CC BY
25
Наука А Образование
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Сетевое научное издание
Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2016. № 07. С. 115-122.
Представлена в редакцию: 29.07.2016 Исправлена:
© МГТУ им. Н.Э. Баумана
УДК 378; 378.147.227, 378.147.31, 378.147.34, 378.147.88
Изменение требований к компетенциям в области инжиниринга в образовательных программах исследовательского университета
Берестов А. В.1, Барышев Г. К.1'*, Бирюков А. П.1, Родько И. И.1
1 Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ", Москва, Россия
В рамках международного научного конгресса "Наука и инженерное образование. SEE-2016", II международная научно-методическая конференция «Управление качеством инженерного образования. Возможности вузов и потребности промышленности» (23-25 июня 2016 г., МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия).
В работе представлены результаты анализа изменения требований к компетенциям в области инжиниринга в образовательных программах исследовательского университета. В связи с необходимостью работы в команде с целью управления сложными системами, технологиями, полным жизненным циклом высокотехнологичных продуктов и изделий необходима модернизация образовательных программ для развития и оценки новых компетенций - в том числе для эффективной реализации технологических направлений Национальной технологической инициативы (НТИ). Оценивается роль международных стандартов инженерного образования Всемирной инициативы СБЮ в развитии новых инструментов оценки инженерных компетенций для модернизации образовательных программ исследовательского университета.
Ключевые слова: образовательные стандарты, профессиональные компетенции, инжиниринг
Введение
Исследование изменения требований к профессиональным компетенциям в области инжиниринга непосредственно связано с видением будущего высокотехнологичных отраслей, для развития которых будут востребованы соответствующие компетенции, анализом их стратегий развития, форсайтов, дорожных карт с формулированием перспективных направлений технологического развития, фокусов исследования и внедрения инноваций. Это видение, сформированное экспертным сообществом, должно быть обеспечено для своей реализации соответствующей нормативно-методической базой, с одной стороны, с другой - развитием подготовки кадров, созданием соответствующей системы формирования квалификаций и компетенций [1].
Прежде всего, необходимо отметить, что сам термин «инжиниринг» понимается очень широко: от практически полного синонима «инженерное дело», то есть самого создания перспективных и конкурентоспособных технических систем, до узкоспециального «бизнес-консалтинга» - сопровождения проектов создания технических систем с целью повышения их рыночной привлекательности и стоимости, что делает вопросы разработки требований к профессиональным компетенциям в области инжиниринга и промышленного дизайна многоплановыми и многоаспектными [2].
В Словаре финансовых терминов [3] дается следующее определение. Инжиниринг -сфера деятельности по проработке вопросов создания объектов промышленности, инфраструктуры и др., прежде всего в форме предоставления на коммерческой основе различных инженерно-консультационных услуг.
С точки зрения подготовки производства, согласно МДС 80-12.2000: Методические рекомендации по разработке условий (требований) инвестора (заказчика) при подготовке подрядных торгов, инжиниринг - это инженерно-консультационные услуги, связанные с подготовкой производственного процесса и обеспечением нормального хода процесса производства и реализации продукции [4].
В ряде нормативных документов даются также следующие определения инжиниринга и родственных терминов:
• согласно ГОСТ Р 54147-2010: Стратегический и инновационный менеджмент. Термины и определения - 3.1.14 инжиниринг: Деятельность исследовательского, проектно-конструкторского, расчетно-аналитического характера, подготовка технико-экономических обоснований проектов, выработка рекомендаций в области организации [5];
• согласно: ГОСТ Р 54147-2010: Стратегический и инновационный менеджмент. Термины и определения - 3.1.15 инжиниринг инноваций (engineering): Комплекс работ и услуг по созданию инновационного проекта, включающий в себя создание, реализацию, продвижение и диффузию инноваций [5];
• согласно ГОСТ Р ИСО 15704-2008: Промышленные автоматизированные системы. Требования к стандартным архитектурам и методологиям предприятия - 3.7 инжиниринг предприятия: Дисциплина, применяемая для выполнения любых работ по созданию, изменению или реорганизации любого предприятия [6];
• согласно ГОСТ Р ИСО 19439-2008: Интеграция предприятия. Основа моделирования предприятия - 3.21 инжиниринг предприятия (enterprise engineering): Дисциплина, применяемая для выполнения любых задач по созданию, модификации или реорганизации любого предприятия [7];
• согласно ГОСТ Р 54136-2010: Системы промышленной автоматизации и интеграция. Руководство по применению стандартов, структура и словарь: - 3.31 инжиниринг предприятия (enterprise engineering): Дисциплина, применяемая для выполнения любых задач по созданию, модификации или реорганизации любого предприятия [8].
Таким образом, инжиниринг можно рассматривать как инструмент эффективной рыночной реализации разработки, который в зависимости от конкретной ситуации может включать как саму разработку, так и только услуги по ее продвижению на рынке. Вместе с тем именно на этапе разработки должно быть предусмотрено применение для создаваемой продукции новейших технологий, причем на всех этапах ее жизненного цикла, что является необходимым условием конкурентоспособности создаваемой продукции. В этом смысле инжиниринг может рассматриваться как важнейшее, но не единственное достаточное условие итоговой экономической эффективности ее рыночной реализации. Поэтому высокий уровень профессиональной подготовки у инженера-разработчика должен дополняться рядом компетенций, присущих специалисту инжиниринговой компании.
1. Анализ требований к профессиональным компетенциям в области инжиниринга в рамках реализации Национальной технологической
инициативы
Национальная технологическая инициатива (НТИ) - это программа мер по формированию принципиально новых рынков и созданию условий для глобального технологического лидерства России к 2035 году. НТИ включает системные решения по определению ключевых технологий, необходимых изменений в области норм и правил, работающих мер финансового и кадрового развития, механизмов вовлечения и вознаграждения носителей необходимых компетенций. Выбор технологий производится с учетом основных трендов мирового развития, исходя из приоритета сетевых технологий, сконцентрированных вокруг человека как конечного потребителя [10].
Основой текущей системной работы является матрица НТИ, включающая в себя новые рынки, новые технологии, институты и инфраструктуру/ресурсы. Направления НТИ включают в себя группу рынков будущего [11]:
• EnergyNet (распределенная энергетика от personal power до smart grid, smart city);
• FoodNet (системы персонального производства и доставки еды и воды);
• SafeNet (новые персональные системы безопасности);
• HealthNet (персональная медицина);
• AeroNet (распределенные системы беспилотных летательных аппаратов);
• MariNet (распределенные системы морского транспорта без экипажа);
• AutoNet (распределенная сеть управления автотранспортом без водителя);
• FinNet (децентрализованные финансовые системы и валюты);
• NeuroNet (распределенные искусственные компоненты сознания и психики).
Дорожные карты НТИ на горизонте до 2018 г. формируют экосистему рынков будущего. Необходимо отметить, что в настоящий момент утверждены не все дорожные карты НТИ, а реализация утвержденных дорожных карт (NeuroNet и др.) только начинается, рабочими группами не до конца сформулированы требования к компетенциям, необходимым для реализации проектов дорожных карт. В таблице 1 представлен «срез» видения
требований к компетенциям инженеров будущего с точки зрения участников рабочих групп НТИ.
Таблица 1. Пример необходимых компетенций для инженеров будущего с точки зрения участников рабочих групп НТИ
Рынок НТИ Инженерные компетенции 2020 г., человек 2035 г., человек
AutoNet Разработка математических моделей и ОС для БАС 1 800 25 500
Развитие систем управления транспортом (логистика, Big Data и т.д.) 1 600 29 000
Разработка и развитие приложений, контроллеров и сенсорной системы БПТС 1 200 14 000
Разработка систем связи и передачи информации 400 8 000
Развитие и модернизация дизайна и конструкции БПТС 500 9 000
AeroNet Разработка и конструирование электронных компонентов для БАС и их объединение с узлами механики 3 400 11 400
Прототипирование, конструирование и разработка двигателей для БАС 2 400 8 400
Разработка ОС и приложений для БАС 2 500 8 500
EnergyNet Разработка информационных платформ и приложений для энергосетей 2 200 17 000
Разработка математических моделей 500 1 900
Разработка архитектуры энергоносителей 200 3 800
Конструирование физических компонентов, сенсоров/датчиков для энергетики 2 000 15 000
NeuroNet Анализ больших данных 1 300 6 200
Когнитивные технологии 2 600 12 300
Инжиниринг встроенных биокибернетических систем 2 600 12 300
Конструирование антропоморфных роботов и БПЛА 6 600 30 800
Нами был проведен анализ направлений совершенствования национальной системы федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования в части обеспечения инжиниринговой деятельности. Для этого перечень инженерных направлений подготовки высшего образования - бакалавриата, магистратуры и специалитета (по группам направлений 09.00.00, 10.00.00, 11.00.00, 12.00.00, 13.00.00, 14.00.00., 15.00.00, 16.00.00, 17.00.00, 18.00.00, 19.00.00, 20.00.00, 21.00.00, 22.00.00, 23.00.00, 24.00.00) был сопоставлен с перечнем специальностей и направлений подготовки высшего образования, соответствующих приоритетным направлениям модернизации и технологического разви-
тия российской экономики, утвержденным распоряжением Правительства РФ от 06.01.15 №7-р [12], а также с перечнем «прорывных технологий», сформулированным в рамках Национальной технологической инициативы (НТИ).
Из результатов анализа следует, что не все технологические направления НТИ обеспечены образовательными направлениями подготовки в рамках инженерных ФГОС. Так технологические направления:
• Сенсорика;
• Мехабиотроника;
• Бионика;
• Геномика и синтетическая биология;
• Нейротехнологии,
практически не могут быть сопоставлены с обеспеченными федеральными государственными образовательными стандартами, существующими инженерными направлениями высшего образования, следовательно, именно они и представляют направления совершенствования национальной системы федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования в части обеспечения инжиниринговой деятельности.
2. Подходы к развитию новых компетенций в области инжиниринга в соответствии с международными стандартами в области инженерного
образования
Глубокое понимание методологии и принципов концепции жизненного цикла продукции, охватывающей класс однородных объектов, конкретные экземпляры (образцы) которого находятся на разных этапах своего жизненного цикла, является одним из необходимых условий создания конкурентоспособной продукции.
В этой связи для реализации инженерных образовательных программ важное значение имеет применение подходов и положений Всемирной инициативы развития инженерного образования CDIO (Conceive - Design - Implement - Operate). Предлагаемый в CDIO подход нацелен на усиление практической направленности обучения будущих инженеров, а также введение системы практикоориентированного и проектного обучения [13].
Инициатива CDIO предполагает такую организацию преподавания инженерных программ, при которой выпускники могли продемонстрировать:
• глубокие теоретические и практические знания технических основ своей инженерной профессии;
• умение создавать и эксплуатировать новые продукты, процессы и системы, востребованные рынком;
• понимание важности и стратегического значения научно-технического развития общества.
В целом, такой подход действительно обеспечивает интегрированное освоение инженерии и инжиниринга.
Применение различных методов оценки инженерных компетенций формирует широкий диапазон стилей обучения и увеличивает надежность и адекватность оценочных данных. Примером применения требований к основным образовательным программам высшего образования, сформулированным в соответствии с международными стандартами, направленными на реализацию необходимых инженерных компетенций, является формирование собственных образовательных стандартов, превосходящих уровень поколения ФГОС 3+.
Ряд собственных образовательных стандартов НИЯУ МИФИ разработан на основании положений статей 2 п.7 и 11 п. 10 Федерального закона от 29 декабря 2012 г. N 273-Ф3 «Об образовании в Российской Федерации», а также в соответствии с требованиями международных стандартов инженерного образования Всемирной инициативы CDIO и лучших практик отечественных и зарубежных университетов, основными положениями Бо-лонской декларации, требованиями профессионально-общественной, в том числе международной аккредитации образовательных программ (FEANI и др.), требованиями стандарта ГОСТ ISO 9001-2011, требованиями профессиональных отраслевых стандартов, требованиями работодателей.
Модернизация профильных основных образовательных программ высшего образования НИЯУ МИФИ в соответствии с международными стандартами Всемирной инициативы CDIO, обеспечивающая гибкость и индивидуализацию процесса обучения с использованием новых образовательных технологий, направлена на совершенствование подготовки высококвалифицированных инженерных кадров на основе практико- и проектно-ориентированных форм обучения, базирующихся на принципах меж- и мультидисципли-нарности и фундаментальном физико-математическом образовании. Одной из наиболее эффективных форм практико-ориентированного обучения признана групповая проектная работа студентов в рамках выполнения междисциплинарных разработок и проектов для реального заказчика.
Заключение
Таким образом, результаты проведенного прогностического анализа позволяют сделать следующие выводы:
1. Развитие компетенций в области инжиниринга напрямую связано необходимостью поддержки и обеспечения управлением полным жизненным циклом высокотехнологичной продукции.
2. Профессиональные компетенции будущих специалистов в сфере инжиниринга претерпевают определенные изменения, связанные с необходимостью управления сложными системами, работать в команде в условиях неопределенности с целью поддержки и обеспечения полного жизненного цикла высокотехнологичных систем.
3. Формирование требований к профессиональным компетенциям в области инжиниринга и промышленного дизайна для реализации проектов дорожных карт Национальной Технологической Инициативы находится в начальной стадии. Вместе с тем, в рабочих
группах перспективных рынков присутствует определенное представление об изменение требований к профессиональным компетенциям таких специалистов в векторе ключевой значимости этих компетенций для реализации перспективных проектов.
4. Некоторые технологические направления НТИ не обеспечены образовательными направлениями подготовки в рамках принятых инженерных ФГОС.
5. Перспективным направлением решения поставленных задач является совершенствование в первую очередь собственных образовательных стандартов передовых университетов страны с учетом принципов и подходов, описанных инициативой CDIO.
Благодарности
Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России на проведение общественно значимых мероприятий в сфере образования, науки и молодежной политики.
Список литературы
[1]. IBIS World. Industry Report / Global Engineering Services. 2014. Режим доступа: http://www.ibisworld.com/ (дата обращения: 25.07.2016)
[2]. Абдулбариева Э.Р., Елбакиев А.М., Осьмаков В.С., Пастухов В.А., Подкуйко А.И., Ханьжина Ю.Б. Инжиниринг и промышленный дизайн / под ред. В.С. Осьмакова и В.А. Пастухова. М.: «Onebook.ru». 2015. 124 с.
[3]. Финансовый словарь // сайт Академик. Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/fin enc/13778 (дата обращения: 25.07.2016).
[4]. МДС 80.12-2000: Методические рекомендации по разработке условий (требований) инвестора (заказчика) при подготовке подрядных торгов. Госстрой России. М.: ГУП ЦПП. 2000. Режим доступа: http://files.stroyinf.ru/Data1/8/8973/ (дата обращения: 25.07.2016).
[5]. ГОСТ Р 54147-2010. Стратегический и инновационный менеджмент. Термины и определения. Введ. 2011-09-01. М.: Стандартинформ. 2011. 21 с.
[6]. ГОСТ Р ИСО 15704-2008. Промышленные автоматизированные системы. Требования к стандартным архитектурам и методологиям предприятия. Введ. 2010-01-01. М.: Стандартинформ. 2010. 48 с.
[7]. ГОСТ Р ИСО 19439-2008: Интеграция предприятия. Основа моделирования предприятия. Введ. 2010-01-01. М.: Стандартинформ. 2010. 31 с.
[8]. ГОСТ Р 54136-2010: Системы промышленной автоматизации и интеграция. Руководство по применению стандартов, структура и словарь. Введ. 2011-08-31. М.: Стан-дартинформ. 2012. 36 с.
[9]. Форсайт-исследование в области перспективных профессиональных компетенций специалистов в области инжиниринга и промышленного дизайна. (Презинтация). М.: Strategy Partners Group, Минпромторг РФ. 2015. 41 с. Режим доступа: irdclub.ru/wp-content/uploads/2015/02/SPG 19.02.15.pdf (дата обращения: 25.07.2016).
[10]. Национальная технологическая инициатива // сайт: Агентство Стратегических Инициатив. Режим доступа: http://asi.ru/nti/ (дата обращения: 25.07.2016).
[11]. Направления НТИ. // Национальная технологическая инициатива. Агентство Стратегических Инициатив. Режим доступа: http://asi.ru/nti/ (дата обращения: 28.07.2016).
[12]. «Об утверждении перечня специальностей и направлений подготовки высшего образования, соответствующих приоритетным направлениям модернизации и технологического развития российской экономики». / Распоряжение Правительства РФ от 06.01.2015 №7-р. Режим доступа: http://government.ru/docs/20485/ (дата обращения: 25.07.2016).
[13]. Crawley E.F. The CDIO syllabus: a statement of goals for undergraduate engineering education. Technical Report. Department of Aeronautics and Astronautics. Massachusetts Institute of Technology. 2001. 82 р.
