При выборе CAD/CAM систем, покупатели очень часто интересуются опытом применения того или иного программного продукта на предприятиях и в учебных заведениях. Это понятно, так как никакие описания функциональных особенностей системы, статьи рекламного характера не смогут убедить потенциального пользователя в том, что его задачи могут быть решены с помощью той или иной системы. В прошлом номере мы писали об опыте раьоты с системой ADEM на предприятиях промышленности. В этой статье рассказывается о применении системы в обучении студентов и школьников.
ADEM в учебном процессе.
При разработке CAD/CAM системы ADEM компания «Omega Technologies Ltd.» ориентировалась не только на необходимость автоматизации конструкторских и технологических работ на предприятиях промышленности, но и на подготовку квалифицированного персонала, способного легко освоить современные средства проектирования. Поэтому ADEM распространяется и используется не только среди специалистов занимающихся реальным производством , но и среди ВУЗов страны. Простота освоения и эксплуатации, а также комплексный подход к вопросам автоматизации труда конструктора и технолога позволяет студентам быстро и наглядно представить процесс проектирования с использованием современных средств. Среди ВУЗов- пользователей АDEM — известнейшие технические учебные заведения страны в области авиационных и аэрокосмических технологий:
МГТУ им.Баумана, г.Москва
Учебный центр CAD/CAM/CAE ХАИ, г.Харьков
СГАУ, г.Самара
Военная Инженерно-Космическая Академия имени А.Ф. Можайского
а также институты и университеты других отраслей:
Кораблестроительный институт, г. Санкт-Петербург
Казанский Государственный технический университет
Санкт-Петербургский Институт Точной Механики и Оптики
МПГУ
Политехнический институт, г. Томск
Черкасский инженерно-Технологический Институт
Таллиннский Технический Университет
Нижегородский Государственный технический университет
Ижевский государственный технологический университет
Киевский институт гражданской авиации
и многие другие.
На нескольких кафедрах МГТУ им.Баумана, а также в Самарском государственном Авиационном Университете, Харьковском Авиационном Институте CAD/CAM АDEM принята за базовую при обучении студентов.
Преподавательским составом многих ВУЗов составляются специальные учебные пособия по освоению системы рассчитанные на студентов, как старших так и младших курсов. Известны удачные работы проф. Л.А. Кашубы («Отечественная система CAD/CAM АDEM для мелкосерийного и единичного производства» (МГТУ им.Баумана, г.Москва)), методические пособия по изучению CAD/CAM систем на примере CAD/CAM АDEM проф. А. Тунакова (Казанский Государственный технический университет), А.В. Быкова, В.В. Снигарева, Л.А. Чемпинского («Инженерная графика на ПЭВМ» (СГАУ, г.Самара), Н.В. Семеновой («АDEM2D — учебно-методическое пособие» (МПГУ).
При помощи системы, в ВУЗах были написаны и защищены сотни курсовых и дипломных работ, как по общей тематике процессов автоматизации, так и по частным вопросам технологии машиностроения. За годы эксплуатации системы было замечено, что студенты легко осваивают, а далее эффективно используют возможности всех модулей. Существует множество примеров работ, в которых присутствует весь спектр задач проектирования и изготовления изделий от стадии эскизирования до создания управляющей программы для станков с ЧПУ с полным выпуском конструкторской и технической документации и применением трехмерного твердотельного моделирования.
Опыт освоения системы ADEM в ВИКА имени А.Ф. Можайского (г. Санкт-Петербург)
Преподаватель кафедры конструкции и двигателей ракет-носителей кандидат технических наук ТРОФИМОВ В.А.
Военная Инженерная Академия имени А.Ф.Можайского одно из старейших учебных заведений Петербурга и России. Своё начало она ведет от созданной в 1712 году по Указу Петра I Военно-Инженерной школы. В разное время здесь преподавали и учились легендарные люди, внесшие бесценный вклад в развитие и становление военной науки в России. Это М.И.Кутузов, А.С.Фигнер, А.В.Ляпидевский, М.И.Драгомиров, И.И.Кулагин, Н.А.Рынин и многие другие выдающиеся сыны нашего отечества.
Сейчас академия — это мощный научно-технический коллектив, объединяющий более 70 докторов и 600 кандидатов наук. Среди них 14 действительных членов и членов-корреспондентов различных академий, 10 заслуженных деятелей науки и техники Российской Федерации, около 60 профессоров и 250 доцентов. На семи факультетах академии ведется подготовка высококвалифицированных специалистов механиков, электриков, радиотехников, математиков, строителей для различных видов Вооруженных Сил Российской Федерации.
Выход России на современный мировой уровень обучения вызывает насущную потребность во внедрении в учебный процесс новых передовых методов и технологий. Грядущий век всеобщей компьютеризации требует подготовки военных инженеров, владеющих последними достижениями в области науки и техники. Одним из таких направлений является, в частности, переход во всех отраслях производства к системам автоматизированного проектирования (САПР), или так называемым СAD/CAM системам. В связи с этим на 1 факультете на кафедре конструкции и двигателей ракет-носителей в целях подготовки выпускников на современном уровне, ориентации их на передовые научно-технические технологии для обучения была выбрана одна из таких систем — система ADEM фирмы Omega Technologies Ltd. Что же послужило причиной такого выбора?
В первую очередь, нужна была достаточно простая система САПР, позволяющая проводить обучение от черчения простейших элементов к проектированию очень сложных трехмерных объектов. Во-вторых, программный продукт должен был быть русифицированным. И, наконец, достаточно дешев и надежен в эксплуатации. И пакет ADEM полностью оправдал наши надежды. Трехлетний опыт использования ADEMа на кафедре позволил выявить его основные достоинства на различных этапах обучения.
Главный упор в использовании системы ADEM был сделан преподавателями кафедры на ее применении в ходе курсового и дипломного проектирования. Как известно, основным содержанием курсовой проект имеет проектирование какого-либо устройства или его части, например для специалистов кафедры — это ступень ракеты-носителя (РН) или турбонасосный агрегат жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Дипломное проектирование, в свою очередь, является логическим продолжением работы курсантов над курсовым проектом, включающем разработку и проектирование уже законченного изделия: РН, ЖРД, других технических устройств. Ясно, что данное проектирование неразрывно связано с необходимостью разработки сложных объектов и выполнения объемных чертежей , включающих десятки, а нередко и сотни отдельных сборочных единиц и элементов, свойственных ракетно-космической технике. Применявшийся ранее на кафедре и в академии подход с использованием карандаша и линейки не оставлял времени на разработку различных вариантов изделий, внесение существенных изменений в конструкцию, исследование ее прочностных возможностей, проведение ее анализа. Так, время, отводимое на оформление чертежей в ходе курсового и дипломного проектирования, составляло порядка 30-40% от общего времени на проект.
Внедрение же CAD/CAM системы ADEM позволило существенно (примерно на 50 %) сократить время на механическую чертежную работу, высвободив его на творческие изыскания по проектированию изделий с разнообразными схемными решениями, особенностями конструктивных элементов, состава, структуры, материалов и т. д.
При этом время на освоение системы плоского моделирования ADEM2D с «нуля» до выполнения чертежей не превышает 20, а для способных курсантов 10 академических часов. И что особенно привлекает всех пользователей ADEMа — это простота и наглядность работы с ней. Дружественный интерфейс системы позволяет легко ориентироваться в списке команд и функций, вносить необходимые изменения и дополнения, проводить автоматическое и полуавтоматическое нанесение размеров. Представление чертежно-конструкторской документации в электронном виде позволило создать на кафедре постоянно пополняемую базу данных конструктивных элементов ракет-носителей и двигателей. Кроме того с использованием ADEMа разрабатываются обучающие и демонстрационные программы, слайд-фильмы, показывающие , например, процесс сборки отдельных устройств и агрегатов, направления развития и модернизации РН и ЖРД, особенности пневмогидравлических систем РН и т.д. Использование возможностей ADEM-CAD по выводу информации на графопостроительные устройства позволило поднять на новый более высокий качественный уровень оформление курсовых и дипломных проектов, что неоднократно отмечалось руководством факультета и академии.
Опыт работы, приобретаемый во время использования данной системы САПР, полезен курсантам не только во время обучения, но и в дальнейшей служебной и научной деятельности. Кроме того, активная работа в данной системе формирует у курсантов познавательную активность, творческое мышление, и тем самым способствует всемерному повышению уровня их подготовки как инженеров-механиков, способных работать практически в любых областях производства.
Новые учебные планы и программы предусматривают дальнейшее внедрение ADEMа в учебный процесс кафедры. В частности, с 1 курса в ходе изучения таких дисциплин как информатика и компьютерная графика, начинается знакомство с данной системой, которое перерастает в тесное ее использование в таких курсах как теория механизмов и деталей машин, строительная механика, конструкция РН и РД.
Таким образом, ADEM, обеспечивая высокую степень автоматизации черчения и эскизирования, наряду с использованием вариативных и параметрических моделей является мощным средством разработки и проектирования, сложнейших образцов ракетно-космической техники.
Чемпинский
Самара
Опыт обучения студентов в ряде вузов РФ показал, что изучение CAD/CAM/CAE систем предполагает усиление фундаментальной подготовки. Поэтому без увеличения сроков обучения эффективное обучение работе в профессиональных средах возможно только при наличии довузовской подготовки.
Такая подготовка предусматривает развитие у детей способностей и приобретение знаний, необходимых для дальнейшего их обучения. С другой стороны, получаемые знания важны сами по себе: они способствуют расширению представлений об окружающем мире и современных способах производства.
Кратко перечислим способности и навыки приобретаемые школьниками в процессе освоения CAD/CAM систем:
1. Развитие пространственного воображения путем:
- Изучения формообразования объемных моделей в среде CAD/CAM систем
- Развития интуитивных способностей определения внешних и внутренних линий пересечения двух или более простых тел
- Синтеза сложных моделей из простых
2. Приобретение знаний о визуализации в природе плоских и объемных кривых по формальному, параметрическому и алгоритмическому их описанию.
3. Отображение геометрических моделей на плоскости:
- Получение комплексных чертежей
- Получение аксонометрических проекций
4. Моделирование по чертежу
5. Разработка технологии изготовления геометрических моделей различными способами (традиционым и использованием ЧПУ)
6. Сборка сложных деталей из простых, в том числе фактурных моделей.
Сфрормулированные требования достигаются путем использования CAD/CAM ADEM в процессе обучения школьников 7 —10 классов школ города Самары.
С целью развития интуиции учащимся сначала предлагается работать с готовыми моделями заранее подготовленные преподавателем располагая их друг относительно друга, создавая несложные объемные сборки. Постепенно задания усложняются. На примерах учащиеся самостоятельно создают объемные модели изделий, чертежи. Несмотря на отсутствия в школах оборудования с ЧПУ школьники осваивают процесс создания маршрута обработки той или иной детали, моделирование обработки, исправляют допущенные ошибки.
В результате проведенных занятий в ВУЗы города приходят студенты уже знакомые с основной идеологией моделирования и получения УП в CAD/CAM системах. В университетах же даются углубленные знания по ситстемам автоматизированного проектирования в соответствии со специальностью студента.
Omega Technologies Ltd. — разработчик ADEM продолжает сотрудничество со многими ВУЗами страны. Такое общение выгодно не только студентам и преподавателям, но и разработчикам системы. Замечания и предложения, появляющиеся в процессе эксплуатации системы в институтах и университетах учитываются в дальнейших разработках. Таким образом фактически сами пользователи определяют функциональное развитие CAD/CAM ADEM.