מעבדה לסימולציה בהנדסת תהליכים

פרויקט במסגרת קול קורא 2 לקידום יישומי טכנולוגיות למידה

 

דני לוין,  

המחלקה להנדסה כימית, טכניון

 

מסלול של הוראה, אשר במסגרתו לומדים סטודנטים מהפקולטה להנדסה

כימית, באופן יעיל ומובנה, תכנון מלא של תהליך. התכנון מתבצע בעזרת תוכנת

הסימולציה UNISIM . מסלול ההוראה כולל שלושה קורסים, הנלמדים ברצף, בשלושת

הסמסטרים האחרונים של התואר. יוצגו מטרות המסלול, תכני הקורסים, סיכום של תוצאות

עיקריות ומסקנות מתהליך ההטמעה. כמו כן, תוצגנה ההשלכות של הפרוייקט, המבוצע

בסיום המסלול, על המחלקה ועל הבוגרים שלנו. מסלול ההוראה, אשר הופעל לראשונה

ב 2005- , יושם בשלושה מחזורים נוספים, והוכתר כהצלחה גדולה.

 

מטרות ותהליך ההטמעה

בתחילת הסמסטר השישי, ובמקביל לקורסים "תהליכי הפרדה", "הנדסת ראקטורים"

ו"בקרת תהליכים", לומדים הסטודנטים כיצד לנתח ולתכנן מתקנים כימיים בעזרת תוכנת

סימולציה ייעודית ( UNISIM ). לצורך הכרת הסימולציה פותחה לומדה מבוססת אינטרנט,

המאפשרת למידה עצמאית בקצב אישי, בהתאם להתקדמות של כל סטודנט. בסמסטר

השביעי לומדים הסטודנטים קורס העוסק בתכנון וניתוח של תהליכים. בקורס זה הם

לומדים עקרונות מערכתיים של תכנון מערכות הפרדה, שיטות לתכנון מערכות לשילוב

חום, תכנון כולל ובקרה של מתקן כימי, ושיקולים כלכליים. לבסוף, בסמסטר האחרון, הם

לומדים תכנון מפורט של המכשור הנדרש, ומתבקשים להציג תכנון מלא של התהליך.

במסגרת תהליך התכנון עובדים הסטודנטים בקבוצות. בסמסטר השישי מתכננים סימולציה

לתהליך; בסמסטר השביעי מבצעים אופטימיזציה של התהליך; ובסמסטר השמיני מייצרים

"חבילת תהליך", המבוססת על שלושת הפרוייקטים שקיבלו את הציון הגבוה ביותר

בסמסטר השביעי. הסטודנטים נחלקים לשלוש חברות בנות כ 20- סטודנטים בכל קבוצה.

התהליכים המתקיימים בכל חברה, החל מבחירת קבוצות העבודה ומנהיגי הקבוצות ועד

לתכנון הסופי, הפרסום וההצגה, נקבעים על ידי הסטודנטים בלבד. נמצא, שהעבודה

בקבוצות מקדמת עבודת צוות וכישורי מנהיגות בקרב הסטודנטים. כמו כן התרשמנו,

שאופן הלמידה במסלול החדש ללימוד תכן תהליך, מקנה לסטודנטים בטחון עצמי ובטחון

ביכולות שלהם להתמודד בקנה מידה תעשייתי עם פרוייקט מסוג זה.

 

מסקנות וחשיבות התהליך

ההצלחה של המסלול תלויה במוכנות טובה של הסטודנטים לעבודה עם הסימולטור,

הנדרשת במסגרת קורס התכן בסמסטר השביעי. כמו כן, יכולתם להתמודד בתכנון מלא של

מתקן כימי בסמסטר השמיני, מותנית ברכישת הכלים הנדרשים לכך בקורס התכן בסמסטר

השביעי. ללא ספק, המסלול החדש דורש השקעה מרובה יותר מכל הנוגעים בדבר, קרי:

צוות ההוראה והסטודנטים. רמת הביצועים של הסטודנטים במהלך הפרוייקט ובסיומו

מצביעה על העובדה שההשקעה הינה אכן כדאית.

 

רשימת מקורות

 

Lewin, D. R., Seider W. D. & J. D. Seader. (2002). Integrated process design

instruction. Computers & Chemical Engineering, 26(2), 295–306

 

Lewin, D. R., Seider, W. D., Seader, J. D., Dassau, E., Golbert, J., Goldberg, D

Fucci, M. J., & Nathanson, R. B. (2003). Using process simulators in the

chemical engineering curriculum – A multimedia guide for the core

curriculum. Version 2.0, Multimedia CD-ROM, John Wiley, New York

 

Seider, W. D., Seader, J. D., & Lewin, D. R. (2004). Product and process

design principles: Synthesis, analysis, and evaluation. New York: John Wiley

and Sons

 

 .