Print

Nástroje digitalizace údržby a jejich přínos pro odborné vzdělávání na vysokých školách

-- 30.06.2020

Potřeba zefektivňovat průběh procesu edukace, zejména v technických oborech, neustává a vede vzdělávací instituce k implementaci moderních prostředků do výuky tak, aby byla co nejvíce zkvalitněna příprava studentů na reálné pracovní prostředí. Zejména z tohoto důvodu je snaha pedagogů na Fakultě strojní VŠB‑TU Ostrava využívat metody aktivní výuky, a to ve spolupráci s firmami z řad budoucích zaměstnavatelů, např. SKF CZ, a. s. Zároveň usilují, aby tyto společnosti umožnily používání firemních technologií ve výuce, aby studenti byli co nejvíce motivováni a připraveni na svá budoucí zaměstnání.

Digitalization as an tool for maintanace and its benefits for vocational education at universities
The need to get more effective process of education, especially in technical fields, is permanent and leads educational institution to try to implement modern tools in teaching, in order To Make the students as prepare as it is possible for the real working environment. Especially, for this reason, the efforts of teachers at the Faculty of Mechanical Engineering VŠB TU‑Ostrava are embracing methods of active teaching in cooperation with companies from the ranks of future employers, eg SKF CZ, a. s. The aim is for these companies to enable the use of their technology in the teaching so that students are motivated and prepared as much as possible for their future employment.

1. Úvod

Celosvětový zájem o špičkové odborníky a jedince s vyšším vzděláním otevírá cestu všestrannému a flexibilnímu vzdělávání. Neustálá potřeba zefektivňovat průběh procesu edukace vede vysoké školy jakožto vzdělávací a vědecké instituce k implementaci moderních prostředků do výuky tak, aby mohly být znalostní základy aplikovány na konkrétních příkladech z praxe.

V rámci této potřeby je kladen důraz na nutnost využití progresivních metod vzdělávání, a to v těsné vazbě na obor studijního programu a charakteristiku studujících. Pro studijní specializaci „technická diagnostika, opravy a udržování“ je to využití technického vybavení na vyhodnocování vibrací strojů, diagnostiku ložisek, analýzu infračerveného záření sledovaného objektu, sledování jevů v elektrických strojích a sítích, analýzu stavu maziv, sledování vad a indikací ve struktuře materiálů a na další.

Ke správné interpretaci získaných dat jsou kromě přístrojové techniky nezbytné také znalosti o obsluze a nastavení přístroje, o správném umístění snímačů a povědomí o souboru norem týkajících se dané problematiky.

Z tohoto důvodu je žádoucí do studijních programů zařazovat také cvičení založená na aktivní edukaci např. s využitím nástrojů digitalizace údržby, jako jsou on-line systém Imx 8, snímač QuickCollect nebo Microlog sloužící pro pochůzkovou diagnostiku. Použití těchto technologií ve výuce povede k prohloubení odborných znalostí a ke kvalitnější přípravě na reálné pracovní prostředí.

Využití rozmanitých výukových prostředků učiní edukaci zajímavější a hlavně zkvalitní výsledky vzdělávání. Tento článek si tedy klade za cíl seznámit čtenáře s přínosy aktivní výuky technických předmětů ve vysokoškolské pedagogice.

2. Efektivní vyučování pomocí aktivního učení

Pro efektivní výuku je využíváno aktivní učení a jeho postupy a procesy, pomocí nichž student přijímá informace a na jejichž základě vytváří své úsudky a současně si rozvíjí schopnost kritického myšlení. Tato metoda spoléhá na plné zapojení každého studenta do procesu edukace, student tedy není jen pasivním článkem, ale je ve středu vzdělávacího dění, podílí se na získávání dat a jejich interpretaci na výsledky. Z tohoto důvodu jsou metody aktivního učení stále více zasazovány do výuky.

V tomto případě je úkolem vyučujícího naučit se využívat aktivizační metody tak, aby nepřebíral většinu aktivit a studenti tak nebyli jen v roli pozorovatele vyučovacího procesu. Také studenti se musejí naučit využívat aktivizační metody, aby celý průběh cvičení vedl ke kvalitním výsledkům. Za kvalitní výsledek edukace považujeme připravenost studenta na reálné pracovní prostředí.

Formou aktivní výuky na vysoké škole je především cvičení, které je pro studenty příležitostí k nácviku specifických praktických a technologických dovedností v technických oborech. Cvičení může být také součástí přednášky, na kterou navazuje. Důležitým předpokladem úspěchu vysokoškolského pedagoga je pochopit návaznost přednášky na cvičení, jakých cílů je cvičením dosahováno a jak dosáhnout toho, aby byli studenti při výuce aktivní a spolupracovali.

Cvičení v předmětech technického směru jsou velice specifická. V rámci těchto cvičení se studenti seznamují s podstatou technologií a se základy vědeckého výzkumu. Dále získávají zkušenosti v manipulaci nejen s objekty testování, ale také s přístroji a dalším vybavením. Vysoké školy technického směru jsou vybaveny nejrůznějšími moderními technickými výukovými prostředky. Tyto hmotné didaktické prostředky plní úlohu zprostředkovatele informací a zabezpečují výuku po materiální i technické stránce. Tím je podmíněno zefektivnění průběhu edukačního procesu a napomáháno dosažení edukačních cílů. Je nutné, aby pomůcky byly vybírány s ohledem na cíle a obsah výuky, ale také na schopnosti vyučujícího. Pedagogové technických předmětů však mají k technice pozitivní vztah, a tak její ovládání a manipulace s ní by neměly představovat problém. Skutečně nutná k posouzení pedagogem je výuka v souvislosti s charakterem učebního předmětu, množstvím a kvalitou učebních materiálů nebo velikostí studijních skupin.

I přes vysokou schopnost abstrakce vysokoškolských studentů, obzvlášť u technických předmětů, je pro jejich motivaci významným faktorem vizualizace problematiky v reálném prostředí. Zejména proto je nezbytné, aby do výuky byly přinášeny předměty z praxe (např. zkolabované součásti), byly pouštěny dokumentární a instruktážní filmy a ty následně analyzovány. Dále je vhodné demonstrovat konkrétní příklady aplikace učiva, zapojit do výuky odborníky z praxe a organizovat exkurze a zejména řešit reálné problémy na modelech pomocí technických výukových prostředků (viz obr. 1 výše), neboť studium zahrnuje nejen smysly, ale i myšlení a praxi. Odborníci také uvádějí, že je vhodné vyučovat různými metodami, jelikož student je schopen si zapamatovat 10 % z toho, co čte, 20 % z toho, co slyší, 30 % z toho, co vidí, 70 % z toho, co říká, a až 90 % z toho, co sám dělá.

3. Výukové prostředky technických předmětů

K dosahování edukačních cílů slouží výukové prostředky. Jejich využití by mělo být v souladu s celkovým pojetím vyučovaného předmětu, dále také s dovednostmi a zkušenostmi vysokoškolských učitelů odborných předmětů a s úrovní vývoje technologií. Efektivní uplatnění výukových prostředků ve výuce je podmíněno dovedností práce s přístroji, jež spočívá v ovládnutí portfolia funkcí a postupů pro schopnost správně vést studenty během cvičení.

Některé předměty na Fakultě strojní VŠB-TU Ostrava již výukové prostředky pro edukaci odborných předmětů využívají. Z celého výčtu přístrojů zmíníme analyzátory SKF Microlog nebo Adash, viskozitní lázeň Tamson, penetrometr Normalab, termovizní kameru Fluke a další.

Takovéto vybavení umožňuje provedení celé řady simulací, analýz, vyhodnocování dat a dalších činností prováděných v reálném čase na modelu. Jde zejména o následující:

  • využití trendování hodnot zrychlení a rychlosti vibrací, jejich časového signálu, frekvenčních spekter pro vyhodnocování technického stavu;
  • měření pomocí jednoosých či tříosých snímačů;
  • měření technického stavu ložisek, převodovek, ventilátorů;
  • hledání povrchových a podpovrchových necelistvostí;
  • vyvažování strojních zařízení, měření nevyváženosti;
  • diagnostika strojů a elektrozařízení pomocí termovize aj.

Není však vždy jednoduché v prostředí vysokoškolské pedagogiky reagovat na rychlost vývoje technologií. Řada zemí se již několik let zabývá vlivem tzv. čtvrté průmyslové revoluce, která by měla zásadním způsobem změnit povahu energetiky, průmyslu, strojírenství, logistiky a dalších. Očekává se, že jednotlivé elementy této revoluce, opírající se o digitalizaci, umělou inteligenci, kyberneticko-fyzické systémy atp., budou mít také společenské transformační dopady. I přesto, že je Česká republika zařazena mezi nejindustriálnější země Evropy, zůstává české vysoké školství za myšlenkou Průmysl 4.0 pozadu.

Aby vysokoškolské vzdělávání obstálo v rámci nároků kvalifikace, jež plynou z Průmyslu 4.0, je nutné zásadně zkvalitnit celý edukační systém. Ke kvalitě a dobrému fungování systému je nutné mít motivované a kreativní absolventy škol s kritickým myšlením a schopností řešit problémy a rozhodovat se. Při výuce s technickými výukovými prostředky jsou studenti nuceni pracovat s informacemi, provádět analýzu dat, řešit problémy a hledat logické souvislosti. Na základě toho je pěstován postoj studenta k aktivitě, samostatnosti, dalšímu vzdělávání atd. To je pro cíle Průmysl 4.0 žádoucí.

Avšak jen nové technologie umožní rozšíření možností pro pedagogy i studenty. Technické univerzity jsou na dostatečné odborné úrovni, aby realizovaly kvalitní výuku, ale spíše v úzce zaměřených oborech. Nejlepší možností přístupu k novým technologiím je vstup zástupců zaměstnavatelů do vzdělávacích programů, aby byla podpořena realizace praktického vyučování studentů. Významnou roli také zastávají odborné stáže ve firmách. Vliv praxe v podnicích a firmách na aktivaci a výsledky studia je enormní. Podpora této formy výuky ze strany vzdělávací instituce je velmi žádoucí.

Dále by měla být jádrem výuky práce s výukovými prostředky, jako jsou nástroje a přístroje, jež budou adekvátní reálnému pracovnímu prostředí. Jednou ze společností podporujících vývoj vzdělávání, a to nejen na VŠB-TU Ostrava, je společnost SKF CZ a. s., která chce umožnit zapojení nástrojů digitalizace údržby do vysokoškolského vzdělávání, aby byly prohloubeny odborné znalosti studentů.

4. Implementace nástrojů digitalizace údržby

Kvalitní údržba je základním předpokladem vysoké provozní spolehlivosti výrobních strojů, a to ať už je podpořena externí, či interní diagnostikou. Firmy se kvůli potřebě zkvalitnění výroby a zvýšení spolehlivosti strojů snaží přejít také na kvalitní systém údržby. Tím je zejména prediktivní diagnostická údržba, které je dosahováno buď pomocí čistě externí diagnostiky, nebo pomocí interního diagnostického oddělení. Přístup externích firem může být dvojí:

  • specializovaná firma zastupuje pouze jedno odvětví diagnostiky;
  • zabývá se multiparametrickou diagnostikou.

Služby firem, které nabízejí externí diagnostiku, jsou výhodné pro podniky, jejichž mechanická údržba nemá žádné nebo jen velice omezené zkušenosti s diagnostikou a monitorováním technického stavu.

Ve druhém případě, tj. interního přístupu k diagnostice, je nutné počítat s jistými náklady, a to:

  • finančními (nákup měřicí techniky);
  • personálními (školení zaměstnanců).

Na druhou stranu interní oddělení údržby přináší vysokou operabilitu, odpadnutí rizika zadavatele, kontrolovaný tok vnitřních informací a snadno kvantifikovatelné přínosy.

V rámci prediktivní údržby jsou řešeny především rotační stroje, u nichž je nejčetnější využití vibrační diagnostiky. Ta je schopna upozornit na poruchu již v zárodku vzniku. Je žádoucí, aby pracovník údržby včas zaznamenal vznikající poruchu zejména proto, že je možné zabránit náhlé odstávce výrobního zařízení, klíčových ventilátorů apod. a tím ušetřit značné finanční náklady.
Pokud výrobní firmy, jež doposud využívají outsourcingu specializovaných firem, chtějí přejít na interní diagnostiku, je vhodné začít právě se základním monitoringem rotačních strojů. Existují přístroje pro pochůzkovou diagnostiku a také systémy pro on-line měření:

  • základní monitoring rotačních strojů (QuickCollect, obr. 2);
  • profesionální přístroje pro detailní analýzu (Microlog, obr. 3);
  • on-line monitoring (Imx 8 a Imx 16, obr. 4).

Snímač SKF Quickcollect je nástroj pro základní monitorování rotačních strojů, jejichž pracovní otáčky přesahují 600 ot./min-1. Quickcollect měří rychlost, obálku signálu zrychlení a teplotu. Tento snímač je určen např. pro firmy, které chtějí začít s monitorováním svých strojů a nemají zkušenosti s měřením vibrací. Pro zobrazení měření se používá aplikace volně stažitelná do telefonu nebo tabletu. Použití tohoto snímače spolu s využitím chytrého telefonu pro zobrazení naměřených hodnot je pro použití ve výuce velice jednoduché a uživatelsky přijatelné. Nejenže jsou pro studenty okamžitě zobrazeny měřené hodnoty, které mohou analyzovat, ale také je již vizuálně jasné, zda jsou naměřená data přípustná, tj. dle normy. Viz obr. 5.
 
Obrázek 5: Pracovní prostředí QuickCollect SKF v mobilní aplikaci [7]

V některých případech je však vyžadováno detailní sledování technického stavu strojů, především těch, jež jsou pro výrobu klíčové a jejichž náhlá odstávka by byla pro firmu finančně náročná. Detailní sledování je také používáno pro odhalení poruch neidentifikovatelných při pochůzkové diagnostice, a to např. z důvodu větších časových rozmezí mezi jednotlivými měřeními.

Pro takové aplikace je nutný přechod na on-line měřicí diagnostiku. Výhoda on-line měření oproti pochůzkovému spočívá v možnosti mnohonásobně vyššího počtu měření, která jsou zobrazena v trendu naměřených hodnot. Rozestup mezi jednotlivými měřeními může být v řádech desítek minut, tzn. že pravděpodobnost zachycení vznikající poruchy je mnohonásobně vyšší než u pochůzkového měření. SKF nabízí například Imx 8, který by v budoucnu mohl být aplikován na přístroje využívané v prostorách VŠB-TU Ostrava; studenti by takto mohli zpracovávat data nejen z tzv. pochůzkového měření, ale také sledovat dlouhodobé trendy hodnot. To je ideální příprava na budoucí zaměstnání v tomto oboru a krok kupředu v rozvoji výuky daného odborného technického předmětu.

SKF nabízí kromě samostatného vyhodnocování dat také služby Remote Diagnostic Centre (RDC) v Ostravě, což je centrum vzdálené diagnostiky, které vyhodnocuje data přicházející ze sledovaných strojů z výrobních závodů, jež využívají právě Imx 8 či QuickCollect pro sběr dat, která následně vzdáleně analyzují odborníci v Ostravě. S ohledem na neustálý postup techniky je nutné také modernizovat způsoby vyhodnocování dat. Náhled studentů do způsobu vyhodnocování v RDC by zvýšil také atraktivitu tohoto oboru, jelikož pro dnešní generaci studentů je modernizace zpracování dat a využití analýz pomocí cloudových hodnot zajímavá.

5. Závěr

Pro řádnou přípravu studentů na budoucí povolání je vhodné, aby vysokoškolští pedagogové technických předmětů využívali různých edukačních metod. Dle odborníků je jednou z těch nejúčinnějších právě metoda aktivního učení s využitím výukových prostředků, jež jsou v souladu s oborem studia. Ty kromě jiného také vyvíjejí kritické myšlení, samostatnost a schopnost rozhodovat se.
V návaznosti na rozvoj studentů při aplikaci aktivizační metody výuky se předpokládá, že studenti absolvující vysokoškolské vzdělání v technickém oboru se i po ukončení studia budou nadále samostatně vzdělávat, uplatňovat tvůrčí myšlení a schopnost zpracování informací. Tato perspektiva vyžaduje, aby vysokoškolští učitelé technických předmětů dokázali studenty adekvátně připravit na budoucí profesi a směřovali studenty na podstatné a aktuální informace týkající se daného technického předmětu.

Neustálý rozvoj techniky a technologií znesnadňuje pedagogům připravit studenty technických specializací na reálné pracovní prostředí. Proto je snahou vzdělávacích institucí přizvat firmy a podniky a zapojit je do procesu edukace. Pedagogové a studenti tak dostávají příležitost odzkoušet si technologie využívané přímo v praxi a výuka se tak stává mnohem zajímavější a také efektivnější. Tato vzájemná spolupráce dále otevírá dveře možnostem exkurzí, odborným přednáškám a případné spolupráci na závěrečných pracích. Efektivita takovéto spolupráce je obrovská.

Na VŠB-TU Ostrava je enormní snahou tuto spolupráci rozšířit a co nejefektivněji zařadit do vyučovaných předmětů. Proto je zde velký zájem o implementaci různých přístrojových řešení do cvičení odborných předmětů nejen od společnosti SKF CZ a. s., ale i od dalších významných firem technického oboru tak, aby specializace „technická diagnostika, opravy a udržování“ na této univerzitě dosáhla co nejvyšší kvality a efektivity v práci se studenty. 

Literatura

[1]    SITNÁ, Dagmar. Metody aktivního vyučování: spolupráce žáků ve skupinách. Praha: Portál, 2009. ISBN 978-80-7367-246-1.

[2]    ROHLÍKOVÁ, Lucie, a VEJVODOVÁ, Jana. Vyučovací metody na vysoké škole: praktický průvodce výukou v prezenční i distanční formě studia. Praha: Grada Publishing, 2012. ISBN 978-80-247-4152-9.

[3]    MIKLOŠÍKOVÁ, Miroslava. Didaktika pro tvůrčí vysokoškolské učitele technických předmětů. Žatec: Ohře Media, 2013. ISBN 978-80-905122-4-5.

[4]    DENEEF, A. Leigh a Craufurd D. W. GOODWIN, ed. The academic's handbook. 3rd ed. Durham: Duke University Press, 2007. ISBN 978-0-8223-3874-1.

[5]    Průmysl 4.0 má v Česku své místo. Ministerstvo průmyslu a obchodu [on-line]. Odbor 31300, 2. 9. 2016 [cit. 2019-10-24]. Dostupné z: https://www.mpo.cz/cz/prumysl/prumysl-4-0/iniciativa-prumysl-4-0--176055/

[6]    SKF Multilog On-line System IMx-8 [on-line]. [cit. 2019-10-25]. Dostupné z: https://www.skf.com/binary/tcm:54-294338/0901d19680632304-SKF-Multilog-On-line-System-IMx-8_tcm_54-294338.pdf

[7]    Snímač SKF Quickcollect [on-line]. [cit. 2019-10-25]. Dostupné z: https://www.skf.com/binary/tcm:54-306968/0901d19680681899-Snimac-SKF-QuickCollect---17198-CS_tcm_54-306968.pdf

[8]    BLATA, Jan. Laboratoř technické diagnostiky na katedře výrobních strojů a konstruování [on-line]. [cit. 2019-10-25]. Dostupné z: http://interdiago.vsb.cz/kom/upload/2-Prezentace-Blata-vybaven%C3%AD%20technick%C3%A9%20diagnostiky%20FS%2065.pdf

Recenzent: doc. Ing. Helebrant František, CSc., VŠB – Technická univerzita Ostrava; osoba certifikovaná na funkci Specialista vibrační diagnostiky – Kategorie III a Technik diagnostik tribodiagnostik – Kategorie II

Autor: MARIE MOŘKOVSKÁ, LADISLAV CHALÁNEK - VŠB-TU OSTRAVA, TADEÁŠ LIPUS - SKF CZ, A. S


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Dny teplárenství a energetiky
2020-09-08 - 2020-09-09
Místo: KC ALDIS, Hradec Králové
Digitální výroba 2020
2020-09-09 - 2020-09-10
Místo: Praha
Digitální logistika 2020
2020-09-10 - 2020-09-10
Místo: Praha
Potravinářství + Farmacie 2020
2020-09-22 - 2020-09-22
Místo: Brno
Fórum praktickej údržby
2020-09-22 - 2020-09-23
Místo: Holiday Inn Trnava

Katalog

Panasonic Electric Works Europe AG
Panasonic Electric Works Europe AG
Veveří 3163/111
616 00 Brno
tel. +420 541 217 001

Brady s.r.o
Brady s.r.o
Na Pantoch 18
831 06 Bratislava
tel. +421 2 3300 4862

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

ABB s.r.o.
ABB s.r.o.
Vyskočilova 1561/4a
14000 Praha 4
tel. +420739552216

všechny firmy
Reklama



Tematické newslettery






Anketa


Na horách/u moře
Na chalupě/chatě v tuzemsku
Co je to dovolená?

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   Partneři   |   Blogy   |   
Copyright © 2007-2020 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI