CC BY
40
Беззубцева М.М. Формирование базы знаний при обучении магистрантов по программе «Энергетический менеджмент и инжиниринг энергосистем» // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2016. - Спецвыпуск №2. - URL http://e-journal.omgau.ru/index.php/spetsvypusk-2/31-spets02/402-00151. - ISSN 24134066
УДК 378.147.88
Беззубцева Марина Михайловна
Доктор технических наук, профессор ФГБОУВО СПбГАУ, г. Санкт-Петербург [email protected]
Формирование базы знаний при обучении магистрантов по программе «Энергетический менеджмент и инжиниринг энергосистем»
Аннотация. Инженерный подход предполагает решение практических проблем предприятий АПК на основе научных знаний энергетических особенностей потребительских энергосистем (ПЭС). Концептуально в основе изложения материала лежит описание логики и методологий, средств программной поддержки инжиниринга энергосистем предприятий — инструментов моделирования, систем управления знаниями, интеллектуальных систем и средств динамического моделирования. Методология обучения основана на интеграции и доведения до практических решений наработки базовых дисциплин, таких как, системный подход к исследованию ПЭС, менеджменту интеллектуальной собственности, энергоменеджменту предприятия, а также предполагает использование инновационных электротехнологий (физико-математическое моделирование, управление знаниями, методы принятия решений). Логика обучения строится на принципах и идеях ряда более общих дисциплин, входящих в программу обучения магистрантов «Энергетический менеджмент и инжиниринг энергосистем», а также обобщает успешную практику реальных проектов.
Ключевые слова: образовательная программа, потребительские энергосистемы, энергетический менеджмент, инжиниринг энергосистем.
В настоящее время предприятия АПК вынуждены постоянно изменяться. Причинами этому являются насыщение рынков, глобализация, темпы развития технологий, регулярное изменение норм и законов. Одним из ключевых драйверов преобразований является обучение научных и инженерно-технических кадров предприятий АПК логике и методологии проведения научных исследований в области инжиниринга потребительских энергосистем. Кроме внешних факторов, изменения стимулируют и внутренние факторы, например, ускоряющиеся жизненные циклы организаций. Компании быстрее растут и развиваются, а каждой стадии жизненного цикла обычно соответствует своя структура организации. В результате предприятия изменяются, трансформируются, чтобы выжить и сохранить конкурентоспособность, но происходит это, как правило, неэффективно, бессистемно и сопряжено с высокими рисками.
Подготовка кадрового обеспечения решения отраслевой проблемы повышения энергоэффективности (приоритетный в АПК) будет результативной только после целенаправленного функционирования набора изучаемых дисциплин и их содержания.
Научной школой кафедры «Энергообеспечение предприятий и электротехнологии» предложен базовый объект изучения - потребительская энергосистема (ПЭС) предприятия [1], представляющая собой совокупность технических элементов (не только энергетических), характеризующихся собственными показателями эффективности осуществляемых ими энергетических процессов. Влияние этих показателей на единый системный (для ПЭС это энергоемкость продукции) зависит от величины проходящей через элемент энергии, удельного расхода энергии, от получаемого процессового результата, и от места (эмпирического адреса) элемента в общей системе. Приобретаемая магистрами в университете способность управлять эффективностью ПЭС возможна только через приобретение ими системных знаний по теории энергетических законов, по прикладным законам высшей математики, по методам единых критериальных оценок эффективности всего разнообразия энергетических процессов, по современным информационным технологиям, позволяющим использовать данные для анализа эффективности ПЭС. Составленная кафедрой ЭОП и ЭТ программа соответствует этим требованиям [1]. Такой вывод сделан на основе опыта подготовки магистров в последние три года, который показал, что в ПЭС принимаемые решения по повышению эффективности являются системными, т.е. более общими по содержанию предшествующих агроинженерных решений по выбору оборудования.
Инжиниринг потребительских энергосистем АПК (ПЭС АПК) — это деятельность, основанная на использовании инженерного подхода, обеспечивающая согласованность различных компонентов предприятия (стратегии, структуры, процессов, информационных систем). Принципами инженерного подхода являются: использование моделирования, системность, решение практических проблем на основе научных знаний, а также повторное использование знаний. Методология обучения по направлению подготовки «Агроинженерия» по программе «Энергетический менеджмент и инжиниринг энергосистем» в СПбГАУ основана на интеграции и доведения до практических решений наработки базовых дисциплин, таких как, системный подход к исследованию ПЭС, менеджменту интеллектуальной собственности, энергоменеджменту предприятия, а также предполагает использование инновационных электротехнологий (физико-математическое моделирование, управление знаниями, методы принятия решений, оптимизация энергоемкости) [2]. Логика обучения строится на принципах и идеях ряда более общих дисциплин, входящих в программу обучения магистрантов, а также обобщает успешную практику реальных проектов [3].
Основные принципы логики и методологии в научных исследованиях инжиниринговых энергосистем предполагают технологическую взаимосвязь дисциплин, входящих в системный анализ ПЭС АПК. Использованы методы и программные средства для создания и анализа моделей электротехнологий и электрооборудования, моделей оптимизации энергопотребления и учета энергоресурсов, моделей энергетики технологических процессов и определения энергоемкости продукции, моделей внедрения в производства АПК альтернативных и нетрадиционных возобновляемых источников энергии. В основу изучения положен принцип формирования и использования базы знаний с повторно используемыми компонентами, а также применение интеллектуальных систем на различных этапах работ по проектированию и управлению предприятиями. В основу обучения положена концепция внедрения фундаментальных исследований в дальнейшую производственную деятельность выпускников кафедры «Энергообеспечение предприятий и электротехнологии». Знакомство с методологией инжиниринга потребительских энергосистем АПК является основной задачей раздела, входящего в изучение магистрами более общей дисциплины «Логика и методология научных исследований».
Особое внимание уделено изучению дисциплины «Менеджмент интеллектуальной собственности», раскрывающей методологию и практику управления ресурсами организации АПК в части имущественных (исключительных) прав с целью обеспечения законности финансово-хозяйственной деятельности, повышения эффективности
предпринимательской деятельности и извлечения прибыли путем формирования добавленной стоимости РНТД, товарной продукции, услуг и обслуживания клиентов, в том числе и знаний (рисунок 1) [5].
Рисунок 1 - Формы реализации знаний как товара в условиях рынка В современных условиях роста стоимости энергетических ресурсов особую актуальность приобретает оценка энергетической эффективности промышленных технологий АПК и повышение эффективности использования энергии у потребителя. Расход энергии у потребителя является универсальным показателем, определяющим энергоэффективность всего производства. В этой связи целью научно-исследовательских работ магистрантов является выявление факторов, определяющих снижение энергоемкости процессов и получение обобщенных зависимостей для их расчета с последующим анализом эффективности внедрения результатов в производство.
Исследования последних лет свидетельствуют, что решение проблемы снижения энергоемкости продукции связано с внедрением в традиционные технологические процессы методов электротехнологий.
В исследовательских работах магистранты электротехнических специальностей проводят энергетический анализ процессов и определяют механизмы, способствующие становлению энергосберегающих технологий, стимулирующих более эффективное использование энергоресурсов.
Технологическая линия промышленных предприятий АПК рассматривается магистрантами как энергетическая линия, состоящая из отдельных элементов -
электротехнологического оборудования, которое обеспечивает энергетическое воздействие на обрабатываемую среду (материальный объект). Энергетическое воздействие проявляется в виде направленного воздействия сил различных физических полей (акустических, электрических, магнитных, тепловых, механических, радиационных, химических и др.). Результат энергетических воздействий в конечных элементах энергетической линии - это эффекты, проявляющиеся в жидкости, газе, твердых телах или в гетерогенных смесях. Эти эффекты являются определяющими в назначении потребленной энергии. При постоянстве условий, вида воздействий и свойств обрабатываемой среды проявляются одни и те же результаты и прослеживаются общие закономерности, позволяющие магистрантам составить алгоритмы расчета востребованных затрат энергии на конечных элементах энергетической системы потребителя - в процессе, реализованном в электротехнологическом оборудовании и обеспечивающим заданный условиями производства технологический эффект в перерабатываемом продукте. При этом энергетический коэффициент полезного действия процесса, определенный как отношение затрат энергии на создание воздействия к энергозатратам, востребованным для достижения заданного технологического эффекта в материальном объекте, позволяет анализировать энергоэффективность производственного электротехнологического оборудования.
Установленная энерготехнологическая эффективность определяет вектор организационно-технической направленности работы магистранта на стадиях проектирования, эксплуатации электротехнологического оборудования и технико-экономического обоснования целесообразности внедрения разработок в производство.
Для полноценного диагностирования деятельности субъектов, необходимо использовать целостную систему оценки, в которой необходимо учесть одновременно результаты, связанные уровнями двух шкал - профессионально-личностной и квалификационно-профессиональной. Данная система должна быть связана со временем обучения профессиональным дисциплинам и обуславливаться алгоритмом (порядком) обучения в зависимости от начальных компетенций обучающихся. Однако, при создании оптимальных технологий, для оценки объективной картины формирования компетентности магистрантов необходимо учитывать факторы, влияющие на процесс формирования компетенций каждой в отдельности и в их взаимосвязи. В этой связи при обучении активно использованы тесты для профессионально-личностной самооценки обучающихся.
Представленная концепция позволит будущим агроинженерам энергетических специальностей принимать научно-обоснованные решения в организационно-управленческой деятельности и создавать адекватную целям и технологическим особенностям сельскохозяйственного производства систему эффективного управления и оптимизации потребления энергетических ресурсов в потребительских энергетических системах предприятий.
Ссылки на источники
1. Беззубцева М.М. Энергетический менеджмент и инжиниринг энергосистем (программа магистратуры) // Международный журнал экспериментального образования. - 2015. - № 1. - С. 44-46.
2. Беззубцева М.М., Гулин С.В., Пиркин А.Г. Энергетический менеджмент и энергосервис в аграрном секторе экономики (учебное пособие) // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2014. - № 6. - С. 112-113.
3. Беззубцева М.М., Волков В.С., Котов А.В., Обухов К.Н. Логика и методология в научных исследованиях инжиниринговых энергосистем (учебное пособие) // Международный журнал экспериментального образования. - 2015. - № 2-2. - С. 221222.
4. Беззубцева М.М. Компетентности магистрантов-агроинженеров при исследовании энергоэффективности электротехнологического оборудования // Успехи
современного естествознания. - 2014. - № 3. - С. 170-170; URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=33278 (дата обращения: 13.11.2016).
5. Беззубцева М.М., Карпов В.Н., Волков В.С. Менеджмент интеллектуальной собственности в агробизнесе (учебное пособие) // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2013. - № 11-1. - С. 122-123.
Marina Bezzubtseva
Doctor of tech. sciences, professor, head of Department "Energy supply companies and
Electrotechnology"
SPbGU, Saint-Petersburg
Creation Of A Knowledge Base In The Training Of Undergraduates In The Program "Energy Management And Engineering Of Energy Systems"
Abstract. The engineering approach involves the solution of practical problems of agricultural enterprises on the basis of scientific knowledge, energy specific consumer of energy systems (PES). Conceptually, the basis of presentation is the description of the logic and methodologies of software support engineering power systems enterprise modelling tools, knowledge management systems, intelligent systems and dynamic modeling. The training methodology is based on the integration and bringing to practical solutions to the developments of basic disciplines such as systematic approach to the study of PES, the management of intellectual property, management of the enterprise, and involves the use of innovative electrical technologies (physico-mathematical modeling, knowledge management, decision-making methods). The logic of learning is based on the principles and ideas of a number of more General disciplines included in the curriculum of undergraduates "Electrotechnology and electrical equipment in agriculture" and summarizes the successful practice of real projects.
Keywords: educational program, consumer energy systems, agriculture, energy management, energy systems engineering
