Цялостно автоматизирано проектиране на дрехи. Проектиране от край до край и предварителна продукция в образователния процес Проектиране от край до край и предпроизводство в образователния процес

Днес е трудно да си представим проектирането и технологичната подготовка на производството без софтуер за автоматизация. Широкото навлизане на системи за компютърно подпомагано проектиране направи възможно да се хвърли нов поглед върху процеса на проектиране и производство на продукти. Най-интензивните индустрии са станали активни потребители и поддръжници на компютърните технологии. Възможността за моделиране на бъдещия външен вид на продукта, процеса на производство на инструментална екипировка и технология за тестване се превърна в необходимост. Сред местните и чуждестранните разработки, които са в състояние да комбинират различни области на проектиране и производство в единен, завършен технологичен процес, едно от водещите места се заема от местната CAD / CAM / CAPP система ADEM, чийто трудов опит в областта на предпроизводствената автоматизация надхвърля 20 години. Разработчиците продължават да оправдават надеждите на местните и чуждестранните потребители, развивайки пакета в области като ергономичност, функционалност и адаптивност.

Цялостно проектиране и подготовка на продукцията в учебния процес.

При разработването на системата ADEM Group се фокусира не само върху необходимостта от автоматизиране на проектирането и технологичната работа в промишлените предприятия, но и върху обучението на квалифициран персонал, който лесно може да овладее съвременните инструменти за проектиране. Следователно ADEM се разпространява и използва не само сред специалисти, участващи в реалното производство, но и сред университетите, средните професионални училища, колежите и училищата в страната. Лекотата на разработка и работа, както и интегрираният подход към автоматизацията на работата на дизайнер и технолог позволява на студентите бързо и визуално да представят процеса на проектиране с помощта на съвременни инструменти.

Но как условията за преподаване на софтуерен продукт да се доближат максимално до съвременните реалности на индустриалното производство?

Един от методите е създаването на софтуерни и хардуерни комплекси, които в допълнение към автоматизираното работно място на дизайнера, технолога, технолога-програмист на CNC трябва да включват възможност за директно производство на продукти, проектирани и подготвени за производство в ADEM . Следователно най-добрият вариант за такава интеграция, за системно обучение, би била визуална връзка Компютър – CAD/CAM/CAPP система – тренировъчна машина (универсална или CNC).

Групата компании ADEM от няколко години работи с компании, специализирани в производството и продажбата на малогабаритно оборудване. Разработени са специални инструменти за поддръжка на такова оборудване, които се използват успешно както при проектирането на металорежещи машини, така и при по-нататъшна работа с това оборудване.

Един от най-успешните примери за такава работа е дългогодишното сътрудничество между разработчиците на ADEM и специалистите от Дидактическите системи.

JSC "DiSys" ("Дидактически системи") е специализирана основно в разработването и производството на учебно оборудване, учебни материали за системата на професионалното образование и системи за повишаване на квалификацията на специалисти, заети в различни индустрии.

След проучване на пазара за системи за проектиране и подготовка на производството, специалистите на DiSys решиха да използват системата CAD / CAM ADEM, тъй като тя поддържа цялостен процес с единен дизайн и технологичен модел, което е важно за успешното взаимодействие между дизайнерите и технолози, както и други специалисти от предприятието. Използването на методи за проектиране от край до край ви позволява бързо и лесно да създавате чертежи, документи, описващи набор от процеси, както и значително да намалите времето и да подобрите качеството на технологичната подготовка за производство.

При избора на програма решаващото влияние беше изключителната лекота на овладяване на системата, обмислената и пълна помощ, вградена в системата. Това се оказа важно, на първо място, защото ADEM беше планирано да се използва не само за проектиране и производство на собствено оборудване, но и за последващо обучение на специалисти по CAD / CAM / CAPP технологии, илюстриращи процеса на дизайн от край до край. В края на краищата е известно, че използвайки CAD / CAM ADEM, дизайнерът и технологът работят рамо до рамо, а триизмерният модел, създаден от дизайнера, почти веднага се превежда в чертежи и CNC програми, като се вземат предвид използваното оборудване и инструменти в предприятието.

Препоръчителното внедряване на процес от край до край на това ниво в образователните институции е предоставянето на учебен клас, състоящ се от: малки настолни 3-осни фрезови машини и домашната интегрирана CAD / CAM система ADEM, като система за конструкторска и технологична подготовка на производството и система, която директно управлява тези машини. Приема се, че всеки двама ученици работят на една машина, като по този начин получаваме двойни места, състоящи се от два компютъра и една машина, класната стая побира 6 такива двойни места и едно учителско място, също оборудвана с компютър с инсталирана система ADEM върху него за своевременна проверка на работата на учениците. В същото време, в допълнение към хардуера, CAD / CAM / CAPP системите, комплектът включва и методически материали за обучение на студенти (учители, специалисти) как да свържат работната станция на дизайнер-технолог плюс CNC машина.

Според многобройни прегледи на учители от образователни институции, в които са реализирани такива проекти (Волгоградски държавен колеж по мениджмънт и нови технологии, Колеж по автоматика и радиоелектроника № 27 (Москва), Чебоксарски професионален лицей и др.), Такъв клас е повече като изследователска лаборатория, отколкото позната техническа стая.

Именно това решение беше демонстрирано на съвместния щанд на ADEM и DiSys на последното изложение Vertol-EXPO в Ростов на Дон. Експозицията включваше опростен вариант на описания по-горе клас: 2 работни места за дизайнер-технолог и 2 металорежещи машини (фрезови и стругови).

Фигура 1. Комплексът от CAD/CAM технологии в образованието предизвика неподправен интерес сред изложителите

Пример за практическо внедряване на процес от край до край с CAD / CAM / CAPP ADEM в образователния процес

Многократно сме говорили за използването на ADEM в училища, средни професионални училища, университети. Примерите за дипломни и курсови работи непрекъснато се попълват, което е важно, тъй като технологиите от край до край с последващо директно производство са много популярни сред студентите и предизвикват разбираем интерес. Един от последните илюстративни примери за използването на софтуерен и хардуерен комплекс за образователни институции днес е интересната работа на двама студенти от Колежа по автоматика и радиоелектроника от Москва, Алексей Рожков и Алексей Иванов, озаглавена „Проектиране на части със сложен контур с помощта на системата ADEM и производство на машини с програмно управление“. Неговата цел беше: да се проучи технологията за производство на детайли със сложни контури, използвайки шахматни фигури като пример, да се получат управляващи програми за машини с ЦПУ, както и да се произвеждат шахматни фигури с помощта на оборудване и софтуер.

Геометричните модели са разработени директно в ADEM CAD модула. За да се изготви технология за обработка на CNC машина, графичният модел не трябва да има формата на напълно изпълнен чертеж, тъй като е необходим само геометричният контур на частта за създаване на управляваща програма в CAM модула на системата ADEM. . В този случай не е необходимо да се изгражда пълен геометричен контур, достатъчно е да се изобрази половината от контура, разположен над оста на симетрия на детайла.

Ориз. 2. Скица на детайла за струговане

След създаването на геометричния модел бяха извършени допълнителни геометрични конструкции, с помощта на които бяха зададени контурите на участъците от материала на детайла, отстранени по време на процеса на струговане. Допълнителните геометрични конструкции от своя страна се определят от предвидения маршрут на обработка, т.е. описание на това кои части от детайла, как и в какъв ред ще бъдат обработени.

Ориз. 3. Скица на частта с детайла (област на щриховка - количеството материал за отстраняване)

Технологията за обработка е създадена в CAM модула на системата ADEM. Преди създаването на технологичен модел се разработва маршрут за обработка на фигура. Възможностите на системата ADEM позволяват използването на голямо разнообразие от последователности от действия в CAM модула при създаване на технология.

Ориз. 4. Изчисляване на траекторията на инструмента

Въз основа на резултатите от изчислението, траекторията на инструмента се показва в работното поле на CAM модула и се появява диалогов прозорец със съобщение за резултатите от изчислението. Ако технологията е компилирана правилно, в прозореца се появява съобщение за успешното завършване на изчисленията. Резултатът от изчисленията - управляващата програма незабавно се прехвърля към подходящото оборудване.

Ориз. 5 Шахматна фигура Дама на струг.

В резултат на извършената работа бяха изработени шахматни фигури на CNC стругове (тяло на революцията - пешка, епископ, царица, цар) и фрезови (кон, отделни части на топа) лабораторни групи.

Ориз. 6. Шахматни фигури изработени с ADEM bond - CNC учебна машина. Работата на студентите от Колежа по автоматика и радиоелектроника.

Така, на примера на тази работа, видяхме практическото прилагане на проста и ефективна идея за комбиниране на методически разработки, фокусирани върху интегрираното използване на системата CAD / CAM / CAPP - CNC машина и формирането на умения за работа с модерен софтуер и оборудване сред студентите от колежи и университети.

В статията са използвани откъси от работата на Алексей Рожков и Алексей Иванов (Колеж по автоматика и радиоелектроника)

Методология за организиране на "проектиране от край до край" в AutoCAD с помощта на LOTSMAN PGS

1. Теория

1.1. Какво е дизайн от край до край

Проектирането от край до край в този контекст е: една от възможностите за организиране на групова работа с възможност за незабавно актуализиране на повтарящи се графични данни на всички чертежи на проекта. В този случай всички графични материали (в нашия случай DWG файлове) могат логически да получат статус "източник на данни" или "вносител на данни". Импортерът на данни ще включва източника на данни. И по-лесно - в него ще бъде вмъкната връзка към източника на данни.

Например: генерален инженер-проектант разработва чертежи на комплект GP, въз основа на които мрежовите инженери разработват планове за полагане на външни мрежи. "мрежови" трябва да познават положението на проектираната сграда, алеите, тротоарите и съществуващата топографска ситуация. Те са принудени да чакат "генералния проектант", докато завърши оформянето на своя чертеж. От своя страна „генералният проектант” се нуждае от топографията от „топографите” и контурите на проектираните сгради от „архитектите”, за да създаде общия план.

Задача:намаляване на времето за чакане, повишаване на ефективността на взаимодействието между специалистите.

Техниката за проектиране от край до край ви позволява да организирате комуникация между всички участници в дизайна на ниво графична среда чрез инструмента "външни връзки" на AutoCAD.

AutoCAD инструмент "външни връзки" - ви позволява да организирате връзка между два или повече чертежа. Тези. Мога да импортирам (по-нататък тази концепция ще означава командата _attach, която също е вмъкване на външна връзка) в моя чертеж на фрагмент (след вмъкването можем да изрежем външната връзка - да зададем рамка за показване) от всеки друг чертеж, който друг инженер е създал, дори и да го редактира в момента. В този случай фрагментът, вмъкнат в моя чертеж, ще се актуализира сам, когато източникът на данни се промени. Освен това, ако върху този фрагмент се появят нови слоеве, които може да не ми трябват, ще бъда информиран за това и своевременно ще мога да изключа показването им или да заменя техните свойства (нови слоеве, съответстващи на филтъра, в мениджъра на слоевете) . Тези. Винаги ще разполагам с актуална информация, получена от други участници в дизайна, и мога да започна работа по-рано, преди да завършат напълно своя чертеж, веднага щом видя, че има достатъчно данни, за да започна проектиране.

Например: както по стария начин - мрежови инженери от 5-7 души са принудени да чакат "генералния проектант", докато завърши чертежа на генералния план. На някои етапи те "мрежови" могат да вземат междинни версии на общия план от него и да ги копират в чертеж, да започнат работа (докато копията са напълно независими от източника). При всяка промяна в генералния план те са принудени постоянно да актуализират данните от генералния план и да ги заменят в чертежите си с нови. В същото време редовно прекарване на времето за отделяне на „зърната от плявата“, страдание при прехвърлянето от един кантар на друг и т.н. Но резултатът от тази техника често е същият. Данните се вземат веднъж и повече не се актуализират. И на определен етап редица дизайнери имат няколко версии на едни и същи данни, които започват да се развиват паралелно, което в крайна сметка води до несъответствия в частите на проекта, което обикновено води до загуба на време и корекция на чертежите в последния момент.

И така, използването на техниката „дизайн от край до край“ позволява:

премахване на появата на несъответствия между отделните раздели на проекта

тъй като ви позволява да проследявате актуализацията на изходните данни в реално време (с изключение на работа в ненужна посока)

това елиминира ръчното актуализиране на изходните данни (данните се импортират веднъж и се актуализират автоматично, когато източникът се промени)

С тази схема е възможно да се минимизира факторът човешка грешка, който възниква поради недостатъчна осведоменост на участниците в проекта за напредъка на процеса.

1.2. Процесът на проектиране от край до край налага определени изисквания към уменията и стила на работа в програмата AutoCAD, както и към версията на самия софтуерен продукт.

умения:

Дизайнерите трябва да могат да:

работа с мениджъра на свойствата на слоя.

работа с мениджъра на състоянията на слоя.

използвайте набор от команди за обекти "външна връзка".

стил:

проектантът трябва да групира всички обекти в слоеве, създавайки "логистика", която отговаря на нуждите на подизпълнителите, осигурявайки възможност за отмяна на свойствата на слоевете.

дизайнерският екип трябва да има общ синтаксис за именуване на слоеве. (т.е. по-логично е главните оси на сградата да се наричат „Главни оси“, а не „Главни оси“. Тъй като в списъка със слоеве, сортирани по азбучен ред, „Главни оси“ ще бъде до всеки слой, започващ с буквата „ G*”, но не и до слоевете „Междинни оси” и „Допълнителни брадви”).

Версия:

версията на формата на изходния чертеж не може да бъде по-нова от версията на чертежа, в който се импортират данните.

2. Практически пример (видео)

По-долу има видеоклип, описващ целия процес на организиране на дизайна от край до край. Естествено, подразбира се, че върху всяка рисунка (комплект) работи отделен специалист. Тоест, целият процес, с правилния подход, може безопасно да се нарече автоматизиран групов дизайн.

3. Практически пример (в екранни снимки)

На условно - практически пример искам да покажа как е организирана концепцията, описана по-горе. За удобство LOTSMAN PGS ще действа като носител за съхранение на проектни данни, но може да бъде и обикновена папка на мрежово устройство.

Членове на дизайна:

строителен архитект,

генерален плановик,

ОВК инженер,

TGV инженер,

Електроинженер.

3.1. Изходни данни

GUI публикува изходните данни в папка със същото име. Като първоначални данни в примера ще има топографско проучване.

Екранна снимка. 1. Дърво на проекта (в програмата LOTSMAN PGS)

3.2. AC секция

AU дизайнерът е първият, който се включва в процеса на проектиране. Въз основа на заданието, издадено от GUI, или предишни разработки на дизайна. В този пример няма значение в каква форма е получена задачата от този участник в дизайна. Дизайнерът разработва набор от високоговорители, който включва етажни планове, фасади, секции, възли и др. Работи в папката "1 AC", намираща се в основната директория на проекта.

Останалите участници в проектирането, развиващи се в посока на генералния план и външните мрежи от целия набор от АС, се нуждаят само от план на първия етаж и план на подземната част (ако има разлики в конфигурацията им - които не са в нашия пример). Тези. чертежът ще действа като източник на данни за редица дъщерни рисунки.

Екранна снимка. 2. В настройките на чертежа е важно да зададете правилния параметър на чертожната единица, на конструктивните чертежи на този набор това обикновено са милиметри (Меню: “Формат>

Екранна снимка. 3. Пространство на AutoCAD. Вдясно е примерен план на първия етаж от комплекта AS. Отляво, слоевете, използвани в чертежа.

3.3. Секция GP

Успоредно с това генералният проектант може да бъде включен в процеса на проектиране. Той работи в папката "2 GPU", намираща се в основната директория на проекта. Неговият чертеж ще бъде вносител на данни: топография (изходни данни) и план на приземния етаж (AC комплект).

Екранна снимка. 4. В настройките на чертежа е важно да зададете правилния параметър на чертожната единица, в чертежите на главния план обикновено са метри (Меню: "Формат > единици" или командата _UNITS)

И двата чертежа (топография и план на приземния етаж) са свързани чрез инструмента за вмъкване на външни препратки (Меню: "Вмъкване > Връзка към DWG" или командата _attach), но първо трябва да открием пътищата до файловете в LOTSMAN PGS програма това се прави по следния начин:

Екранна снимка. 5. Прозорецът на файловия панел на проекта LOTSMAN PGS е аналог на Windows Explorer.

Характеристика на организацията на проектиране с помощта на LOTSMAN PGS е, че централното файлово хранилище е база данни на отдалечен сървър, синхронизирана с локална папка, в която се създава копие на директориите на проекта. Единствената разлика от системата, в която всички участници в дизайна работят на споделено мрежово устройство, е, че PGS LOTSMAN действа като средство за синхронизация между потребителите и сървъра.

Екранна снимка. 6.1. Прозорец за вмъкване на xref топография. Точката на вмъкване остава 0,0,0. защото Според правилата (де факто) координатите на кръстовете на топографията трябва да съвпадат с координатите в AutoCAD.

Моля, имайте предвид, че тъй като правилните чертожни единици (_UNITS) са зададени и в двата чертежа, единиците за вмъкване на блок се определят автоматично, т.е. планът на приземния етаж ще бъде автоматично намален 1000 пъти, когато бъде вмъкнат.

Екранна снимка. 7. Топографията и планът на приземния етаж са комбинирани на основния план.

Екранна снимка. 8. Променете цвета и дебелината на дисплея на топографския слой. По този начин ние отменяме свойствата на обекти, които имат зададен атрибут "ByLayer" за цвета и дебелината на линиите. (в нашия пример, в топографския файл, това е точно така)

Екранна снимка. 9. Замразете ненужните слоеве (показани са два различни начина, през менюто на лентата - вляво и през главното меню - вдясно)

Замразете слоевете (просто като щракнете върху обекта в чертежа):

Междинни оси

Допълнителни размери

Междинни размери

носещи стени

Самоносещи стени

Напускане на слоеве:

Главни оси

Основни размери

Външни стени

Екранна снимка. 10. Създаване на състояние на слой (два различни начина, през менюто на лентата - вляво и през главното меню - вдясно)

3.4. Секция NVK (подобно на други външни мрежи)

Зад генералния проектант в процеса на проектиране може да бъде включен специалист по външни водопроводни и канализационни мрежи. Работи в папка "3 NVK", намираща се в основната директория на проекта. Неговият чертеж ще бъде вносител на данни: от генералния план.

Повторете процедурата Екранна снимка. 4, копирайте пътя до файла на главния план, подобно на екранната снимка. 5. Вмъкнете файла с генералния план по същия начин като екранната снимка. 6. Точката на вмъкване остава 0,0,0. защото според правилата координатите на кръстовете на генералния план трябва да съвпадат с координатите в AutoCAD.

Екранна снимка. 11. Наблюдава се подобна картина.

Екранна снимка. 12. Приложете състояния на слоя (екранната снимка показва как се прави това, чрез менюто на лентата. Чрез главното меню: „Format> Layer States Manager“ се получава по подобен начин.)

Екранна снимка. 13. След прилагане на конфигурациите на слоевете се наблюдава следната картина.

Освен това в отделен слой се изчертава тази комуникационна мрежа (в примера това е Водоснабдяване към външни мрежи). В примера не използвах никакви специални типове линии, но можете да използвате специални типове линии: - to - , -- kn -- и други. Можете да ги създадете сами или да използвате готови.

Екранна снимка. 14. Ето как изглежда резултатът. Но според правилата за изпълнение на чертежи на външни комуникации, трябва да покажем други проектирани комуникации с тънка линия.

Затова свързваме файла "Master network plan.dwg" към чертежа, който в нашия пример ще бъде в папката "2 GP" на проекта

Екранна снимка. 15. Вмъкнете "Master Network Plan.dwg" по същия начин, както беше направено на екранната снимка. 6. Точката на вмъкване остава 0,0,0. защото ако всички участници в проекта спазват твърда координатна референция, при вмъкване спрямо нулевата точка вмъкнатите обекти ще заемат правилната позиция.

Докато файлът "Master plan of networks.dwg" е празен, но скоро ще бъде попълнен с връзки към други файлове на проекта и ще ни информира за промените в съседни мрежи, изпълнявайки координираща роля.

3.5. Генерален план на мрежите

След създаване на файлове с мрежи. Инженерът, натоварен със задачата да сглоби главния мрежов план, включва всеки от чертежите на мрежовия план във файла с главния мрежов план. Тези. в този случай повтаря процедурата, описана в екранната снимка. 6, за файлове:

Водоснабдителни външни мрежи.dwg

Канализационни външни мрежи.dwg

Газопроводни външни мрежи.dwg

външно осветление.dwg

След вмъкване на външни връзки към горните файлове във файла на генералния план, съседни мрежи се появяват във всеки файл с мрежи. В този случай може да се появи съобщение:

Но това не е грешка, а само доказателство, че файлът с нашата конкретна мрежа вече присъства (като външна връзка) във файла с главния план на мрежата и това е добре.

Екранна снимка. 16. Ето как ще изглеждат плановете за мрежите от комплекти: NVK, GOS, EN.

Сега остава да променим дебелината на линията на съседните мрежи в свойствата на слоя (правим ги тънки) и да направим дебелината на проектираната мрежа по-висока (по-дебела). На екранни снимки 17, 18, 19, 20. Представени са примери - как ще изглеждат плановете на комплектите NVK, GOS, EN след настройка на слоевете.

Екранни снимки 17, 18, 19, 20

3.6. Съвпадение на слоеве

Подравняването на слоевете е инструмент на AutoCAD, който ще бъде в крак с всички промени в чертожните слоеве, вмъкнати като xrefs. Пример: Ако главният проектант създаде нови слоеве в чертежа на генералния план, например: сляпа зона, пътеки и др. Инженерите, проектиращи външни мрежи, ще бъдат незабавно информирани за промените, след като генералният проектант запази своя чертеж (и запази промените на сървъра, в случай на работа с LOTSMAN PGS). Те ще ги видят в мениджъра на свойствата на слоевете, във филтъра „Непоследователни нови слоеве“. За да съпоставите слой (т.е. да премахнете непоследователни нови слоеве от филтъра), просто щракнете с десния бутон на мишката върху слоя и изберете „слой съпоставяне“.

За да може AutoCAD да проследява промените в слоевете на xref файловете, трябва да конфигурирате настройките на слоя по определен начин. Както на екранна снимка 21.

Екранна снимка. 21. Задаване на параметрите на слоевете. Поставяме отметки върху елементите: оценяваме новите слоеве, добавени към чертежа. Уведомете за наличието на нови слоеве (в този параграф задаваме събития, при които програмата ще ни уведомява за появата на непоследователни слоеве) [Например, събитието „Вмъкване / Презареждане на външни връзки“ ще уведоми за появата на нови слоеве, когато актуализиране на външна връзка. Пример е по-долу на екранна снимка 22.]

Екранна снимка. 22. Известие за нов слой, зареден от чертеж на референтен файл

И мнозина може да се чудят как програмата LOTSMAN PGS е полезна при организирането на цялостен дизайн.

Всеки път, когато оригиналният xref чертеж се запише, се появява съобщение (вижте Екранна снимка 22) и xref в чертежа се натрупват до 5 или повече единици. И постоянното появяване на това съобщение чисто психологически с течение на времето води до факта, че то започва да отвлича вниманието от работата и да дразни.

Когато използвате LOTSMAN PGS, преди да актуализирате локалните копия на изходните файлове, ще видим икона в панела с файлове. Че изходният файл е актуализиран (на сървъра) и локалното копие трябва да бъде актуализирано (с което работи AutoCAD), тоест ние сами можем да инициализираме процедурата за актуализиране, за да намалим малки части от актуализираната информация чрез изтегляне на актуализации, да кажем не повече от веднъж на час. Това ще добави измерение към процеса на проектиране.

Базата данни съхранява всички версии на файлове. Това опростява връщането назад и повишава надеждността на съхранението на информация. Освен това можем да проследим цялата история на файловите операции. Например, разберете кой последно е отворил, редактирал и запазил файл.

3.7. Подводни скали

Необходима е определена квалификация за работа с графичната програма AutoCAD.

Удобно е да прехвърляте части от проекта на организации на трети страни чрез инструмента за публикуване (команда FORMSET)

3.8. Технически страни

С този метод на организиране на работата:

Размерът на чертожните файлове е намален чрез замяна на физическото дублиране на графична информация с логическа.

Удобно е да прехвърлите части от проекта на организации на трети страни чрез инструмента за публикуване (команда FORMSET).

Една от основните цели на програмата на правителството на Руската федерация „Развитие на образованието за 2013-2020 г.“ е модернизацията на образователните стандарти и методи за професионално обучение на специалисти. Развитието на педагогическите технологии трябва да бъде насочено към интегрирането на дисциплините и ефективността на всеки етап от образователния процес. Решението на този проблем е възможно при използване на технология за проектиране от край до край, т.к едно от условията за осъществяването му е интегрирането на дисциплините. Поставените задачи показват, че научните и методически разработки в цялостното проектиране са актуални. Това важи особено за методологията и теорията на интердисциплинарната интеграция при проектирането на непрекъснат образователен процес в средното и висшето училище.

Методът на проектиране от край до край се основава на принципа на фундаменталност и професионална ориентация, чрез интегриране на естествени и специални дисциплини - система от действия, която позволява на учителя да формира методология на преподаване.

Безопасно е да се каже, че усвояването на курса по обща физика от бъдещите инженери е основата, която ще им позволи не само успешно да овладеят общотехническите и специалните дисциплини, но и да овладеят една от основните дейности за специалист в тази област на обучение - проектни дейности.

Както показва анализът на научната и педагогическата литература, редица автори разграничават такива етапи на проектиране като „графично моделиране на обекта на проектиране“, „изготвяне на схематични и дизайнерски диаграми“, „разработване на дизайнерски решения за продукта и (или) неговия компоненти”. Сравнявайки основните етапи на решаване на проблеми във физиката, може да се твърди, че действията за съставяне на графичен и физически модел на ситуация, идентифициране на промените, които настъпват с обекта на изследване, избор и обосноваване на закони и теории за неговото описание, са сходни. към етапите на проектантската дейност.

Организацията на процеса на подготовка на инженер по метода на цялостното проектиране на обекти на професионална дейност може значително да повиши интереса на студентите към преподаването на физика, поради ясното разбиране на необходимостта и значението на физическите знания в бъдещи професионални дейности.

Нашите по-ранни проучвания доказаха уместността на използването на метода на проекта при подготовката на конкурентни специалисти. Формиран е, апробиран и въведен в учебния процес организационно-педагогически модел на професионално значими проекти за студенти в бакалавърска степен. Показано е, че за успешното използване на този метод е ориентацията на образователния процес към формиране на умения за проектиране и активно сътрудничество с преподаватели по специални курсове по дисциплини, тоест установяване на междудисциплинарни връзки между физиката и общотехническите и специалните дисциплини.

Професионално значими интерактивни проекти на общообразователни курсове по физика са разработени, тествани и въведени в системата за обучение за организиране на цялостен дизайн с цел запознаване с фундаментални изследвания, с най-новите иновативни разработки и технологии и установяване на междудисциплинарни връзки между физиката и общотехнически и специални дисциплини.

В Строителния факултет на IRNITU много специалности са свързани с водните технологии. От първите курсове обучаваме студенти в проектни дейности. Свързваме темите на проектите на първолаците с водоснабдителни и канализационни технологии.

Въвеждането на този метод в учебния процес ще позволи на студентите да се справят успешно с курсови и дипломни проекти, стимулира процеса на професионално развитие, саморазвитие и творческа дейност. Темите за дизайнерските дейности на първия етап са в съответствие с дипломиращите се катедри, което ви позволява да установите междудисциплинарни връзки между физиката и общите технически и специални дисциплини, като по този начин осигурявате професионално ориентирано обучение по метода на крайния дизайн.

По правило крайните теми на проекта са свързани с обекти от реалния живот, в резултат на което знанията, придобити по време на изучаването на курса по физика, ще бъдат използвани в по-нататъшни професионални дейности.

По този начин бяха разработени професионално значими проекти на общообразователни курсове на университета и включени в системата за обучение за организиране на училище за дизайн от край до край - университет, за да се запознаят с фундаменталните изследвания, най-новите иновативни разработки и технологии и да установят междупредметни връзки между физиката и общотехническите и специалните дисциплини.

Препоръчително е да се започне дизайн от край до край сред учениците, за да се привлекат талантливи възпитаници да влязат в университет, където да продължат дейностите си по проекта, докато изучават специални дисциплини.

Авторите на дизайнерските разработки предлагат да се започне от първия курс на обучение. Всъщност това ще бъде вторият семестър от първата година на обучение, когато студентите вече са запознати с дисциплините, предметите, преподавателите и самата методика на провеждане на занятията във висшето образование и могат да осъзнаят ролята на цялостния дизайн в техния учебен процес.

В IRNITU физиката започва от първия семестър. Естествено е трудно да се организира дизайн от край до край от първия месец на обучение, малко хора решават бъдещата си специализация, т.к. по специалност се разпределят във 2-ра година на обучение. Тогава вече е възможно да се говори за дизайн на курсове и дипломи и да се въведе дизайн от край до край. Вярваме, че дизайнът от край до край трябва да започне с дизайнерски дейности в приложните изследвания на физичните закони или по други теми, по-близки до техническите специалности, което правим вече десет години.

Ако през първите месеци на обучение студентите се организират за развитие на дизайнерски дейности по приложна физика, тогава задачите на цялостния дизайн ще бъдат по-успешно решени.

Започна работа по цялостно проектиране със студенти от Института по архитектура и строителство по приложна физика.

Разработихме, тествахме и организирахме първия етап (мотивационен) на професионално насочено обучение по физика по метода на цялостното проектиране на обекти на професионална дейност, в резултат на което:

създават се условия за саморазвитие на творческата дейност на учениците;
формират се професионални компетенции;
изграждат се взаимоотношения между преподаватели по сродни дисциплини;
нарастваща нужда от професионално развитие;
осмисля се необходимостта от изучаване на физика за решаване на бъдещи професионални проблеми;
ученикът овладява етапите на проектната дейност.

Библиографска връзка

Шишелова Т.И., Коновалов Н.П., Баженова Т.К., Коновалов П.Н., Павлова Т.О. ОРГАНИЗАЦИЯ НА ПРОЕКТИРАНЕТО ОТ КРАЙ до КРАЙ НА ПРОФЕСИОНАЛНА ДЕЙНОСТ ОБЕКТИ В КАТЕДРАТА ПО ФИЗИКА IRNITU // Международен журнал за експериментално образование. - 2016. - № 12-1. - С. 87-88;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=10802 (дата на достъп: 01/04/2020). Предлагаме на Вашето внимание списанията, издавани от издателство "Естествонаучна академия"

Създаването на информационна система от всякакво ниво на сложност преминава през няколко основни етапа: задаване на задача, изготвяне на техническо задание, разработване на информационна структура и база данни, създаване на прототип на приложение, коригиране на техническо задание, създаване на готово приложение, подготовка и разработване нови версии. За решаване на проблемите, които възникват на всеки от тези етапи, са създадени специализирани инструменти, които помагат на разработчиците да минимизират разходите за време и да намалят броя на грешките. Въпреки това, когато се преминава от един етап към друг, възниква проблемът с приемствеността и интеграцията на специализираните инструменти, използвани при разработването на приложението: изискванията на анализаторите трябва да бъдат прехвърлени към разработчиците на база данни, готовата база данни трябва да бъде прехвърлена за разработване на потребителския интерфейс, след получаване на коментарите на клиента относно прототипа на приложението, техническите спецификации трябва да бъдат коригирани. В този случай е необходимо да се избягва тотална преработка на цялата система. В системите за автоматизация, разработени по-рано, тези проблеми бяха решени само частично.

Подходите за проектиране на приложения в предлаганите системи за автоматизация на проектирането и разработването на приложения могат неофициално да бъдат разделени на два типа, условно наречени: „към и от“ и „към и от“.

Първият подход се популяризира от разработчиците на конструктори и "леки" CASE инструменти и предполага, че CASE инструментите се използват само за проектиране - ("преди") създаване на база данни и разработването на приложения се извършва ("от" готова база данни ) с помощта на създатели, които имат свои собствени инструменти, обратно инженерство на модели на данни, библиотеки от класове и много други инструменти. Основният недостатък на този подход е прекъсването на технологичния процес, в резултат на което моделът на данни, използван от строителя, е много по-беден от модела, разработен от анализатора с помощта на CASE инструменти или ръчно. Анализаторът е принуден да предава допълнителна информация по неформални начини („глас“). В допълнение, в процеса на разработване на приложение често се оказваше, че стандартните библиотеки от класове, използвани от строителя, не са достатъчни за разработване на пълнофункционално приложение и всеки програмист трябваше да увеличи функционалността по свой начин, което доведе към "пачуърк" интерфейс. В резултат на това, въпреки наличието на удобни инструменти за анализатори и програмисти, използването им не подобрява качеството на системата или ускорява разработката.

Вторият подход, приложен в така наречените "тежки" CASE инструменти, например в Tau UML Suite, предполага, че CASE поддържа развитието "от" анализ "към" изграждането на логически модел на данни и логически модел на приложение , въз основа на които се създава и реализира базата данни.автоматично генериране на програмен код. Tau UML Suite предоставя на потребителя отличен инструментариум за проектиране на приложение:

 диаграми на съдържанието на формата (FCD - Form Contence Diagram), които ви позволяват да опишете структурата и (до голяма степен) функционалността на сложни екранни форми (предназначени за работа с няколко таблици);

 Диаграми на структурни диаграми (SCD), които позволяват да се опишат алгоритмите на програмните модули и методите за работа с екранни форми (в рамките на структурния подход работата с екранни форми се извършва елегантно с помощта на така наречените "предварително дефинирани модули") ;

 Диаграми на последователност от форми (FSD), които определят цялостната структура на приложението. а също и свързване на форми и алгоритми (методи).

Основният недостатък на този подход е, че идеологията на дизайна не отчита реалните нужди на дизайнера, който трябва да разработи информационна система със стандартен интерфейс, тъй като клиентът се нуждае от система с лесни за научаване задачи. Дизайнерът се нуждае от средство за изграждане на логически модел на стандартен интерфейс, а не пълен модел на всички елементи на интерфейса. Детайлният дизайн на всяка екранна форма (чрез FCD или в конструктора) при създаването на стандартен интерфейс е не само досадна, но често вредна работа, а „уникалните“ задачи като правило не са многобройни, те са много по-бързи и по-лесно за създаване въз основа на типично работно място, а не от нулата. В допълнение, разходите за придобиване и овладяване на "тежък" CASE се изплащат само при създаване на достатъчно големи системи или в "линейно" производство, много от функциите, предоставени от продукти от този клас, не са толкова необходими за създаване на малка система от разработчиците които познават добре предметната област или за възпроизвеждане на съществуваща система на друга платформа.

DataX/FLORIN си постави задачата да разработи технология за проектиране, която да осигури автоматичен трансфер на данни по време на прехода от един етап на развитие на информационната система към друг, да позволи създаването на съвременни информационни системи със стандартизиран потребителски интерфейс за кратко време и да поддържа пълния жизнен цикъл на приложението. Такава технология беше разработена и наречена "технология за проектиране от край до край". Тя ви позволява да свържете заедно всички етапи на изграждане на информационна система, от поставянето на задача до създаването на хартиена документация. Използването на тази технология дава възможност да се откаже ръчната работа по кодирането на базовия и програмния интерфейс, дава възможност да се правят промени на всяко ниво на внедряване и в резултат на това дава на клиента не само готова система, но и средствата за неговото по-нататъшно развитие и поддържане. За внедряване на технологията за проектиране от край до край е създадена фамилията софтуерни продукти GRINDERY, с помощта на които е преодоляна технологичната разлика между CASE-инструментите и инструментите за програмиране на интерфейси. Използването на софтуерни продукти от фамилията GRINDERY позволява логическото проектиране на приложението едновременно с разработването на логическата структура на базата данни в средата на Telelogic Tau UML Suite, след което автоматично генериране на програмен код на всеки език за програмиране, поддържан от GRINDERYTM семейство. Задаването и промяната на контролните параметри на генерирането на код (атрибути), както и управлението на правата за достъп и версиите на проекта се извършва с помощта на механизмите на съответния CASE инструмент. Разработени са шаблони за генератора на код GRINDERYTM за създаване на типичен интерфейс на приложението. В приложение с общ интерфейс се създава работно място за всяка предметна таблица на базата данни, което ви позволява да извършвате основни операции с данните (ВМЪКВАНЕ, АКТУАЛИЗИРАНЕ, ИЗТРИВАНЕ, QBE), съдържащи се в тази таблица. Работно пространство, създадено за предметна таблица, ви позволява да работите не само с основната таблица, но и с други („спомагателни“ за това работно пространство) таблици на база данни. Конкретният вид на екранните форми и функционалността на приложението зависи от зададените стойности на атрибутите. С тяхна помощ можете да зададете например метода за представяне на определено поле, заглавията на формуляри и полета, необходимостта от представяне на записи от таблици-потомци и партньорски таблици и режима на достъп до таблиците с речници. Наборът от атрибути за всяка таблица и нейните полета се задава веднъж и се използва за всички форми, в които тази таблица или нейните полета са налични. Атрибутите се въвеждат и редактират или от GRINDERY GrabberTM GUI, или чрез Telelogic Tau UML SuiteTM GUI. Разработчикът може ръчно да прави промени в кода на приложението, генериран от генератора на кодове по всяко време.
По този начин технологията за програмиране от край до край, разработена от DataX/FLORIN, и софтуерните продукти, създадени за нейното внедряване, позволяват да се реши проблемът с автоматизирането на проектирането на приложения от етапа на анализ до пълно генериране на код на приложение със стандартизиран потребителски интерфейс.

1. А. В. Вишнеков, Е. М. Иванова, И. Е. Сафонова, Интегрирана система за подпомагане на приемането на проектни и управленски решения в системата за автоматизирано интегрирано производство на високотехнологични продукти, материали на I Всеруска конференция "Иновации, качество, образование" , М. : МИЕМ, 2003
2. Вишнеков A.V., Методи за вземане на дизайнерски решения в CAD / CAM / CAE системи на електронно оборудване (в две части), M .: MIEM, 2000 /

3. Dendobrenko B.N., Manika A.S., Автоматизация на проектирането на REA, М .: Висше училище, 1980.

4. Ключев А.О., Постников Н.П., Технология на цялостното проектиране на информационни и управляващи системи, Резюмета на ХХХ научно-техническа конференция на факултета, Санкт Петербургски държавен институт по фина механика и оптика, Санкт Петербург: 1999 г. . (http://www.florin.ru/win/articles/alma_ata.html)

5. Норенков И.П., Кузмик П. Информационна поддръжка на високотехнологични продукти. CALS - Технологии, ISBN 5-7038-1962-8, 2002 г.

6. Malignac L. По-нататъшно разширяване на функционалността на CAD // Електроника, 1991, том 64, № 5.

7. Ган Л. Инструменти за автоматизация на дизайна, които осигуряват паралелна работа по проекти // Електроника, 1990, том 38, № 7, стр. 58-61.

8. А. Мазурин, Тенденции в развитието на Unigraphics през 2001 г., CAD and Graphics magazine, № 12, 2000 г. (http://www.sapr.ru/Article.asp?id=671)

9. http://www.spb.sterling.ru/unigraphics/ug/cad/index.htm
10. Смирнов А. В., Юсупов Р. М. Технология на паралелното проектиране: основни принципи и проблеми на изпълнението, Автоматизация на проектирането, № 2, 1997 (http://www.osp.ru/ap/1997/02/50.htm)

11. Nevins J.L., Whithey D.E. Паралелен дизайн на продукти и процеси. - McGraw-Hill, Ню Йорк, 1989 г

12. Р. П. Киршенбаум, А. Р. Нагаев, П. А. Палянов, В. П. Фрейщетер, Д. В., 1998 г.

13. Иши К., Гоел А., Адлер Р.Е., Модел на едновременен инженерен дизайн - Изкуствен интелект в дизайна / Изд. от JS Gero, N-Y: Springer, 1989, p483-501.
14. Структурен анализ в MSC/NASTRAN за Windows http://www.dmk.ru/compold.php?n=NA==

15.http://www.nastran.com
16. http://www.ansys.com
17.http://www.cad.ru/cgi-bin/forum.pl?theme=762&reply_id=4328&start_id=
18. http://www.ibm.com/en/catia
19.http://www.solidworks.ru
20. CAD Solutions - решение на инженерни проблеми в областта на машиностроенето http://cadsolutions.narod.ru/Pages/CadCamCae/UGNX.htm
21. S. Maryin, Какво е Unigraphics., CAD и списание за графики, № 7, 2000 г.

22. Е. Карташева, SDRC Integrated Technologies, Open Systems Journal No. 5, 1997, стр. 72-77.

23 математика. Модели, направени в CAD/CAM система Pro/Engineer, http://ws22.mech.unn.runnet.ru/CADCAM/ProEngineer/GAZ/J1.html
24. Системи за компютърно проектиране: Илюстрован речник, изд. И.П. Норенкова., М.: Висше училище, 1986.

25.http://arkty.itsoft.ru/edu/control/cada0b.htm
26. http://www.iatp.am/vahanyan/systech/v.htm

Като алтернатива на традиционните методи за проектиране на облекло отдавна са предложени така наречените точни (инженерни) методи, по-специално методът за обемно проектиране на продукт върху манекен, последван от получаване на сканирания на части в мрежата на Чебишев. Понастоящем може успешно да се реализира технически с помощта на интерактивна триизмерна (3D) компютърна графика. Въпреки това, този подход към дизайна ще има ограничено приложение за дълго време поради трудността на математическото моделиране на свойствата на материала. Тези трудности са особено големи при проектирането на термооблекло от композитни материали. Следователно прилагането на триизмерен дизайн на облекло в момента се използва само за дрехи с гладки форми. Получените разработки във всеки случай изискват усъвършенстване с помощта на традиционния планарен дизайн. Ако принципно са известни алгоритмите за решаване на директния проблем - получаване на повърхностна разгъвка от нейния триизмерен модел, то обратната задача - получаване на триизмерен модел от съществуваща разгъвка от тъкан - в момента не се решава. Това обстоятелство също не ни позволява да осъзнаем напълно предимствата на обемното проектиране, познато ни в други области на приложение на CAD. Друг начин за частично формализиране на прехода от скица към дизайн на модели може да бъде комбинаторен синтез на техническа скица на модел на облекло от типични елементи на графична информация, които служат като ключ за търсене в базата данни за съответния чертеж на дизайна елементи. Понятието "комбинаторика" първоначално се свързва с клон на математиката, който изучава разположението и относителната позиция на краен набор от обекти с произволен характер като част от едно цяло. Добър пример за приложението на законите на комбинаториката при проектирането на различни технически обекти е агрегирането (модулен дизайн), което се състои в създаването на различни продукти чрез подреждането (сглобяването) им от ограничен брой стандартни или унифицирани части и възли, които имат геометрична и функционална взаимозаменяемост.

Техническата скица, използвана в процеса на проектиране, наред с творческата, е линейно или по-рядко линейно-колористично изображение на продукта върху фигурата на потенциален потребител - в определен мащаб, в две до четири ортогонални проекции: , отзад, отдясно и отляво (за сложни асиметрични модели). Този тип скица се характеризира с ясно и недвусмислено предаване на пропорциите на човешката фигура, размера и взаимното разположение на всички елементи на конструктивния и декоративния дизайн на модела. Техническата скица в обемна и визуална форма съдържа информация за дизайна, материалите и планираната производствена технология на модела: до известна степен тя действа като аналог на монтажния чертеж на продукта в машиностроенето.

В съответствие с принципите на комбинаторното оформяне, техническата скица може да се разглежда като сложна йерархична система от специални графични знаци (символи), които формират описание на външния вид на модела. Така той може да се използва като основа за универсален графичен език, с помощта на който обектът на дизайна се описва в интегрирана CAD система за облекло. За да се свърже интерактивно генерирана техническа скица с чертеж на дизайн на продукт, се предлага да се създаде единна (интегрирана) база данни, съдържаща структурни елементи на скицата и дизайна на продукта, които са съвместими един с друг. Интегрираната база данни трябва да включва директории на типични решения за елементи на графични изображения "Скица" и "Чертеж на дизайн", както и информация за тяхното съответствие помежду си.

Стандартните решения от справочниците могат да служат както като първоначални "тухли" за комбинаторен синтез на нови модели в интерактивен режим, така и като аналози (прототипи) при разработването на оригинални елементни решения. Очевидно, когато се формира скица от типични елементи, които са напълно взаимозаменяеми, е възможно автоматично да се получат дизайнерски чертежи за нови модели. В други случаи, когато се формира чертеж на дизайна на продукта според скица, са необходими допълнителни заявки към дизайнера и (или) последващо „довършване“ на получените структури с помощта на конвенционални средства на подсистемата за проектиране. Предложеният подход изисква значително подобрение по отношение на изясняването на методите за представяне на информация за типичните елементи на скица и дизайн и връзките между тях в базата данни. Засега остава нерешен въпросът кой, къде и как ще разработва справочници за различни асортименти, като се вземе предвид бързо променящата се мода. В същото време такава форма на представяне на информация за типични (или аналогови) дизайнерски решения може да има значителни предимства пред традиционно използваната в шивашките CAD запис структура „Модел (група от модели) - Модел“. Първо, той има по-голяма гъвкавост поради по-дълбоко структуриране (до нивото на срезове и секции на срезове), следователно, въз основа на същия брой типични дизайнерски решения, могат да се получат много повече производни. Второ, такъв запис е по-интелигентен, тъй като съдържа информация не само за наличието на определени елементи в цялото, но и за техните взаимоотношения и местоположение един спрямо друг. Проучване на най-новите подходи към дизайна на облеклото показва тяхната по-голяма ефективност в сравнение с традиционния планарен процес на проектиране за редица специални случаи на дизайн, но по-малко гъвкавост. Всеки от тях има своите предимства и недостатъци, които ограничават обхвата на този подход (метод).

Най-добрият начин за решаване на този проблем може да бъде създаването на интегрирана многофункционална дизайнерска подсистема, която реализира най-обещаващите области на автоматизация на традиционния подход към дизайна на шаблони, както и нови обещаващи методи за проектиране от край до край. В този случай въпросът за избора на един от алтернативните начини за решаване на проектни проблеми може да бъде решен или на ниво определяне на конфигурацията на подсистемата по време на нейното инсталиране, или в процеса на проектиране. В последния случай интерактивният избор на оптималния маршрут за проектиране е компонент на информационната технология на цялостния дизайн на облеклото. Важен аспект при създаването на интегрирана подсистема за проектиране е и наличието в нея на разработена информационна база, която осигурява изпълнението на основните процедури за проектиране, без проектантът да прибягва до допълнителни източници на информация: проект, нормативна справка и друга документация, представена на хартия.