Tehniskā jaunrade un prasme pārvaldīt matēriju ir viena no senākajām cilvēka brīvības izpausmēm. Kopš antīkās pasaules, kur sengrieķu techne apzīmēja gan amata prasmi, gan mākslu radīt, un cauri viduslaiku cunftes meistaru darbnīcām līdz pat industriālajai revolūcijai un pirmskara Latvijas tehnikumu tradīcijai, inženiera mugurkauls ir kaldināts tiešā saskarē ar materiāla pretestību. Vilhelms fon Humbolts, formulējot izglītības misiju, uzsvēra brīvu izpēti un patiesības meklējumus kā nācijas attīstības pamatu. Mehatronikā un mašīnbūvē šī patiesība nav abstrakta — tā ir ieslēgta metālā, vītņu solī un elektriskajā slēgumā.

Taču mūsdienu izglītības pārvaldībā, tiecoties pēc ārējas kārtības un drošības, arī praktisko mācīšanos nereti cenšas ielikt glītā, nekaitīgā būrītī. Izglītības iestādes pērk dārgus, hermētiski noslēgtus mācību stendus ar krāsainām pogām un paslēptiem vadiem, kur kļūdīties nav iespējams. Ekrāns visu pacieš. Dzelzis nepacieš.

Mūsdienu dzīvesveidu raksturo intensīva ekrānu lietošana un atrautība no fiziskās pasaules, un tieši šī kombinācija ir pretrunā jauna cilvēka dabiskajai, kognitīvajai vajadzībai sajust sava darba reālo, taustāmo sekmi. Mēs esam kļuvuši par iekštelpu un skārienjutīgo stiklu paaudzi. Izglītības konferencēs un tehnoloģiju izstādēs mums nemitīgi apgalvo, ka jauniešus varot ieinteresēt tikai ar virtuālās realitātes brillēm un digitālajiem dvīņiem (autora viedoklis — īsts, eļļains dzelzis un reāls uzdevums jaunieša smadzenes un acis iededzina nesalīdzināmi spēcīgāk nekā dārgākā simulācija). Par pretējo viedokli man rada aizdomas apstāklis, ka izglītības modernizācijas dienaskārtību nereti diktē programmatūras un mācību stendu tirgotāju mārketings, nevis rūpnīcu cehu realitāte.

Cik tas neliktos savādi, šonedēļ pirmā kursa audzēkņu acis visspilgtāk iedegās nevis pie datorekrāniem, bet pie vecas, norakstītas konvejera vadības sadalnes.

Moduļa "Mehatroniskas sistēmas industriālajā ražošanā" tematiskajā plānā trešais sasniedzamais rezultāts prasa ko ļoti konkrētu: spēju izvēlēties un droši lietot darbarīkus montāžas darbos, izprast to tehniskos parametrus un izvērtēt nepiemērota darbarīka izmantošanas riskus. Par mērinstrumentu kalibrāciju un derīguma termiņiem bijām izrunājušies teorijā, bet tagad priekšā uz darbagalda gulēja īsts industriālās vēstures slānis. Vecs skapis, kurā zem putekļu kārtas dzīvoja deviņdesmito gadu Siemens S7-300 programmējamais loģiskais kontrolleris (PLC), ievada/izvada (I/O) bloki, masīvi motoru kontaktori, spaiļu rindas un simtiem savilktu vadu.

Psiholoģiskais uzstādījums pirmajā mirklī šķiet atbrīvojošs: šī sadalne ir norakstīta, to salauzt vairs nevar. Bailes kļūdīties — tas smagais akmens, kas tik bieži paralizē pirmkursnieku pie dārga laboratorijas stenda — pazūd. Taču brīvība bez atbildības ir tikai demolēšana. Tāpēc uzdevums nebija sadalni izārdīt kā metāllūzni, bet gan veikt donora operāciju: rūpīgi izjaukt to pa komponentēm un sašķirot, lai katru spaili, kontaktoru un pat veco S7-300 varētu izmantot nākamajos projektos.

Un te nu "ekrānu paaudze" saduras ar fiziku.

Neliels mehānikas stundas atkārtojums — kāpēc tik daudzas skrūves industriālajās sadalnēs tiek neatgriezeniski sabojātas jau pirmajā minūtē? Ikdienā cilvēks katru krustveida skrūvgriezi sauc vienkārši par "krustiņu". Taču inženierijā pastāv fundamentāla ģeometriska atšķirība starp Phillips (PH) un Pozidriv (PZ) standartiem. Vēsturiski Phillips profils ar slīpajām rievām tika radīts tā, lai pie noteikta griezes momenta skrūvgrieža gals pats izslīdētu no skrūves galvas (cam-out efekts), neļaujot agrīnajiem pneimatiskajiem instrumentiem pārraut vītni. Savukārt industriālajā automātikā — uz kontaktoriem, automātslēdžiem un spailēm — gandrīz vienmēr izmanto Pozidriv (PZ) vai kombinēto PlusMinus (PZ/SL) profilu. PZ krustam spārni ir ar paralēlām malām un papildu četrām sīkām šķautnēm 45 grādu leņķī. Tas ir konstruēts tā, lai instruments skrūvē sēdētu bez brīvkustības un nodotu maksimālu spēku bez izslīdēšanas.

Un vēl viena vidusskolas fizikas stundas atziņa — spiediens ir spēks, kas darbojas uz noteiktu laukumu. Ja audzēknis paņem nepareizo — PH2 — skrūvgriezi un mēģina ar to atskrūvēt trīsdesmit gadus nostāvējušu, iesūbējušu kontaktora PZ2 skrūvi, saskares laukums starp instrumenta tēraudu un skrūves galvu ir niecīgs. Griežot ar spēku, viss spiediens koncentrējas uz šaurām metāla šķautnēm, skrūvgriezis ceļas augšup, pārsniedz metāla tecēšanas robežu un vienā mirklī "aprauj" skrūves iekšpusi gludu kā spoguli. Fizikāli tas nozīmē neatgriezenisku struktūras degradāciju — entropijas uzvaru vienā konkrētā spailē, kuru vairs nevarēs izmantot nevienā projektā.

Laboratorijā ik pēc dažām minūtēm skanēja sauciens: "Skolotāj, man nesanāk! Skrūve negriežas!"

Visvienkāršākais ceļš pedagogam būtu pieiet, paņemt īsto instrumentu un atskrūvēt. Vai uzreiz pateikt priekšā: "Tu paņēmi PH, bet tur vajag PZ!" Taču tad mācīšanās nenotiek. Tāpēc mana atbilde lielākoties bija mierīga atkāpšanās: "Padomā vēl. Paskaties uz skrūves galvu un paskaties uz savu skrūvgriezi. Te ir citi varianti, kā to izdarīt." Es parādīju principu uz vienas spailes, bet tālāk — pats. Ļaut audzēknim kļūdīties uz vecas sadalnes, ļaut viņam pašam ar pirkstu galiem sajust to nepatīkamo brīdi, kad nepareizs skrūvgriezis sāk slīdēt ārā no rievas, ir vienīgais veids, kā izaudzināt profesionālu intuīciju.

Jo skrūve, kas nepadodas, ir jājūt. Ir jāsaprot, kad vajag pielikt vertikālu spiedienu pa asi, kad nomainīt uzgali, un kad — bruņoties ar pacietību, soli pa solim atbrīvojot desmitiem savītu vadu, kas cits citu tur spriegumā. Šajā vadu džunglī pazuda jebkāda garlaicība. Ekrānu paaudze nemaz nevēlas būt piesieta pie ekrāniem, ja vien mēs viņiem piedāvājam darbu, kas ir īsts, patiess un izaicinošs.

Secinājumi

Vecu industriālo mezglu demontāža nav noliktavas tīrīšana — tā ir viena no efektīvākajām un lētākajām inženierpedagoģijas metodēm. Lai šāds praktiskais darbs sasniegtu savu mērķi, vērts ievērot dažus laboratorijas praksē pārbaudītus pieturpunktus:

  • Atšķiriet izārdīšanu no izjaukšanas. Pirms darba sākuma audzēknim ir skaidri jāzina gala mērķis — katrs kontaktors, spaile un S7-300 modulis ir donors nākamajam projektam. Nolauzts DIN sliedes fiksators vai aprauta skrūve nozīmē brāķi.
  • Nepasakiet priekšā pareizo atbildi pārāk ātri. Kad audzēknis sauc "man nesanāk", neņemiet instrumentu no viņa rokām. Lieciet viņam pašam salīdzināt darbarīka profilu ar skrūvi un sajust brīvkustību. Rokas atmiņa veidojas tikai caur paša pārvarētu pretestību.
  • Trenējiet inženiera pacietību. Liela vadu bunte vecā konvejera sadalnē māca sistēmiskumu — tu nevari izraut vidējo komponenti, vispirms secīgi neatbrīvojot savienojumus un kanālus.

Tajā brīdī, kad profesionālo izglītību sāk mērīt vienīgi ar sterilām datoru simulācijām, iepirkumu tabulām un standartizētiem klikšķiem virtuālajā vidē, mēs lēnām zaudējam amatnieka un inženiera domāšanas brīvību. Zaudējot tiesības kļūdīties pie īsta dzelzs un pašam atrast īsto instrumentu, zūd spēja radīt un uzturēt reālu industriju. Tāpēc pat veca, norakstīta konvejera sadalne darbnīcas vidū ir kas vairāk par metāla skapi — tā ir vieta, kur jaunais cilvēks atgūst saikni ar realitāti, iemācās cieņu pret darbarīku un kļūst par meistaru.