Аналіз основних досліджень. У сільському господарстві вже в
минулому столітті проявилася чітка тенденція до механізації та
автоматизації виробництва і різкого скорочення зайнятості в цій
сфері. Сьогодні цей процес триває. Впровадження біотехнологій,
поступове перетворення сільського господарства та промисловості в
різновид індустріального виробництва забезпечують можливість
витіснення людини і з цієї сфери.
Величезна кількість виробництв по всьому світу прийшли до
того, що без застосування промислових роботів неможливо було
досягти тих результатів [6], які були отримані після впровадження
подібних систем. Роботизація процесів виробництва - це абсолютно
новий рівень технологічності підприємств. Роботизація та
автоматизація - один з найпопулярніших трендів в сучасній
промисловості. З 2009 по 2017 рік обсяги продажів промислових
роботів в світі виросли в 6,3 рази. Пов’язано це в основному зі
зниженням
вартості
процесорів
та
інших
компонентів
обчислювальної
техніки,
які
підтримують
сучасні
мови
програмування. Вони насичені стандартними підпрограмами та
мають інтуїтивно зрозумілий інтерфейс керування.
STEАM – освіта та навчання з'єднує у собі міждисцип-
лінарний і проектний підхід, основою для якого стає інтеграція
природничих наук у технології, інженерну творчість і математичну,
механічні розрахунки [6]. Це комплексний, систематизований,
інтеграційний комплекс, який заснований на застосуванні
міждисциплінарного й прикладного підходу.
Основні матеріали дослідження. Роботизація є частиною
комплексної автоматизації виробництва, її основною складовою. На
практиці цей процес полягає в застосуванні роботів і роботизованих
систем на підприємствах в промисловому масштабі. Автоматичні
лінії можна оснастити промисловими роботами, наявність яких
позитивно відобразиться на функціонуванні всього комплексу
обладнання переробної та харчової промисловості. Також такі
механізми можуть бути включені в гнучкі автоматизовані
виробництва при якому функції управління і контролю, що раніше
222
виконувалися людиною, передаються приладам і автоматичним
пристроям. Рівень спеціалістів, які працюють в агросфері та у
промисловості, не завжди дозволяє впроваджувати інноваційні
рішення. Щоб змінити стан речей необхідні кардинальні зміни в
освіті та науці, методологічних основах цих процесів.
Модернізація
вітчизняних
підприємств
промисловості,
впровадження новітніх технологій і входження України у світове
співтовариство потребують кваліфікованих фахівців з вищою
освітою [3]. Ключовою фігурою сучасного виробництва стає
висококваліфікований спеціаліст, без якого підприємство працювати
не може. Тому питання роботизації переробної та харчової
промисловості повинно включати у собі і питання підготовки такого
спеціаліста з робототехніки та основ її програмування в
університетах. Де студенти повинні отримувати не тільки необхідні
знання для ведення технологічних процесів одержання харчових
продуктів, проектування (конструювання) технологічної апаратури
харчових виробництв, дослідження, випробування, монтажу,
устаткування та обслуговування апаратів переробної та харчової
промисловості. Також майбутні фахівці повинні проектувати та
розробляти сучасні технології переробної та харчової промисловості
з використанням найновіших інформаційно-програмних засобів.
Студенти
повинні
володіти
та
вміти
використовувати
фундаментальні знання з комп’ютерних технологій, моделюванню
складних комп’ютерних систем, їх оптимізації, проектуванню
сучасних комп’ютерних комплексів та мереж, розробляти їх
програмне
забезпечення,
системи
штучного
інтелекту
та
робототехнічні системи.
Інженери з робототехніки отримують найбільш різносторонні
та глибокі знання, уміння та навички в IT-технологіях. Роботизація
вимагатиме від педагога навичок «чотирьох К», без яких складно
уявити фахівця майбутнього: комунікації, креативності, критичного
мислення та колаборації (співпраці з одним чи більше людей, або зі
штучним інтелектом). Майбутнє, вірогідно, за “гібридними”
техноло-гіями, які поєднують у собі найсильніші здатності живого
організму homo sapiens та потужність машин і програм).
Окремою проблемою роботизації стає розуміння майбутнім
інженером особливостей роботи окремих елементів виробничих або
технологічних ліній, виділення критеріїв контролю підтримання їх
безаварійної працездатності, способів та засобів вимірювання цих
критеріїв. Інженер повинен уміти вибирати допустимі інтервали
223
варіювання тих чи інших критеріїв та засобів для їх вимірювання,
тобто орієнтуватися на ринку різноманітних датчиків, з метою
організації ефективних зворотних зв’язків (відгуків) на програмний
комплекс, вміти оптимізувати їх кількість за вимогами замовника та
реалізовувати все вище перераховане на контролерах або
комп’ютерах.
Сьогодні першість в рішенні означених задач безумовно
належить STEАM – проектуванню, яке об’єднує елементи робо-
тотехніки, інженерної графіки, 3D моделювання, дизайну (як
інженерного мистецтва), програмування (зокрема об’єктно-
орієнтованого), електроніки, математичні та механічні розрахунки
тощо. STEАM навчання складається із шести етапів: постановка
проблеми - питання (завдання), обговорення, дизайну проекта,
будови, тестування й розвитку. Ці етапи і є основою систематичного
проектного підходу, який застосовують наші студенти [4]. У свою
чергу, співіснування або об'єднане використання різних можливостей
цієї системи є основою креативності й інновацій у техніці. Таким
чином, одночасне вивчення й застосування науки й технології,
творчості та дизайну може створити безліч нових інноваційних
проектів.
Сьогодні все частіше використовуються роботи, відповід-но,
росте попит на робото техніків і STEAM - освіту для студен-тів.
Зокрема, у найстарішому технічному вузі Німеччини
-
Брауншвейгському технічному університеті - робототехніка входить
в обов'язкову програму для всіх студентів, але залежно від
факультету акцент робиться на тих або інших її аспектах.
Інженерний факультет одного із кращих економічних вузів
Німеччини - Вищої школи Хайльброна (Hochschule Heilbronn) [7] -
пропонує для усіх бажаючих курс за назвою "Механотроніка та
робототехніка". У першу чергу їм цікавляться майбутні інженери, але
відвідувати заняття можуть і студенти інших спеціальностей. Курс
уведений у програму насамперед для того, щоб молоді фахівці могли
правильно поєднувати у своїй роботі знання з таких дисциплін, як
механіка, електроніка, інформатика (програмування), техніка виміру
й сенсорна техніка, обробка зображень, приводна техніка, технології
керування, а також технології позиціонування, дизайн машин,
кінематика й динаміка роботів, індустріальна робототехніка,
мобільна робототехніка, керування, взаємодія «людина-робот» і
комп'ютерний зір.
Наступний етап роботи зі студентами [4] – це створення
224
робота-машини. Такі роботи можуть робити рух по запрограмованим
доріжкам, відрізках, траєкторіях геометричних форм, при цьому
роблячи певні дії. У курсі основ STEАM за умови реалізації
міжпредметних зв'язків стає можливим вивчення наступних розділів:
середовища керування роботами Microsoft Robotics Studio,
середовища з конкретними робото технічними конструкторами,
наприклад Lego Mindstorms; вміння маніпулювати як віртуальними,
так і реальними об'єктами, задіяючи різні канали сприйняття
(вивчення сенсорів) і 3D моделюванні для поліпшення конструкції
робота [5].
Рис. 1. Lego – модель стрічкового конвеєра з роботом, який
сортирує цукерки за кольором, беручі їх зі стрічки
Сьогодні студент [5], а завтра спеціаліст переробної та
харчової промисловості за допомогою роботизації, як головного
орієнтира в роботі цієї галузі розвине перехід від пропозиції і
виробництва окремих машин до розробки і випуску комплексів
машин, агрегатів і потокових ліній, які комплексно вирішують
питання використання сільськогосподарської сировини, скорочення
втрат при її переробці, зберіганні та доставці продукції до
споживача. Також студенти повинні мати можливість та навички
створювати мобільні додатки, розробляти роботів, проектувати
віртуальну реальність, вивчаючи основи програмування, роботу з
соцмережами. Технічні вміння виходять за межі компетенцій вузьких
спеціалістів вриваючись до повсякденного життя.
225
Рис. 2. Студенти на кафедрі ОІПХВ збирають Lego - модель
маніпулятора на базі універсального керуючого процесора
Достарыңызбен бөлісу: |