Mladého absolventa teprve praxe rozhodně nenaučí všemu

Použití počítačů k tvorbě výkresové dokumentace je dnes již samozřejmostí ve všech odvětvích - strojírenství, stavebnictví a architektuře, elektrooborech... Zdá se, a řada dodavatelů CAD systémů nás o tom nepřetržitě a sugestivně přesvědčuje, že stačí zakoupit vhodný hardware a jejich doporučovaný systém, nechat se proškolit a stanou se z nás v krátkém čase úspěšní vývojáři a konstruktéři, např. v oboru stavby strojů. Zjednodušeně to vytváří dojem kouzla, které díky úrovni a cenové dostupnosti technických prostředků, vhodných programů a napojení se na dodavatele těchto programů téměř vyřešilo všechny problémy, se kterými se dnešní vývojář a konstruktér při své zodpovědné činnosti setkává. Vrátíme-li se o 15-20 let zpátky, kdy se v našich strojírenských podnicích začalo zřetelně prosazovat navrhování za pomocí počítačů, je možné zaznamenat nesporný pokrok. Spokojíme- li se jen s jediným komplexním údajem - počtem výkresů produkovaných pomocí počítače - pak nenajdeme v dnešní době ve strojírenství úspěšný podnik, či společnost, který by nevykázal číslo blížící se, či spíše rovnající se 100 %. Zkusme však za tímto nepřekonatelným údajem odhalit jen některé problémy, které se v oboru strojírenského počítačového navrhování vyskytují, aniž bychom se pokoušeli jakkoliv negovat rozhodující vliv technického pokroku na styl práce a výkonnost této tvůrčí sféry lidské duševní činnosti. Současní studenti středních i vysokých škol strojírenského zaměření mají ve svých studijních plánech řadu témat, která je seznamují s využitím počítačových postupů. Absolventi přicházejí do praxe většinou s dobrými znalostmi počítačového kreslení ve 2D, se základy práce ve 3D, v použití inženýrských technických výpočtů, umí používat textový editor a tabulkový procesor. Jsou alespoň částečně připraveni na to, že v praxi budou nuceni se seznamovat s dalšími počítačovými systémy, které jejich příští zaměstnavatel využívá. Samozřejmě, že u absolventa vysoké školy se předpokládá vyšší úroveň především teoretických znalostí a schopnost orientovat se v řešení složitějších problémů. Stává se také standardem alespoň pasivní znalost některého jazyka. Ukazuje se však, že absolventi často mají svůj mozek napěchovaný oddělenými informacemi, vědomostmi a dílčími postupy, které postrádají náznak jejich „přeměny” do znalostí, potřebných pro řešení problémů. Praxe potom staví absolventa velmi často před málo zažitou, či dokonce neznámou situaci: pokusit se vygenerovat a orientovat se především v postupu řešení konkrétního problému a teprve v druhém kroku využít naučené informace a pomůcky, či si je vyhledat. Je to tedy určitý nedostatek základních znalosti o systémovém přístupu k řešení problémů. Představa, že všemu naučí mladého absolventa teprve praxe, nemůže v dnešní rychlé době obstát. Samotné kategorie CAD systémů se rozdělují do dvou hlavních úrovní: kreslení ve 2D, což nahrazuje konstruktérské prkno, a objemové modelování ve 3D. Použití obou úrovní je možné v podstatě pro každou strojírenskou konstrukci. V praxi, při které převažuje výroba kusová a složitější koncepce konkrétního stroje s mnoha díly jako častější výchozí postup, se používá kreslení ve 2D. Ukazuje se, že často připomínané modelování ve 3D jako základní konstrukční přístup, na který navazuje téměř „automatické” generování konstrukčních výkresů, není ještě všeobecně rozšířen. Limitem jsou také nároky na výkonnost použitého hardwaru. Samotné ceny hardwaru i softwaru jsou v dnešní době na přijatelné úrovni z hlediska jejich zahrnutí do nákladů konstrukčních prací. Určitý finanční problém může představovat pravidelná aktualizace software a s tím spojená nutnost nepřetržitého školení. Přitom rozdíly mezi jednotlivými verzemi pokročilých systémů jsou často spíše motivovány potřebou jejich producentů vykázat nějakou činnost, než vlastním pokrokem v praktických možnostech nové verze programu. Je nutno samozřejmě odstraňovat chyby, které se v tak složitých systémech objevují a reagovat na připomínky uživatelů. Nejsme daleko od pravdy, když tvrdíme, že současná koncepce systémů 2D je v podstatě na vrcholu svých praktických aplikací. Pro konstruktéra je nutný kontakt s praxí, tedy s výrobním podnikem, montáží a zejména s poznatky z montáže a provozu svého zařízení u zákazníka. Pokud jsou konstrukční kanceláře součástí výrobního podniku, a ten má vlastní montáž, pak je tento proces zajišťován automaticky. Ale také konstruktér často zbytečně ztrácí čas řešením problému každého chybějícího „šroubku”. Zázemí výrobního podniku může mít také určitý omezující vliv proto, že se konstruktér setkává v podstatě s neměnnou výrobní technologií. V případě inženýrské firmy, která nemá za sebou zázemí výrobního podniku, je pro konstruktéry styk s praxí složitější a musí být samostatně organizován. Takové pracoviště často zadává výrobu do řady lokalit, a konstruktéři se pak mohou setkat s pestřejší paletou výrobních technologií a zvyklostí. Je vhodné připomenout i to, že konstruktáři inženýrské firmy, kromě často vyššího platového ocenění, vykazují pravidelně i vyšší výkon, měřený počtem zpracovaných výkresů. To může mít svůj původ také v tom, že mají úžeji vymezené pracovní povinnosti a nejsou „rozptylováni” některými úkony, které přináší prostředí výrobního celku s řadou útvarů, jež jejich služby a znalostí rády využívají. Základní poslání konstruktéra zůstává v podstatě neměnné. Navrhnout takové zařízení, které má konkurenceschopné parametry, včetně dominantní ceny, a je navrženo a zejména úspěšně zprovozněno v žádaném termínu. Cena a termín jsou milníky, které musí mít soudobý konstruktér neustále před očima. Nemůže svoji práci prodlužovat s odůvodněním zlepšování konstrukce a odstraňování možných chyb. Bič termínů jej často nutí riskovat - i nezdravě. Konstruktér se prvořadě zabývá návrhem struktury stroje (v konečné fázi vytváří výrobní výkresy) a pomocí výpočtového modelování ověřuje jeho chování za budoucího provozu (kinematické a dynamické výpočty, dimenzování jednotlivých dílů, ověřování jejich provozní životnosti,...). V oboru výpočtových modelů jsou významným pomocníkem konstruktéra počítačové systémy založené na využití metody konečných prvků (MKP), na které navazuje hodnocení mezních stavů jednotlivých dílů a ty zase vyžadují znalost reálných materiálových charakteristik. I na této sekvenci různorodých činností je patrná nutnost aplikace mezioborových znalostí a potřeba mít schopnost řešit úlohy s přehledem, citem pro důležité a podstatné momenty, ochotu dohodnout se a pochopit jiné odborné názory - tedy schopnost zmíněného systémového přístupu k řešení konstrukčních problémů. Výpočtové systémy MKP svými možnostmi a nároky na výkonnost počítačů jsou srovnatelné se systémy CAD a jsou zprostředkovaně využívány podle zadání kostruktéra specialisty výpočtáři. Konstruktér samozřejmě v procesu tvorby struktury realizuje vlastní výpočtové modely většinou na úrovni inženýrských výpočtů jednotlivých strojních dílů a často podporovaných specializovanými drobnějšími programy. Je nutno připomenout, že zejména navrhování strojního zařízení na úrovni jednoho, či několika málo kusů se nebejde bez využítí moderních MKP systémů. Proces návrhu se pak stane komplexem činností iterativního charakteru, kdy od počátečních představ vstupuje do procesu řada odborníků a na jeho konci je návrh, který má výpočtově dokumentovány provozní parametry. Výkonnost CAD systémů v součinnosti se systémy pro výpočtové modelování významně usnadňuje konstruktérům řadu rutinních činností a pomáhá jim v jejich permanentním rozhodovacím procesu. Ti potom za leta své aktivní činnosti přirozeně navrhnou více strojů a musí tak vyřešit daleko větší počet inženýrských problémů. To má určitě vliv na psychiku, možnou únavu, a to může být také jednou z příčin poměrně malého zájmu trvale se věnovat této profesi. Výsledky činnosti málokteré profese podléhají tak účinné kontrole - doslova každý údaj a kóta na konstrukčním výkrese, funkce stroje a všech jeho dílů je 100% ověřena při výrobě a následujícím provozu. Uspět v tomto procesu znamená projevit znalosti, soustředění a pečlivost, zodpovědnost, objevit v sobě tvořivost a rozvíjet ji, odvahu riskovat, schopnost pracovat v kolektivu a ne každý probudí v sobě touhu a zároveň potenciál věnovat se poslání konstruktéra. To může být další důvod malé obliby u mladých lidí. Rovněž zjednodušená orientace na výpočetní techniku bez již zmíněných prvků systémového přístupu a občas se vyskytující poznámky typu „konstruktéři nebudou potřeba, máme výkonné počítače” k popularitě tohoto řemesla, lépe řečeno umění, nepřispívají. Přitom jsme z úvah vypustili problém platových relací. Žádný sebevýkonnější CAD, či MKP systém nesejme z konstruktéra konečnou technickou a např. při závažné provozní poruše, či dokonce havárii s tragickými následky i zodpovědnost právní. Moderní CAD systémy významně podporují tvůrčí činnosti, nenahrazují je však a v každém případě rozhodnutí, vyjádřené podpisem na výkrese, je a zůstane úlohou člověka - konstruktéra. Ing. František Laryš Autor děkuje svým bývalým kolegům, nyní zaměstnancům a.s. ŽĎAS a Siemens VAI Metals Technologies, s.r.o. ve Žďáře nad Sázavou za cenné postřehy.