В. В. Третьяков,

ведущий инженер-конструктор,

ОАО Владивостокское предприятие ЭРА.                                     ТОЧКА ЗРЕНИЯ 

Поводом к этим размышлениям стали опубликованные в журнале «Экспертный союз» статьи «О подготовке кадров в системе высшего профессионального образования для обеспечения модернизации России» (К. А. Дубаренко, В. В. Ермилов, «ЭС» № 0, апрель 2011 г.) и «К оптимизации математического образования инженеров» (О. Л. Сергеев, «ЭС» № 9, сентябрь 2013 г.).

Хочу поделиться своим мнением по этим вопросам, исходя из собственного инженерного опыта. Я окончил электротехнический факультет Дальневосточного политехнического института (ДВПИ) по специальности электрооборудование судов в 1970 году. С 1970

по 1972 годы служил в армии в одном из военных КБ, где фактически началась моя инженерная деятельность. С 1972 года и по настоящее время работаю инженером-схемотехником на Владивостокском предприятии «ЭРА» сначала в бюро автоматизации, а затем в бюро электрооборудования судов. Мы освоили проектирование и изготовление современных судовых главных распределительных щитов (ГРЩ), вторичных щитов и пультов управления для гражданского флота. Корпуса используем фирмы Rittal (Германия), автоматические выключатели, контакторы, реле компании Schneider Electric (Франция), измерительные приборы и устройства автоматизации фирмы Dief (Дания). Отечественные аналоги или отсутствуют, или имеют значительные габариты, вес, а их стоимость иногда на порядок превышает стоимость импортного оборудования.

Какие расчёты приходится выполнять при проектировании? Если ток шин ГРЩ равен или превышает 1000 ампер, то необходимо рассчитать ток короткого замыкания и проверить шины на динамическую и термическую устойчивость. Расчёты выполняются по методике, изложенной в отраслевом стандарте без применения дифференциального и интегрального исчисления. Этот расчёт,на мой взгляд, давно должен быть переведён на ПЭВМ. При проектировании схем временного освещения строящегося судна приходится выполнять несложный светотехнический расчёт для определения необходимого количества ламп в помещении и проверить выбранные кабели на допустимую потерю напряжения. Расчёты также выполняются без применения высшей математики. Я перевёл их на ПЭВМ на языке Visual Basic. Приходилось ли применять высшую математику? Однажды знакомый  главного инженера попросил его  помочь в решении электротехнических задач. Задачи передали для решения мне. В одной из них пришлось составить определённый интеграл, значение которого я определил по математическому справочнику. Коллеги по работе,тоже инженеры, были крайне удивлены, так как честно признались,что давно забыли высшую математику за ненадобностью. Один из наших инженеров, ранее работавший на другом заводе, рассказал такой случай. Случайно в колодец уронили насос. Пришёл главный инженер и сказал: «Придётся применить высшую математику», взял проволоку, согнул фигуру в виде интеграла, с помощью которой и достали насос. Рассказывают, что знаменитый изобретатель Эдисон решил принять на работу математика и поручил ему определить объём колбы электрической лампы. Через час расчётов математик сообщил результат. Эдисон взял колбу лампы, налил в неё воды, вылил воду в мензурку и показал объём колбы математику.

С этих пор Эдисон навсегда презирал математику. Всё сказанное не умаляет роли математических расчётов в судостроении, авиастроении, строительстве, космической технике и в других областях инженерной деятельности.

Как формировался инженер при социализме? Институт давал общее образование, а формирование профессиональных навыков происходило на рабочем месте. У нас в бюро работало от 6 до 10 человек. Начальник бюро имел портфель заказов и, начиная с простых

работ и, постепенно их усложняя,в течение трёх — пяти лет формировал специалиста. Сейчас портфеля заказов нет — работы возникают

стихийно и часто требуют немедленного выполнения. Таким образом,учить кого-либо нет возможности,и я не владею методикой обучения.

Единственное, что я могу, это подсказать или посоветовать молодому специалисту. Лет 13 назад я принял участие в заседании кафедры электрооборудования судов ДВПИ где изложил указанные выше проблемы и предложил изменить подготовку инженеров, сделав упор на реальное проектирование. Однако мне твёрдо заявили — как мы давали общее образование, так и будем делать

в дальнейшем.

Перефразируя известную фразу — «А судьи кто?» хочется спросить — «А преподаватели кто?». Как правило, наиболее успешных студентов после защиты диплома оставляют на кафедре в аспирантуре. Сдав кандидатские экзамены, написав и защитив диссертацию,этот учёный начинает готовить инженеров. Чему может научить инженеров преподаватель, который сам не занимался инженерным трудом? На мой взгляд, преподаватель должен иметь опыт инженерной работы на должности не ниже конструктора первой категории, а лучше ведущего инженера — конструктора. Как пишут, в США образование стоит очень дорого, и большинство студентов учится по направлению фирм и за счёт фирм. Защита диплома также происходит на фирме, после чего молодой специалист обязанотработать на фирме определённое время. Считаю предложение внедрить эту систему у нас правильным и своевременным.

Во время учёбы я пытался читать отечественные учебники и ничего не мог в них понять — сплошная математика. Спасение я нашёл в переводных американских книгах для инженеров издательства «Мир».

Эти книги написаны инженерами или специалистами, хорошо знающими инженерное дело. Они просты,понятны и учат практическому инженерному делу. Наши учебники для инженеров написаны академиками — сплошная теория и математика, ничего для практической работы в них не почерпнёшь. Необходимо, чтобы программы подготовки инженеров и учебники для них писали люди, хорошо знающие инженерное дело.

Большое впечатление на меня произвела книга А. Холла «Опыт методологии для системотехники», где описывается опыт создания большой системы. Это философия техники. Считаю, что специалист по электрооборудованию судов — это в первую очередь системотехник, а наш основной предмет так и называется «Судовые электроэнергетические системы». Однако, в процессе учёбы слово «Системотехника» даже не прозвучало, а отечественные книги по системотехнике опят же больше напоминают учебники математики. Не было курсов по методологии проектирования, программирования, творчества, хотя правильная методология — это залог успеха в работе.

Весьма сомнительна система оценки успешности учёбы студента. Я хотел забрать документы и уйти из института после третьего курса. Наиболее сложные предметы, на которых «гибли люди», это электрические машины и теория электромагнитного поля. Когда я пришёл в деканат, декан спросил, почему я хочу бросить учёбу. Я ответил, что не понимаю курс электрических машин, на что декан сказал, что хотя он окончил институт, но до сих пор не знает этого курса и спокойно работает. Декан оказался прав — совершенно не пригодились. Мой бывший начальник бюро окончил мою же специальность с красным дипломом, а когда его по возрасту перевели в рядовые инженеры, оказалось, что он не может разрабатывать принципиальные схемы, так как у него совершенно отсутствовало схемное, системное мышление. А ведь проектирование — это основа инженерной работы. Следовательно, надо найти критерий оценки пригодности студента к проектной работе. Кроме того, надо чтобы специалист полюбил инженерную работу, нашёл своё место в ней, испытывал глубокое удовлетворение от возможности    самовыражения.    Ведь основная часть жизни проходит на работе, и мне жаль инженеров, которые ждут окончания рабо­чего дня, чтобы заняться любимым делом — так называемым «хобби». Когда работа становится «хобби!, человек с удовольствием ходит на неё — он счастлив. К сожалению, полюбить академические курсы лекций, в которых из-за формул высшей математики не видно физики явлений, весьма проблематично. 

Когда я уже работал на пред­приятии и успел основательно подзабыть институтские курсы, ко мне обратился один из сотруд­ников испытательной лаборатории, учившийся на вечернем факуль­тете ДВПИ, помочь найти ошибку при решении электротехнической задачи. Задачи решаются с примене­нием комплексных чисел, которые надо переводить то в алгебраическую форму, то в показательную форму и не потерять правильный угол вектора комплексного числа. Естественно, в практической работе инженера-электротехника метод комплексных чисел не применяется и у меня возникло сомнение, что я смогу оказать помощь. Посмотрев на задачу, я увидел, что имеется индуктивная и ёмкостная составляющие, векторы которых направлены в разные стороны и направ¬ление результирующего вектора будет определяться большей составляющей. Проанализировав величины индуктивной и ёмкостной составляющей, я определил направление результирующего вектора — он    оказался    противоположным направлению вектора, полученного при решении. Обратившийся ко мне сотрудник быстро нашёл ошибку. Я обратил его внимание, что надо не только нажимать клавиши калькулятора (мы пользовались логарифмическими линейками), но и вникать в физическую сущность задачи.

Современная техника бурно развивается, она требует от инженера постоянного освоения новых знаний, как на различных курсах, так и самообразованием. Многие задачи автоматизации можно решить с помощью программируемых логических контроллеров (ПЛК). Пришлось на заочных курсах освоить систему программирования контроллеров CoDeSys и получить сертификат фирмы и получить сертификат фирмы SSS. Используя полученные знания, я спроектировал тренажёр судовой автоматизированной электростанции,где все её функции имитировал с помощью недорогих,но с хорошими характеристиками, ПЛК отечественной фирмы ОВЕН. Тренажёр изготовлен,отлажен и установлен в учебном классе. Программирование я выполнил на графическом языке СFС, который является дальнейшим развитием языка FBD. Небольшие задачи автоматизации я решаю с помощью программируемых логических модулей LOGO! фирмы Siemens, так как они имеют морские сертификаты. Для проектов судовых автоматизированных электростанций мы используем ПЛК типа РРМ-3 датской фирмы DEIF. Эти контроллеры не программируются, а конфигурируются с помощью утилиты, где даётся таблица с параметрами, и проектант, как специалист по электрооборудованию судов, должен указать, используется ли параметр и, если используется, то ввести его значение, необходимую выдержку времени и действие этого параметра. Никакого языка программирования знать не надо. Для регулирования используется алгоритм пропор-ционально-интегрально-дифференциальных регуляторов (ПИД), результат поражает — никаких колебаний, исключительная точность регулирования. На очереди освоение компьютерной системы управления судовой электростанцией, так называемой SCADA системы. В морских академиях в программу подготовки судовых электромехаников уже введён курс «Судовые компьютерные сети».При настройке судовой электростанции с контроллерами РРМ-3 и дизель-генераторами фирмы Caterpillar обнаружилась неустойчивая параллельная работа дизель-генераторов. Анализ показал, что дизели и генераторы, имеющие микропроцессорные программируемые регуляторы частоты и напряжения, поставляются с астатическими характеристиками, то есть для одиночной работы. После нашей просьбы фирма-поставщик выставила на регуляторах частоты и напряжения стандартный статизм  3% и система, как я писал выше,стала прекрасно работать. Никаких расчётов мы не делали. Важно понимание физических процессов синхронизации,а необходимые параметры мы устанавливали прак­тически на объекте с учётом кон­кретных свойств реальных дизель-генераторов.

Выше я упомянул ПИД регуляторы. Безусловно, инженер моего профиля должен знать основы автоматического регулирования, но,то что нам преподавали, опять была голая академическая теория с высшей математикой, которая на практике не применяется. Когда я устраивался на работу в предприятие, начальник бюро знакомил меня с работой бюро. Один из инженеров проектировал релейную схему автоматического регулирования температуры в сушильной печи.
Я спросил, исследовалась ли теоретически устойчивость нелинейной системы автоматического регулирования? Начальник бюро и инженер с большим удивлением посмотрели на меня и дали отрицательный ответ. При дальнейшей работе в бюро я понял всю глупость своего вопроса — на практике никто эти теоретические методы не использует,так как необходимые параметры регулирования легко подбираются и устанавливаются непосредственно на объекте. Позже я спроектировал схему регулирования температуры в сушильной печи с использованием отечественного микропроцессорного регулятора типа ТП403 фирмы ВАРТА. Регулятор использовал ПИД-закон регулирования с широтно-импульсным регулирова­нием с применением мощного тиристорного коммутатора. В память регулятора была зашита программа самонастройки, и после включения на сушильную печь, он, с учётом тепловой инерции печи, выдал рекомендуемые параметры регули­рования: коэффициент усиления, постоянную интегрирования, посто­янную дифференцирования. После ввода этих параметров в память регулятора и включения его на печь, мы были поражены — заданная тем­пература стояла как вкопанная, хотя допускаемая   погрешность   ±1   °С,а самописец писал ровную линию.За всю мою мою 43-х летнюю инженерную практику так и не пришлось применить теоретические методы теории автоматического регулирования.При социализме престиж инженера был опущен ниже некуда, производилась массовая подготовка инженеров, и большинство из них выполняли работу клерков, где совершенно не требовалось высшее образование. Появились инженеры по кадрам, по соцсоревнованию, по озеленению. Необходимо чётко определить, где требуется инженерная подготовка для выполнения работы. Восстановить статус техника, его оплату. Сейчас техников ставят на инженерные должности, так как на заработке техника работать никто не будет. Много работ, которые могут и должны выполнять техники, а их выполняют инженеры. Когда на нашем предприятии внедряли купленную у японцев линию по производству двигателей для стиральных машин, то настройку всего оборудования выполняли японские техники и среди них был только один инженер для оказания им помощи при необходимости. У нас сплошь инженеры-настройщики. Необходимо изучить опыт развитых стран по использованию инженеров и техников.При социализме была тенденция, чтобы техники получали высшее образование. У меня был знакомый технолог электромонтажного цеха, окончивший Владивостокский судостроительный техникум по специальности электрооборудование судов и поступивший в ДВПИ на эту же специальность. После окончания учёбы в институте он признался мне, что ничего полезного, кроме диплома, не получил.Пройдя сквозь ад обучения академическим, никому не нужным на практике теориям, получаешь диплом — путёвку в рай инженерного творчества. Забываешь напрочь весь этот академический кошмар, осваиваешь методологию реального инженерного проектирования, реальные инженерные расчёты и начинаешь свой творческий путь.