авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 |
-- [ Страница 1 ] --

К 75-летию ТулГУ

2

Первая международная научно-методическая конференция "Применение программных

продуктов КОМПАС в высшем образовании". Сборник трудов. – Тула: Изд-во Гриф и

Ко,

2005. - 107 с.

ISBN 5-8125-0641-8

Сборник материалов международной научно-методической конференции "Применение

программных продуктов КОМПАС в высшем образовании" содержит труды, посвященные

теории и практике применения программных продуктов семейства КОМПАС в учебном

процессе и научных исследованиях высшей школы.

The Proceedings of the Applications of Compass Software in Higher Education International Conference contains the papers devoted to theoretical and applied usage of the Compass family of software products in the university academic process and research.

© Тульский государственный университет, 2005 © Авторы сборника, Секция Общие вопросы преподавания САПР и компьютерной графики Комплексное использование САПР в инженерном образовании Калягина О.В.

АСКОН kompas@asconm.ru Качественная подготовка современного инженера может быть реализована только на основе комплексного подхода к освоению информационных технологий, в основу которого положена сквозная система обучения студентов с использованием CAD/CAM/CAE/PDM систем, активно используемых в промышленности.

Каким образом на практике организован данный подход? Начиная с первого курса, студенты параллельно с изучением классического черчения знакомятся с современными средствами подготовки конструкторской и технологической документации. Затем, базовые знания, полученные на кафедре графики, учащиеся используют при изучении общетехнических дисциплин: теория механизмов и машин, детали машин. Логическим завершением этого процесса является использование систем САПР на выпускающих кафедрах при подготовке курсовых и дипломных проектов.

В большинстве вузов САПР прочно вошли в учебный процесс, однако используется незначительная часть из доступных технологий (как правило, только 2D-проектирование, реже – 3D-моделирование).

Рис. 1 - Лестница развития систем САПР При подготовке учебных программ следует обратить внимание на тенденцию постепенного вытеснения двумерного проектирования из процесса конструкторско технологической подготовки производства. Имея на руках полную цифровую модель изделия, производственные предприятия получают возможность управлять данными об изделии на протяжении всего его жизненного цикла (концепция PLM). Кроме CAD-систем промышленность использует расчетные пакеты CAE, системы CAM и CAPP. Передовые предприятия создали единое информационное пространство с помощью PDM-систем.

К сожалению, высшая школа отстает и не обучает студентов работе с этими современными системами.

Еще один важный аспект - выбор комплекса систем автоматизированного проектирования для внедрения в учебный процесс. Это выбор определяется следующими критериями:

степень распространения программного обеспечения в профильной отрасли промышленности;

доступность освоения и сроки внедрения в учебный процесс;

комплексность решаемых задач (наличие всех необходимых в обучении модулей);

методическое обеспечение (книги, доступные электронные материалы, методические указания);

требования к аппаратному обеспечению;

стоимость программного обеспечения.

На основе вышеперечисленных критериев многие технические учебные заведения России и стран СНГ – всего более 500 – выбрали комплекс систем автоматизированного проектирования КОМПАС, разработанный российской компанией АСКОН.

АСКОН в течение многих лет проводит поддержку российского образования. В комплекс программ, поставляемых в вузы, входят конструкторская САПР КОМПАС-3D для трехмерного моделирования и КОМПАС-График для плоского черчения, САПР технологических процессов КОМПАС-Автопроект, САПР электрооборудования КОМПАС Электрик, САПР штампов КОМПАС-Штамп, и, главное, система организации электронного архива и документооборота КОМПАС-Менеджер.

Рис. 2 - Схема типового комплекса автоматизированных систем Внедрение этого комплекса позволит создать сквозной цикл подготовки инженерных кадров и выпускать востребованных на рынке труда специалистов, владеющих современными информационными технологиями в полном объеме.

О единой системе преподавания дисциплин, связанных с САПР Лукянчук C.A.

Балтийский государственный технический университет “Военмех” им. Д.Ф. Устинова»

190005. Санкт-Петербург, 1-я Красноармейская ул.,д, Ls70367@yandex.ru В данной статье будет кратко рассмотрена часть системы преподавания дисциплин, связанных с САПР на кафедре «Ракетостроения» Балтийского государственного технического университета «Военмех» им. Д.Ф. Устинова.

На первом этапе в курсе «Введение в аппаратное обеспечение аппаратное обеспечение САПР» рассматриваются общие вопросы аппаратных, программных методических и административных аспектов САПР. Курс читается на третьем курсе в весеннем семестре. Он включает в себя лекционные, лабораторные занятия. Кроме лекционных и лабораторных занятий студенты пишут реферат на тему, связанную с аппаратным обеспечением САПР. Заканчивается курс зачётом.

Рассмотрим пример лабораторной работы № 1. В этой работе студенты получают описание материнской платы и на основе лекционных занятий определяют, для САПР какого уровня её можно будет применять. Дополнительно в качестве иллюстрации создаётся модель материнской платы в КОМПАС-3D, сохраняется в формате IGES и производиться её тепловой расчёт в приложении SolidWorks – CosmosWorks. Иллюстрации к лабораторной работе № 1 показаны на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1. Модель материнской платы.

Методом факторного эксперимента была получена следующая формула регрессионной зависимости трудоемкости от параметров:

Рисунок 2. Результат теплового расчёта.

Полный список документов, по результатам выполнения работы: титульный лист, выполняется в КОМПАС, пояснительная записка с описанием и отчёт по тепловому расчёту в формате HTML.

В лабораторной работе № 2 ставиться задача выбора компонентов компьютерной системы для решения задач САПР на основе реальных цен фирм, с учётом уровня САПР системы и критерия цена/производительность.

На четвёртом и пятом курсах студентам читаются курсы «Компьютерное проектирование» или «Программное обеспечение САПР». Курс зависит от специализации группы. В этом курсе рассматриваются вопросы разработки конструкторской документации с помощью программ CAD. В основном используется КОМПАС-3D. Проектирования изделий с использованием КОМПАС-3D, обмен между программами CAD/CAM/CAE. В курсе выполняются лабораторные работы и на пятом курсе выполняется курсовая работа, связанная с другими дисциплинами кафедры.

В лабораторных работах рассматривается процесс проектирования изделий с использованием методов проектирования сверху - вниз и снизу - вверх. Примеры спроектированных узлов приведены на рисунках 3 и 4.

Рисунок 3. Головка цилиндра двигателя «Акробат»

На основе спроектированных во фрагменте узлов выполняются рабочие чертежи деталей, сборочный чертёж и спецификация. Кроме того моделируются детали и сборка в 3D. На рисунке 4 показан результат моделирования части сборки модельного двигателя внутреннего сгорания.

Рисунок 4. Трёхмерная сборка части головки двигателя «Акробат».

Таким образом можно сделать следующие выводы: Построение преподавания дисциплин в указанном порядке позволяет подготовить специалистов, владеющих конкретными программными средствами (КОМПАС-3D, SolidWorks), способных быстро освоить новые программные средства и представляющих взаимосвязи внутри САПР, а также взаимосвязь программных и аппаратных средств.

Библиографический список 1. Мураховский В. «Железо ПК» Москва, ДЕСС КОМ, I-PRESS, 2002.

2. Гук М. «Аппаратные средства IBM PC. Карманная энциклопедия». Санкт-Петербург, Питер 2002.

3. КОМПАС-3D V7 Руководство пользователя. ЗОА «Аскон» 2004.

4. Татьяна Дорн, Дмитрий Оснач «Лоцман:PLM – курс в будущее». САПР и графика 2003, Специальный выпуск.

Проблемы обучения технологиям комплексной автоматизации Черепашков А.А.

Самарский государственный аэрокосмический университет Cher-mail@mail.ru Одними из главных причин, сдерживающих внедрение комплексных проектов автоматизации в отечественной промышленности, является не только нехватка высококвалифицированных и опытных специалистов во внедренческих подразделениях фирм и организаций [1], но, прежде всего, отсутствие знаний и навыков работы в интегрированной информационной среде у работников предприятий. Практика показывает, что даже самые лучшие проекты автоматизации не находят реальной поддержки на местах без наличия достаточно глубокой, современной информационной культуры у персонала всех уровней, даже непосредственно не связанных с работой за компьютером.

Наличие выдающихся инженеров, виртуозно справляющихся с работой на локальных автоматизированных рабочих местах, не гарантирует эффективной работы интегрированной системы в целом. Для обеспечения целенаправленной коллективной деятельности персонала в среде сложной организационно-технической системы требуются не только навыки управления техническими и программными средствами на конкретном рабочем месте, но и достаточно глубокое понимание каждым участником методов и принципов функционирования всего комплекса средств автоматизации. Для этого нужны специалисты с развитым системным подходом к информационным процессам, а также достаточно серьезными знаниями методологии, стандартов и современных технологий комплексного использования промышленных автоматизированных систем для решения не только своей, но и смежных задач. Можно утверждать, что специальная подготовка кадров в области комплексной автоматизации является совершенно необходимой предпосылкой для успешного внедрения корпоративных информационных систем.

Однако, вузы, как правило, не имеют возможности проводить полноценную подготовку по комплексным технологиям из-за нехватки соответствующих средств и обеспечений, а также квалифицированных специалистов по их сопровождению. Фирмы интеграторы, в свою очередь, не могут себе позволить содержать инфраструктуру необходимую для массового образовательного процесса и штат преподавателей профессионалов. Действенным путем качественного улучшения подготовки кадров для промышленности, является объединение усилий и возможностей, фирм интеграторов, производителей программного обеспечения и специализированных учебных заведений. В качестве положительного примера можно привести программу поддержки вузов и создания в них авторизированных учебных центров, проводимою фирмой АСКОН [2].

Стремительно развиваясь, технологии интеграции автоматизированных систем формируют новую область знаний. С ее появлением в научно-технический язык уже пришло много новых терминов и понятий, таких как CALS, PDM, PLM, ИПИ и т. д. В России развитие этой перспективной области компьютерных наук началось значительно позже, чем на «Западе» и систематическая подготовка специалистов по комплексным технологиям не производилась. Поэтому в настоящее время нуждаются в обсуждении не только учебные методики, но и содержание самого предмета обучения.

Методологической основой для пропаганды и развития идей комплексной автоматизации и интеграции в промышленно развитых странах в настоящее время выступает концепция CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support). CALS-технологии, за которыми в России уже закрепилась аббревиатура ИПИ – технологии (технологи Информационной Поддержки жизненного цикла Изделий), включены также и в перечень критических технологий РФ. Многие подходы и средства CALS, которые изначально создавались для компьютеризации жизненного цикла военных заказов, оказались весьма действенным средством для сокращения сроков и повышения эффективности разработки практически любых промышленных изделий.

По определению, в область интересов CALS/ИПИ попадают все этапы жизненного цикла изделия, а решение задач интеграции автоматизированных систем предполагает знакомство со всеми основными методами и средства автоматизации и компьютеризации.

Таким образом, одним из основных требований, предъявляемых к специалисту, является обязательный широкий кругозор и универсальность технических знаний. Не вызывает сомнения, что для этого необходимо профессионально владеть предметной областью автоматизации и одновременно быть профессионалом в области информационных технологий. Такой профессиональный дуализм можно считать важным отличительным показателем специалиста по CALS/ИПИ.

К специфическим для CALS/ИПИ технологиям относятся разнородные и постоянно пополняемые методы и средства, которые принято объединять по трем группам:

технологии представления данных;

технологии интеграции данных технологии управления и реинжиниринга бизнес-процессов.

Следует особо отметить, что теория и методология CALS формируется не только за счет научных исследований и лабораторных разработок, но в значительной мере опирается на фактический материал осуществленных проектов внедрения. Опыт проектов внедрения нашел свое отражение в многочисленных стандартах. Международные и отечественные стандарты по CALS/ИПИ содержат не только формализованные до уровня правил знания, но и являются одними из главных принципов интеграции данных и нормативной опорой при внедрении и эксплуатации систем.

Сам термин «технологии» подчеркивает прикладную направленность CALS. Поэтому обучение CALS/ИПИ–технологиям, в значительной мере, должно носить прикладной, практический характер.

Основными прикладными инструментами интеграции инженерных систем выступают специальные программные средства обеспечения, предназначенные для автоматизации управления данными об изделии - Product Data Management (PDM – системы). PDM методически, организационно и информационно связаны с другими корпоративными системами (CRM, ERP и пр.). В настоящее время программные средства для автоматизации различных видов управления активно продвигаются в производственную сферу как отечественными, так и зарубежными фирмами.

Однако прежде чем приступать к практическим задачам интеграции, специалист по CALS/ИПИ должен хорошо овладеть навыками применения прикладного программного обеспечения автоматизированных систем, используемых на основных этапах жизненного цикла. Так, в цепочке прикладных систем, поддерживающих этапы жизненного цикла изделия, в наибольшей мере разработаны технологии интеграции для объединения CAD/CAM/CAE систем. В нашей стране эту область промышленной информатики принято называть обобщающим термином: «САПР». Практически все ведущие фирмы разработчики САПР в настоящее время активно создают собственные PDM-системы, и к аббревиатуре, обозначающей область интересов фирм занимающихся автоматизацией промышленности, прочно добавилась еще одна компонента (…/PDM). Решения, предлагаемые разработчиками САПР, отличаются глубоким пониманием задач и требований этапов проектирования изделия и технологической подготовки производства.

PDM является лишь одним из инструментов создания комплексной автоматизированной системы управления жизненным циклом изделия (PLM – системы).

Создание PLM – системы это достаточно длительный процесс, затрагивающий деятельность большинства служб и подразделений предприятия. Решаемые с их помощью CALS\ИПИ – технологий задачи выходят далеко за рамки САПР, а на одно из ведущих мест выходят проблемы управления процессами проектирования и производства и эксплуатации, в том числе автоматизация логистики и управления качеством выпускаемой продукции.

В какой мере и коком количестве будут востребованы промышленностью «чистые специалисты» по CALS\ИПИ, которых начали готовить некоторые вузы? Вопрос остается открытым. Но уже становится ясно, что определенную подготовку в этой области должны получать не только «компьютерщики», а специалисты инженерных специальностей, менеджеры всех уровней, работники экономических служб, снабжения и подготовки производства.

Можно выделить три основных направления подготовки специалистов в области CALS\ИПИ – технологий. Перечислим их в порядке повышения массовости.

Подготовка разработчиков программных средств обеспечения PLM – систем носит ярко выраженный индивидуальный характер. Создание коммерческих программных продуктов сейчас сосредоточено в немногих специализированных фирмах. Кадры разработчиков, как правило, подбираются туда по личным качествам и жизненному опыту и «доводятся до уровня» в процессе практической работы.

Специалисты по внедрению автоматизированных систем составляют более широкий пласт. В полной мере они могут получить практику и проявить себя в коммерческих фирмах интеграторах, которые тесно связаны с разработчиками программных средств и профессионально занимаются организацией и продвижением проектов внедрения. На предприятиях «специалисты по CALS» без наличия практического опыта не востребованы. В настоящее время такие специалисты формируются из работников предприятия в процессе участия в проекте внедрения, за счет переподготовки кадров самого предприятия. В последствии они должны будут заниматься обеспечением функционирования и развития PLM – системы. В дальнейшем можно прогнозировать постепенное увеличение числа рабочих мест для выпускников вузов на крупных предприятиях в результате массового внедрения CALS\ИПИ – технологий Самой широкой и значимой категорией обучаемых являются пользователи автоматизированных систем. Одной из главных причин неудач и проблем с низкой эффективностью при внедрении PLM – системы на предприятиях является неготовность пользователей работать «по новому». Термин «Пользователь» в данном случае приходится употреблять в самом широком смысле. Пользователями PLM, являются не только целевой персонал системы автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства, но и все смежные подразделения, также руководители всех уровней.

Желательно начинать преодоление психологических и консервативных традиций уже на студенческой скамье. А беспрецедентный темп развития компьютерных технологий требует организации регулярной переподготовки работающих специалистов на промышленных и эксплуатирующих предприятиях.

Весьма актуальной в настоящее время является проблема разработки методологии и средств обучения CALS\ИПИ – технологиям. Ели изучение теоретических основ может быть решено с помощью учебников и пособий. То проблема практического освоения новых интеграционных технологий остается открытой.

Автором предложена концепция создания в вузе учебно-научного виртуального предприятия УНВП [3], которое позволит в стенах учебного заведения целенаправленно развивать практические навыки внедрения и использования современных средств комплексной автоматизации.

Библиографический список 1. АСКОН: итоги 2004 года, стратегия 2005-2007. САПР и графика №3, 2005 г, с. 52- 2. WWW.KOMPAS-EDU. RU 3. Черепашков А.А. Основные принципы создания учебного виртуального предприятия. Актуальные проблемы развития университетского технического образования в России. – Самара.: СГАУ, 2004, - с 256- Учебное виртуальное предприятие на платформе АСКОН Черепашков А.А.

Самарский государственный аэрокосмический университет Cher-mail@mail.ru «Виртуальное предприятие» (ВП) – это один из новых терминов активно развивающейся в последние годы области технологий комплексной автоматизации промышленности, известных еще как «CALS/ИПИ – технологии». Массовое ввнедрение этих жизненно важных для Российских производителей новаций сдерживается, прежде всего, из-за отсутствия кадров, способных работать в условиях перехода на современные информационные технологии.

Ели изучение теоретических основ CALS может быть решено с помощью традиционных учебных методик, то проблема практического освоения новых интеграционных технологий остается открытой.

В настоящее время, уровень развития средств информационной поддержки изделий (ИПИ), даже на передовых предприятиях, носит, в основном, лоскутный, фрагментарный характер, не позволяющий рекомендовать их в качестве академических образцов. С экономической точки зрения, и в обозримом будущем трудно рассчитывать на полноценное использование производственной базы коммерческих, акционерных предприятий для организации массового обучения студентов. Кроме того, в условиях бурного развития новых информационных технологий, подготовка студентов в вузах и повышение квалификации специалистов промышленности должны опережать существующие достижения на предприятиях.

Для информационной поддержки учебного процесса по CALS/ИПИ – технологиям в условиях учебного заведения предлагается использовать своеобразные комплексные компьютерные модели (прототипы) PLM производственного предприятия. Все рабочие места такого виртуального предприятия связаны между собой только компьютерной сетью и территориально могут располагаться в различных подразделениях учебного заведения.

Название «Учебное виртуальное предприятие» как нельзя лучше соответствует «духу и букве» задач обучения технологиям управления жизненным циклом (PLM) промышленной продукции.

Уже в силу своего образовательного предназначения учебное виртуальное предприятие должно обладать существенными отличительными признаками. Целью персонала учебного ВП является практическое освоение и опытная отработка CALS/ИПИ – технологий, программных и технических средств автоматизации, информационных моделей и стандартов. Предполагается использование ВП в качестве лабораторной и опытно-научной базы учебного заведения. Что позволяет ввести в обращение общее название: «Учебно Научное Виртуальное Предприятие» (УНВП) вуза, которое мы и будем использовать.

УНВП даже может не производить материальных объектов и изделий, а оперировать их информационными моделями и имитаторами. Решение малоразмерных и компактных учебно-исследовательских задач позволит реализовать интеграционные цепочки информационных технологий опережающими темпами по сравнению с промышленными предприятиями, а отсутствие материальных объектов минимизирует затраты.

Таким образом, можно дать следующее определение учебного виртуального предприятия, действующего в рамках высшего учебного заведения.

УНВП вуза – комплексная автоматизированная организационно – техническая система, объединяющая в рамках виртуальной интегрированной информационной среды различные (по подчиненности и собственности) подразделения и средства автоматизации учебного заведения и других организаций, предназначенная для практической подготовки и научных исследований обучаемых в области современных информационных технологий поддержки производства.

УНВП должна использоваться в качестве полигона, позволяющего многократно и быстро изменять условия производственной среды. В процессе учебной деятельности в составе УНВП обучаемый получает возможности для апробации различных ролевых функций, присутствующих в сложной автоматизированной системе.

Прототипом, при создании УНВП вуза, может выступать конкретное промышленное предприятие, или обобщенная модель предприятий, в которой используется или имитируется организационная и информационная структура, построенная по типовой отраслевой схеме. В данном случае формируется единое информационное пространство (ЕИП) приближенное к реальным условиям и отражающее специфику определенной предметной области. Причем, варьируя структуру, состав и управляя переменными единой информационной среды можно проводить исследования различных PLM-решений и даже проводить оптимизацию выбранного варианта.

В идеале УНВП должно содержать такую информационную модель (или совокупность моделей) предприятия, которая позволяла бы изучать все виды управления - от стратегического до оперативного. Для этого модели должны отражать не только внутренние составляющие и процессы, но и учитывать все исследуемые "возмущения" внешней среды от экономических показателей и условий эксплуатации продукции, вплоть до экологических факторов, которые оказывают как прямое, так и косвенное влияние на производимые предприятием товары и услуги. Комплексная структура моделей фактически является концептуальным каркасом для увязки содержательных представлений всего многообразия процессов, протекающих как на предприятии, так и вне его и подлежащих автоматизации.

Например, можно выделить следующие виды моделей: функциональная модель, модель управления, модель обеспечения, модель окружения. Каждый такая модель должна быть определенным образом связана с совокупностью сопряженных моделей. Множество функциональных моделей определяется разнообразием производимых предприятием товаров и услуг. Множество моделей управления зависит от различаемых видов и методов управления: и диспетчеризации процессов и ресурсов. Модели обеспечения определяются как видами требуемых ресурсов, так и периодом их поддержания. Разнообразие моделей окружения зависит от структуры жизненного цикла производимых товаров и услуг, организационно-территориальных факторов и множества анализируемых ресурсов.

Интеграционным ядром УНВП является система управления данными (PDM) и потоком работ (Work Flow).

В УНВП PDM – система используется не только для управления данными о продукции, но и как средство управления учебным процессом. Можно выделить следующие основные функции PDM, сформулированные с акцентом на обучение:

1. Хранение полного комплекса метаданных по учебным изделиям, справочников, нормативной и методической документации, а также архивирование результатов работы и всей истории учебной деятельности персонала.

2. Управление потоком работ, производимым в процессе учебной деятельности, от момента выдачи задания, вплоть до оценки и анализа результатов обучения.

3. Текущий и оперативный учет и король содержания и длительности всех этапов учебной деятельности.

Для обучаемых PDM – система играет роль рабочей среды, непосредственно реализуя разработанный преподавателем сценарий учебной деятельности.

Основным существенным отличием учебного виртуального предприятия от промышленных его аналогов является необходимость автоматизации обучающих функций.

Таким образом, в УНВП становиться обязательным широкое использование автоматизированных обучающих систем и компьютерных тренажеров [1,2]. А в прикладных программах и автоматизированных системах, задействованных в УНВП необходимо акцентировать и развивать их потенциальные обучающие возможности.

По большому счету, основной продукцией УНВП являются специалисты успешно прошедшие курс обучения. В рамках УНВП естественным представляется хранение в PDM – системе, наряду с технической информацией данных по жизненному циклу самого обучаемого. От начала подготовки до дипломного проектирования (и даже далее) могут сохраняться все учебные работы, информация об успеваемости, освоенных курсах обучения и т. п. Эти данные могут быть использованы для создания «Модели обучаемого».

Понятие «Модель обучаемого» уже давно используется в автоматизированных системах управления образованием АСУО и автоматизированных обучающих системах (интеллектуальных АОС [1]).

В УНВП, по аналогии с интеграцией PDM и ERP в промышленности, ставится задача интеграции PDM – АСУО и PDM – АОС в рамках единого информационного пространства.

АСУО предназначены для автоматизации организационных процедур, таких как составления списков учебных групп, ведомостей, расписаний занятий. Наиболее продвинутые системы позволяют автоматизировать составление индивидуальных планов обучения для каждого студента. АОС, входящие в состав УНВП, предназначены для автоматизации частных учебных методик. Модель обучаемого, в данном случае, позволяет учитывать личные психофизические особенности при выборе адаптивной стратегии обучения. В состав многих АОС входят подсистемы тестирования и контроля знаний обучаемых.

Отличительные особенности и принципы создания УНВП определяют требования к используемым для его реализации средствам автоматизации.

В качестве прикладной программной платформы УНВП должны быть тщательно выбраны актуальная для отечественной промышленности PDM – система и хорошо совместимый с ней, комплекс средств автоматизации покрывающий основные этапы жизненного цикла изделий и обладающий рядом следующих свойств.

Дружественность и интуитивная понятность пользовательских интерфейсов.

Развернутая и полная помощь и документированность на русском языке.

Наглядность в демонстрации основных функций и возможностей информационных технологий, методов и средств.

Доступность и устойчивость связей с фирмой производителем.

Распространенность консультационных и внедренческих услуг.

Относительно невысокая стоимость программного обеспечения его внедрения и сопровождения.

Простота инсталляции, настройки и обслуживания программного обеспечения.

Невысокая требовательность к уровню используемых технических средств.

Практическая ценность для внедрения на предприятиях региона.

Разумеется, что для проведения эффективной учебно-методической работы необходимо использовать лицензионные программные средства.

В эти условия достаточно хорошо вписываются PLM решения, развиваемые российской фирмой АСКОН. Кроме вышеперечисленных требований можно отметить еще ряд положительных факторов.

Продукция АО АСКОН полностью соответствует отечественным стандартам, лицензирована «РОСИНФОСЕРТ» Министерства РФ по связи и информатизации, а также одобрена головным научно методическим центром по сертификации информационно программных средств учебного назначения.

Наличие комплекта учебных и методических материалов в базовой поставке системы.

Программа поддержки учебных заведений, включая льготные поставки ПО, создание сертифицированных учебных центров.

Наличие единой системы сертификации специалистов и преподавателей как независимого критерия оценки деятельности УНВП.

Библиографический список 1. Соловов А.В. Проектирование компьютерных систем учебного назначения: Самара:

СГАУ, 1995. 138 с.

2. Комаров В.А., Черепашков А.А. Компьютерные тренажеры для конструкторов // Полет. – М., 1999. - №8. - С. 31-36.

Использование САПР в сквозной информационной подготовке при обучении инженеров-сварщиков в ТГУ Федоров А.Л., Шашкин О.В.

Тольяттинский государственный университет oleg@tltsu.ru Требованиями Государственного образовательного стандарта по направлению «Машиностроительные технологии и оборудование» в качестве области профессиональной деятельности инженера предусмотрено «применение современных методов проектирования, математического, физического и компьютерного моделирования;

использование средств конструкторско-технологической информатики и автоматизированного проектирования…».

В качестве объекта профессиональной деятельности Государственные образовательный стандарт предусматривает «…средства информационного, метрологического, диагностического и управленческого обеспечения технологических систем для достижения качества выпускаемых изделий…».

Поэтому в Тольяттинском государственном университете в учебный план подготовки инженеров специальности 150202 «Оборудование и технология сварочного производства»

внедрена сквозная информационная подготовка. Помимо изучения дисциплины «Основы информатики» (1 курс), внедрены дисциплины «Параметрическое моделирование технических объектов» (CAD) в 4 семестре, «Автоматизированные системы исследования технических объектов» (САЕ) в 7 семестре. Дисциплина «Компьютерные технологии и САПР в инженерном деле» ранее изучавшаяся в 9 семестре сейчас изучается в 8 и 9 семестре при сохранении прежнего количества часов.

Определенные проблемы представлял выбор изучаемых систем. Принято решение трехмерному моделированию (CAD) обучать в программных средах AutoCAD, КОМПАС 3D, Unigraphics NX. Сравнительно простую и дешевую программу AutoCAD используем для получения начальных навыков трехмерного моделирования. Кстати, обучению трехмерному моделированию будущих сварщиков мы начинали в программе AutoCAD2000 с 2001 года.

Хотя функция получения трехмерных объектов путем трансформации двумерных объектов в программе AutoCAD2000 реализована, данное направление нами не рассмотрено, здесь идет обучение созданию трехмерных объектов с помощью первичных строительных блоков.

Умение работать с программой КОМПАС, на наш взгляд, необходимо, так как это мощнейшая российская разработка поддерживающая отечественные стандарты. Unigraphics широко применяют на АО АвтоВАЗ, а это главный «потребитель» наших выпускников среди промышленных предприятий Самарской области и города Тольятти.

Опыт внедрения трехмерного моделирования показал, что стартовый уровень компьютерной подготовки не имеет принципиального значения. Определяющим является пространственное воображение и прилежание. Прослеживается четкая корреляция между успеваемостью по дисциплине начертательная геометрия и скоростью освоения работы по созданию трехмерных моделей.

Методическое обеспечение, предлагаемое в литературе или во встроенных инструкциях пользователя, имеющихся в программах, радикально перерабатывалось.

Подробно рассмотрены только необходимые для выполнения данной работы функции, но при этом давалось тщательное описание реализации данной функции. Приведены необходимые комментарии. Разработаны плакаты, поясняюще особенности получения трехмерных моделей, проведение булевых операций сложения, вычитания, пересечения.

Подробно рассмотрены Изучение основ компьютерного инженерного анализа проводится на примере исследования моделей в программной среде NASTRAN. Учитывая особенности подготовки инженера сварочной специальности в качестве трехмерных изучаемых моделей предложено использовать объекты, имитирующие сварные соединения, сварные конструкции.

Выполненные в программах AutoCAD2000 и КОМПАС трехмерные модели импортируются в NASTRAN и там исследуются. Как вариант, внедрены лабораторные по созданию трехмерных моделей непосредственно в программе NASTRAN и дальнейшему их исследованию. Студенты исследуют напряженно-деформированное состояние различных видов сварных соединений, влияние формы сварного соединения и дефектов на их прочность. Разработаны наборы типовых заданий, содержащих модели различных типов сварных соединений. Студенты производят расчет на прочность по методу конечных элементов различных видов сварных металлоконструкций. При этом они углубляют знания, полученные ранее при изучении дисциплины «Проектирование сварных конструкций» и при выполнении курсового проекта по данной дисциплине. Курсовой проект предусматривает расчет сварной балки, сварной стойки и листовой конструкции. На лабораторных работах по инженерному анализу студенты производят расчет аналогичных конструкций в среде NASTRAN. При этом у них есть возможность сравнения достоинств и недостатков ручного и автоматизированного анализа.

Обучение в 8 и 9 семестре углубляет навыки и умения полученные ранее. Так, разработаны лабораторные работы по синтезу управляющих программ для оборудования с ЧПУ (в программе Unigraphics NX). Каждому студенту выдается индивидуальное задание – чертеж изделия. Пользуясь навыками и умениями, полученными ранее, студент разрабатывает трехмерную модель изделия, оценивает ее прочность, разрабатывает трехмерную модель заготовки с учетом припуска, подбирает метод обработки, инструмент, назначает режимы резания. При этом студент повторяет основные положения раздела «Обработка металлов резанием» дисциплины «Технология конструкционных материалов».

Разработаны лабораторные по созданию сборок в программе КОМПАС. Впечатляют студентов возможности анимации, например демонстрация работы металлорежущего станка в программе Unigraphics NX (обработка заготовки), в сборках – кинематика созданного механизма, в программах инженерного анализа – возможность просмотра деформации конструкции.

Особое внимание уделено компьютерной безопасности. Для каждого студента создается индивидуальная папка, доступ к которой имеет только он и на время работы.

Возможность сохранить результаты работы на другие носители исключается. Данные мероприятия не позволяют нерадивым студентам пользоваться плодами чужого труда, что повышает навыки самостоятельной работы.

Ряд исследователей подчеркивают, что опасность внедрения информационных технологий в обучение кроется в том, что обеспечивается легкость получения разнообразной информации. Поэтому задача педагога состоит в том, чтобы направить усилия обучаемых на самостоятельную выработку новых знаний, а не информации, представляющих собой результат познавательного процесса, полученный самим обучаемым. С учетом этого, задание на построение трехмерных моделей выдается в виде различных деталей, или их двумерных чертежей. Задание на построение сборок и исследование их кинематики выдается в виде реального механизма.

К высокоэффективному производству через качественное образование Пирогова И.И., Велижанцев Е.В.

Филиал ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ» в г. Каменске-Уральском Свердловская обл., г. Каменск-Уральский, ул. Ленина, д. upi@k-uralsk.ru В настоящее время на предприятиях города появилось большое количество современной высокопроизводительной техники с ЧПУ, которая позволяет изготавливать изделия очень сложной геометрической формы.

Для расчета геометрии и составления управляющих программ для такого оборудования требуется применение современных систем автоматизированного проектирования. При чем на каждом этапе жизненного цикла детали (изделия) применяется вполне определенный элемент системы САПР.

Рассмотрим основные этапы жизненного цикла абстрактной детали.

1 этап – проектирование детали.

2 этап – технологическая подготовка производства и изготовления детали.

3 этап – контроль готовой детали.

В настоящее время для проектирования детали и создания конструкторской документации применяются CAD-системы. Эти системы позволяют воплотить замысел конструктора в электронном виде и так же получить комплект традиционной конструкторской документации. На современном рынке представлено большое количество различных CAD-систем, которым необходимо обучать современного студента. Но будем реалистами, в связи с таким многообразием CAD-систем, студента в вузе реально обучить одной двум системам, с которыми в дальнейшем он мог бы работать на достаточно высоком уровне.

Как же осуществить отбор тех CAD-систем, которым надлежит обучать студента?

Существует несколько путей выбора. Один из которых – выяснить, куда в дальнейшем собирается устраиваться будущий инженер, и соответственно обучить тем CAD-системам, которые применяют на конкретном предприятии. Но, поскольку системы распределения специалистов не стало, то не каждый студент может заранее определиться с трудоустройством. В этом случае нужен другой подход. Необходимо произвести анализ предприятий региона, куда будущий специалист может устроиться по своей специальности, установить, какими CAD-системами оснащены данные предприятия, выбрать наиболее распространенные и на их основе строить процесс обучения. В нашем промышленном городе CAD-системы применяются на таких предприятиях: ОАО «КУЛЗ» (литейный завод), ОАО «Исеть», ФГУППО «Октябрь», ОАО «СинТЗ» (трубный завод).

Поскольку нормативными государственными документами четко не оговорено определенных требований к документации, создаваемой в CAD-системах, то конструкторская документация, полученная на разных предприятиях в разных CAD системах, очень сильно отличается друг от друга, что недопустимо. В результате практической работы и анализа документации, изготовленной с применением CAD-систем, сформировался ряд требований, которых необходимо придерживаться при работе в любой CAD-системе. Документация, разработанная в CAD-системах, в дальнейшем будет использоваться на втором этапе технологической подготовки производства и изготовления детали.

Требования, предъявляемые к конструкторской документации, выполненной с применением CAD-систем Конструкторский документ должен быть выполнен в соответствии с требованиями ЕСКД.

Все построения необходимо производить в масштабе 1:1 (реальный размер элемента должен соответствовать построенному размеру).

При простановке размеров пользоваться автоматическим заполнением номинала размера. Изменять его вручную допускается только в обоснованных случаях (изображение с обрывом и т.п.).

Внесение изменений производить изменением изображения, а не ручной правкой размерных чисел.

При составлении групповых чертежей, т.е. чертежей с исполнениями, строить параметризованный чертеж и проверять все значения переменных величин всех исполнений для самостоятельного выявления ошибок и нестыковок размеров.

3D-модели должны быть выполнены в середине полей допусков (рекомендуется использовать симметричные поля допусков).

Все 3D-модели должны сопровождаться чертежом с указанием допусков шероховатости, покрытия и прочих технических требований. Модель без чертежа основанием для изготовления и контроля не является.

Разрабатывать технологическую документацию управляющие программы для станков с ЧПУ позволяют различные CAM-системы.

Как и CAD-систем на современном рынке представлено большое количество CAM систем. В отличие от CAD, системы CAM адаптируют под определенное оборудование и определенные технологические процессы, поэтому изучать CAM-системы в вузе в отрыве от производства очень проблематично. Исключение можно сделать для механической обработки детали, поскольку она применяется на большинстве предприятий машиностроения. Поэтому в системах CAM, связанных с механической обработкой, необходимо давать хотя бы первоначальные знания.

Какая бы CAM-система не была выбрана и изучена, эффективность работы в ней зависит от качества информации, полученной из системы CAD. Если конструкторская документация, полученная в CAD-системе, выполнена грамотно, с учетом технологических особенностей, то она напрямую может быть использована в CAM-системе, что значительно уменьшает время подготовки производства и изготовления детали.

Когда конструкторская документация выполнена недостаточно корректно и не отражает технологических особенностей, то эффект сокращения времени на втором этапе за счет сквозного перемещения информация из системы CAD в систему CAM теряется (то есть заново приходится проектировать чертеж или модель с учетом необходимых технологических особенностей).

Немного затронем третий этап контроля готового изделия, детали.

Что такое процесс контроля? Проще говоря, контроль – это сравнение готового изделия (детали) с эталоном (традиционно в качестве эталона выступал чертеж изделия).

В настоящее время появилось большое количество средств измерения и систем CAD, позволяющих осуществлять сравнение готовой детали с ее виртуальной разработкой, полученной в системе CAD. Следовательно, грамотно проработанная документация позволит нам также ускорить и третий этап контроля готовой детали, изделия.

Из всего вышесказанного, следует, что современного специалиста нужно обучать не просто элементам САПРа, а делать это с привязкой к специфике конструирования и с учетом технологических особенностей изделий (деталей). Необходимо научить студента проектировать не только в номинальных величинах размеров, но также и в середине поля допуска. При учете всей этой специфике, мы получаем инженера-конструктора, способного работать как технолог, обладающего знаниями CAD- и CAM-систем.

Это, в конечном итоге, приведет к тому, что специалист с такой базой знаний будет способен создать технологическую документацию такого уровня, что ее можно использовать на всех этапах жизненного цикла изделия (детали) без каких-либо кардинальных изменений и доработок.

При наличии специалистов такого уровня можно будет уже вести речь о построении системы сквозного проектирования.

Опыт применения компас при подготовке инженеров-механиков в ЖГТУ Головня В.Д., Серов В.В., Чайковский С.С.

Житомирский государственный технологический университет ул.Черняховского, 103, г. Житомир, 10005, Украина, syava@ziet.zhitomir.ua, serov@ziet.zhitomir.ua, tch@ziet.zhitomir.ua С целью комплексной компьютеризации процесса обучения студентов-механиков по циклу дисциплин, связанных с конструкторским и технологическим проектированием, в 1995 году кафедра программного обеспечения вычислительной техники вместе с выпускающими кафедрами факультета инженерной механики ЖГТУ провели поиск базовой системы автоматизированного проектирования. Были проанализированы предложения ведущих разработчиков CAD/CAM-систем, представленных в то время на украинском рынке (CADDS - Computervision, V12 - Unigraphics, CATIA - IBM, EUCLID - Matra Datavision, Pro Engeenir - PTC, Simatron, AutoCAD - AutoDesk, ADEM - ЭЛГРА, T-FLEX - Тор-Системы, СПРУТ-Технология, КОМПАС - АСКОН и др.). Анализ проводился по следующим критериям:

- функциональные возможности системы;

- обеспечение комплексности автоматизации задач конструкторско-технологической подготовки производства;

- наличие технических и экономических возможностей внедрения системы в учебный процесс.

Пакеты САПР, которые предлагали дилеры западных фирм, хотя и поставлялись учебным заведениям со значительными скидками, все же имели довольно высокую стоимость. Потому основное внимание было уделено более доступным по цене программным разработкам стран СНГ, к тому же не нуждающимся в специальной адаптации под требования стандартов ЕСКД, ЕСТД и АСТПП.

В частности, был изучен опыт внедрения названных продуктов в учебных заведениях:

пакета ADEM - в Черкасском технологическом институте;

продуктов фирмы СПРУТ-Технология в МГТУ им. Баумана;

системы T-FLEX - в МГТУ Станкин;

комплекса автоматизированных систем (КОМПАС) - в ГУ "Львiвська полiтехнiка".

Предпочтение было отдано предложению АО АСКОН (г. Санкт-Петербург) по бесплатному оснащению ВУЗов программными продуктами КОМПлекса Автоматизированных Систем (КОМПАС) при условии совместного проведения семинаров по этим продуктам для промышленных предприятий Житомирской области.

Первый региональный семинар «Системы автоматизированной подготовки производства в машиностроении на базе персональных ЭВМ» был проведен 5– 7 февраля 1996 г в ЖГТУ. В семинаре приняли участие более десятка промышленных предприятий области, преподаватели и студенты института. Были презентованы все основные программы комплекса, который включали, в то время, больше 30 модулей, работающих в среде DOS. В результате работы семинара был заключено договор на поставку графического редактора КОМПАС-ГРАФИК заводу «Биомедстекло».

По договору о сотрудничестве с АО АСКОН и его региональным представителем Центром САПР МИПК ГУ «Львiвська полiтехнiка» в 1996 г. ЖГТУ были переданы рабочие версии 15-ти продуктов комплекса, лицензированные копии которых были установлены на сервере локальной сети института с общим ключом электронной защиты. Для работы вне университета студентам предлагалась упрощенная версия чертежного редактора КОМПАС ШКОЛЬНИК, которая размещалась на одной дискете (1,2 Mb) и могла работать на популярных тогда ПЭВМ без жесткого диска (ПОИСК-2, IBM PS/2).

В 1998 году был произведен переход на новую систему КОМПАС 5 под Windows, различные версии которой успешно функционировали до начала текущего года, когда появилась возможность перейти на последнюю, выпущенную в конце 2004 года, версию – КОМПАС V7 Plus.

Следует отметить, что система КОМПАС-ГРАФИК, которая является основой всего комплекса - это результат пятнадцатилетних разработок АО АСКОН в области создания графических систем. Оригинальная модель чертежа позволяет работать с ним как с документом, который состоит из отдельных видов, штампа, технических требований. На уровне вида конструктор работает с такими понятиями, как размер, шероховатость, допуск, обозначение базы, сечение и т. д. Ориентированность на ЕСКД, оптимальное сочетание функциональности с простотой освоения и удобство в работе, обеспечили широкое применение системы.

Знакомство с базовыми возможностями КОМПАС-ГРАФИК происходит у студентов механиков уже на первом году обучения в курсе «Информатика», а затем расширяется навыками объемного моделирования деталей и сборок в курсе «Инженерной и компьютерной графики», который завершается разработкой 3D-модели узла средней сложности. Полученные навыки компьютерного черчения и моделирования многие студенты используют затем при выполнении курсовых проектов по ТММ и «Деталям машин».

Дополнительные возможности выполнения расчетов дает набор модулей WinMachine, разработанный партнером АСКОН – Центром АПМ (г. Королёв), с которым у ЖГТУ также установлены договорные отношения.

Изучение средств объемного моделирования позволяет облегчить процесс изучения сложных деталей и узлов машин, дать объемное представление о технологических процессах обработки деталей и сборки их в узлы, что в целом позволяет улучшить усвоение как конструкторских, так и технологических учебных дисциплин.

Основой для курса «САПР ТП» служит система автоматизированного проектирования технологических процессов механической обработки деталей КОМПАС АВТОПРОЕКТ. На сегодняшний день это версия 9.4, имеющая гибкие возможности выбора метода проектирования. Характерными чертами системы являются графические средства, которые обеспечивают не только автоматизированное построение операционных эскизов, а и графическое представление типовых элементов технологических процессов, что существенно повышает наглядность проектирования для технолога-пользователя.

Построенная с использованием теории экспертных систем технологическая база знаний дает возможность в широких границах адаптировать КОМПАС-АВТОПРОЕКТ к условиям конкретного производства.


В основу работы системы КОМПАС-АВТОПРОЕКТ положен принцип заимствования ранее принятых технологических решений. В процессе эксплуатации системы накапливаются типовые, групповые, единичные технологии, унифицированные операции, планы обработки конструктивных элементов и поверхностей. При формировании текущей технологии пользователю предоставлен удобный доступ к соответствующим архивам и библиотекам, хранящим накопленные решения. Общая схема разработки ТП выглядит как процесс слияния различных технологических компонентов, типовых решений, НСИ в «текущую технологию», способную принимать информацию из различных источников. В каждом конкретном случае технологу предоставлена возможность выбора оптимального сочетания режимов проектирования, взаимодополняющих друг-друга. В комплект документации создаваемый КОМПАС-АВТОПРОЕКТ входят: титульный лист, карта эскизов, маршрутная, маршрутно-операционная, операционная карты, карта техпроцесса, ведомость оснастки, материалов и другие документы, соответствующие ЕСПД, как в горизонтальном так и в вертикальном исполнении. Образцы технологических документов выполнены в среде MS Excel. В образцы карт пользователи могут вносить изменения, создавать свои специфические формы. Система позволяет автоматически сформировать карты эскизов, включающие графическую информацию, выполненную в системе КОМПАС График.

Использовавшийся в курсе «Оборудование с программным управлением» продукт КОПМАС-ЧПУ под DOS, к сожалению, не получил дальнейшего развития. Поэтому, после соответствующего анализа, было принято решение о переходе на систему подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ, разработанную другим партнером АСКОН – НТЦ ГеММа 3D (г. Жуковский), которая интегрирована с КОМПАС и позволяет напрямую читать разработанные в нём модели.

Системы КОМПАС создавались специально для комплексного решения задач автоматизации конструкторской и технологической подготовки производства как альтернатива использования разнородных систем, созданных разными фирмами разработчиками, которые часто несовместимы одна с другою. Поэтому КОМПАС позволяет решать как проблемы комплексной компьютеризации процесса обучения инженеров механиков, так и локальные задачи по внедрению вычислительной техники в отдельные учебные курсы.

В ЖГТУ на базе средств КОМПАС разработан цикл лабораторных работ, который охватывает весь период обучения студентов-механиков. Это позволяет подготовить их к применению компьютерной техники при выполнении дипломного проекта и в дальнейшей профессиональной деятельности.

На данный момент при выполнении дипломных проектов использование компьютерной техники является обязательным, поэтому большая часть чертежей и спецификаций выполняется в КОМПАС.

Есть примеры разработки прикладных библиотек в специальных частях дипломных проектов для повышения производительности системы.

С помощью системы КОМПАС решалась задача моделирования совместимости оснащения в рабочем пространстве специального станка на базе МТА, который выпускается ОАО «Верстатуніверсалмаш».

Библиографический список 1. Борисенко О. Й. Музичук Ю. О. САПР машинооборудовання - проблеми вибору та впровадження. Львівський політехнік, 1995 р.- №35.

2. КОМПАС - КОМПлекс автоматизированих Систем конструкторсько-технологічного проектування. Львівський політехнік, №2,4,6,8,10,12,14,15, 1996 р.

3. Чайковський С.С. Впровадження в навчальний процес ЖІТІ КОМПлексу Автоматизованих Систем конструкторсько-технологічного проектування. Вісник ЖІТІ № 4, 1996.

Разработка электронных методических пособий для преподавания САПР КОМПАС Газизов Р.Р.

Нижнекамский химико-технологический институт ruslan@nchti.ru После приобретения Нижнекамским химико-технологическим институтом лицензии на 20 рабочих мест, и началом обучения студентов в САПР КОМПАС-3D 5.11, возник вопрос разработки методических пособий. Было разработано несколько традиционных пособий включающих в себя теоретическое описание и практические задания. А после создания единого информационного пространства лабораторий САПР в институте и приобретения еще 20 рабочих мест возникла идея разработки электронного методического пособия, которое должно было располагаться на внутреннем сервере ключа защиты.

Такая организация позволила использовать всем студентам единое методическое пособие. И в случае необходимости внесения каких-либо изменений, изменять приходилось только файлы на сервере.

Целью данного пособия было развитие начальных навыков и умений работы с системой КОМПАС-3D 5.11, с использованием современных возможностей. Новизна заключается в отступлении от традиционных методических разработок, что сразу вызывает интерес обучающихся, в возможности интерактивной проверки знаний студентов с помощью тестов и при этом и развитие практических навыков [1].

Рисунок 1. Титульный лист электронного методического пособия по САПР КОМПАС 5. Данное пособие представляет собой электронный учебник в формате html. Содержит 8 глав, каждая из которых посвящена определенным возможностям системы и два приложения по возможности использования клавиш мыши, и сочетаний клавиш клавиатуры.

В конце каждой главы имеется ссылка на тест, который содержит вопросы по пройденному материалу. Вопросы и по три варианта ответов расположены на нашем внутреннем сервере в виде php-приложения (Рисунок 2), что позволяет обеспечить защиту информации находящейся в тестах от студентов путем просмотра html-кода.

Рисунок 2. Страница с тестами после каждой главы электронного методического пособия.

После ответа на вопросы, студент посылает результаты на обработку, в случае правильности ответов данная глава считает успешно пройденной что, фиксируется преподавателем. Т.е. данный раздел пособия предназначен для проверки теоретических знаний студентов.

Так же после каждой главы имеется набор практических заданий, результат выполнения которых проверяется преподавателем.

Рисунок 3. Практические задания.

Т.е. данный раздел электронного учебника предназначен для развития практических знаний студентов, и последующей их проверке.

Имеется так же возможность запуска приложения КОМПАС-3D 5. непосредственно из электронного учебника.

Данное пособие используется как в качестве основного, так и в качестве дополнительного материала для преподавания таких дисциплин как: компьютерная графика, машинная графика, конструирование и расчет элементов оборудования, детали машин, САПР, начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика [2]. Эти предметы преподаются в нашем институте для специальностей:

МАХП – машины и аппараты химических производств;

АСОИУ – автоматизированные системы обработки информации и управления;

АТПП – автоматизация технологических процессов производств;

И и ВТ – информатика и вычислительная техника;

ИДМБП – инженерное дело медико-биологической практики.

В данный момент в связи с обновлением в нашем институте версии КОМПАС 5.11 на КОМПАС 3D-V7 Plus осуществляется разработка подобных пособий по данной версии. К новым возможностям данного пособия можно отнести добавление роликов с обучающим материалом, увеличение количества вопросов и количества вариантов ответов на тесты, добавление электронного пособия по разработке трехмерных моделей. Т.е. создается интегрированное электронное пособие, состоящее из двух больших разделов: КОМПАС ГРАФИК и КОМПАС-3D.

Библиографический список 1. Уваров А.Ю. Электронный учебник: теория и практика. М.: Изд-во УРАО, 1999.

2. Газизов Р.Р. Внедрение систем автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства в процессе обучения в ВУЗе. // Материалы межрегиональной научно-практической конференции: «Инновационные процессы в области образования, науки и производства», 2004.

К вопросу использования лицензионных САПР в учебном процессе технического вуза Давыдова М.В, Михалёв А.М.

Курганский государственный университет Россия 640069, г. Курган, ул. Гоголя, 25, КГУ, кафедра ТМ DrDrew@kgsu.ru Актуальным с точки зрения современных требований, предъявляемых к выпускникам ВУЗа, жестких законов конкурентной борьбы на рынке трудоустройства является использование лицензионных САПР, позволяющих поднять преподавание дисциплин на существенно новый качественный уровень.

Следует так же отметить, что обучение САПР на базе лицензионного программного обеспечения, а также сотрудничество с его разработчиками в рамках, как дальнейшего его совершенствования, так и с целью его более эффективного внедрения в учебный процесс и будет способствовать воспитанию правовой культуры автоматизированного проектирования у будущих инженерных работников.

Одним из инструментов решения этой проблемы является система университетских лицензий – предоставление коммерческих версий современного программного обеспечения САПР на бесплатной, или по стоимости носителей, основе.

В Курганском государственном университете на кафедре технологии машиностроения, на базе специализированной научно-исследовательской лаборатории САПР ТП (http://sapr.kgsu.ru), ведутся работы по воспитанию у студентов правовой культуры автоматизированного проектирования.

В 1999 году первым лицензионным программным обеспечением стал комплекс САПР из Беларуси – Интермех, который сразу, благодаря своим многочисленным достоинствам занял твердое место, как при преподавании некоторых дисциплин, так и в дипломном проектировании.

Следующим приобретением, в 2002 году, стал Компас-3D, Компас-Автопроект, Компас-Менеджер от известного российского разработчика ОАО АСКОН. Наконец-то основная базовая чертежная система, которая давно использовалась в учебном процессе еще в варианте под ДОС и версии 4.6, стала применяться на легальной основе.

В 2004 году по программе содействия «НИЦ АСК-ВУЗам» Научно исследовательского центра Автоматизированных систем конструирования и благодаря нашему участию в ежегодном всероссийском конкурсе «Компьютерный инжиниринг»


получена САПР сквозного проектирования Кредо-3D+. Вообще 2004 год стал очень знаменательным с точки зрения насыщения учебного процесса лицензионным программным обеспечением. При содействии ОАО АСКОН получена CAM система - ГеММа-3D от одного из ведущих российских разработчиков - ЗАО «НТЦ ГеММа». Приобретен комплекс САПР от ОАО «Топсистемы» - T-FLEX 2D/3D и ОАО «Вектор-Альянс» - ТехноПро. Consistent Software любезно предоставил собственную разработку TechnologiCS для изучения возможности его использования в учебном процессе кафедры. В рамках опытной эксплуатации НТЦ АПМ предоставил CAD/CAE систему APM WinMachine.

2005 год тоже обещает быть не менее удачным - при содействии НПП «Интермех»

ведущий зарубежный разработчик Autodesk согласился предоставить нам университетские лицензии на Autocad и Inventor. От ЦНИИМ и ООО «Фокад» получена CAM-ЛП ПОЛИГОН.

Достигнуты предварительные договоренности с ОАО «Делкам-Урал» об университетских лицензиях на Delcam Powermill, PowerShape, ArtCam. Ведутся переговоры с разработчиками Техтран – НИП «Информатика», ADEM – Adem Technologies и Solidworks – Soliworks Russia.

Имеются планы и на будущее – время за «тяжелыми» САПР – Unigraphics, Pro/E, Cimatron. Планируется открытие авторизованных учебных центров, в частности Solidworks, Интермех, Autodesk – со стороны разработчиков уже предложено полное содействие.

Возможно организовать и учебный центр АСКОН, если удастся заручиться поддержкой разработчиков в этом вопросе.

Российско-американский опыт подготовки специалистов в области САПР и компьютерной графики Anthony Faiola, Associate Professor Indiana University – School of Informatics IUPUI Indianapolis, IN USA, afaiola@iupui.edu Троицкий Д.И., к.т.н.. доц., Тульский государственный университет 300600 Тула пр. Ленина 92, troitsky@uic.tula.ru Введение. Содержание учебной программы по компьютерной графике (КГ) должно отражать современное состояние рынка труда. С развитием так называемого "электронного бизнеса" резко повышаются требования к квалификации выпускников. В отчете приведены данные о развитии рынка интерактивных средств мультимедиа в США. С педагогической точки зрения подготовка к работе в условиях высокотехнологичного окружения включает в себя как развитие творческих навыков, не зависящих от конкретной технологии, так и освоение самих новых технологий. При этом перенос центра тяжести подготовки на изучение конкретных систем КГ нежелателен, так как затрудняет разработку новых оригинальных идей. Необходим поиск баланса между теоретической и практической подготовкой студента.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ В настоящей статье рассматриваются подходы, используемые в подготовке специалистов по программе "Современные средства мультимедиа" на кафедре информатики университета штата Индиана, США, и по специальности 230104 "Системы автоматизированного проектирования" на кафедре "Автоматизированные станочные системы" Тульского государственного университета, Россия. Эти кафедры с сотрудничают в области совместной разработки учебных планов и программ курсов в области САПР и компьютерной графики.

Программа "Современные средства мультимедиа", университет штата Индиана.

Программа "Современные средства мультимедиа" (ССМ) является новой и обеспечивает обучение на уровне бакалавриата и магистратуры. Обучение ведется сотрудниками около кафедр университета. Руководит программой д-р Дарел Бейли. Набор по данной программе ежегодно увеличивается, достигнув 600 человек на уровне бакалавриата. Также имеет место повышение квалификации специалистов промышленности, других вузов и правительственных учреждений в области электронных методов обработки информации и визуализации. Задачей ССМ является проведение прикладных исследований в области интегрированного применения средств мультимедиа. ССМ рассматривается на основе широкого мультидисциплинарного подхода, объединяющего освоение программных продуктов и теоретическое изучение средств мультимедиа. Программа ССМ базируется на программе подготовки в области инженерной графики с усиленным изучением вопросов визуализации и человеко-машинного взаимодействия (в частности, беспроводная передача информации и технология Bluetooth).

Построение учебного плана. Учебный план программы ССМ базируется на новейших технологиях КГ, включая в себя мультимедийные приложения, традиционную 2D компьютерную графику, трехмерную анимацию и графику, обработку звука, основы типографского дела и графического дизайна, человеко-машинное взаимодействие, проектирование интерфейса, разработку и отладку приложений. Учебный план рассчитан на развитие у студентов следующих знаний и умений:

- совместная работа над курсовыми проектами для развития творческого мышления;

- базовые навыки предпринимательства и ведения бизнеса;

- навыки создания собственного портфолио;

- связи с промышленностью с целью привнесения практического опыта в учебный процесс.

Программа занимает 122 кредита для получения степени бакалавра подразделяется на 4 базовых цикла:

- фундаментальная подготовка (18 кредитов);

- дисциплины специализации (24 кредита);

- Web-программирование (9 кредитов);

- общеобразовательные дисциплины и курсы по выбору (71 кредит).

Проекты студентов. Одна из целей подготовки – развитие навыков и умений работы в Интернет и с Web-технологиями, а также создания мультимедийного контента. Например, один из проектов представлял собой виртуальный тур по остаткам сооружений майя в г.

Чичен-Ица на полуострове Юкатан, Мексика. Группа студентов отправилась туда для фотографирования и видеосъемки сооружений. В результате создан интерактивный CВ и Web-сайт с применением компьютерной анимации для показа явлений, которые не удалось заснять. Данная работа произвела большое впечатление на местные власти Юкотана и научный руководитель проекта проф. Теннант была приглашена продолжить работу на руинах сооружений майя за счет правительства.

Еще один проект был разработан для телеканала PBS под названием "За пределами человеческого: живые машины". В часовой программе создана сцена взаимодействия людей и роботов.

Специальность "Системы автоматизированного проектирования" Тульского государственного университета. Подготовка по специальности 230104 САПР (бакалавриат, специалитет и магистратура) начата кафедрой "Автоматизированные станочные системы" ТулГУ в 2001 году. Куратором специальности является автор статьи. Концепция специальности лежит в русле научного направления кафедры – технологической системотехники. Автоматизированное проектирование рассматривается в широком смысле как средство компьютерного моделирования, анализа и оптимизации самых различных объектов и бизнес-процессов.

Экспертная система назначения посадок, автор Голоктеева Н.

Интегрированная система инженерного расчета приводов главного движения, автор Колетвинов В.

Система имитационного моделирования промышленного робота МП-9С, автор Губарев П.

Подготовка по САПР в ТулГУ в области дисциплин специализации включает в себя следующие составляющие:

- общеинженерная подготовка;

- изучение технологий программирования;

- изучение компьютерной графики, анимации, 3D моделирования;

- изучение автоматизации технологического проектирования.

Поскольку, в отличие от США, учебный план по специальности частично задается государственным стандартом, основное внимание уделяется как методическому обеспечению учебного процесса в рамках обязательных дисциплин, так и созданию новых авторских курсов в рамках вузовского компонента учебного плана. К таким курсам относятся "Компьютерная анимация", "Интернет-технологии", "Системы управления проектами", "Автоматизация технологических процессов и производств", "Техническая эстетика, эргономика и дизайн", "Программные интерфейсы САПР".

Построение учебного плана. Отличная подготовка абитуриентов, поступающих на специальность САПР (конкурс в 2004 году составил 11,3 человека на бюджетное место;

около 70% студентов имеют средний балл 4,75 и выше) позволила заметно интенсифицировать учебный процесс. На 1-2 курсах студенты изучают усиленный курс программирования на базе системы Delphi (объектно-ориентированное программирование, работа с графикой, СОМ-технология, создание DLL, работа с базами данных). Язык С принципиально не используется как абсолютно непригодный ни для обучения, ни для создания надежных проектов. Далее на 2 курсе изучается дисциплина "Компьютерная анимация" (68ч. лабораторных работ), в рамках которой осваиваются системы Macromedia Flash, 3D Studio Max, Adobe Premiere. Студенты обучаются основам поверхностного моделирования и видеомонтажа. На 3 курсе изучается базовый курс компьютерной графики, а на лабораторных работах преподаются системы КОМПАС и SolidWorks, включая основы инженерного анализа методом МКЭ в системе CosmosWorks или WinMachine. Кроме того, изучаются системы CorelDRAW! и Adobe Photoshop. В рамках дисциплины "Лингвистическое и программное обеспечение САПР" рассматриваются вопросы объектно ориентированного программирования трехмерной графики с применением библиотеки OpenGL и построения интерпретаторов командных языков. Курсовой проект предусматривает создание интерактивной модели механизма, управляемой скриптом. На курсе по дисциплине "Интернет-технологии" изучаются программирование на Java и работа с PHP с ориентацией на решение производственных задач.

Выпускная квалификационная работа подразумевает проектирование механизма, расчет его прочностных характеристик по МКЭ, создание интерактивной компьютерной модели, визуализацию модели.

На 5 курсе изучается технологическое проектирование на базе систем КОМПАС Автопроект, Техтран, PowelMill, а также курс технической эстетики.

Информационно-методическое обеспечение учебного процесса. Для обеспечения качественной подготовки в учебном процессе используется лицензионное программное обеспечение. Это системы КОМПАС 3D v6+ и КОМПАС-АВТОПРОЕКТ 9.3, Техтран, WinMachine. По всем изучаемым на специальности программным продуктам изданы методические пособия. Лекции по всем курсам читаются с видеопроектором, по каждой лекции созданы презентации.

Интересным направлением информационной поддержки учебного процесса является создание виртуальных лабораторных работ, выполняемое силами студентов-"сапрят". На кафедре разработана уникальная технология быстрой разработки интерактивных трехмерных моделей. Сборка из системы КОМПАС экспортируется при помощи специального конвертера в формат OpenGL и затем анимируется при помощи разработанного компонента в среде программирования Delphi. Это позволяет за короткое время выполнить 3D моделирование работы сложных объектов (роботов, станков и пр.) Проекты студентов. Большинство студентов спец. САПР вовлечены в научную работу и регулярно представляют свои проекты, выполняемые в рамках курсового проектирования, на конференциях и выставках. Силами студентов под руководством автора статьи созданы видеопрезентация специальности (Баранов А.), система автоматизированного формирования индивидуальных планов преподавателей (Рытов М., Коняшов И.), ряд виртуальных лабораторных работ. Особый интерес представляют проекты, пригодные для широкого внедрения, часть из которых представлена на рисунке.

Заключение. Две родственные программы подготовки, реализуемые в США и России при постоянном взаимодействии ТулГУ и Indiana University – хороший пример международного сотрудничества в сфере образования.

Применение современных компьютерных технологий в учебном процессе ДонНАСА Полищук В.И., к.т.н., доцент, Старченко Ж.В., доцент Донбасская национальная академия строительства и архитектуры StarchenkoGV@mail.ru Современное производство немыслимо без автоматизированного проектирования и компьютерной графики. Чтобы быть специалистом, отвечающим современным реалиям, студент, еще находясь в стенах вуза, должен познакомиться и освоить методы создания чертежей машинным способом, без которого теперь невозможно представить себе любой процесс проектирования.

Мировой рынок наукоемкой продукции имеет и постоянно пополняется новейшими системами автоматизированного проектирования, которые умеют не только чертить, но и выполнять расчеты машин, механизмов и конструкций, вести полноценный анализ создаваемых конструкций и оборудования с целью выбора их оптимальных параметров, а также делать оформление и хранение конструкторской документации. Эти великолепные программные продукты, разумеется, должны использоваться в учебном процессе. Студенты старших курсов вузов свои курсовые и дипломные проекты должны выполнять, применяя новейшие достижения современных информационных технологий.

В Донбасской национальной академии строительства и архитектуры (ДонНАСА) студенты строительных специальностей при изучении дисциплины “Компьютерная графика” изучают и применяют при выполнении своих курсовых и дипломных проектов следующие программные продукты:

специальности, которые имеют количество учебных часов в неделю 2 часа (34 часа в семестр) в процессе обучения рассматривают только 2D технологию проектирования на базе программного обеспечения AutoCAD специальности, у которых по учебным планам лабораторных занятий 3 часа в неделю ( час за семестр) вначале изучают плоское 2D черчение на базе AutoCAD 2002, а затем переходят к трехмерному моделированию зданий и сооружений, используя специализированный пакет Architectural Desktop.

Студенты, отмеченных выше специальностей, на старших курсах факультативно изучают Structure CAD, программный комплекс для выполнения прочностных расчетов и анализа конструкций методом конечных элементов. Основной особенностью изучаемого комплекса является возможность подготовки файла исходной информации для последующего прочностного расчета в среде AutoCAD.

Кафедра инженерной и компьютерной графики ДонНАСА, начиная с сентября года, для механических специальностей излагает новый курс учебной дисциплины “Машинная графика и компьютерные технологии”. В качестве базового программного обеспечения была принята система автоматизированного проектирования КОМПАС ГРАФИК 5.11. Для механических специальностей ПТМ и ААХ предусмотрено 36 часов лабораторных занятий в пятом семестре. В пределах этого объема часов студенты изучают только 2D систему компьютерного проектирования КОМПАС-ГРАФИК 5.11.

Преподавателями кафедры была разработана методика по обучению студентов методам плоского черчения КОМПАС-ГРАФИК. Эта методика изложена в учебном пособии “Машинная графика и компьютерные технологии. КОМПАС-ГРАФИК 5.X. Часть1: Основы 2D системы компьютерного проектирования” авторов Мущанова В.Ф., Полищука В.И., Старченко Ж.В., которое в 2003 году вышло из печати с грифом Министерства образования и науки Украины (ISBN 966 7477-39-8, 262 c.).

По этой методике учебный процесс по изучению программы КОМПАС-ГРАФИК происходит от “простого” к “сложному”. В начале изучаются основополагающие понятия системы, команды создания базовых объектов и команды редактирования. Студенты выполняют комплект упражнений, которые представлены для обучения в виде файлов, при этом на экране присутствует образец выполнения задания и параллельно ведется конспект.

Обучение проводится в компьютерных классах, которые для этой цели оборудованы соответствующей современной компьютерной техникой.

После выполнения определенного комплекта упражнений студенты выполняют ряд самостоятельных работ – выполнение чертежей несложных деталей, где пытаются применить только что полученные знания. Если студент затрудняется самостоятельно сделать чертеж, то преподаватель делает подсказку, предлагая свой алгоритм создания геометрии чертежа.

После выполнения всех упражнений и самостоятельных работ, предусматривается выполнение трех графических работ, где нарабатывается техника черчения и, кроме этого, рассматриваются новые разделы, такие как использование видов и слоев, создание таблиц, использование прикладных библиотек, обозначение шероховатости поверхности, технические требования, заполнение основной надписи и вывод на печать. В конце курса студент выполняет зачетное задание.

Кроме учебных часов по плану, каждый студент имеет дополнительно 6 часов в неделю машинного времени, которое может использовать не только на изучение программы КОМПАС-ГРАФИК, но и на выполнение своих курсовых проектов.

Начиная с сентября 2004 года при изложении дисциплины “Машинная графика и компьютерные технологии” кафедра перешла на новую более совершенную версию программы КОМПАС-3D V6.

Для механических специальностей ускоренной формы обучения, имеющих лимит учебных часов 72 часа в семестр (4 часа в неделю), начиная с февраля 2004 года наряду с 2D технологией компьютерного проектирования, излагается система 3D геометрического моделирования деталей и сборок, а также построения ассоциативных видов.

Преподавателями кафедры была разработана методика по 3D технологии компьютерного проектирования, сейчас идет разработка пособия, которое должно выйти из печати в начале 2006 года.

Дополнительно к учебным часам по рабочим планам, преподаватели кафедры проводят факультативно занятия для всех желающих заниматься трехмерным моделированием КОМПАС-3D V6. На кафедре работает кружок студенческого научного общества (СНО), где студенты занимаются трехмерным моделированием деталей и сборок, изучают систему проектирования валов и механических передач КОМПАС-SHAFT 5 PLUS.

В течении этого небольшого периода преподавания трехмерной графики наши студенты участвовали во Всеукраинских олимпиадах и различных конкурсах по трехмерному геометрическому моделированию. Например, студент механического факультета Евсеенко А.В. в 2004 году, участвуя во всеукраинской олимпиаде, занял призовое место. В 2005 году студент Евсеенко А.В. принял участие во II международном конкурсе компании АСКОН.

Методические пособия, созданные с использованием PowerPoint и системы трехмерного моделирования КОМПАС-3D Скрипкин А.П.

ГОУ СПО Железногорский горно-металлургический колледж Ccjgmk@regionnet.ru Компьютеры, оснащённые соответствующим программным обеспечением, дали возможность постепенно, по мере создания электронных методических пособий для студентов отказываться от их предшественников и справочников на бумажных носителях.

Электронные пособия, выполненные в PowerPoint, на наш взгляд, способны в большей мере обеспечивать в процессе обучения студентов соблюдение весьма важных для инженерной графики дидактических принципов доступности и наглядности.

Для обеспечения принципа наглядности на занятиях по инженерной графике преподаватели при изложении нового материала всегда демонстрировали своим студентам реально существующие модели геометрических тел, детали и сборочные единицы и вряд ли когда-нибудь полностью откажутся от них, заменив виртуальными. Система КОМПАС-3D дала преподавателю возможность значительно повысить качество обучения, добавив к имевшимся наглядным средствам новые, способные оказать большее чувственное влияние на студентов, чем реально существующие предметы, делая для студентов изучение учебной дисциплины более понятным и доступным.

Одним из достоинств системы КОМПАС-3D является то, что с её помощью сравнительно легко можно создавать трёхмерные модели и чертежи, которые затем используются как иллюстрации при создании в PowerPoint пособий-презентаций, способствующих формированию и развитию у студента пространственных представлений и воображения.

Созданные нами пособия, по способу их применения в учебном процессе и по решению с их помощью учебных задач, можно условно разделить на пять групп:

1) презентации, используемые с применением мультимедийного проектора для фронтального объяснения нового материала всем присутствующим на занятиях студентам.

При этом демонстрация сопровождается рассказом преподавателя;



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.