Человечество вступило в фазу развития, которая характеризуется быстроизменяющимися состояниями производства, науки, образования, а также социальной сферы. При этом отмечается их объективная интеграция и повышающийся уровень взаимозависимости. Лавинообразное увеличение объемов генерируемой обществом информации происходит из-за роста интенсивности получения новых знаний, повышения эффективности информационных технологий и средств связи. В первую очередь это обусловлено технологическими прорывами в области обработки и перемещения информации. При несомненно положительном характере данных процессов возникают противоречия между возможностями освоения информации отдельными людьми, а также возможностями общества в целом по ее обработке. Следует отметить существенный рост дублирования исходной информации, а также предоставления этой информации в различных формах, которые получаются в результате ее систематизации и представления для различных целей. При традиционном подходе психолого-физиологические возможности работы человека с информацией приближаются к пределу. Для эффективной работы с информацией современного человека следует учить и снабжать методиками получения, обработки (систематизации), анализа информации и генерирования на этой основе новой.
Современная методология создания сложных технических объектов предполагает формирование единой интегрированной модели изделия, отражающей все его свойства и знания о нем, непрерывно обновляемой на протяжении всего жизненного цикла, функционирующей в едином информационном пространстве для всех участников жизненного цикла изделия.
Все вышесказанное в полной мере относится и к современному поршневому двигателю внутреннего сгорания (ДВС). Определяющую роль в создании информационной модели предметной области ДВС и сопровождении двигателя в процессе его жизненного цикла играют специалисты - разработчики и создатели модели ДВС, а в определенной мере и пользователи, то есть все участники жизненного цикла ДВС. Приоритетными становятся вопросы формирования соответствующего инженерного подхода персонала, обеспечивающего полный жизненный цикл ДВС.
Постепенно происходило понимание данной ситуации на кафедре "Теплотехника и автотракторные двигатели" МАДИ (ГТУ). Основой созданной системы единого информационного пространства является разработанный и постоянно совершенствуемый Интегрированный обучающий комплекс "ДВС" (ИОК "ДВС"). Его назначение: обучающая и справочная система.
В ИОК "ДВС" органично объединены все формы учебного процесса: лекции, лабораторные работы, проектирование (курсовое и дипломное), моделирование, контроль качества обучения. Комплекс разработан на единой методической платформе, для него характерны иерархичность и модульность, гибкость, индивидуализация обучения, наличие игровых компонентов и расширенного унифицированного сервиса.
Лабораторный практикум, например, по теории и конструкции ДВС предназначен для проведения расчетного эксперимента.
Выполнение лабораторной работы в такой форме экономически выгодно, исключает экологический ущерб, объединяет индивидуальное и коллективное начало. Ряд заданий может быть сформулирован в виде деловой игры, в ходе которой обучаемый решает ту или иную проблему, связанную с нарушением функционирования ДВС, с возможностью улучшения его показателей, выполнения эксплуатационной функции в определенных условиях и т.п.
Обучающе-контролирующая подсистема ИОК "ДВС" объективно фиксирует достигнутый уровень знаний учащихся. В ней реализовано два режима работы: оценки полноты и правильности ответов по соответствующим разделам лабораторного практикума; проверки правильности решения содержательных задач.
Компьютерные лекции и лабораторный практикум ИОК "ДВС" являются базой для организации информационной поддержки процесса проектирования и обучения проектировщиков.
Система автоматизированного проектирования ДВС органически входит в состав ИОК "ДВС". Она разработана для решения задач уровня внешнего (поискового) проектирования ДВС. Наиболее эффективно система может быть использована на этапах курсового и дипломного проектирования. САПР ДВС состоит из двух объектно-ориентированных подсистем: расчетного и геометрического проектирования ДВС.
Подсистема геометрического проектирования ДВС содержит методики решения наиболее сложных и важных проблем компоновки и доводки узлов ДВС.
Пакет численного моделирования процессов в ДВС позволяет решать широкий спектр задач и использовать их в качестве одного из эффективных инструментов при обучении двигателистов. Пакет обеспечивает: анализ рабочего цикла четырехтактного двигателя с искровым зажиганием; расчет рабочего процесса дизеля; расчет совместной работы дизеля с турбокомпрессором; гидродинамический расчет топливной системы дизеля; моделирование акустического излучения дизеляы, а также решение ряда других задач.
Впервые в России созданы пакеты программ для исследования студентами влияния двигателя на эксплуатационные свойства автотранспортного средства как с энергетических и экономических, так и с экологических позиций.
Таким образом, кафедрой к настоящему времени создан и внедрен в учебный процесс ИОК "ДВС", удостоенный премии Правительства Российской Федерации 1999 г. в области науки и техники.
Сегодня ИОК "ДВС" нашел применение более чем в 100 вузах различных регионов России, стран СНГ, Европы, Латинской Америки, Азии и Африки.
Несколько слов о наиболее острых проблемах. Проблема недостаточного финансирования высших учебных заведений и по этой причине ограниченность возможностей по приобретению программных и технических средств не является новой. Пока мы выходим из положения тем, что сложившийся коллектив энтузиастов не может бросить на полдороги свое детище, а руководство университета всячески поддерживает данную работу.
Заложенные в начале создания ИОК "ДВС" принципы обязывают постоянно отыскивать новые решения, отрабатывать новые методы. В процессе своей работы мы столкнулись и с проблемами перевода комплекса на иностранные языки.
В настоящее время кафедрой осуществляется сопровождение созданных компонентов комплекса, ведется разработка новых компонентов, совершенствуется методика формализации и представления знаний, отрабатываются созданные ранее и формируются новые методы обучения с использованием новых информационных технологий. В частности, отрабатывается состав и структура единого информационного пространства о ДВС в составе транспортного средства на протяжении полного жизненного цикла двигателя. На кафедре начаты работы по созданию ИОК "Теплотехника". В наших планах активизация данных работ.