PLM в обучении и дипломном проектировании
Teamcenter учит работать в команде
«Мы должны смотреть в будущее»
Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова занимает первое место среди архитектурностроительных вузов России в рейтинге Министерства образования и науки РФ. Университет проводит обучение и подготовку инженеров для строительной индустрии по более чем 60 специальностям. Обучение и научные исследования осуществляют 150 докторов наук и профессоров, в том числе 47 академиков и членовкорреспондентов государственных и общественных академий, свыше 400 кандидатов наук и доцентов, более 30 лауреатов почетных званий, пять заслуженных изобретателей. Ежегодно в вузе обучается более 25 тыс. студентов из 32 стран мира.
Путь к инновациям
Современный инженер должен уметь использовать новейшие информационные технологии и нести свои знания на производство — уверены в вузе. На кафедре механического оборудования, осуществляющей подготовку инженеров по специальности «Компьютерные технологии в проектировании механического оборудования», будущих механиков уже не один год обучают работе с автоматизированными системами проектирования.
С 2002 года кафедра сотрудничает с компанией Siemens PLM Software — за это время в учебный процесс были внедрены система автоматизированного проектирования NX и система управления жизненным циклом изделия Teamcenter. Дипломные работы студентов, выполненные на базе решений Siemens PLM Software, неоднократно становились победителями на различных всероссийских конкурсах, а коллектив кафедры получил специальный диплом в рамках конкурса инновационных проектов в образовании на международной конгрессевыставке «Global education — Образование без границ2007».
«Создание конкурентоспособных изделий сегодня невозможно без использования современных программных средств для проектирования, расчета и технологической подготовки производства. Рынку требуются специалисты, которые уже владеют CAD\CAM\CAE\PLMсистемами, зарекомендовавшими себя на промышленных предприятиях, — убежден Василий Степанович Богданов, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой механического оборудования Белгородского государственного технологического университета им В.Г. Шухова. — Сегодня наша задача — не только дать будущим специалистам инженерные знания, но и научить применять на практике CAD\CAM\CAE\PLMсистемы». Чтобы решить эту задачу, университет прошел путь от первых простейших версий систем автоматизированного проектирования к CADсистемам высокого уровня.
«Наши студенты должны хорошо знать не только технологии производства стройматериалов, но и связанное с этим производством оборудование: вращающиеся шаровые мельницы, печи, дробилки, гидрофолы, сушильные барабаны, прессы для производства строительных изделий и т.д., — поясняет профессор Богданов. — Многие из этих машин имеют весьма сложную конструкцию и состоят из десятков тысяч деталей. Система трехмерного моделирования NX дает возможность буквально подетально изучать оборудование любой степени сложности в процессе моделирования». В NX имеются все необходимые средства для работы с большими сборками, система также оснащена практически неограниченными средствами моделирования любых геометрических форм, создания чертежей по ГОСТ, выполнения прочностных и динамических расчетов, симуляции работы механизма и т.д.
Руководство вуза обратилось в российское представительство Siemens PLM Software, и в 2002 году БГТУ им. В.Г.Шухова были предоставлены первые рабочие места системы NХ. «Мы получили лицензии в рамках академической программы компании Siemens PLM Software, что чрезвычайно важно для бюджетного, некоммерческого учебного заведения Российской Федерации», — подчеркивает Михаил Юрьевич Ельцов, профессор кафедры теоретической механики Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова.
 |
|
NX: от теории к творчеству
Сначала новые технологии изучили преподаватели кафедры. Затем новый, цифровой этап начался у студентов, обучающихся по специальности «Компьютерные технологии в проектировании механического оборудования». «Благодаря постоянной поддержке ведущих технических специалистов компании Siemens PLM Software нам удалось в короткие сроки освоить сиcтему и организовать обучение студентов», — вспоминает Михаил Ельцов. Использование NX поставило учебный процесс на качественно иной уровень. Теперь будущие инженеры значительную часть времени проводят за компьютерами. Кафедра ставит задачу не только изучения системы NX, но и применения полученных знаний при выполнении курсовых и дипломных проектов по дисциплинам специальности. Наша цель — наиболее полно использовать весь инструментарий NX при обучении студентов, раскрыть перед ними как можно больше возможностей этой системы.
Обучение новым технологиям проходит по следующей схеме. На первом этапе проводится начальная подготовка в области автоматизированного проектирования: посредством обзорных лекций и практических занятий студентов знакомят с существующими системами — от простых до высокоуровневых. Затем начинается непосредственная работа в системе NX. Параллельно с этим читается курс расчета конструкций методом конечных элементов, что, в свою очередь, является подготовительным этапом для изучения расчетного CAEмодуля системы проектирования NX.
В задачи будущих инженеров входит не только изучение системы NX, но и применение полученных знаний. «Сегодня в рамках курсового и дипломного проектирования студенты должны создать цифровую модель той или иной машины с обязательной последующей ее модернизацией, — рассказывает Михаил Ельцов. — Раньше на уровне вуза это было практически невозможно изза большой трудоемкости и отсутствия инструментальных средств для решения подобных задач».
Дипломное проектирование начинается на четвертом курсе — c обязательным использованием системы NX. На защиту проекта выносится полностью собранная и модернизированная цифровая модель машины, прочностные и динамические расчеты основных и модернизированных узлов, выполненные в CAEмодуле NX Nastran, а также полный пакет конструкторской документации.
«С освоением трехмерного моделирования изменилось инженерное мышление студента, — отмечает В.С. Богданов. — Когда он собирает механизм подетально, то знает его не хуже, чем опытный инженер по эксплуатации на заводе. Наглядность всех деталей облегчает понимание и способствует развитию творчества. В результате уровень выполнения курсовых и дипломных проектов существенно вырос».
Так, комплексный дипломный проект «Проектирование мельницы Ø3,8 м с комплексной модернизацией внутримельничных устройств в системе NX» завоевал первое место на Всероссийском конкурсе дипломных проектов и работ по строительным специальностям в 2006 году и был удостоен медали РААСН им. Н.В. Никитина. Цифровая модель мельницы представляет собой четырехуровневую сборку, содержащую почти 10 тыс. деталей, из которых более 300 являются оригинальными. В 2007м учебном году был выполнен комплексный дипломный проект «Проектирование и комплексная модернизация колосникового холодильника КС50 в системе NX», который занял первое место на Всероссийском конкурсе дипломных проектов по специальности 270101 «Механическое оборудование и технологические комплексы предприятий строительных материалов, изделий и конструкций» и второе место на конкурсе дипломных проектов на медаль РААСН по строительным специальностям. Сборка холодильника содержит четыре уровня и состоит из 17 тыс. деталей, из которых более 1200 являются оригинальными.
Закрепление навыков проектирования в NX происходит в ходе конструкторской практики студентов на базе регионального филиала компании «Энергомаш» в г.Белгороде. Результаты и отзывы руководителей практики показали высокий уровень подготовки студентов в области проектирования в системе NX.
Успех достигается за счет того, что кафедра постоянно наращивает свой «цифровой» потенциал. Каждый новый учебный год университет переходит на новую версию системы. Сейчас ведется обучение на NX6, а количество рабочих мест NX увеличено до 75.
«С открытием регионального офиса компании Siemens PLM Software в г.Белгороде в 2007 году мы получили доступ к более оперативной технической поддержке и консультациям специалистов по особенностям работы в новых версиях NX», — отмечает профессор М.Ю. Ельцов.
|
|
Teamcenter учит работать в команде
С 2006 года кафедра механического оборудования БГТУ им. В.Г. Шухова расширила сотрудничество с Siemens PLM Software — вузу были переданы 20 рабочих мест PLMсистемы Teamcenter. «Мы сразу оценили перспективы обучения студентов в связи с внедрением Teamcenter, — заявляет Михаил Ельцов. — Это отлично зарекомендовавший себя на мировом рынке пакет программных решений для поддержки жизненного цикла изделий. Teamcenter позволяет создать единый, организованный и защищенный источник знаний об изделии и процессах. Организация коллективной работы территориально распределенных групп специалистов позволяет значительно сократить сроки разработки изделия, повысить производительность и ускорить выход нового изделия на рынок».
Teamcenter успешно был введен в программу обучения уже в 2007м учебном году. Была создана учебнометодическая база данных, включающая различные учебнометодические материалы, библиотеку стандартных (крепежных) элементов, ГОСТы, конструкторские справочники, а также выполненные ранее работы в качестве примеров. В этом же году был выполнен первый дипломный проект под управлением PLMсистемы Teamcenter, который занял первое место на конкурсе «САПРДрайв 2008», организованном «Русской Промышленной Компанией».
На следующем этапе кафедра перешла от двухзвенной к четырехзвенной архитектуре Teamcenter. Функционал системы значительно расширился: появилась возможность централизованного администрирования, интеграции с продуктами Microsoft Office, использования WebClient для доступа к данным через браузер, а самое главное — возможность работы с базой данных через Интернет.
С 2008 года обучение проводится только под управлением Teamcenter. Студенты и преподаватели работают в единой информационной среде, которая позволяет оперативно проверять выполняемые задания, обмениваться информацией, осуществлять консультации. Студенты могут в любой момент получить доступ к материалам, размещенным в базе данных, в том числе и из дома, через Интернет.
«Ввод в опытную эксплуатацию учебной базы данных дал потрясающий эффект, — считает профессор Ельцов. — Уже после нескольких первых занятий трудно было представить, как можно осуществлять подготовку современного инженера без системы управления данными Teamсenter, без удобнейших средств поиска, сортировки и визуализации хранящихся данных. Огромным плюсом системы Teamcenter для учебного процесса является ее высокая надежность и отказоустойчивость, ведь пытливость студентов не имеет границ — всегда есть желание и соблазн “чтонибудь там покрутить”. Кроме того, учитывая мощнейшие средства по аутентификации и обеспечению целостности данных, мы можем быть спокойны за сохранность интеллектуальных данных».
С началом 2009/2010 учебного года был осуществлен переход на версии Teamcenter 2007 и NX6. «Миграция данных, которые хранились в Teamcenter 2005, прошла успешно, что говорит о высокой надежности программных продуктов фирмы Siemens PLM Software», — подчеркивает Михаил Ельцов.
|
|
«Мы должны смотреть в будущее»
Останавливаться на достигнутом в БГТУ им. В.Г. Шухова не намерены — освоение современных передовых технологий продолжается. Недавно на кафедре механического оборудования началось изучение еще одного программного продукта, разработанного Siemens PLM Software, — Tecnomatix Plant Simulation. Программное обеспечение, предназначенное для моделирования производственных процессов, поможет инженераммеханикам более глубоко понимать технологию производства и проводить оптимизацию технологических схем для производства стройматериалов.
«Мы внедряем решения Siemens PLM Software, в которые заложены новейшие и самые прогрессивные достижения инженерной мысли, — считает профессор Богданов. — Это поднимает планку и для нас. С внедрением решений Siemens PLM Software в нашем университете и специальные, и общие инженерные дисциплины стали преподаваться на более высоком уровне. Работать по старинке в образовании недопустимо, мы должны смотреть в будущее, ведь задача вуза — выпускать специалистов, способных конкурировать на рынке труда».
Задачи
- Повышение качества обучения и подготовка инженеров по специальности «Компьютерные технологии в проектировании механического оборудования», востребованных на современном рынке труда;
- обучение будущих инженеров работе с современными CAD\CAM\CAE\PLMсистемами;
- повышение конкурентоспособности факультета механического оборудования БГТУ им. В.Г. Шухова.
Ключи к успеху
- Внедрение в образовательный процесс комплексной системы автоматизации конструкторскотехнологической подготовки производства NX от Siemens PLM Software;
- непрерывная подготовка специалиста в области современных компьютерных технологий и систем проектирования;
- создание единой информационной среды и закладка основ дистанционного обучения с помощью PLMсистемы Teamcenter;
- приобретение навыков работы в единой команде;
- ввод в эксплуатацию учебной базы данных;
- применение студентами полученных знаний в ходе курсового и дипломного проектирования, производственной практики.
Результаты
- Востребованность выпускников БГТУ им. В.Г.Шухова по специальности «Компьютерные технологии в проектировании механического оборудования» на рынке труда;
- готовность выпускников кафедры механического оборудования к работе с самыми современными CAD\CAM\CAE\PLMсистемами;
- существенное повышение качества курсового и дипломного проектирования, многочисленные победы студенческих научных работ на всероссийских конкурсах.
|
|
