Lapin AMK:n konetekniikan koulutuksessa Kemin toimipisteessä hydrauliikan opetus on ympäröivä teollisuus huomioiden oleellinen osa koneinsinöörin koulutusta. Lisäksi Lapin AMK:n henkilöstökoulutuksena tarjottavat hydrauliikan koulutukset ovat tärkeitä ympäröivän teollisuuden henkilöstön ammattitaidon kehittämisessä. (Lapin AMK 2021b.)
Lapin AMK:n konetekniikan hydrauliikan opetus
Lapin AMK:n konetekniikan opetuksessa pääpainoalue hydrauliikan opetuksessa on hydrostatiikan puolella. Perehtyminen hydrauliikan perusteisiin alkaa ensimmäisen vuoden opinnoissa osana Konetekniikan perusteet -opintojaksoa. Toisena opintovuotena hydrauliikan perusteita syventävät opinnot ovat osana Automaatioratkaisut-opintojaksoa.
Myöhemmässä vaiheessa opintoja valinnaisena on tarjolla Proportionaali- ja servohydrauliikan opintojakso sisältäen hydrauliikkaöljyn kunnonvalvonnan. Kyseiset opintojaksot ovat osa vuosina 2014-2017 laadittua osaamis- ja ongelmaperusteista opetussuunnitelmaa (OPS 2017), joka pohjautuu osittain työelämälähtöisiin osaamisvaatimuksiin konetekniikan opetuksessa. Yleisten sekä työelämälähtöisten osaamistavoitteiden perusteella muodostettujen konetekniikan kompetenssien pohjalta on laadittu myös hydrauliikan opetuksen osaamistavoitteet.
Hydrauliikan oppimistavoitteissa on lisäksi huomioitu Euroopan öljyhydrauliikan ja pneumatiikan komitean (European Oil Hydraulic and Pneumatics Comitee, CETOP) laatima koulutusohjeistus (Kantola 2021). CETOP:n laatiman koulutusohjelman tarkoituksen on antaa yhtenäiset kompetenssit hydrauliikan koulutuksille järjestön jäsenmaissa. Jäsenmaita on 15 ja nämä kansalliset järjestöt edustavat noin tuhatta yritystä Euroopassa. CETOP tekee yhteistyötä standardoimisjärjestöjen ISO:n sekä CEN:n kanssa tarjoten erikoisosaamistaan omalla erikoisalallaan ohjeistuksien ja standardien laadintaan sekä päivitykseen.
Koulutustavoitteet CETOP:n laatimassa ohjeistuksessa ovat jaoteltuna kolmeen tasoon.
Tasojen kompetenssit on määritelty tukemaan työelämässä työskenteleviä sekä antamaan työelämään suuntaaville tarvittavat perusedellytykset hydrauliikan parissa työskentelyyn.
Tason yksi kompetenssit on määritelty henkilöille, jotka työskentelevät hydrauliikan perustoimintojen parissa toistuvasti tai lyhytaikaisesti. Ongelmien ilmetessä henkilö pyytää apua tai toimii ennalta määritetyn menettelyohjeistuksen mukaisesti.
Tasolla kaksi henkilöltä odotetaan tasoa yksi syvempää teknistä tuntemusta komponenteista ja hydrauliikkajärjestelmästä tarkistuksien suorittamiseksi, toistumattomien sekä odottamattomien ongelmien ratkaisemiseksi olemassa olevia ohjeistuksia soveltamalla.
Tasolla kolme tarkoituksena on edesauttaa henkilön teknistä tuntemusta hydrauliikasta itsenäistä vastuullista työskentelyä varten vastaten työn laadusta ja tuloksista. (CETOP 2006, s.4-6.)
Esimerkkinä CETOP:n laatimien tasojen eroista komponenttitasolla tarkasteltuna on seuraava: tasolla yksi riittää komponentin tunnistamiseksi vaadittavat taidot, tasolla kaksi vaaditaan lisäksi komponentin toimintaperiaatteen ymmärtämistä ja tasolle kolme siirryttäessä vaaditaan komponentin mitoitukseen liittyvät taidot. (CETOP 2006, s.4-6.) Lapin AMK:n hydrauliikan opetuksessa on CETOP:n kompetensseista hyödynnetty lähinnä tasoja 1-2 yhdessä työelämälähtöisten osaamistavoitteiden kanssa (Kantola 2021).
Hydrauliikan pääosaamistavoitteryhmiksi ovat näiden myötä muodostuneet:
hydraulisen järjestelmän toimintaperiaatteen oppiminen sekä siihen liittyvien peruskomponenttien tunnistaminen toimintaperiaatteineen
hydraulisten komponenttien piirustussymboleiden oppiminen sekä hydraulisen järjestelmän toimintakaavioiden tulkinta
hydrauliikan perussuureiden oppiminen sekä komponenttien perusmitoituksen suorittaminen esisuunnittelu tasolla
hydraulisten järjestelmien perussuunnittelu (mahdollisuus hyödyntää FESTO FluidSIM ohjelmistoa)
hydrauliikkajärjestelmien toteuttaminen sekä näihin liittyvien ongelmien ratkaiseminen hyödyntäen laboratorioharjoittelua.
Koneautomaation laboratorio
Hydrauliikan opiskelun tueksi on Lapin AMK:ssa 2020 uusittu koneautomaation laboratorio. Laboratorio sisältää hydrauliikan lisäksi pneumatiikan harjoituslaitteiston.
Harjoituslaitteisto koostuu Feston Didactic Learning Systems -järjestelmästä. Laitteisto kattaa kaksipuoleiset harjoituspöydät sisältäen koneikon sekä hydrauliikan komponentteja hydraulisten järjestelmien toteuttamiseksi ja ohjaamiseksi. Kuvassa 5 esitettynä hydrauliikan laboratorioharjoituspöydät.
Kuva 5. Lapin AMK:n koneautomaation laboratorion hydrauliikan harjoituspöytä.
Hydrauliikan laboratoriolaitteisto sisältää lisäksi irrallisia eri valmistajien teollisuudessa käyttämiä komponentteja, jotka tukevat toimintarakenteen oppimista todellisten konkreettisten opiskelumateriaalien avulla. Laboratoriolaitteet kattavat öljynkunnon analysoinnin suorittamiseksi tarvittavan Pamas SSB -partikkelilaskimen sekä analyysin suorittamiseksi tarvittavan oheisvälineistön. Lisäksi yhdessä TKI-henkilöstön kanssa toimien voidaan täydentää öljyn partikkelinäytteen analyysia membraaninäytteen avulla partikkelin alkuperän määrittämiseksi.
Hydrauliikan teollisuudelle suunnatut henkilöstökoulutukset
Lapin AMK:n teollisuudelle suunnatuissa henkilöstökoulutuksissa on tarjolla kaksi hydrauliikkaan liittyvää koulutusta, Hydrauliikan perusteet sekä Hydrauliikan jatkokoulutus. Kummatkin koulutukset ovat kestoltaan kolmepäiväisiä toteutuksia.
Koulutuksien järjestämispaikkana toimii koneautomaation laboratorio. Koulutuksien sisällöt
koostuvat lyhyistä teoriaosioista, joita seuraavat käytännön harjoitukset laboratoriolaitteistolla. Koulutuksien pääpaino on käytännönläheinen.
Koulutuksien pääsisällöt on muodostettu asiakastoiveiden mukaisesti ensimmäisiä koulutuskertoja toteuttaessa (Kantola. 2021). Koulutuksien sisällöt ovat vakiintuneet vuosien kuluessa, mutta sisältöjä räätälöidään tarvittaessa koulutuksen tilaajan tarpeiden mukaisesti. Vakiintuneet koulutussisällöt muotoutuvat seuraavasti:
Hydrauliikan perusteet -koulutus mukailee varsinaisen hydrauliikan opetuksen sisältöjä sekä edellä kuvattuja pääosaamistavoitteita. Erona varsinaiseen hydrauliikan opetukseen kuitenkin on, että koulutus tuo syventävää tietoa hydrauliikkajärjestelmään sekä komponenttitietämykseen. Koulutukseen sisältyy todellisten työelämälähtöisten ongelmien ratkaisemista ryhmässä toimien. Koulutus on tarkoitettu kertauksena hydrauliikan parissa työskenteleville ja uusille työntekijöille perehdyttämisenä hydrauliikan pariin.
Hydrauliikan jatkokoulutus on osittain perustunut tiivistettynä hydrauliikan perusteet -koulutukseen. Tämän lisäksi koulutuksessa on perehdytty hydrauliikkaöljyn kunnonvalvonnan kautta hydrauliikkajärjestelmien kunnossapitoon. Koulutuksessa tutustutaan erilaisiin tapoihin analysoida hydrauliikkajärjestelmän öljyn kuntoa sekä sen merkitykseen järjestelmän toimivuuden kannalta. Koulutuksessa on ollut osallisena myös TKI- henkilöstöä öljynäytteen membraaninäytteen analysoinnissa.
Hydrauliikan koulutuksia ja opetusta tukevat oppimisjärjestelmät
Konetekniikan opetusta tukevana oppimisjärjestelmänä jokaisella opintojaksolla on Moodle-oppimisympäristö. Ympäristö toimii pääsääntöisesti etä- ja lähiopetuksen oppimismateriaalin jakamisvälineenä, sisällöntuottamisen työvälineenä, tehtävien antamis- ja palauttamispaikkana, kyselyjen ja tenttien suorittamispaikkana, viestintäkanavana sekä arviointialustana. Kuvassa 6 on esitettynä osakuvaus hydrauliikan opintojakson opiskelumateriaalin jakamisrakenteesta Moodle-alustalla.
Kuva 6. Moodle alustan oppimateriaalirakennetta.
Hydrauliikan opetuksessa Moodle toimii materiaalin jakamispaikkana sekä tehtävien palautuspaikkana. Alusta toimii tehtävien, annetun palautteen sekä arvioinnin suorittamisvälineenä. Alustaa käytetään myös itsenäisten opiskeluosuuksien toteuttamiseen.
Etäopetuksen tukena Lapin AMK:lla on käytössään Adobe Connect (AC) -verkkokokousympäristö. AC mahdollistaa reaaliaikaisen vuorovaikutuksen sekä äänen ja materiaalin jakamisen opiskelijoiden kanssa. Tallennetut AC-luennot tarjoavat mahdollisuuden ajasta ja paikasta riippumattomaan opiskeluun. Ohjelmiston avulla voidaan jakaa opetusmateriaalia eri muodoissaan, tuottaa reaaliaikaista visuaalista tietoa valkotaulun avulla sekä aktivoida opiskelijoita esimerkiksi ryhmätilatyöskentelyllä. AC on muokattavissa ja hallittavissa monipuolisesti eri tilanteisiin sopivaksi, minkä johdosta se sopii hyvin monimuotoisten opetustilanteiden toteutusalustaksi.
Moodle-alusta ominaisuuksineen täyttää monia virtuaalisen oppimisympäristön vaatimuksia sekä tukee jatkuvan oppimisen ideologiaa. Moodlen ohjelmistotyökaluja hyödyntämällä voidaan toteuttaa itsenäisiä ajastettuja opiskeluosuuksia sekä täysin itsenäisen opiskelun kattavia opintokokonaisuuksia Näihin opiskelu- ja asiakokonaisuuksiin voidaan luoda esimerkiksi automaattisia tehtävä- ja tenttitoteutuksia, joiden arviointituloksen oppilas näkee
heti suorituksena jälkeen. Hyväksytty suoritus voidaan asettaa määrittämään etenemisen seuraavaan opinto-osuuteen.
Lisäksi hydrauliikan opetuksessa on laboratorion harjoituslaitteistoa tukeva Festo FluidSIM -simulointiohjelma. Simulointiohjelma on mukana hydrauliikan opetuksessa osana laboratorioharjoituksia sekä luento-opetusta. Laboratorioharjoituksen kohdalla ohjelmisto toimii harjoituksien simulointimallien toteutusalustana ennen konkreettista harjoituksen toteuttamista hydrauliikan laboratoriolaitteistolla. Etäopetuksessa ohjelmisto HomeUser-lisenssillä. HomeUser-lisenssillä ohjelmisto toimii hydraulisten järjestelmien simulointisalustana tukien hydrauliikan etäopetusta. Kuvassa 7 on esitetty Festo FluidSIM-simulointimalli toteutettavasta hydrauliikan laboratorioharjoituksesta.
Kuva 7. Festo FluidSIM simulointimallinnusesimerkki.
Simulointiohjelmisto sisältää simulointimahdollisuuden lisäksi käytettävien komponenttien teknistä sekä toimintaperiaatteeseen sisältyvää tuotetietoa hydraulisten järjestelmien toimintaan, mitoitukseen sekä komponentteihin liittyen. Tuotetiedoissa on havainnollistavia kuvia sekä animoitua demonstraatiomateriaalia tukemassa oppimista.