Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Направление подготовки дипломированного специалиста 652000 — Мехатроника и робототехника. Квалификация - инженер. Регистрационный № 274 тех/дс

(утв. Минобразованием РФ от 27.03.2000)

Утверждаю Заместитель Министра образования Российской Федерации В. Д. Шадриков 27 марта 2000 года

Регистрационный номер 274 тех/дс

Вводится с момента утверждения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НАПРАВЛЕНИЕ ПОДГОТОВКИ ДИПЛОМИРОВАННОГО СПЕЦИАЛИСТА 652000 — МЕХАТРОНИКА И РОБОТОТЕХНИКА

КВАЛИФИКАЦИЯ — ИНЖЕНЕР

1. Общая характеристика направления подготовки дипломированного специалиста — Мехатроника и робототехника

1.1. Направление подготовки дипломированного специалиста утверждено Приказом Министерства образования Российской Федерации от 2 марта 2000 г. № 686.

1.2. Перечень образовательных программ (специальностей), реализуемых в рамках данного направления подготовки дипломированного специалиста: 071800 — Мехатроника; 210300 — Роботы и робототехнические системы.

1.3 Квалификация выпускника — инженер.

Нормативный срок освоения основной образовательной программы подготовки инженера в рамках подготовки дипломированного специалиста по направлению — Мехатроника и робототехника при очной форме обучения — 5 лет.

1.4 Квалификационная характеристика выпускника.

1.4.1 Область профессиональной деятельности.

Область профессиональной деятельности выпускников — мехатроника и робототехника. Мехатроника — это область науки и техники, основанная на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами, обеспечивающими проектирование и производство качественно новых модулей, систем, машин и систем с интеллектуальным управлением их функциональными движениями. Робототехника — область науки и техники, ориентированная на создание роботов и робототехнических систем, предназначенных для автоматизации сложных технологических процессов и операций, в том числе выполняемых в недетерминированных условиях, для замены человека при выполнении тяжелых, утомительных и опасных работ.

1.4.2 Объекты профессиональной деятельности.

Объектами профессиональной деятельности выпускников являются технические системы, агрегаты, машины и комплексы машин различного назначения, построенные на базе мехатронных модулей, используемых в качестве информационно-сенсорных, исполнительных и управляющих устройств. В том числе роботы и робототехнические системы как промышленного, так и непромышленного назначения, а также необходимое программно-алгоритмическое обеспечение для управления такими системами, их проектирования и эксплуатации.

1.4.3 Виды профессиональной деятельности.

Выпускник по направлению — Мехатроника и робототехника может осуществлять следующие виды профессиональной деятельности:

• научно-исследовательская;
• проектно-конструкторская;
• эксплуатационная;
• организационно-управленческая. Конкретные виды деятельности определяются содержанием образовательно-профессиональной программы, разрабатываемой вузом.

1.4.4 Задачи профессиональной деятельности.

Инженер по направлению подготовки дипломированного специалиста — Мехатроника и робототехника подготовлен к решению следующих типов задач по виду профессиональной деятельности. Научно-исследовательская деятельность: математическое описание мехатронных и робототехнических систем, их анализ методами компьютерного моделирования, разработка новых методов управления и проектирования таких систем, проведение экспериментальных исследований. Проектно-конструкторская деятельность: определение и формализация задач, составление требований к компонентам мехатронных и робототехнических систем, разработка отдельных подсистем и устройств, включая элементы конструкции, приводы, датчики информации, микропроцессорные устройства управления; организация многокомпонентных систем, включающих мехатронные устройства, роботы и элементы технологического оборудования; разработка программного обеспечения для решения задач управления и проектирования. Эксплуатационная деятельность: отладка, испытания и модернизация мехатронных и робототехнических устройств и систем, их перепрограммирование, обучение и интеграция в автоматизированную систему CAD/САМ; поддержание их в работоспособном состоянии. Организационно-управленческая деятельность: организация работы коллектива, принятие управленческих решений, осуществление технического контроля за работой участка производства, использующего мехатронные и робототехнические устройства, анализ и обеспечение необходимых экономических показателей производственной деятельности.

1.4.5 Квалификационные требования.

Для компетентного и ответственного решения профессиональных задач инженер должен иметь подготовку, достаточную для выполнения следующих профессиональных обязанностей:

• разработка эскизных, технических и рабочих проектов сложных и средней сложности изделий, используя средства автоматизации проектирования, передовой опыт разработки конкурентоспособных изделий, обеспечивая при этом соответствие разрабатываемых конструкций техническим заданиям, стандартам, нормам охраны труда, экономичной технологии производства, а также использование в них стандартизованных и унифицированных деталей и сборочных единиц;
• проведение патентных исследований и определение показателей технического уровня проектируемых изделий;
• составление кинематических схем, общих компоновок и теоретических увязок отдельных элементов конструкций на основании принципиальных схем и эскизных проектов;
• проверка рабочих проектов и осуществление контроля чертежей по специальности или профилю работы;
• проведение технических расчетов по проектам, технико-экономического и функционально-стоимостного анализа эффективности проектируемых конструкций;
• расчет рисков при разработке новых изделий, составление инструкций по эксплуатации, пояснительных записок к ним, карт технического уровня, паспортов (в том числе патентных и лицензионных), программ испытаний, технических условий, извещений об изменениях в ранее разработанных чертежах и другой технической документации;
• участие в монтаже, наладке, испытаниях и сдаче в эксплуатацию опытных образцов изделий, узлов, систем и деталей. Инженер должен знать:
• постановления, распоряжения, приказы, методические и нормативные материалы, касающиеся конструкторской и технологической подготовки производства;
• системы и методы проектирования;
• принципы работы, условия монтажа и технической эксплуатации проектируемых изделий, технологию их производства;
• технические характеристики и показатели лучших отечественных и зарубежных образцов изделий, аналогичных проектируемым;
• стандарты, методики и инструкции по разработке и оформлению конструкторской документации;
• технические требования, предъявляемые к разрабатываемым изделиям, порядок их сертификации;
• средства автоматизации проектирования, современные средства вычислительной техники;
• методы проведения технических расчетов, применяемые в конструкциях материалы и их свойства;
• порядок и методы проведения патентных исследований;
• основы технической эстетики и художественного конструирования;
• передовой отечественный и зарубежный опыт разработки аналогичной продукции.

1.5 Возможности продолжения образования выпускника.

Инженер, освоивший основную образовательную программу высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста — Мехатроника и робототехника, подготовлен для продолжения образования в аспирантуре.

2. Требования к уровню подготовки абитуриента

2.1. Предшествующий уровень образования абитуриента — среднее (полное) общее образование.

2.2. Абитуриент должен иметь документ государственного образца о среднем (полном) общем образовании, или среднем профессиональном образовании, или начальном профессиональном образовании, если в нем есть запись о получении предъявителем среднего (полного) общего образования, или высшем профессиональном образовании.

3. Общие требования к основной образовательной программе по направлению подготовки дипломированного специалиста — Мехатроника и робототехника

3.1. Основная образовательная программа подготовки инженера разрабатывается на основании настоящего Государственного образовательного стандарта дипломированного специалиста и включает в себя учебный план, программы учебных дисциплин, программы учебных, производственных практик.

3.2. Требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки инженера, к условиям ее реализации и срокам освоения определяются настоящим Государственным образовательным стандартом.

3.3. Основная образовательная программа подготовки инженера состоит из дисциплин федерального компонента, дисциплин национально-регионального (вузовского) компонента, дисциплин по выбору студента, а также факультативных дисциплин. Дисциплины вузовского компонента и по выбору студента в каждом цикле должны содержательно дополнять дисциплины, указанные в федеральном компоненте цикла.

3.4. Основная образовательная программа подготовки инженера должна предусматривать изучение студентом следующих циклов дисциплин:

• цикл ГСЭ — общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины;
• цикл ЕН — общие математические и естественнонаучные дисциплины;
• цикл ОПД — общепрофессиональные дисциплины;
• цикл СД — специальные дисциплины, включая дисциплины специализации;
• ФТД — факультативные дисциплины.

3.5. Содержание национально-регионального компонента основной образовательной программы подготовки инженера должно обеспечивать подготовку выпускника в соответствии с квалификационной характеристикой, установленной настоящим Государственным образовательным стандартом.

4. Требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы по направлению подготовки дипломированного специалиста — Мехатроника и робототехника

5. Сроки освоения основной образовательной программы по направлению подготовки дипломированного специалиста - Мехатроника и робототехника

5.1. Срок освоения основных образовательных программ подготовки инженера при очной форме обучения составляет 260 недель, в том числе: - теоретическое обучение, включая научно-исследовательскую работу студентов, практикумы, в том числе лабораторные - 153 недели; - экзаменационные сессии - не менее 18 недель; - практики - 14 недель, в том числе:

    учебная                                            - 4 недели;
    производственная                                   - 6 недель;
    преддипломная                                      - 4 недели;

- итоговая государственная аттестация,
включая подготовку и защиту выпускной
квалификационной работы                  - не менее 16 недель;
- каникулы, включая 8 недель
последипломного отпуска,                 - не менее 38 недель.

5.2. Для лиц, имеющих среднее (полное) общее образование, сроки освоения основной образовательной программы подготовки инженера по очно-заочной (вечерней) и заочной формам обучения, а также в случае сочетания различных форм обучения увеличиваются вузом до одного года относительно нормативного срока, установленного п. 1.3 настоящего Государственного образовательного стандарта.

5.3. Максимальный объем учебной нагрузки студента устанавливается 54 часа в неделю, включая все виды его аудиторной и внеаудиторной (самостоятельной) учебной работы.

5.4. Объем аудиторных занятий студента при очной форме обучения не должен превышать в среднем за период теоретического обучения 27 часов в неделю. При этом в указанный объем не входят обязательные практические занятия по физической культуре и занятия по факультативным дисциплинам.

5.5. При очно-заочной (вечерней) форме обучения объем аудиторных занятий должен быть не менее 10 часов в неделю.

5.6. При заочной форме обучения студенту должна быть обеспечена возможность занятий с преподавателем в объеме не менее 160 часов в год, если указанная форма освоения образовательной программы (специальности) не запрещена соответствующим постановлением Правительства Российской Федерации.

5.7. Общий объем каникулярного времени в учебном году должен составлять 7 — 10 недель, в том числе не менее двух недель в зимний период.

6. Требования к разработке и условиям реализации основной образовательной программы по направлению подготовки дипломированного специалиста — Мехатроника и робототехника

6.1. Требования к разработке основных образовательных программ подготовки инженера.

6.1.1. Высшее учебное заведение самостоятельно разрабатывает и утверждает основную образовательную программу и учебный план вуза для подготовки инженера на основе настоящего Государственного образовательного стандарта. Дисциплины по выбору студента являются обязательными, а факультативные дисциплины, предусматриваемые учебным планом высшего учебного заведения, не являются обязательными для изучения студентом. Курсовые работы (проекты) рассматриваются как вид учебной работы по дисциплине и выполняются в пределах часов, отводимых на ее изучение. По всем дисциплинам федерального компонента и практикам, включенным в учебный план высшего учебного заведения, должна выставляться итоговая оценка (отлично, хорошо, удовлетворительно).

6.1.2 При реализации основной образовательной программы высшее учебное заведение имеет право:

• изменять объем часов, отводимых на освоение учебного материала для циклов дисциплин, в пределах 5%, а на отдельные дисциплины внутри цикла — в пределах 10%;
• формировать цикл гуманитарных и социально-экономических дисциплин, который должен включать из одиннадцати базовых дисциплин, приведенных в настоящем Государственном образовательном стандарте, в качестве обязательных следующие 4 дисциплины: «Иностранный язык» (в объеме не менее 340 часов), «Физическая культура» (в объеме не менее 408 часов), «Отечественная история», «Философия». Остальные базовые дисциплины могут реализовываться по усмотрению вуза. При этом возможно их объединение в междисциплинарные курсы при сохранении обязательного минимума содержания;
• осуществлять преподавание гуманитарных и социально-экономических дисциплин в форме авторских лекционных курсов и разнообразных видов коллективных и индивидуальных практических занятий, заданий и семинаров по программам, разработанным в самом вузе и учитывающим региональную, национально-этническую, профессиональную специфику, а также научно-исследовательские предпочтения преподавателей, обеспечивающих квалифицированное освещение тематики дисциплин цикла;
• устанавливать необходимую глубину преподавания отдельных разделов дисциплин, входящих в циклы гуманитарных и социально-экономических, математических и естественнонаучных дисциплин, в соответствии с профилем специальных дисциплин, реализуемых вузом;
• устанавливать в установленном порядке наименование специализаций, наименование дисциплин специализаций, их объем и содержание, а также форму контроля их освоения студентами;
• реализовывать основную образовательную программу подготовки инженера в сокращенные сроки для студентов высшего учебного заведения, имеющих среднее профессиональное образование соответствующего профиля или высшее профессиональное образование. Сокращение сроков проводится на основе аттестации имеющихся знаний, умений и навыков студентов, полученных на предыдущем этапе профессионального образования. При этом продолжительность сокращенных сроков обучения должна составлять не менее трех лет при очной форме обучения. Обучение в сокращенные сроки допускается также для лиц, уровень образования или способности которых являются для этого достаточным основанием.

6.2 Требования к кадровому обеспечению учебного процесса.

Реализация основной образовательной программы подготовки дипломированного специалиста должна обеспечиваться педагогическими кадрами, имеющими, как правило, базовое образование, соответствующее профилю преподаваемой дисциплины, и систематически занимающимися научной и/или научно-методической деятельностью. Преподаватели специальных дисциплин, как правило, должны иметь ученую степень и/или опыт деятельности в соответствующей профессиональной сфере; УМО на основании реальных данных может рекомендовать необходимую долю преподавателей, имеющих ученую степень и звание.

6.3 Требования к учебно-методическому обеспечению учебного процесса.

Реализация основной образовательной программы подготовки дипломированного специалиста должна обеспечиваться доступом каждого студента к базам данных и библиотечным фондам, соответствующим по содержанию полному перечню дисциплин основной образовательной программы, из расчета обеспеченности учебниками и учебно-методическими пособиями не менее 0,5 экз. на одного студента, наличием методических пособий и рекомендаций по всем дисциплинам и по всем видам занятий — практикумам, курсовому и дипломному проектированию, практикам, а также наглядными пособиями, аудио-, видео- и мультимедийными материалами. Подготовка специалиста по направлению — Мехатроника и робототехника обеспечивается следующими лабораторными практикумами:

а) по естественнонаучным и общепрофессиональным дисциплинам: информатике, физике, химии, теоретической и прикладной механике, материаловедению и технологии конструкционных материалов, электротехнике и электронике, теории автоматического управления и безопасности жизнедеятельности;

б) по дисциплинам специальностей: микропроцессорная техника, компьютерное управление мехатронными системами, элементы механических и мехатронных систем, применение мехатронных систем, технология роботизированного производства, приводы роботов, микропроцессорные системы управления роботов, информационные устройства и системы, управление роботами и манипуляторами, управление робототехническими системами, моделирование и исследование роботов и робототехнических систем, методы искусственного интеллекта;

в) по дисциплинам специализаций. Информационная база должна содержать пакеты прикладных программ, обеспечивающие самостоятельную работу студентов за компьютером при проведении лабораторных практикумов по теоретическим дисциплинам, а также электронные учебники по основным разделам курсов специальности. Библиотечный фонд должен содержать литературу, отнесенную к основной во всех программах дисциплин, а также следующие технические журналы:

• «Мехатроника»;
• «Теория и системы управления»;
• «Автоматика и телемеханика»;
• «Вестник МГТУ — Машиностроение, Приборостроение»;
• Реф. журнал «Промышленные роботы»;
• Реф. журнал «Системы управления»;
• «Приводная техника»;
• «Автоматизация и управление в машиностроении»;
• «Mechatronics»;
• «Trans ASME/IEEE on Mechatronics»;
• «Trans IEEE on Robotics and Automation».

6.4. Требования к материально-техническому обеспечению учебного процесса. Высшее учебное заведение, реализующее основную образовательную программу дипломированного специалиста, должно располагать материально-технической базой, обеспечивающей проведение всех видов лабораторных и практических занятий в соответствии с учебным планом и программами учебных дисциплин, а также предоставление студентам возможности самостоятельной работы и проведения научных исследований под руководством преподавателей. Используемое в учебном процессе оборудование должно удовлетворять действующим санитарно-техническим нормам и противопожарным правилам.

6.5 Требования к организации практик.

Во время прохождения практик студент должен: изучить: технологическое оборудование, используемое для производства мехатронных и робототехнических систем, правила его эксплуатации и наладки, способы использования в автоматизированном производстве мехатронных узлов и агрегатов, роботов и робототехнических систем, условия их эксплуатации, монтажа и автоматизированного проектирования; получить навыки: наладки и программирования мехатронных и робототехнических систем, их эксплуатации в системе современного автоматизированного производства, обеспечения технического контроля оборудования и технической диагностики.

6.5.1. Аттестация по итогам практики проводится на основании оформленного в соответствии с установленными требованиями письменного отчета и отзыва руководителя практики от предприятия. По итогам практики выставляется оценка (отлично, хорошо, удовлетворительно).

7. Требования к уровню подготовки выпускника по направлению подготовки дипломированного специалиста — Мехатроника и робототехника

7.1 Требования к профессиональной подготовленности выпускника.

Выпускник должен уметь решать задачи, соответствующие его квалификации, указанной в п. 1.3 настоящего Государственного образовательного стандарта. Инженер по мехатронике и робототехнике должен уметь:

• программировать на различных алгоритмических языках;
• разрабатывать математические модели мехатронных устройств, модулей и агрегатов, роботов, РТС и отдельных подсистем, а также проводить их анализ с использованием программных и программно-аппаратных комплексов;
• применять и совершенствовать методы автоматизированного проектирования мехатронных и робототехнических систем с использованием соответствующих программных комплексов;
• разрабатывать алгоритмы управления роботами, робототехническими и мехатронными системами;
• разрабатывать структуры сложных мехатронных и робототехнических систем, используя методы локальных сетей и системы логического управления, их аппаратное и программное обеспечение;
• применять методы искусственного интеллекта при проектировании систем управления мехатронными и робототехническими системами для решения задач планирования, принятия решений и распознавания образов;
• разрабатывать интеллектуальный интерфейс, обеспечивающий управление мехатронными и робототехническими системами с помощью проблемно-ориентированных языков программирования в режиме диалога оператора с системой управления;
• разрабатывать и создавать системы знаний и экспертные системы для проектирования мехатронных и робототехнических систем, а также для управления ими;
• обеспечить разработку способов, систем и программно-аппаратных средств дистанционного управления с учетом требований эргономики и инженерной психологии;
• разрабатывать системы технического зрения, тактильного и силомоментного очувствления и другие сенсорные системы РТК, включая их аппаратную часть и программное обеспечение;
• определять требования и разрабатывать технические задания на отдельные подсистемы РТС и мехатронных систем, включая механические устройства, электронные и электромеханические устройства и прочие устройства и подсистемы;
• разрабатывать приводы для РТС и мехатронных систем, включая их выбор, регулировочный расчет, моделирование и испытания;
• разрабатывать микропроцессорные устройства и системы управления для всех уровней управления мехатронных и робототехнических систем, проводить их расчет, исследование, макетирование и отладку;
• разрабатывать информационно-измерительные комплексы технического контроля и диагностики мехатронных модулей, роботов и РТС, их программно-аппаратное обеспечение;
• проводить диагностику мехатронных модулей, роботов и РТС, анализировать их эксплуатационную надежность, выполнять профилактические работы;
• проводить анализ технологических процессов в различных отраслях промышленности с целью выработки рекомендаций по их автоматизации и роботизации;
• определять требования к структуре и составу РТС и мехатронных систем, к их программному обеспечению для конкретных технологических процессов;
• проводить технико-экономическое обоснование разработок мехатронных модулей и систем, роботов и РТС;
• определять социальную и экономическую эффективность их внедрения и использования;
• обеспечивать внедрение и эксплуатацию мехатронных устройств, модулей и агрегатов, роботов и РТС, сопровождение и модернизацию управляющего программного обеспечения комплекса и отдельных его подсистем;
• обеспечивать соблюдение эргономических требований и требований к безопасности разрабатываемого оборудования при его эксплуатации.

7.2 Требования к итоговой государственной аттестации выпускника.

7.2.1. Итоговая государственная аттестация инженера включает выпускную квалификационную работу и государственный экзамен, позволяющий выявить теоретическую подготовку к решению профессиональных задач.

7.2.2 Требования к выпускной квалификационной работе выпускника.

Выпускная квалификационная работа инженера по направлению — Мехатроника и робототехника представляет собой законченную разработку (дипломный проект), в которой решается задача проектирования мехатронного узла, или агрегата, мехатронного узла робототехнической системы, робота, или робототехнического устройства, многокомпонентной мехатронной или робототехнической системы. При этом анализируются решаемые с помощью проектируемого оборудования задачи, обосновываются требования к системе в целом и к ее отдельным компонентам, проводится проектирование отдельных модулей, узлов и устройств. Методами компьютерного моделирования проводится исследование и оптимизация системы и ее отдельных подсистем, разрабатывается технологический процесс, связанный с изготовлением отдельных компонентов системы, проводится экономическое обоснование проекта, а также его анализ с точки зрения экологии, эргономики и безопасности эксплуатации. Дипломная работа (проект) должна быть представлена в форме рукописи. Требования к содержанию, объему и структуре дипломной работы (проекта) определяются высшим учебным заведением на основании Положения об итоговой государственной аттестации выпускников высших учебных заведений, утвержденного Министерством образования России, Государственного образовательного стандарта по направлению — Мехатроника и робототехника и методических рекомендаций УМО. Время, отводимое на подготовку квалификационной работы, составляет не менее 16 недель.

7.2.3 Требования к государственному экзамену.

Экзамен проводится по специальным дисциплинам для каждой из специальностей с целью определения соответствия знаний, умений и навыков студентов по комплексу специальных дисциплин требованиям Государственного стандарта. Экзамен должен также показать способность студента ориентироваться во всем объеме полученных знаний при решении задач, требующих использования знаний из различных курсов программы. Студент должен проявить способность решать задачи, перечисленные в п. 7.1, т.е. предусмотренные требованиями стандарта к профессиональным умениям специалиста по данному направлению. Порядок проведения и программа государственного экзамена по специальностям, относящимся к направлению подготовки дипломированных специалистов — Мехатроника и робототехника, определяются вузом на основании методических рекомендаций и соответствующих примерных программ, разработанных УМО вузов по образованию в области машиностроения и приборостроения, а также на основании Положения об итоговой государственной аттестации выпускников высших учебных заведений, утвержденного Министерством образования России, и настоящего Государственного образовательного стандарта.

Составители: Учебно-методическое объединение вузов по образованию в области машиностроения и приборостроения.