Jaki temat pracy inżynierskiej wybrać? Na co zwrócić uwagę? Ile czasu zajmuje napisanie inżynierki? Kilka porad na temat ostatniego wyzwania studenta.
Skąd wziąć temat pracy?
Czas na studiach płynie niesamowicie szybko i nim się obejrzymy trzeba będzie zabrać się za pisanie pracy. Najtrudniejszą rzeczą jest zrobienie tego pierwszego kroku – wybranie i zarezerwowanie tematu pracy inżynierskiej. Kiedy należy to zrobić? Jeśli program studiów zakłada 7 semestrów nauki, to mniej więcej pod koniec drugiego roku zaczniesz słyszeć wokół siebie pierwsze rozmowy na ten temat. Z kolei na tablicach ogłoszeniowych zaczną pojawiać się długie, tajemnicze ciągi kartek – listy tematów prac. Oba te fakty będą wyraźnym sygnałem, że należy zainteresować się sprawą.
Jeśli jesteśmy ambitni i nasze oceny to potwierdzają, istnieje duża szansa, że jeden z prowadzących sam zaproponuje nam jakiś temat. Jeśli jednak nie wpadniemy nikomu wystarczająco w oko, to mamy jeszcze dwie opcje:
- wspomniana lista tematów przygotowana przez uczelnię
- pomysł zrodzony w odmętach naszej fantazji
Co prawda własne pomysły studentów są często nie do zrealizowania, ale zawsze można spróbować, prawda? Jeśli znajdziemy promotora otwartego na nasze wizje, to istnieje duża szansa, że (po sporych modyfikacjach) jedną z nich uda się zrealizować. Innym, może nawet lepszym sposobem na zdobycie ciekawego tematu pracy, jest odwiedzenie kilku prowadzących i podpytanie ich, czy nie mają przypadkiem jakichś interesujących propozycji (sam w ten sposób zdobyłem świetny temat).
Jak wspomniałem większość uczelni nie pozostawia studentów na pastwę losu i przygotowuje obszerne listy tematów do zrealizowania – od prostych prac dla osób chcących mieć sprawę szybko z głowy, po zaawansowane projekty wspierane przez zewnętrzne firmy. To od nas zależy jak ważna jest dla praca inżynierska i czy wiążemy z naszym kierunkiem przyszłość.
Jakie są rodzaje prac inżynierskich?
Jeśli już znajdziemy potencjalnie interesujące nas tematy, warto wiedzieć z czym one się wiążą. Oczywiście najlepiej jest zapytać o to samego opiekuna danej pracy – to rozwiewa zazwyczaj wszystkie wątpliwości. Dla osób nie będących jeszcze na etapie rozmów, postanowiłem przedstawić trzy główne kategorie na jakie dzielę prace inżynierskie:
1. Praca teoretyczna
Tego typu tematy polegają na przeanalizowaniu pewnych zagadnień, zebraniu o nich odpowiedniej liczby informacji i przedstawieniu wyników tejże analizy. Przykład?
Ruchy Browna – porównanie teorii Einsteina i Smoluchowskiego
Ruchy Browna, odkryte w 1827 r., to permanentne i nieregularne ruchy
cząsteczek umieszczonych w cieczach lub w gazach. Porównać teorie owego zjawiska, zaproponowane niezależnie przez przez Alberta Einsteina (1905), Mariana Smoluchowskiego (1906) i Paula Langevina (1908).
Wymagana znajomość podstawowego kursu fizyki ogólnej, zwłaszcza termodynamiki, elementarnego rachunku różniczkowo-całkowego oraz podstaw teorii prawdopodobieństwa.
Czyż nie brzmi to jak przekopywanie grubych ksiąg i masa notowania? Dodatkowo trzeba tutaj posiadać pewien zasób wiedzy, by zrozumienie wybranych zagadnień było w ogóle możliwe. Jeżeli jesteś teoretykiem, a dłubanie śrubokrętem cię nie interesuje, to ten typ pracy jest zdecydowanie dla ciebie.
2. Praca praktyczno-badawcza
Wariant ten polega na przeprowadzeniu pewnych badań lub testów, a następnie (z dużą pomocą teorii) opracowanie uzyskanych wyników pod kątem wyznaczonego zadania. Przykład:
Porównanie pulsoksymetru transmisyjnego i odbiciowego
W ramach pracy należy wykorzystać czujniki produkowane przez firmę Maxim oraz Texas Instruments. Konieczne jest użycie systemu mikroprocesowego z interfejsem komunikacyjnym SPI/I2C. W ostatnim etapie dokonać należy porównania czułości dwóch metod pomiarowych
Prace te zakładają na przykład porównanie dwóch metod pomiarowych, algorytmów czy przeprowadzenie testów pracy maszyn i urządzeń w różnych warunkach. Tutaj również nie obędzie się bez pozyskania pewnej książkowej wiedzy – bibliografia to podstawa każdej pracy. Siłą tego typu tematów jest jednak możliwość faktycznego przetestowania pewnych rozwiązań. Student ma okazje przekonać się na własnej skórze, ile trudności może sprawić proste na pierwszy rzut oka zadanie. Dwa identyczne eksperymenty dają różne wyniki? Pojawiają się nieprzewidziane szumy i zakłócenia? Błąd, czy może naturalna kolej rzeczy? Każdy problem to okazja do nauki i świetny materiał na rozdział poświęcony wnioskom.
3. Praca konstrukcyjno-badawcza
,,Projekt, wykonanie i uruchomienie…” – tymi słowami zazwyczaj rozpoczyna się większość tematów prac inżynierskich na kierunkach takich jak Automatyka i Robotyka czy Fizyka Techniczna. Są to prace wymagające największej kreatywności, a jeśli nasz opiekun ma odpowiednie podejście, to również sporej dawki samodzielności. Oto przykład:
Projekt, wykonanie i uruchomienie modelu dwuosiowego robota równoległego.
Celem pracy inżynierskiej jest opracowanie, wykonanie i uruchomienie modelu dwuosiowego robota równoległego. Należy opracować zarówno części mechaniczną i elektroniczną robota. Sterownik robota powinien być zrealizowany w oparciu o zestaw uruchomieniowy STM32F4DISCOVERY z mikrokontrolerem STM32F407
Praca taka może polegać na wielu rzeczach (a zazwyczaj kilku jednocześnie):
- zaprojektowanie i wykonaniu konstrukcji mechanicznej oraz elektroniki urządzenia
- zaprojektowanie układu sterowania wraz z odpowiednimi funkcjami i algorytmami
- napisanie interfejsu (na panel dotykowy, kasetę przycisków, software na PC)
- implementacja transmisji danych i ich obróbka (zbieranie danych, zapisywanie, tworzenie wykresów i tabel)
Tego typu tematy są zdecydowanie najbardziej rozbudowane i wymagają zdobycia wiedzy z wielu różnych dziedzin. Oczywiście duża część studentów nie zdaje sobie sprawy z faktycznego ogromu prac jakie ich czekają. Sam tego doświadczyłem i miałem ogromne szczęście, że promotor mógł zawsze poświęcić mi czas, a część podzespołów mojej pracy wykorzystywał również inny kolega i mogliśmy podzielić się doświadczeniami.
Łatwo tutaj wpaść w pułapkę i rozpocząć duży projekt, którego nigdy się nie skończy. Znam studentów, którzy potrafili swoją pracę inżynierską ciągnąć latami bez jakiejkolwiek chęci jej ukończenia. Jeśli po długich latach nauki nie postawimy przysłowiowej ,,kropki nad i”, to jest to w moim odczuciu zmarnowanie całego poświęconego przez nas czasu. Dlatego warto wybrać temat ambitny, ale taki, który nie pozwoli nam się szybko wypalić.
Ile czasu zajmuje napisanie pracy?
Każdy z przedstawionych wcześniej typów prac to zupełnie inne wymagania pod względem spożytkowanej energii i czasu. W moim przypadku wykonanie projektu i napisanie pracy inżynierskiej zajęło prawie rok. Temat, którego się podjąłem był dość złożony (projekt elastycznej układnicy magazynowej) ale znalazłyby się zapewne osoby, które poradziłyby sobie z nim znacznie szybciej. Jeden znajomy zdążył nawet napisać dwie inżynierki, zanim ja w ogóle wymyśliłem z czego zrobię moje urządzenie…
Etap projektu, konstrukcji i eksperymentów
Prace oparte na projekcie, konstrukcji urządzenia i przeprowadzeniu szeregu badań to dość długa historia. Etap projektowania okazuje się być żmudną i bolesną walka między możliwościami i kosztami wykonania, a naszą ,,młodzieńczą fantazją”. Budowa jest niekończącym się procesem udoskonaleń – wiecznie coś nie działa, komunikacja pada, a rezystory eksplodują (w sumie to eksplodował mi tylko jeden, ale za to huk był potężny). Następnie jest czas na opracowanie metodologii, oprogramowania i algorytmów (pierwszy raz w bibliotece wydziałowej?), a na koniec mamy rozruch i badania (tutaj też cały czas coś nie działa). Oczywiście później trzeba to wszystko spisać i odczekać swoje w procesie poprawek. A gdy już wydaje się, że to wreszcie koniec, promotor nagle wpada na świetny pomysł: ,,Może jeszcze przetestowałby Pan…”
Etap pisania i poprawek
Jeśli nastawiasz się na wybór łatwego tematu (napisanie prostej aplikacji, przetestowanie małego układu elektronicznego, opisanie kilku algorytmów), to rzeczą, która zajmie ci najwięcej czasu będzie samo pisanie. Można się z tym uporać nawet w tydzień i będąc w pełni z siebie zadowolonym przekazać pracę promotorowi. Później jednak zaczyna się okres poprawek i tutaj jedna rzecz jest pewna: im szybciej i mniej dokładnie napisana praca, tym okres ten jest dłuższy. W zależności od promotora (i naszych umiejętności pisarskich) może on trwać od kilku do nawet kilkudziesięciu tygodni. Z tego względu część promotorów wymaga dostarczania każdego napisanego rozdziału po kolei, by od początku ustawiać studenta ,,na właściwe tory”. Jeśli na pierwszych rozdziałach nauczymy się unikać najbardziej rażących błędów, to pisanie kolejnych stron pójdzie nam sprawniej, a i promotorowi łatwiej będzie to później przetrawić.
Ile stron powinna mieć praca inżynierska?
Nie ma tutaj żadnej ścisłej reguły. Widziałem prace o objętości 20 stron jak i opasłe, 100-stronicowe księgi. Mój promotor na ten przykład bardzo dbał o to, bym ,,nie lał zbyt dużo wody”. Stąd początkowe 112 stron skurczyło się do 77 w druku (co wyszło tak naprawdę na dobre). Wszystkie rozdziały zajęły u mnie kolejno:
- Wstęp – 2 strony
- Część teoretyczna – 18 stron
- Opis konstrukcji – 12 stron
- Opis systemu sterowania – 10 stron
- Przedstawienie zastosowanych algorytmów – 11 stron
- Badania eksperymentalne – 17 stron
Uwzględniając wnioski oraz miejsce na bibliografię i spis treści uzyskujemy wspomniane 77 stron. Oczywiście praca to nie tylko czysty tekst. Spora jej część to schematy, wykresy, tabele, czy chociażby fragmenty napisanego kodu.
Czy temat pracy jest ważny dla mojej przyszłości?
Pamiętam jak myślałem, że jeśli wybiorę ambitny temat pracy, to automatycznie będę miał jakąś przewagę u pracodawcy. Owszem, jeśli staramy się o pierwszą pracę i nie mamy doświadczenia zawodowego, to pytania o przebieg studiów i temat pracy wysuwają się na pierwszy plan. Ciekawa i rozbudowana inżynierka to z pewnością dobry sposób na zaprezentowanie przyszłemu pracodawcy zdobytej wiedzy teoretycznej i praktycznej.
Jeśli staramy się o pracę u producenta sterowników, a nasz temat wymagał poznania jakiegoś układu od podszewki, a może nawet napisania do niego nowych bibliotek, to jesteśmy w bardzo dobrej sytuacji. Nie ważne, czy był to taki sam, czy zupełnie inny sterownik. Pracodawca widzi, że poradziliśmy sobie z trudnym zadaniem, zdobyliśmy fundamentalną wiedzę, a nauka nowych rzeczy nie jest dla nas problemem.
Należy pamiętać, że uzyskanie tytułu inżyniera wymaga odbycia praktyk zawodowych (przynajmniej na uczelniach, z którymi miałem do czynienia) i to one są naszym pierwszym zdobytym doświadczeniem. Nawet najciekawszy temat pracy nie może równać się z solidnymi praktykami, ale jest z pewnością miłym do nich dodatkiem. Oblane egzaminy i średnie oceny nie mają znaczenia. Noga może powinąć się każdemu, a i wykładowcy bywają różni. Praca inżynierska i praktyki zawodowe to jedyne elementy studiów, które są zależne całkowicie od nas, dlatego warto solidnie się nad nimi zastanowić i wybrać opcje, których nie będziemy musieli później żałować.
