Инициатива создания Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы» привела к появлению Центра развития компетенций руководителей на базе ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина». Одним из первых шагов работы данного центра было проведение исследования по ключевым вопросам потребностей в кадрах инженерных технических специальностей [1] промышленных предприятий Свердловской, Челябинской и Курганской областей. В состав Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы» вошло 57 промышленных предприятий, в основном металлургического, машиностроительного и приборостроительного профиля. Кадровый дефицит в этих областях подробно описан в работах [2–4]. Результаты первичного исследования в части кадрового дефицита в инженерных специальностях согласуются с федеральными исследованиями в этой области [2], направленными на поиск потребностей предприятий в кадрах и попытки изменить образовательные программы бакалавриата и магистратуры под требуемый уровень навыков для работы на предприятиях реальных секторов экономики.
Возросшая потребность в импортозамещении материалов и технологий требует не только разработки этих новых материалов и технологий, но и формирования научной школы подготовки специалистов, способных совершенствовать отечественную продукцию [5]. Такой подход определяет и разработку кадровой политики предприятия [6, 7]. В приложении к металлургическим и машиностроительным инженерным задачам востребованные специалисты должны обладать цифровыми компетенциями, которые в сочетании с глубокими знаниями предметной области обеспечат успешность решения поставленных задач. Например, перед современным металлургом стоит задача моделирования влияния состава и примесей на конечные свойства продукта технологического цикла производства, и если металлург не владеет навыками моделирования, то предприятию потребуется предварительный выпуск многочисленных опытных образцов, что существенно удорожает стоимость и технологии производства, и конечной продукции. Другим примером необходимости владения цифровыми компетенциями является работа оператора станка с численно-программным управлением, алгоритм действия которого необходимо оперативно изменять под различные производственные задачи. Сегодня в большинстве случаев промышленные предприятия, принимая специалиста на работу дообучают его на рабочем месте, что требует привлечения дополнительных ресурсов, временных затрат других специалистов на процесс обучения, длительность которого в среднем по данным первичного исследования составляет 1 год. Поэтому поиск наиболее эффективных путей сотрудничества с индустриальными компаниями при подготовке кадров под реальные запросы предприятий является актуальной задачей, решением которой занимаются все ведущие вузы и инжиниринговые центры РФ.
Целью исследования является разработка модели трансформации образовательных программ бакалавриата и магистратуры инженерных специальностей в компетентностно-ориентированной парадигме путем установления корреляции очень востребованных компетенций основных специальностей инженерно-технического профиля промышленными предприятиями Уральского федерального округа.
К задачам исследования относятся:
− получение массива данных посредством проведения интервью профильных экспертов и анкетирования сотрудников промышленных предприятий;
− выделение перечня очень востребованных компетенций инженерно-технического профиля;
− выявление соответствий между перечнем очень востребованных компетенций и навыками и умениями, формируемыми при освоении базовых и специальных технических дисциплин в вузе.
Материалы и методы исследования
Для участия в исследовании отобраны предприятия, представляющие ключевые отрасли, в которых работают индустриальные партнеры Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы» – тяжелое и точное машиностроение, металлургия, приборостроение, а также команды, реализующие научно-технологические проекты в сотрудничестве с индустриальными партнерами:
− «Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова» – одно из крупнейших российских предприятий в области разработки и изготовления систем управления и радиоэлектронной аппаратуры в различных отраслях промышленности;
− АО «Научно-производственное объединение «Курганприбор» – промышленное предприятие на региональном и российском рынках;
− ЗАО «Научно-производственное предприятие «Машпром» – инжиниринговая компания, реализующая проекты в области проектирования и изготовления нестандартного оборудования для предприятий металлургии, машиностроения, энергетики, химической промышленности и промышленной экологии;
− ФГАОУ ВО «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)».
Критериями отбора предприятий выбраны следующие факторы:
1. Предприятие является производителем изделий технического назначения.
2. Численность сотрудников предприятия не менее 150 чел.
3. В структуре предприятия присутствует не менее пяти технологических отделов.
4. В структуре предприятия присутствует отдел разработки новой техники.
Результаты исследования и их обсуждение
На основе полученной от респондентов информации дана оценка потребности предприятия в специалистах в зависимости от уровня компетенций и перспектив их развития и трансформации.
Все очень востребованные компетенции разделены на три группы:
− математико-экономические компетенции;
− инженерные компетенции;
− опережающие существующий уровень образования компетенции (цифровые компетенции в связке с фундаментальными предметными знаниями).
В группу математико-экономических компетенций входят знание математического анализа и логики, навыки расчета себестоимости изделий и технологий, умение работать со статистическими данными.
В группу инженерных компетенций входят знание материаловедения и металлургии, первичные навыки расчетов и прогнозирования функциональных изделий и конструкций, умение работать с современным программным обеспечением и библиотеками данных по свойствам по новым материалам.
В группу опережающих образование компетенций входят цифровые компетенции, не ограниченные классическим пониманием цифровизации, но включающие фоновые знания в областях материаловедения, электроники и металлургии. Под цифровыми компетенциями сотрудника предприятия понимается не только и не столько навык работы в какой-то цифровой области, например программирование на одном из языков, большую ценность имеет применение цифрового инструментария с опорой на знание и понимание основных производственных процессов для совершенствования технологии и конкурентных качеств продукции.
На рисунке приведена схема выхода из кадрового кризиса с ориентацией на перестройку системы подготовки специалистов университета за счет обновления стратегии проектирования программ высшего профессионального образования. Методика построения графика основана на выделении условного показателя потребности в кадрах, определенного из количественных данных запросов предприятий-партнеров участников исследования. Линейный рост прямой опережающих образование компетенций обусловлен линейной потребностью в инженерных кадрах: количество рабочих мест на предприятии прямо пропорционально планам расширения производства предприятия. Однако повышение уровня отдельно взятых компетенций не даст выхода из положения кадрового дефицита, поскольку повышение уровня отдельно взятых компетенций математико-экономических и инженерных сможет решить только задачу восполнения существующего дефицита кадров без учета задач расширения предприятия и использования новых технологий и оборудования. По этим причинам выделение цифровых технологий с параллельным усилением компетенций в смежных предметных областях позволит перекрыть текущую потребность в кадрах и сформировать задел для постоянного выпуска высококвалифицированных выпускников, готовых без дообучения и переобучения в будущем работать на новом оборудовании с новыми промышленными технологиями, а также разрабатывать это оборудование и технологии.
Взаимосвязь трех групп компетенций и потребности в инженерных технических специалистах в динамике от 1 до 5 лет
По результатам анализа информации респондентов, для формирования необходимого уровня цифровых компетенций в инженерных науках требуется в двухлетний период усилить изучение математико-экономических дисциплин с обязательным прикладным аспектом, то есть с обязательной постановкой и решением реальных производственных задач. Наполнение программ подготовки сведениями о новых материалах и технологиях возможно также на протяжении 2 лет. В перспективе 1 года на этой основе станет возможным рост уровня инженерных компетенций, например, в части анализа и прогнозирования свойств новых материалов. Рост фоновых знаний приведет к повышению уровня общепрофессиональных компетенций, что, в итоге в точке бифуркации на оси времени в 5 лет даст трансформацию программ высшего образования, главным отличием которых будет подготовка практико-ориентированных специалистов, способных вывести из кадрового голода предприятия машиностроительной и металлургической отраслей промышленности.
По мнению большинства респондентов, в будущем будут наиболее востребованы компетенции анализа больших данных, а также специалисты по Data Science. Кроме того, многие руководители видят эффективность перевода части бизнес-процессов в автоматический режим. Также востребованными являются компетенции в сфере электронного документооборота. Интересно, что довольно много оценок компетенций связаны с умением ориентироваться в цифровом мире. Самостоятельный поиск нужной информации некоторые опрошенные относят к весьма важным цифровым навыкам. Безопасная работа в сети также считается необходимым элементом цифровых компетенций.
Базовой цифровой компетенцией для металлургических и машиностроительных компаний является программирование станков с числовым программным управлением (ЧПУ-станки). На предприятиях создают бюро автоматизации, где на сегодняшний день работают небольшие штаты сотрудников. Этим специалистам нужна хорошая база специальных знаний, связанных со знанием основ и языков программирования, а также специализированного программного обеспечения с учетом альтернативных отечественных разработок.
Вторая базовая потребность предприятий – компетенции в области так называемой бэкенд разработки, что также связано с компетенциями в области программирования, но подразумевает более глубокий уровень и навыки конструирования изделий, под которые нужно разрабатывать свое программное обеспечение и свои системы отклика и передачи информации.
Следующими слабыми звеньями подготовки являются навыки поиска, оценки и анализа больших данных, цифровая коммуникация, создание цифрового контента. При этом важно, чтобы люди соблюдали правила безопасной работы в сети, поскольку часто информация является коммерческой тайной или обладает секретностью. На крупных предприятиях требуются навыки обработки больших информационных потоков, структурирования их, умение анализа и повторного применения накопленных данных, а также с целью прогнозирования. Всё это входит в область компетенций Data Science, причем в университетах зачастую нет таких направлений подготовки, в особенности в сочетании с опорой на опыт и задачи конкретных предприятий.
Была отмечена потребность в специалистах со знанием китайского языка, что связано с приобретением оборудования китайского производства, программного обеспечения для станков с ЧПУ и в целом с доступом к технической информации, содержащейся на китайских ресурсах.
Еще одной цифровой компетенцией является оптимизация работы не только промышленного оборудования, но и бизнес-процессов. Для примера можно рассмотреть программу 1 С, на первый взгляд несложно устроенную, но на практике, для эффективного использования, требующую высокого уровня владения, что также определяется уровнем подготовки специалистов.
В самых разных отделах на предприятиях много ручной работы, в то время как многие процессы уже достаточно сильно автоматизированы, и, если у специалиста нет цифровых компетенций в этой части работы, он выпадает из общего процесса.
Цифровые компетенции необходимы приходящему на предприятие специалисту чтобы без задержек и проблем включиться в процесс автоматизации и цифровизации производства, поскольку IT-отделы не всегда могут взять на себя эти функции в силу специфики подготовки работающих там программистов. Задачей IT-отделов является администрирование сетей, наладка стыковочных связей между отделов, а также бесперебойная работа всех элементов сети. Цифровизация же производства напрямую связана со знанием промышленной технологии, работы систем управления, умением программировать работу оборудования под конкретные задачи предприятия, которые во времени изменяются, в том числе за счет добавления нового оборудования в технологические циклы.
Как правило, при автоматизации производств приходится решать большое количество различных задач, поэтому и требования к специалистам в этой области достаточно широки и разнообразны.
Заключение
Значимым результатом исследования является определение стратегии трансформации образовательных программ инженерных технических специальностей за счет выделения трех групп компетенций, в особенности – цифровых, и внедрение механизмов их формирования у обучающихся на программах высшего профессионального образования. Цифровые компетенции определены как опережающие развитие компетенции, поскольку владение ими – это передовой край, позволяющий не просто использовать новые материалы и технологии в производстве, а быстро производить оптимизацию параметров оборудования под новую продукцию, снижать себестоимость производства и усиливать технологический суверенитет страны. Обучение цифровым компетенциям – сложная задача, требующая совместных усилий высшей школы и индустриальных предприятий – партнеров.