориентированную направленность, то есть не 
станет целевой. Поскольку складывающаяся система образования 
находится в начале пути и свои результаты она даст только через 
несколько лет, то этот вакуум по формированию инженерных кадров 
может быть заполнен, если вузы, используя свой профессиональный 
потенциал и связи с предприятиями, организуют достаточно эффективную систему по переподготовке и повышению квалификации тех 
инженерных кадров, которые уже работают на предприятии и получили определённый практический опыт. И вот здесь появляется возможность на корпоративных условиях взаимодействия вуза и предприятия реализовать практико-ориентированное целевое обучение 
инженеров-разработчиков. О необходимости такого подхода свидетельствует и подписанный президентом РФ указ о «Президентской 
программе повышения квалификации инженерных кадров на 2012 -  
2014 гг.:».

Создание на базе технических вузов центров корпоративного 
обучения позволит:

-компенсировать в какой-то мере тот вакуум в подготовке 
специалистов-разработчиков, в которых так остро нуждаются предприятия машиностроения и металлообработки;

-повысить компетентность инженерно-технических работников работающих предприятий;

-способствовать развитию корпоративных связей 
вуза с 
предприятиями и их творческому сотрудничеству;

-интенсифицировать процесс целевой подготовки инженеров

в вузе;

-придать 
учебному 
процессу 
в 
вузе 
практикоориентированную направленность.

На решение этой задачи направлено настоящее учебное пособие.

7

Раздел I

СЕТЕВАЯ СИСТЕМА 
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ 
И ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ 
СПЕЦИАЛИСТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ

Профессиональные качества и компетенции, 
которыми должен обладать инженер -  разработчик 

технических объектов

Для успешного создания нового ТО разработчик должен обладать необходимым объемом знаний в данной области техники, 

уметь гибко пользоваться методикой создания новых технических 

решений и обладать определенным складом ума (уметь абстрактно 

мыслить и логически рассуждать). Важную позитивную роль в реализации найденного технического решения играют не только теоретические знания разработчика, но и опыт как в части разработки конструкторской документации, так и в части наладки, испытаний и доводки опытных образцов аналогичных ТО. В конструкции любого 

вновь создаваемого ТО всегда имеются конструктивные элементы 

(детали, сборочные единицы), при конструировании которых могут 

быть использованы применяемые ранее проверенные решения, знание которых позволяет разработчику сократить сроки проектирования и повысить надежность изделия.

Так, для исключения зазоров в кинематических цепях рычажных механизмов привода поступательного перемещения ключа 

винтоверта и прижима стяжки при проектировании полуавтомата для 

сборки хомута зажимного в качестве без зазорного соединения рычагов с валами разработчиком были применены клеммные соединения, 

которые успешно использовались ранее при проектировании аналогичных ТО [9].

Создание оригинальных технических решений, безусловно, 

предусматривает, что инженер-конструктор, занимающийся реализа
8

цией этого процесса, обладает аналитическим складом ума, который 

позволяет ему объективно оценивать слабые и сильные стороны создаваемых конструкций узлов и механизмов с точки зрения выполнения поставленной задачи на проектирование. Конструктор, обладающий опытом создания новых, сложных технических решений, уже 

на стадии проектирования интуитивно чувствует, какие элементы в 

конструкции могут не заработать нужным образом, и планирует возможные варианты выхода из сложившейся ситуации. В этом случае, 

как правило, на стадии рабочего проектирования разрабатывается 

несколько вариантов конструкции новых механизмов, узлов, агрегатов машины.

Под интуицией конструктора понимается сплав его пространственного воображения, теоретических знаний и практического опыта в области разработки конструкторской документации, выполнения 

расчетов, подтверждающих работоспособность конструкции, и доводки опытных образцов новой техники. Такой специалист способен 

не только создавать сложные образцы новой техники, но и, как правило, за счет заслуженного авторитета организовать вокруг себя инженерный коллектив единомышленников, который может успешно 

решать поставленные задачи в установленные сроки, что очень важно для предприятия в реальных производственных условиях. Так каким же должен быть инженер-разработчик, способный при создании 

новых ТО находить и успешно реализовывать технические решения? 

Вот как характеризует такого специалиста Д. Диксон [5]: инженер- 

проектировщик должен обладать качествами, которыми обладают 

люди, достигшие успеха: энергичность, упорство, стремление к совершенствованию, личное обаяние, творческая фантазия и т. п. Это 

также мастерство и знания, которые тесно связаны с инженерным 

образованием и которые можно приобрести в процессе обучения. 

Это, наконец, следующие качества, помогающие успешно решать 

инженерные задачи:

1. Изобретательность, т.е. умение выдумывать или изобретать полезные идеи или принципы, лежащие в основе вещей или 

процессов, предназначенных для достижения поставленных целей,

2. Умение проводить инженерный анализ -  способность анализировать данный элемент, систему или процесс, используя техни
9

ческие или научные принципы с целью быстрого получения правильных решений.

3. Технические знания -  доскональное знание и глубокое 

освоение конкретной инженерной специальности.

4. Широкая специализация -  способность компетентно и 

уверенно разбираться в основных проблемах или идеях научных дисциплин, лежащих за пределами данной узкой специальности.

5. Математическое мастерство -  умение в случае необходимости при решении задач применять мощный математический аппарат и вычислительные методы.

6. Умение принимать решения в условиях неопределенности, 

но при полном всестороннем учете существенных факторов.

7. Знание технологии производства -  понимание возможностей и ограничений как прежних, так и новых технологических процессов.

8. Умение передавать информацию о полученных результатах -  способность выражать свои мысли четко и убедительно -  устно, 

письменно, графически.

Опыт создания сложных образцов новой техники позволяет 

сформулировать требования к инженеру-конструктору, занимающемуся поиском и реализацией технических решений, созданием новых 

ТО. Инженер-конструктор, занимающийся проектированием новых 

ТО, должен:

-владеть методикой проектирования новых изделий и уметь 

гибко ею пользоваться (при этом он должен обладать абстрактным 

мышлением и уметь логически анализировать варианты предлагаемых конструкций),

-знать характерные особенности и область предпочтительного применения основных видов механизмов и типов их приводов, 

уметь выполнять различные расчеты, определяющие их работоспособность,

-владеть современными компьютерными технологиями проектирования сложных ТО,

-грамотно использовать при проектировании современные 

материалы,

10