Организация образовательного процесса в вузе

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 4

1. Инженер-конструктор - творец новых машин 5

1. Этапы разработки новой техники 6
2. Роль и задачи инженера-конструктора в создании новых машин 9
3. Роль и задачи инженера-исследователя в создании новых машин      12 Организация и содержание испытаний автомобильной техники 12

2. Квалификационная характеристика выпускника специальности 150100 18 
«Автомобиле- и тракторостроение»

1. Объекты и задачи профессиональной деятельности выпускника 18
2. Квалификационные требования 20
3. Общие требования к образованности инженера 21
4. Об интеллигентности 21
5. Тест на оценку уровня развития личности 23

3. Организация образовательного процесса в вузе 27

1. Права и обязанности студентов. Учебный распорядок, статус 30
2. Воспитание и обучение студентов в вузе 32
3. Аттестация учебной работы студентов 35
4. Академический отпуск студента 3 7
5. Студенческие стипендии 39

4. Работа с учебным материалом 40

1. Конспектирование лекций 40
2. Запоминание учебного материала 42

5. Организация и гигиена учебного труда студентов 44

1. Особенности учебной работы в вузе 45
2. Обучение студентов методам творческого труда 46
3. Создание и поддержание учебного режима 51
4. Условия эффективного учебного труда 55
5. Работа в периоды экзаменационных сессий 57
6. История создания двигателей и науки о них 59
7. История развития отечественного автомобилестроения 62
8. История развития отечественного тракторостроения 74
1. Из истории Липецкого тракторного завода 82
2. Памятные даты Липецкого тракторного завода 83 Библиографический список 85

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время остро стоит вопрос обеспечения конкурентоспособности новых машин на внутреннем и внешнем рынках. В решении этого вопроса определяющая роль принадлежит инженеру-конструктору. Технический уровень и качество новых изделий всецело зависит от уровня и качества работы конструктора лишь результат труда которого покажет, в какой мере он воплотил в реальное изделие соответствующие требования и предложения. Решение вопросов конструирования на высоком уровне зависит от профессиональной компетентности конструктора.

Новые разработки должны решаться по-новому, быть лучше, чем их аналоги и прототипы, превышать достижения мирового уровня. Если новое изделие только повторяет ранее выпущенное, то в ближайшем будущем, на этапе широкого внедрения, оно будет отставать от мирового уровня. В этой связи большое значение имеет качество подготовки инженеров-конструкторов в вузе. В пособии излагаются особенности этапов разработки новой техники в современных условиях. Приводится характеристика ролей и задач инженеров-конструкторов и инженеров-исследователей в создании новых машин.

Дается характеристика Государственного образовательного стандарта профессионального высшего образования. Рассмотрены квалификационная характеристика выпускника специальности 150100 «Автомобиле- и тракторостроение», объекты и виды профессиональной деятельности выпускника, общие требования к образованности инженера.

Рассматриваются особенности образовательного процесса в вузе, организация и гигиена учебного труда студентов. Значительное место в учебном пособии отведено рекомендациям по работе студента с учебным материалом, конспектированию лекций, условиям эффективного учебного труда, работе в периоды экзаменационных сессий.

Изложена история развития отечественного автомобилестроения и тракторостроения.

1. ИНЖЕНЕР-КОНСТРУКТОР - ТВОРЕЦ НОВЫХ МАШИН

Конструктор - машиностроитель - творец новых машин. Уже на заре техники появился конструктор, т.е. человек, который сначала обдумал, создал образ будущей вещи, предмета, орудия в своем воображении, а затем выполнил ее материально. Профессия конструктора возникла в 1ХХ веке как результат разделения труда, что было подготовлено интенсивным развитием техники и производства в XVIII веке. Работа конструктора приобрела целенаправленность, основанную на исследовании принципов построения машин и использования чертежей. Слово «конструктор» возникло в латинском языке. Конструировать (constructe) - значит создавать конструкцию механизмов, машин, сооружений с выполнением их проектов и расчетов. Конструктор - лицо, занимающееся созданием конструкций различных устройств или их отдельных частей. Он - специалист, знающий не только порядок, способы и методы этого создания, но и способы, и методы изготовления составных его частей, и материал, из которого они изготавливаются. Для конструктора ясен как принцип взаимодействия построенных частей, так и устройство изделия в целом, его характеристики, показатели, свойства и т.д.

Начальный период развития техники характеризуется тем, что в создании машин участвовал преимущественно один человек - одаренный мастер - изготовитель. Он единственный знал, чего хотел добиться, но не знал, каким образом достигнуть намеченного. Конструирование осуществлялось в процессе изготовления. Тогда и уточнялись кинематическая схема, форма и размеры деталей. Конструктивные идеи основывались на интуиции и являлись профессиональной тайной специалиста. Эти идеи он старался широко не распространять. Создание новой техники в этот период осуществлялось по схеме идея модель. Модель являлась «материализованным чертежом» конструкции и использовалась для изготовления новых машин, если конструкция была удачной. Часто модель имела очень мало сходства с первоначальным замыслом, а каждая новая машина отличалась от предыдущей.

Развитие технической культуры производства и рост потребности в новой технике заставили изготовителя новых машин обобщать накопленный опыт. Появились эскизы с указанием размеров деталей и характера сопряжений. А затем постепенно между идеей и моделью встал чертеж. Чертеж - это язык конструктора, которым он с исчерпывающей ясностью должен выразить свою мысль и сделать ее доступной другим. Чертеж отражает всю информацию об изготовляемом изделии, включая размеры, ограничения и технические требования. На современном этапе изготовление новой техники осуществляется по схеме идея - чертеж -опытный образец. Полная взаимозаменяемость деталей и механизмов, специализация и разделение труда обеспечивают качественное выполнение данной схемы.

Чертеж позволяет полнее проработать варианты новой конструкции. Разработка конструкции с помощью чертежа позволяет абстрагироваться от посторонних влияний, проводить мысленные эксперименты с появившимися вариантами.

Отобранные варианты, оформленные сначала в виде эскизов и схем, прорабатываются (анализируются) разработчиком, обсуждаются в коллективе, согласовываются с заказчиком и смежниками. Таким образом, выявляется оптимальный вариант, удовлетворяющий всем требованиям изготовителей и потребителей. Только тогда детально разрабатываются рабочие чертежи, в которых конструкции доводятся до совершенства. Сегодня требования к новой технике возросли: большое внимание обращается на внешний вид, удобство обслуживания, комплексную механизацию и автоматизацию, качество изделия. Большое значение имеют вопросы воздействия новой техники на окружающую среду, поэтому во всех разработках должны учитываться экологические требования.

1.1. Этапы разработки новой техники

Основой развития жизни общества является материальное производство, призванное удовлетворить потребности человека в продовольственных товарах, бытовых изделиях, жилье и др. Проследив за развитием человеческого общества с древних времен до наших дней, увидим, как развивались орудия груда, предметы культурно-бытового назначения. Вся история человечества говорит о непрерывном развитии материального производства. Создание новой техники - путь долгий и трудоемкий. Ни одна идея не находит применения сразу, так как это вызвано сложностью структуры новой техники и ее действия.

Создание новой техники требует комплексного подхода. Основные этапы создания и освоения новой техники таковы: I) научное открытие; 2) лабораторные исследования; 3) разработка производственных образцов; 4) использование в производственных условиях; 5) широкое применение в какой-то одной отрасли; 6) применение в разных отраслях.

Процесс создания новой техники проводится по схеме наука-техника - производство. Связь между наукой, техникой и производством создает благоприятные условия для создания новой техники высокого научно-технического уровня.

Научные исследования являются начальным этапом создания новой техники. Они определяют основные пути, по которым следует двигаться техническому прогрессу. Наука создает для этого необходимую теоретическую и практическую базу. Развитие самой науки осуществляется на основе тех исследований, которые были проделаны ранее. Наука развивается непрерывно. Для ее развития характерна последовательность и целенаправленность, где одни исследования создают основу для дальнейших работ.

Эффективность научных исследований, особенно прикладных, зависит от научного потенциала, информационной обеспеченности, технической оснащенности, обеспеченности высококвалифицированными кадрами и т.п. Повышение производственного потенциала базируется на передовых научных достижениях: используются не только новые открытия старых научных дисциплин, но и образуются новые научные дисциплины на стыке старых. Такими являются радиоэлектроника, бионика, оптическая электроника, биофизика и многие другие. Расширяются познания все новых сторон реальных процессов, что способствует созданию технических устройств с самыми разнообразными свойствами. Наряду с этим сама наука все более использует индустриальные методы с обработкой данных при помощи ЭВМ.

Научные открытия дают самые общие направления для создания новой техники. Конкретные технические решения находят свое воплощение после теоретических изучений и лабораторных исследований этих открытий. В зависимости от специфики и области применения новых изделий этапы их разработки классифицируются следующим образом.

1 .Фундаментальные исследования науки, охватывающие общие вопросы материального мира. Они заключаются в открытии сущности и действия природных процессов с целью применения в практических разработках.

2. Поисковые исследования включают в себя выбор идеи. В ходе этих исследований выявляются возможности и условия использования научных идей в интересах материального производства. Результатом поисковой работы являются открытия и изобретения. Поисковые исследования создают научный задел, на котором основываются прикладные работы.
3. Научно-исследовательские работы (НИР) - это прикладные исследования. В результате НИР информация о возможностях создания новой техники превращается в принципиальную схему разработки конкретного образца изделия. К работам прикладного направления относят разработки изделий, действующих на новых принципах, повышающих технических уровень, разрешение специальных проблем, связанных с улучшением качества, эксплуатационных свойств и др. Сделанные открытия и теоретические исследования находят практическое применение в прикладных работах. При этом проверяется и обосновывается экономическая целесообразность конструктивного и технологического решения.

НИР выполняется научными кадрами в научно-исследовательских институтах, вузах и лабораториях. Результаты работ оформляются как отчеты или самостоятельные труды. Дальнейшей проработкой темы являются опытно-конструкторские работы.

4. Опытно-конструкторские работы (ОКР) направлены на создание образцов изделий новой техники - комплексов и систем машин, агрегатов, 
станков, приборов и т.д. ОКР материально воплощают результаты и рекомендации НИР. Разрабатывается техническая документация и образец функционирующего изделия. На стадии освоения научно-технического результата опытное изделие приспосабливается к специфическим условиям предприятия-изготовителя и условиям применения. Опытный образец проходит отработочные предварительные заводские, ведомственные и государственные испытания. По результатам испытаний корректируется конструкторская и технологическая документация, которая затем передается заводу-изготовителю для подготовки изделия к серийному производству.

Техника в наши дни получила стремительное развитие. Темпы смены новых поколений технических средств стали опережать темпы смены разработчиков. Теперь уже за время активной трудовой деятельности специалиста в передовых отраслях производства происходит смена нескольких поколений технических средств. Столь быстрое техническое перевооружение вызывает не менее быстрое устаревание накопленных знаний и требует их скорейшей замены новыми. В то же время к разработчикам предъявляются все более высокие требования и перед ними ставятся новые задачи. Чтобы конструктор не отставал от общего прогресса в области развития техники, ему необходимо постоянно совершенствовать свои знания исходя не только из конкретной специализации, но и всей отрасли в целом. Обновлению знаний способствует огромный объем научно-технической и производственной информации, который доводится до всех технических работников.

Сегодня наука превратилась в непосредственную производительную силу; благодаря ней совершенствуется техника, создавшая изделия, работающие на совершенно новых принципах. Характерно, что определенное научное достижение, имеющее четко сформулированный, законченный вид, может явиться основой для создания бесчисленных образцов техники. Единственное ограничение - возможности общества на данном этапе. Необходимо шире использовать научные достижения для усовершенствования новой техники и достижения в короткие время передовых позиций мирового уровня во всех отраслях науки и техники. То, как эти решения будут осуществлены, зависит от каждого конструктора, технолога, технического и научного работника.

Каждая новая разработка требует все новых и более эффективных технических решений. Конструкторская подготовка производства приобретает все большее значение в использовании новых изделий и во многом определяет качество и сроки этого использования. Чтобы решать задачи по применению новой техники, конструктор должен обладать не только обширными знаниями, но и определенными профессиональными качествами. Профессия инженера-конструктора является наивысшей квалификацией создателя новой техники.

Инженерный труд по сути его проявления является умственным трудом. Профессиональные знания (в основном теоретические), лежащие в его основе, даются в вузе. Опыт и навыки приобретаются в практической работе.

Создание эффективных конструкций становится под силу тем конструкторам, которые постоянно повышают уровень своих знаний и совершенствуют свою работу. Сегодня издается такое большое количество специальной литературы и информационных материалов, что их изучение может быть только выборочным. Поэтому понимание необходимости новых технических знаний, умение ориентироваться в потоке специальной литературы, знание мирового уровня развития техники по своей специальности позволяет конструктору приобрести большой опыт. Успех в этом деле во многом зависит от работоспособности, настойчивости и старания, умения организовать и спланировать свой труд. Обширные знания, непрерывно пополняемые в процессе трудовой деятельности, и навыки, основанные на личных способностях и любви к своей профессии, позволяют стать эрудированным инженером и способным конструктором.

1.2.   Роль и задачи инженера-конструктора  в создании новых машин

В создании конкурентоспособных экономичных конструкций, отвечающих решению поставленных задач, ведущая роль принадлежит конструктору. Остановимся более подробно на роли и задачах конструктора в создании новой машины, во всём объёме этой сложной инженерной и научно-технической задачи.

История культурного человечества насчитывает несколько тысячелетий. Уже на первых стадиях его развития имелись зачатки науки и техники. Природа, окружающая людей, в привычном виде существует многие десятки тысяч лет. Настоящее же познание природы и связанное с этим развитие науки и техники началось с конца 1ХХ столетия, а особо бурное их развитие происходит на наших глазах (автомобиле- и самолётостроение, электротехника и радиотехника, электроника, ракетостроение). 80 процентов учёных всех времен живут в наши дни. За последние десятилетия в мире сделано больше научных открытий, чем за всю историю человечества. Масштабы современных научно - технических достижений грандиозны. В последние годы научно-технические достижения сделали доступными космос и глубины океана, ядерную энергию взамен топлива и т.п.» влияние которых на судьбы человечества трудно переоценить. Причём сказанное касается не только области технического творчества. За последние 6-7 десятков лет созданы сотни тысяч типов различных машин, приборов, орудий труда и т.п. Во всех процессах их создания огромная роль принадлежит представителям такого рода технического творчества, которое названо конструированием, т.е. конструктору. Всё, что связано с процессом науки и техники, связано с конструированием, т.е. с созданием, построением новых машин, приборов и т.д.

На заре развития техники создатель нового являлся в одном липе, как правило, изобретателем, конструктором и исполнителем своего детища в натуре. Это было возможно на ранней стадии развития техники. В настоящее время это уже стало невозможным. В настоящее время в связи с чрезвычайным усложнением и разнообразием объектов технического творчества создание новых машин стало пол силу только квалифицированным коллективам, состоящим из специалистов самых разных профилей, в которых конструкторам принадлежит ведущая роль.

Можно утверждать, что только изобретательность порождает новое в науке и технике. Всё, что отличает новое от старого новыми качествами, свойствами и любыми преимуществами есть плод изобретательства. От технической идеи, заложенной в данном изобретении, до её реализации заключен очень большой труд, большое техническое творчество, значительная доля которого принадлежит конструктору. Создание новой машины даже по установившимся канонам чрезвычайно сложное дело, а оригинальной - во много крат сложнее.

В наше время, чтобы выпустить чертежи новой машины требуются очень большие знания и опыт, которые необходимы конструктору и без которых часто обходится изобретатель чистой воды. Наряду с этим невозможно создать ничего нового, не внося в процесс творчества элементов изобретательства. Создание всякой новой конструкции должно быть результатом технически грамотного подхода, базирующегося на точных представлениях и знаниях.

Главные основы конструирования: 1) Ясная и чёткая постановка задачи, понимание цели, для которой создаётся новый объект; 2) Изучение, возможно в большей мере, всего созданного в данной области конструирования и смежных с ней; 3) Знание условий работы конструкции и обоснованных требований к их улучшению; 4) Инженерный и экономический расчёты на каждом этапе конструирования; 5) Учёт запросов промышленных предприятий будущих изготовителей объекта; 6) Объективное изучение конструкции в стадии исследования опытных образцов; 7) Доведение всей технической документации до высшей степени совершенства; 8) Быть «хозяином» изделия в процессе его производства и эксплуатации, т. е. без разрешения конструктора-разработчика не должно проводиться ни одного изменения в конструкции.

Итак, при конструировании машины конструктор должен учитывать весь комплекс вопросов, связанных с создаваемой им машиной. Без преувеличения можно сказать, что нет другой инженерной специальности такого широкого диапазона. Поэтому стать квалифицированным конструктором большое достижение и большой труд, большая работа над собой.

Умение конструировать, конечно, приходит с опытом работы, но есть такие стадии конструкторской работы, которые имеют принципиальное и решающее значение в создании машины и которые необходимо учитывать с первых шагов создания новой машины. В конструировании нет готовых рецептов. Это одно уравнение со многими неизвестными, для решения которого требуется большое искусство и знания.

Появлению любой новой машины, агрегата, механизма, детали предшествует большая проектная, конструкторская, исследовательская работа и работа производства. Внедрение любой новой конструкции в налаженное серийное или массовое производство вызывает необходимость технологической подготовки (оснастка, оборудование и т.д.), часто реконструкцию старых и строительство новых цехов.

Конструирование только тогда может дать максимальный эффект с минимальными затратами, когда оно правильно организовано и направлено на решение четко сформулированных, актуальных задач. В этом процессе конструктору принадлежит ведущая роль.

Конструктор начинает и определяет трудный и сложный путь создания новой машины и заканчивает его в случае успеха внедрением в производство. На всем этом пути ему приходится решать много сложных и разнообразных задач как но конструкции самой машины, так и по условиям её* производства.

Конструктор разрабатывает первичный документ - чертёж, без которого невозможно существование производства. Только наличие законченных чертежей позволяет уверенно приступить к разработке технологического процесса, нормированию, определению типажа и количества оборудования, разработке пролетов цехов и завода в целом или его реконструкции. От качества чертежей зависит успех постановки новой машины на производство и её дальнейший выпуск.

Сказанное относится не только к постановке на производство новой машины, но к любому конструктивному изменению машины, находящейся в производстве.

Сложность и ответственность конструкторских работ давно уже потребовали создания соответствующей организации, которая является неотъемлемой частью любого современного машиностроительного предприятия - конструкторского отдела.

Исходя из того положения, что машина не самоцель, а средство выполнения определённого трудового процесса или какой - либо другой поставленной задачи, вытекает необходимость обоснования ввода каждой новой конструкции в производство.

Появление новой машины, агрегата, механизма или детали должно быть обусловлено, как минимум, следующими факторами:

1. Улучшением эксплуатационных показателей (повышение производительности, долговечности, удельных параметров, улучшение обслуживания, обеспечение условий безопасности, эксплуатации и т.д.).
2. Снижением трудоёмкости (упрощение конструкции, изменение способов обработки, использование вновь выявленных возможностей производства).

Конструктивно эти направления осуществляются: I) Выбором принципиальной схемы конструкции, обеспечивающей простоту компоновки машины; 2) Простотой конструктивных решений механизмов, агрегатов машины и их сборки; 3) Расчленением машины на части, обеспечивающим доступность жизненно важных мест (регулировка, смазка и т.д.), удобство монтажа и независимой параллельной сборки; 4) Сокращением числа наименований деталей; 5) Обеспечением простых форм деталей, удобных в производстве; 6) Рациональным выбором материалов; 7) Формой заготовок, обеспечивающих минимальный расход металла и отходов при механической обработке; 8) Обоснованным выбором чистоты обрабатываемых поверхностей и допусков на размеры деталей и сборочные размеры; 9) Возможно большей унификацией деталей и их материалов, унификацией механизмов и их элементов.

При решении любой задачи конструктор должен найти наиболее правильное и рациональное решение. Это относится и ко всей машине в целом, и к любой детали. Но разрабатывая новую машину, конструктор, как правило, базируется на хорошо известной, хорошо зарекомендовавшей себя конструкции. Преемственность новой конструкции позволяет быстрее её доработать и поставить на производство. Но это качество не должно снижать требования к новой конструкции, снижать ее' эксплуатационные показатели.

При конструировании новой машины необходимо учитывать перспективность её развития, предвидеть пути её развития. Это свойство имеет большое значение для возможностей модернизации машины, т.е. улучшения её эксплуатационных показателей без значительных изменений конструкции, без существенных изменений в технологии изготовления и без опасности морального старения.

Моральное старение не связано с долговечностью машины и может быть отнесено даже к недавно освоенному в производстве объекту. Моральное старение определяется прогрессом техники в данной области, в результате которого появляются более совершенные во всех отношениях машины, отличающиеся от выпускаемой настолько, что последнюю путём одной только модернизации нельзя довести до их уровня. Поэтому конструктора любой техники особенно должны следить за всем новым и уметь предвидеть пути развития машин.

1.3.   Роль и задачи инженера-исследователя  в создании новых машин

Ускорение разработки и внедрение новой техники в значительной мере обеспечивается совершенствованием и повышением научно-технического уровня испытаний, которые характеризуются развитием методики и техники эксперимента, внедрением методов математического моделирования, оснащением испытательных центров современными приборами и оборудованием.

В решении этой задачи заключен огромный потенциал ускорения развития общественного производства. Подсчитано, что в последнее время за счет технического процесса производительность труда возрастает примерно на два процента в год. Если бы срок прохождения научной идеи до ее внедрения в производство удалось сократить с 5-8 или 8-12 лет до 1-4, 4-8 лет, т.е. на 4-6 лет, то это обеспечило бы прирост производительности труда на 4-8 процентов в год.

В создании и внедрении новой техники весьма важную роль играет широкая система заводских, ведомственных и государственных испытаний, призванная обеспечить своевременную проверку и отбор для производства наиболее перспективных конструкций машин и комплексов.

Организация и содержание испытаний автомобильной техники

Испытания являются источником почти всех достоверных сведений о свойствах и качестве автомобильной техники на всем протяжении ее жизненного цикла - от разработки проектов и до истечения срока службы — и служат основанием совершенствования конструкции, технологии изготовления, планирования снабжения запасными частями, технического обслуживания

в эксплуатации [2]. Синонимом понятия "испытания" во всех случаях является эксперимент. Полностью подпадая под обобщенное понятие продукции по ГОСТ 16504—81. испытания автомобильных транспортных средств (ЛТС) рассматриваются как экспериментальное определение значений параметров и показателей качества в процессе функционирования или при имитации условий эксплуатации, а также при воспроизведении воздействий по заданной программе.

При создании новых моделей и модернизации выпускаемых, при организации технической эксплуатации действующего парка по результатам испытаний оценивают технико-экономические показатели функционирования АТС в различных условиях, их соответствие требованиям стандартов, технических условий, нормалям, требованиям потребителей и соответствие технического уровня конструкции достижениям в мировом производстве аналогов.

Виды испытаний АТС классифицируются по таким признакам: цель испытаний, этапы разработки, уровень проведения, периодичность, номенклатура оцениваемых свойств, продолжительность и степень интенсификации, применяемое оборудование и место проведения, вид воздействия.

Совокупность испытаний на разных этапах жизненного цикла конструкции - разработки, производства, эксплуатации - составляет систему испытаний, отражающую как специфические особенности автомобильной техники в ряду различной продукции машиностроения, так и специфичность условий их функционирования и использования.

Все виды испытаний, за исключением эксплуатационных, могут быть нормальными, ускоренными, форсированными, сокращенными в зависимости от складывающихся требований к срокам, стоимости, условиям и других обстоятельств их постановки и проведения. Они включают стендовые исследования агрегатов и полнокомплектных машин, лабораторные и полигонные (полевые) испытания на специальном оборудовании и сооружениях.

Организация испытаний разных видов отличается порядком их проведения и уровнем регламентации.

Исследовательские испытания являются самыми первыми на стадии разработки машины и отличаются тем, что проводятся на макетном образце, включают сравнение различных конструкторских решений и вариантов. Обычно испытываются те составные части машины, для которых оптимальные решения не ясны или условия применения незнакомы. Исследовательские испытания не регламентированы официальными документами, проводятся непосредственно разработчиками или под их наблюдением, а результаты фиксируются в рабочих документах.

Организация испытаний опытных образцов (образцов установочных серий) и образцов серийного и поточно-массового производства по уровню проведения разделяется на государственные, межведомственные, ведомственные, сертификационные.