79

ПРОУЧВАНЕ И АНАЛИЗ НА УЧЕБНИ ПРОГРАМИ ЗА АКТУАЛИЗИРАНЕ НА ОБУЧЕНИЕТО ПО

„МЕТРОЛОГИЯ И ИЗМЕРВАТЕЛНА ТЕХНИКА” В ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ – СОфИЯ

Христо Радев 1), Веселка Иванчева 2), Николай Гуров 3), Васил Богев 4)

1) ТУ – София, бул. Кл. Охридски 8, hradev@tu-sofia.bg 2) ТУ – София, бул. Кл. Охридски 8, vivancheva@tu-sofia.bg3) ТУ – София, бул. Кл. Охридски 8, nrg@tu-sofia.bg4) ТУ – София, бул. Кл. Охридски 8, bogev@tu-sofia.bg

Резюме: Статията представя направените проучвания на наши и чужди образователни програми с цел определяне на изискванията и практиките в обучението по метрология и измервателна техника за бакалавърска и магистърска степен у нас и в Европа. Проучванията са направени по проект BG051PO001–3.1.07–0018 “Сътрудничество с индустрията за подобряване обучението в Технически университет – София по измервателна техника и управление на качеството (ИТУК)” и се използват при създаването на бакалавърска и актуализиране на магистърска специалност по „Метрология и измервателна техника” към Машиностроителния факултет на Технически университет – София.

Ключови думи: – метрология, измервателна техника, бакалавър, магистър, сътрудничество с индустрията, обучение, учебна програма

1. ВъведениеМетрологията и измерването са жизнено

важни за научните изследвания, науката въоб- ще, изпитването, сертификацията, производст- вото и индустрията. Те се прилагат повсеместно в ежедневния живот и промишлеността. До 10-15% от производствените разходи в съвременните индустрии представляват разходите за измервания. Делът на разходите в областта на измерването и метрологията постоянно расте и в последно време за разви- тите страни от ЕС този размер е равен на 6% от общия брутен национален продукт.

Значителна част от новоприетите норматив- ни документи на ЕС в областта на метрологията и измервателната техника поставят високи изисквания по отношение на квалификацията и уменията на лицата, работещи в тази област. Това е наложено най-вече от практиката поради нуждата от продължителни и задълбочени изследвания, които от своя страна налагат използването на по-сложни методи и средст- ва, както и увеличаване на точността на измер- ванията.

Всичко това по естествен път води до съз- даване на специалността „Метрология и измервателна техника” (МИТ). Тя е призвана не само да отговаря на непосредствените потреб- ности в различни области на икономиката като

електротехника, електроника, автоматика, енергетика, машиностроене, комуникации, транспорт, екология, медицина, биотехнологии, но да съответства динамиката на тяхното развитие и да я следва постоянно.

Подготовката на висококвалифицирани специалисти в областта на метрологията и измервателната техника, надгражда общото инженерно образование, като изисква тези кадри да имат солидна фундаментална и интердисциплинарна подготовка, целенасочени знания и практически умения в областта на теоретичните и законодателни основи на метрологията, компетенции по методи и средства за измерване, позволяващи им бързо да се адаптират към повишената динамика в развитието на съвременната икономика.

2. Изисквания и практика в обучението по “Метрология и измервателна техника”.В и з п ъ л н е н и е н а П р о е к т

BG051PO001-3.1.07-0018 „Сътрудничество с индустрията за подобряване обучението в Технически университет – София по измерва- телна техника и управление на качеството (ИТУК)”, който се осъществява с финансовата

80

подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз е направено проучване на практиката и изискванията при обучението по метрологията и измервателната техника. Проучени са учебни планове и програми на следните университети: .

Германия: Ilmenau University of Technology.Австрия: Vienna University of Technology;Великобритания: Coventry University; Ирландия: Institute of Technology Tallaght. франция: University of Reims Champagne -

Ardenne;Белгия: Vrije Universiteit Brussel;Испания: Public University of Navarre; Норвегия: University of Oslo;Литва: Kaunas University of Technology;Босна и Херцеговина: University of Zenica;Русия: Пензенски държавен университет,

Московски държавен открит университет, Московски държавен университет „МАМИ“;

Украйна: Национален технически уни-верситет – КПИ;

България: Технически Университет – София, Софийски университет "Св. Климент Охридски", Технически универ-ситет – Варна, Технически университет – Габрово, Русенски университет „Ангел Кънчев”, Шуменски университет.

Проучени са и „Федерален държавен обра-зователен стандарт за висше професионално образование” в Русия, материалите на „Меж- дународна организация по законова метро- логия”, „Основно и съвременно обучение на работещите в областта на законовата метро- логия”, „Професионално образование по СММ (координатни измервателни машини)”.

В проучените материали са отразени изиск- ванията към бъдещите специалисти по метро- логия и измервателна техника. Тези изисквания могат да се обобщят и систематизират в следните точки: Усвояване на фундаменталните основи

на метрологията; Запознаване с основните видове

метрологични дейности; Запознаване с основите на теорията на

измерването; Запознаване с областите и видове

измервания на физични величини; Придобиване на целенасочени знания

и практически умения по теоретична и

законодателна метрология; Изучаване и усвояване на същността на

физическите процеси и закономерности, стоящи в основата на създаването на Международната система от измервателни единици СИ; Формиране на представи за физическите

основи, принципи на действие, основни свойства и характеристики на еталонните средства за измерване; Обучение по теория на грешките и

неопределеността на измерването и обработка на резултатите от измерването; Усвояване на приложни дисциплини,

свързани с методи и средства за измерване, както и с метрологично обезпечаване на изделията; Създаване на навици и насърчаване

на умения за извършване на измервания, обработка на данни и оценка на точността; Развитие на системен подход при

решаване на задачи от измерването; Обучение по методи за сертифициране

при измерване, контрол и изпитване; Изучаване на принципите на действие

и основните метрологични характеристики на измервателните уреди; Формиране на необходими знания за

възможностите за приложение на основните типове измервателни преобразуватели, особе- ности на техните структурни схеми, конструк- тивни, технологични и метрологични характе- ристики; Формиране на знания и умения, необхо-

дими за избор на метод и средство за измерване, отчитайки точността на измерването и цената; Формиране на знания за основните ета-

пи на разработка и проектиране на измерва- телните преобразуватели, запознаване със средствата и системите за проектирането им; Изучаване на електронни аналогови

измервателни преобразуватели и уреди; Изучаване на цифрови измервателни

преобразуватели и уреди. Създаване на опит при изчисления и

проектиране на детайли и възли на контролно измервателни прибори и стендове в съответствие с техническо задание и с използване на стандартни средства за автоматизирано проектиране; Създаване на математически модели на

процеса на измерване и определяне от модела на съставките на грешките при измервания;

81

Изграждане на умения при синтезиране на метрологични модели на измервателни устройства и на измервателни процеси; Изучаване на съвременни методи и

средства за измерване по области и видове измервания; Усвояване на принципите, методите и

средствата за измерване на магнитни величини; Запознаване с областите и видовете

измервания на неелектрични величини, използ- вайки електрически методи; Изучаване на особеностите на елект-

рическите прибори за измерване на неелект- рични величини; Изучаване на принципите на действие и

основните характеристики на преобразувателите на неелектрични величини; Запознаване с програми, обезпечаващи

измерването на неелектрични величини; Изучаване на основните методи за

измерване на геометрични величини с оптични методи, на параметрите на оптичните материали, характеристики на оптични системи; Изучаване на основните методи и

средства на фотометрични и радиометрични измервания; Изучаване на оптичните методи за

измерване на неоптични величини; Изучаване на апаратура, прибори,

установки на основните средства на оптичните измервания; Усвояване на основите на техническото

и програмно обезпечаване на автоматичното контролно – измервателно оборудване; Овладяване на методите за провеждане

на експеримента, запознаване с етапите на експеримента и методите за обработка на информацията; Запознаване с видовете и особеностите

на физико – химичните измервания;

3. Цел на обучението по „Метрология и измервателна техника” В съответствие с формулираните изисквания

може да се посочат следните цели на обучението: Усвояване на основните положения

в метрологията, организационни, научни и методически основи на метрологичното осигуряване, подготовка за усвояване на метрологични дисциплини; Запознаване с основните видове метро-

логически дейности; Формиране на знания за съвременните

методи и средства за измерване на физически величини; Създаване на навици за работа с

измервателни уреди; Усвояване на подходи при решаване на

задачи, свързани с избор на метод и средство за измерване; Обучение за методите за сертифициране

при измерване, контрол и изпитване; Придобиване на теоретична и практи-

ческа подготовка за работа с измервателни преобразуватели и уреди, изчислителни проце- дури и избор на измервателни преобразуватели и уреди; Разработване на методология за анализ

на точността при измерване на физични величини; Усвояване на методите за обработка на

резултатите при многократни измервания; Оценка на неопределеността в резул-

татите от измерванията; Усвояване на подходи при избор на

метод и средство за измерване при поставяне на измервателна задача; Усвояване на основните принципи

за създаване на автоматични контролно – измервателно и изпитателно оборудване и обезпечаване на влиянието на човешкия фактор върху резултатите от контролно измервателната и изпитателна процедура; Развитие на системен подход при

осигуряване на единство при измерванията и решаване на измервателни задачи; Формиране на знания за съвременните

методи и средства за физико – химически измервания, за стандартни образци, за усвояване на подходите при решаване на задачи за избор на методи и средства за измерване;

След успешно завършване на обучението си специалистите ще придобият необходимите за успешната им реализация на пазара на труда компетенции, които се изразяват в следното: Способност за усъвършенстване и

развитие на своето интелектуално и общо културно ниво; Способност за събиране и обработване

на резултати с използване на съвременни информационни технологии; Интерпретиране на данни;

82

Способност за използване на известните методи и резултати за решаване на нови проблеми; Способност за анализиране и синтези-

ране на информация и взимане на тази основа на адекватни решения; Способност за поставяне и решаване на

приложни изследователски задачи, провеждане на научни експерименти, оценка на резултатите от изследванията, сравняване на новите експериментални данни с приетите модели за проверка на тяхната адекватност и при необходимост за предлагане на измервания за подобряване на моделите; Провеждане на анализ на състоянието

и динамиката на метрологичното и норма- тивно обезпечаване на производството, стандартизация и сертификация с използване на необходимите методи и средства за анализ; Оценка на качеството на измерване,

контрол и изпитване, обезпечавайки ефектив- ност при процеса; Правилен избор и използване на съвре-

менни средства за измерване с отчитане на метрологичните характеристики и спецификите на измервателните задачи.

4. Професионални знания и умения В резултат на извършените проучвания

са направени препоръки за необходимите професионални знания и умения на бъдещите специалисти по Метрология и измервателна техника, а именно:

-за бакалавърска степен Базови знания в областта на математическите

и естествените науки: аналитична геометрия и линейна алгебра, диференциално и интеграл- но смятане, числени методи, теория на вероят- ностите и математическа статистика, основи на физическите явления и закони, основни физически величини и константи, алгоритми и програмно осигуряване, използване на стандартни програмни средства в областта на метрологията;

Базови общопрофесионални знания: инже- нерна компютърна графика, основи на техни- ческата и конструктивната документация, мето- ди за анализ и изчисляване на електрически и магнитни вериги, съвременна елементна база на електрониката, основи на техническата безо- пасност, характер на въздействието на вредни

и опасни фактори върху човека и природата, методи за защита, законодателни и правови актове в областта на техника на безопасност, принципи и методи на стандартизация, зако- нодателни и нормативни основи на метроло- гията и управление на качеството, работа със стандарти, физически основи на измерването, система за възпроизвеждане на единиците на физическите величини, способи за оценка на точността при измерване, изпитване и достоверност на контрола, методи и средства за контрол на физически величини, организация и техническа база за метрологично обезпечаване, правила при провеждане на метрологични експертизи, методи и средства за проверка и калибриране на средствата за измерване, проектиране на принципни електрически схеми на измервателни уреди, използване на контролно – измервателна техника за измерване и контрол, работа със сложни контролно – измервателни и изпитателни системи, представяне на резултатите и взи- мане на решения, оформяне на техническа документация, осъществяване на проверка, калибриране и ремонт на средства за измерване, извършване на метрологична експертиза, оценяване на точност и достоверност на резултатите, използване на методи за контрол и управление на качеството, работа с програмни продукти за конструкторска и технологична документация, работа с електронни устройства, основни метрологични характеристики на средствата за измерване, избор на средства за измерване, първични преобразуватели, използвани в средствата за измерване, универсални и специализирани средства за измерване и управление на качеството.

- за магистърска степен:Базови знания за решаване на задачи в

областта на метрологията, аспекти на достигане на точност при измерванията и обезпечаване на качество на продукцията, разработване на бизнес планове и оценка на икономическата ефективност в областта на метрологията, стандартизацията, сертифицирането и управле- нието на качеството, използване на специали- зирани програмни средства в областта на метрологията;

Базови общопрофесионални знания: актуал- ни проблеми в областта на метрологията, стан- дартизацията и оценката на съответствието,

83

физико – математически методи, използвани в инженерната и изследователската практика, теоретични основи за осигуряване на надежд- ност, безопасност и ефективност на техни- ческите системи, научни, методически и органи- зационни принципи, структура и съдържание на системите по качество, информационни технологии в етапи на разработки, производство, изпитване и експлоатация, научни изследвания, организация и планиране на експеримента, надеждност на техническите системи, управ- ление на качеството.

5. ЗаключениеСлед направените проучвания на изиск-

ванията и практиките в учебните планове и програми на различни университети, меж- дународни документи свързани с обучението на работещите в областта на законовата метро- логия за бъдещите инженери по „Метрология и измервателна техника” са оформени: изисквания към обучението; квалификационна характеристика,

включваща образователните цели на специал- ността, знанията и уменията, необходими за успешна професионална дейност, необходи- мата общотеоретична и специална подготовка, необходимите професионални компетенции и области на професионална реализация на завършилите специалността; списък от теми, учебни модули и

програми, които да се включат в обучението на студентите;

За подобряване на образованието по спе- циалността и конкурентноспособността на завършващите я студенти на пазара на труда е необходимо сътрудничество с индустрията. За тази цел заедно с проведеното проучване на необходимостта на бизнеса от специфични умения и познания на инженерите в областта на ИТУК е набелязан списък от мерки за ангажиране на бизнеса в обучението, а именно: Поддържане на активна непрекъсната

обратна връзка с водещи представители на бизнеса и своевременно отчитане на динамиката на неговите потребности от висококвалифицирани кадри в областта на Метрологията и измервателната техника; Осигуряване на устойчиво дългосрочно

сътрудничество с бизнеса, чрез подписване на двустранни споразумения за партньорство;

Подкрепа от страна на бизнеса при изграждането и обновяването на материалната база на лабораториите; Участие на бизнеса в осигуряването

на индустриалната практика на студентите: посещения в рамките на учебния план в бизнес организации с цел запознаване с организацията на производството и технологичните процеси, визити в специализирани лаборатории и произ- водствени звена, реализиране на студентски стажове; Привличане на водещи специалисти

от бизнеса за участие в учебния процес като гост - лектори, консултанти, ръководители на проекти, дипломни работи и др.; Презентация от страна на представите-

ли на бизнеса на съвременна техника и средства за измерване; Провеждане на съвместна научно-

изследователска дейност с участието на студенти, преподаватели и представители на бизнеса.

БлагодарностАвторите изказват своята благодарност на

проект BG051PO001-3.1.07-0018 “Сътруд- ничество с индустрията за подобряване обу- чението в Технически университет – София по измервателна техника и управление на качеството (ИТУК)”, по който е разработена тази статия.

6. Литература[1] Halaj M., P. Gabko, E. Kurekova, R.

Palenčár, Project for the Modern Educational Tool in Measurement and Metrology, Measurement Science Review, Volume 3, Section 1, 2003, pp. 23-26

[2] http://uais.cr.ktu.lt/plsql/mod_dest/stp_report_ects.card_ml?p_valkod=621H14001&p_year=2012&p_lang=EN

[3] Hofmann D., G. Linss Challenges and Changes of Internet Metrology, Measurement, Science Review, Volume 3, Section 1, 2003, pp. 1-17

[4] http://www.univ-reims.eu/courses/available-courses/degrees-and-preparations-to-teacher-examinations/science-technologies-health/professional-undergraduate-degrees,179,287.html

[5] http://www.npl.co.uk/science-technology/

84

dimensional/services/foundation-degree-in-metrology

[6] http://www.it-tallaght.ie/courses/index.cfm/page/module/moduleId/3093

[7] http://www.dam-germany.de/english/scope/basic_advanced_training_dam.pdf

[8] http://www.oiml.org/en/files/pdf_d/d014-e04.pdf

[9] Osanna P. H., N.M. Durakbasa, L. Kräuter, E. Güclü A Modern Scheme for Education, Training and Certification of Metrology and Measurement Technique Personnel, Measurement Science Review, Volume 7, Section 1, No. 1, 2007, pp 18

[10] Meskuotiene A., R. Zilinskas, V. Zabolotnas Education and Competency Evaluation System of Metrology Practitioners in Lituania, 12th IMEKO TC1 & TC7 Joint Symposium on Man Science & Measurement September, 3 – 5, 2008, Annecy, France, pp 349355

[11] Weckenmann A., T. Werner Holistic Qualification in Manufacturing Metrology by Enhancing Knowledge Exchange Among Different User Groups, Metrology and Measurement Systems, Vol. XVII (2010), No. 1, pp. 17-26

Данни за авторитепроф. д.т.н. Христо Радев Машинен инже-

нер – „Прибори на точната механика”,

СТАНКИН – Москва (1965), доктор (к.т.н.) (1974), доцент (1976), д.т.н. (1995), професор (1997). Кат. „Прецизна техника и уредостроене”, Машиностроителен факултет – ТУ-София. Интереси: Метрология и метрологично осигу- ряване, Управление на качеството доц. д-р Веселка Иванчева Електронна техника – Технически университет – Габрово (1978), доктор (к.т.н.) (2000), доцент (2002). Кат. „Електроизмервателна техника”, Факултет автоматика – ТУ-София. Интереси: Измерване на неелектрически величини, Електроника.

гл. ас. Николай Гуров Електроинженер – „Информационно-измервателна техника” – ТУ-София (1988), гл. ас. (1999). Кат. „Електро- измервателна техника”, Факултет автоматика – ТУ-София. Интереси: Измерване на неелект- рически величини, интелигентни и компютър- ни средства за измерване, неразрушаващ контрол на материали и изделия.

доц. д-р Васил Богев Машинен инженер – „Технология на машиностроенето” (1980). Научен сътрудник (1982), Асистент (1985), доктор (1999). Кат. „Прецизна техника и уредостроене”, Машиностроителен факултет – ТУ-София. Интереси: Метрология и метроло- гично осигуряване, Управление на качеството.

Рецензент: проф. д-р Пламен Цветков,

Технически Университет – София

85

STUDY AND ANALYSIS Of EDUCATIONAL pROGRAMMES fOR UpDATING THE pROGRAMME ON

"METROLOGY AND MEASUREMENT TECHNIqUE" AT THE TECHNICAL UNIvERSITY - SOfIA

Hristo Radev 1), Veselka Ivancheva 2), Nikolay Gourov 3), Vasil Bogev4)

1) Technical University - Sofia, 8 Kl. Ohridski Blvd., hradev@tu-sofia.bg 2) Technical University - Sofia, 8 Kl. Ohridski Blvd., vivancheva@tu-sofia.bg 3) Technical University - Sofia, 8 Kl. Ohridski Blvd., nrg@tu-sofia.bg 4) Technical University - Sofia, 8 Kl. Ohridski Blvd., bogev@tu-sofia.bg

Abstract: - The paper presents a study on educational programmes to determine the requirements and practices in teaching metrology and measurement technique for bachelor and master degree in Bulgaria and Europe. Studies have been made according to the project BG051PO001-3.1.07-0018 "Cooperation With Industry to Improve Education at the Technical University - Sofia in Measurement Technique and Quality Management (ITUK)" and are used in creating bachelor degree and updating master degree in "Metrology and Measurement Technique" at the Mechanical Engineering Faculty of the Technical University – Sofia.

Key-Words: - Metrology, Measurement Technique, Bachelor Degree, Master Degree, Cooperation with Industry, Education, Curriculum

Literatura [1] Halaj M., P. Gabko, E. Kurekova, R.

Palenčár, Project for the Modern Educational Tool in Measurement and Metrology, Measurement Science Review, Volume 3, Section 1, 2003, pp. 23-26

[2] http://uais.cr.ktu.lt/plsql/mod_dest/stp_report_ects.card_ml?p_valkod=621H14001&p_year=2012&p_lang=EN

[3] Hofmann D., G. Linss Challenges and Changes of Internet Metrology, Measurement, Science Review, Volume 3, Section 1, 2003, pp. 1-17

[4] http://www.univ-reims.eu/courses/available-courses/degrees-and-preparations-to-teacher-examinations/science-technologies-health/professional-undergraduate-degrees,179,287.html

[5] http://www.npl.co.uk/science-technology/dimensional/services/foundation-degree-in-metrology

[6] http://www.it-tallaght.ie/courses/index.cfm/page/module/moduleId/3093

[7] http://www.dam-germany.de/english/scope/basic_advanced_training_dam.pdf

[8] http://www.oiml.org/en/files/pdf_d/d014-e04.pdf

[9] Osanna P. H., N.M. Durakbasa, L. Kräuter, E. Güclü A Modern Scheme for Education, Training and Certification of Metrology and Measurement Technique Personnel, Measurement Science Review, Volume 7, Section 1, No. 1, 2007, pp 18

[10] Meskuotiene A., R. Zilinskas, V. Zabolotnas Education and Competency Evaluation System of Metrology Practitioners in Lituania, 12th IMEKO TC1 & TC7 Joint Symposium on Man Science & Measurement September, 3 – 5, 2008, Annecy, France, pp 349355

[11] Weckenmann A., T. Werner Holistic Qualification in Manufacturing Metrology by Enhancing Knowledge Exchange Among Different User Groups, Metrology and Measurement Systems, Vol. XVII (2010), No. 1, pp. 17-26