Проектируем в среде учебного виртуального предприятия

Андрей Черепашков
Доцент кафедры технологии машиностроения СамГТУ. Руководитель авторизованного учебного центра АСКОН-СамГТУ

На современном уровне развития АСКОН идеологи компании начинают уделять самое пристальное внимание не только совершенствованию программного обеспечения, но и коммерческому потенциалу методологии комплексной автоматизации. Так, в интервью, опубликованном летом 2012 года в журнале PC Week/RE,
генеральный директор компании АСКОН Максим Богданов, перечисляя основные тенденции развития САПР, отметил, что в настоящее время, когда рынок ПО уже сложился, вендоры начинают «фокусироваться на методологии повышения эффективности использования программного инструментария…», а «эффективным инструментом ПО становится только в сочетании с методикой его использования». Ведущими специалистами компании разработана и развивается методика «Нисходящего проектирования» с использованием Комплекса АСКОН, а потребителям уже предлагаются учебные курсы по данной тематике.

Описание и иллюстрация основных этапов учебного проектирования в среде экспериментального УНВП технического вуза
Этапы учебного проектирования (комментарии)	Фрагмент работы в среде УНВП
Получение проектно­конструкторского задания (ПКЗ) на комплексный проект Рабочей средой учебного проектирования выступает  PDM­система. Управление учебной проектной детальностью в УНВП осуществляется средствами WorkFlow. Задания исполнителю поступают последовательно на каждый этап в соответствии с индивидуальной траекторией учебного автоматизированного проектирования (УАПР)
Организация и планирование автоматизированных проектных работ На этапе планирования ПКР обучаемым осваиваются: интерфейс рабочей среды; навыки создания новых информационных объектов; навыки управления текстовыми документами
Автоматизированный информационный и патентно­лицензионный поиск При решении инженерных задач используются сведения по известным техническим решениям из различных информационных источников. На этом этапе планирования ПКР обучаемым осваиваются: интерфейс рабочей среды; навыки управления БД; технологии информационного поиска
Конструкторское, технологическое проектирование Процесс проектирования выполняется по всем правилам и в порядке, установленном стандартами ЕСКД/ЕСТД: разработка и согласование технического задания (ТЗ); выполнение эскизного проекта (ЭП); выполнение расчетов, предусмотренных на стадии технического проекта (ТП); разработка комплекса конструкторской документации в процессе рабочего проектирования; отработка изделия на технологичность и разработка технологических процессов; разработка программ для станков с ЧПУ и технологическая подготовка производства; имитация изготовления изделий. На этих этапах не обойтись без использования  входящих в Комплекс прикладных подсистем: КОМАС­3D, АПМ FEM, САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ; электронных справочников и библиотек
Анализ и оценка результатов  комплексного  автоматизированного проектирования Трудноформализуемый этап учебной деятельности, требующий привлечения экспертов в предметной области и САПР. Подробный разбор, анализ и оценка результатов учебно проектной деятельности логично завершает обучение в УНВП. На завершающем этапе учебного проектирования воедино связываются знания, умения и навыки, полученные на всех стадиях УАПР. Завершается выполнение отчета (пояснительной записки) по комплексному проекту. Пояснительная записка и все материалы проекта в электронной форме размещаются в соответствующем разделе БД УНВП. По окончании цикла обучения электронные архивы учебной группы переводятся в долговременное хранилище, доступное только преподавателям, имеющим административные полномочия. В электронном архиве PDM хранятся учебные проекты разных лет. Типовая структура учебных изделий УНВП копируется из шаблона в начале нового цикла обучения. PDM­система позволяет устанавливать индивидуальные права доступа к информации и сохранять историю проектной деятельности пользователей, выполняя функцию формирования и управления информационной моделью обучаемых
Пример 1. Кронштейн и пресс-форма для его изготовления
Пример 2. Вырубной штамп
Объемная модель сборки штампа Фрагмент проектной документации	Нижняя часть штампа с заготовкой кронштейна Фото изготовленного штампа в действии

Студенты, привыкшие к доступности коробочных решений, предвкушают, что установив на свой персональный компьютер очередную версию КОМПАС­3D, они автоматически получат новую эффективную технологию проектирования. Однако оказывается, что для организации полноценного (предусмотренного отечественными и международными стандартами) процесса конструкторско­технологической подготовки производства (КТПП) средств одного, даже самого хорошего, геометрического моделлера отнюдь не достаточно.

В АСКОН для этих целей уже приготовили представительный набор различных программных инструментов, библиотек и даже целую систему управления инженерными данными ЛОЦМАН:PLM и поместили все это сапровское богатство в единый дистрибутив Комплекса.

Но продвинутому пользователю по зубам и самый длинный, запутанный и полный терминов (типа: сервер, клиент, база данных и пр.) диалог с инсталлятором. Все же чудо свершилось: на ПК появилось множество ярлыков, а внутри какие­то СУБД, центр управления Комплексом (ЦУК) и многое другое. Дело в том, что Комплекс — это, грубо говоря, лишь «ящик с деталями от конструктора». Оказывается, надо знать не только «кнопки и файлы», но и какую­то методику проектных работ, правила технического документооборота, способы коллективной работы над проектом и много другое, о чем не написано в руководстве пользователя.

Для освоения навыков работы в среде PLM­решения проще всего в него попасть и «полазить» там. Но на заводе и в КБ такой шанс дадут не каждому. Поэтому для студентов мы прямо в факультетском компьютерном центре развернули Комплекс АСКОН и наполнили его самой нужной информацией, учебниками, методиками и пособиями, а главное — сделали множество заготовок типовых информационных описаний для разных технических отраслей: авиастроения, станкостроения, автомобилестроения и т.п., снабдив все это наглядными примерами. При наполнении попадались и не очень хорошие образцы (на ошибках тоже учатся). Сначала задачи и примеры специально выбирали попроще. Сейчас (уже при участи наших студентов) мы постепенно расширяем как разнообразие объектов проектирования, так и их сложность.

В качестве примеров приведем несколько изделий, спроектированных в среде учебно­научного виртуального предприятия (УНВП) СамГТУ (см.  таблицу). Одними из самых поучительных для студентов в среде УНВП мы считаем проекты по разработке технологической оснастки. С одной стороны, надо уверенно знать технологию машиностроения, а с другой — выполнить в интегрированной информационной среде PLM­системы полноценную конструкторскую разработку. При этом всестороннюю проработку штампа или пресс­формы можно успеть сделать за семестр в рамках курсового проекта или части выпускной работы.

Награждение победителей Всероссийской студенческой олимпиады «Компьютерные технологии в машиностроении». Слева направо: Декан факультета машиностроения и автомобильного транспорта СамГТУ проф. Носов Н.В., студент Балакиров С.Н. (команда ФГБОУ ВПО «СамГТУ»), Черепашков А.А., студент Косулин С.И. (команда ФГБОУ ВПО «СамГТУ»), Керженков А.Г. (АСКОН-Самара)

На первом примере приведены фрагменты курсовой работы по проектированию пресс­форм. Кажется, что сделать это просто, но не для начинающего. На втором примере приведен вырубной штамп, сделанный в рамках дипломного проекта. Вроде бы не так уж и страшно, но попробуйте довести это до рабочих чертежей и реализовать в металле. 

Подробно о технологи создания и использования УНВП можно прочитать в методической разработке, размещенной на образовательном сайте АСКОН в разделе Учебные материалы (Комплексное применение технологий АСКОН).

САПР и графика 1`2014