Функциональное тестирование отечественной САПР POWERGUIDE в рамках внедрения в образовательный процесс кафедры промышленной информатики РТУ МИРЭА

Андрей Коваленко, ассистент кафедры промышленной информатики Российского технологического университета (РТУ МИРЭА), окончил РУТ (МИИТ) в 2012 году.

Статья содержит анализ результатов тестирования отечественного программного продукта POWER-GUIDE и описание его возможностей для применения в учебном процессе. Рассмотрены преимущества и недостатки ПО, исходя из которых сформулированы рекомендации по его использованию. В статье дана оценка эффективности программного обеспечения в контексте образовательного процесса. Она может стать полезной для профессионалов в области образования и информационных технологий.

Программный продукт POWERGUIDE Instructions, разработанный отечественной компанией ООО «Ай-Джи-Эй системы» — IGA Systems (входит в ГК IGA Technologies), представляет собой программный комплекс для разработки анимированных трехмерных интерактивных электронных технологических руководств (ИЭТР), инструкций для сборочных операций, операций технического обслуживания, эксплуатации и ремонта (рис. 1). Исходя из назначения и функционала POWERGUIDE следует отнести к САРР (Computer Aided Process Plaining)-системе, как интерактивной среде для разработки техпроцессов и оформления технической документации, содержащей базы данных по материалам, оборудованию, технологическому оснащению и прочую справочную информацию. Тем не менее ПО относится к классу PDM-сред и зарегистрировано в реестре [1] в качестве продукта для консультационных услуг в области IT.

Рис. 1. Интерфейс редактора интерактивной инструкции по сборке рабочего стола фрезерного станка в POWERGUIDE

Анализ функциональных возможностей, заявленных в руководствах пользователя, редактора и администратора [2-4], показывает, согласно [5], наличие всех основных принципов САПР:

•  системного единства — наличие иерархичности проектирования, обеспечивающей целостность и системную «свежесть» проектирования;
•  совместимости — все составные части САПР способны к совместному функционированию, что сохраняет систему открытой;
•  типизации — работа со множеством современных форматов представления трехмерных моделей: STEP, Parasolid, OBJ, STL и др.;
•  развития — возможность совершенствования, обновления составных частей САПР и расширения взаимосвязи с САПР другого уровня и назначения.

Вместе с тем, рассматриваемый программный продукт, как заявлено разработчиками, позволяет решать следующие производственные задачи:

• разработка технологических инструкций для сборочных операций;
• создание инструкций по техническому обслуживанию и ремонту;
• ведение библиотеки знаний предприятий;
• создание различного рода обучающих материалов.

Данный спектр задач напрямую связан с задачами обучения и образовательными программами технологических специальностей высшего и среднего профессионального образования. В результате было решено использовать ПО в учебном процессе кафедры промышленной информатики РТУ МИРЭА. Для каждого студента-бакалавра было разработано индивидуальное задание, заключающееся в создании ИЭТР для различных трехмерных моделей сборок механических редукторов. Модели редукторов были взяты из открытых источников Интернета либо в каталогах стандартных моделей, поставляемых совместно с лицензированным ПО вуза.

Индивидуальное задание студента содержало следующие компетенции [6]:

• уметь использовать и разрабатывать КД при разработке техпроцесса сборки;
• уметь выбирать схемы базирования деталей;
• уметь составлять маршруты сборки и проектировать технологические операции;
• уметь использовать САПР трехмерных деталей, сборок и техпроцессов;
• знать различные виды технологических документов и требования стандартов к их оформлению;
• знать методику технического нормирования операций;
• знать возможности использования информационных технологий в промышленном машиностроении.

По итогам семестрового функционального тестирования и работы в POWERGUIDE студентами были составлены отчеты, содержащие описание порядка создания ИТЭР, а также выявленные замечания по работе с ПО. К ошибкам, возникающим при импорте и подготовке трехмерных моделей, были отнесены следующие из них:

• наслоение наименований моделей деталей при импорте сборки, что приводит к невозможности их прочтения, анализа статуса импортирования и определения конечного количества деталей в сборке (рис. 2);
• отсутствие возможности сортировки и фильтрации при отображении загруженных моделей и трехмерных сцен. При этом возникает сложность в понимании последней загруженной пользователем модели и созданной сцены, так как для просмотра становятся доступны все модели и сцены остальных пользователей системы;
• нет возможности группового задания материала для нескольких деталей одного наименования или конфигурации, все операции необходимо выполнять индивидуально (рис. 3);
• нет редактируемой глобальной системы координат, что не позволяет выставить и сохранить необходимое положение модели в пространстве.

Рис. 2. Ошибки импортирования имен моделей

Рис. 3. Редактирование свойств материала модели

Особое место при создании ИТЭР отводится работе с репрезентациями — ссылками (рис. 4), связывающими информацию в POWERGUIDE и являющимися представлениями одного и того же объекта. Несмотря на положительные возможности данных ссылок, при работе с ними также возникли следующие ошибки:

• некоторые графические полигоны, имеющие свойство репрезентаций, не отображаются в общем списке таковых, что затрудняет дальнейшую работу с ними;
• постоянное появление окна подтверждения при выборе объекта(-ов) для задания репрезентаций, содержащего в себе только сообщения информационного характера, что делает невозможным отменить или изменить выбор объекта(-ов).

Рис. 4. Работа с репрезентациями на примере двухступенчатого редуктора

Отличным шагом к реализации принципов совместимости и развития является возможность сохранения ИТЭР в офлайн-формате, что позволяет использовать разрабатываемую интерактивную документацию в местах, изолированных от сети предприятия.

Реализация анимационного взаимодействия объектов трехмерных сборок осуществлена с помощью достаточно мощного графического ядра, что позволяет системе не уступать возможностям импортных САПР-систем.

Заключение

В результате тестирования каждому студенту удалось получить свою конечную работоспособную ИТЭР в соответствии с выданным заданием, что является прямым подтверждением того, что рассматриваемый программный продукт POWERGUIDE не является «сырым» и недоработанным, несмотря на немалое количество выявленных замечаний.

Кроме того, использование продукта позволило освоить и закрепить у обучающихся компетенции, наличие которых было проверено на итоговой экзаменационной аттестации.

Результаты разработки ИТЭР позволяют выполнять предварительное моделирование движения рабочих органов роботизированных систем при автоматизации процесса сборки, что после требуемой доработки ПО позволит создавать управляющие программы для соответствующих технологических операций.

Таким образом, внедрение в образовательный процесс новой отечественной САРР-системы POWERGUIDE позволяет повысить показатели эффективности обучения, решить актуальные задачи программного импортозамещения и, в конечном счете, подготовить высококвалифицированный технический персонал, являющийся дефицитным на рынке труда.

Список использованной литературы:

1. Реестр программного обеспечения: официальный сайт. Москва. Обновляется в течение суток. URL: https://reestr.digital.gov.ru/reestr/326872/?sphrase_id=2316076 (дата обращения: 22.07.2023). Текст: электронный.
2. Руководство редактора POWERGUIDE V.2.6.0 АО «Ай-Джи-Эй Технологии». Текст: электронный // POWERGUIDE: официальный сайт. 2023. URL: https://3dpowerguide.com/#rec440841205 (дата обращения: 18.07.2023).
3. Руководство администратора POWERGUIDE V.2.6.0 АО «Ай-Джи-Эй Технологии». Текст: электронный // POWERGUIDE: официальный сайт. 2023. URL: https://3dpowerguide.com/#rec440841205 (дата обращения: 18.07.2023).
4. Руководство пользователя POWERGUIDE V.2.6.0 АО «Ай-Джи-Эй Технологии». Текст: электронный // POWERGUIDE: официальный сайт. 2023. URL: https://3dpowerguide.com/#rec440841205 (дата обращения: 18.07.2023).
5. ГОСТ 23501.101-87. Системы автоматизированного проектирования. Основные положения = Computer-aided design systems. Main provisions: государственный стандарт СССР: издание официальное: утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.06.87 № 2668: дата введения 1988-07-01 / разработан Государственным комитетом СССР по стандартам. Москва: Издательство стандартов, 1988. 9 c. Текст: непосредственный.
6. Ермолаев В.В. Разработка технологических процессов изготовления деталей машин: учебник / В.В. Ермолаев, А.И. Ильянков. Москва: Изд. центр «Академия», 2015. 336 с. (Профессиональное образование). ISBN 978-5-4468-1562-3. Текст: непосредственный.