Итоги конкурса «Компетенция САПР 2024» среди номинаций по проектам школьников, студентов и преподавателей

В конце прошлого года завершился конкурс 3D-моделирования и инженерных проектов «Компетенция САПР 2024», организуемый компанией «Топ Системы», в котором традиционно приняли участие как опытные специалисты, так и молодые таланты. Конкурс впервые проводился в двух форматах — заочном и очном. Очный формат был только для участников САПРатона. Конкурс «Компетенция САПР» направлен на развитие взаимодействия и сотрудничества между «Топ Системами», предприятиями и учебными заведениями, предоставляет возможность продемонстрировать навыки проектирования как для профессионалов, так и для начинающих или будущих инженеров и конструкторов.

В конкурсе третий год подряд особое внимание уделяется образовательному направлению. Для этого учреждена номинация «Образование», в которой участники предоставляют авторские методические, учебные и другие материалы, которые помогают в изучении и популяризации программных продуктов комплекса T-FLEX PLM.

Почему номинация «Образование» важна

Просто разрабатывать современное инженерное ПО недостаточно. Важно, чтобы у пользователей были материалы и учебные пособия, помогающие изучить и освоить продукты комплекса T-FLEX PLM. Компания «Топ Системы» поддерживает образовательные инициативы, способствующие подготовке и развитию квалифицированных кадров. Например, с этой целью была разработана программа «Факультет САПР», организуются соревнования и учебные мастер-классы, «Топ Системы» активно поддерживают олимпиадные движения и профессиональные чемпионаты. Дополнительный вклад также вносят конкурсные работы в номинации «T-FLEX PLM для образования», которые помогают сделать обучение более практикоориентированным.

Выбор призового места — ответственная задача, требующая тщательного анализа и объективного подхода. Члены жюри проводят детальный разбор каждой работы, обсуждают сильные стороны и возможные доработки, чтобы принять решение о победителе.

Победитель номинации «Образование»

Лучшей работой в номинации «Образование» стал материал «3D-моделирование и прототипирование. Методические указания ознакомительного мастер-класса для обучаемых», представленный Сергеем Стрыгиным. В своей работе автор изложил методику выполнения ознакомительного мастер-класса по практическому курсу 3D-моделирования и прототипирования, а также привел примеры трехмерного моделирования в САПР T-FLEX CAD.

Методические указания ориентированы на учащихся средних и старших классов, студентов инженерных специальностей и всех, кто хочет освоить основы 3D-моделирования. Главная цель — обучение созданию моделей, которые можно использовать для демонстрации физических законов, тем самым делая процесс изучения инженерных дисциплин более наглядным и увлекательным.

Сергей Стрыгин — старший преподаватель кафедры автомобилей и транспортно-технологических средств Рязанского института (филиала) Московского политехнического университета. Он ведет курсы по теории механизмов и машин, проектной деятельности, конструированию и деталям машин, а также активно участвует в научных исследованиях. Помимо преподавательской деятельности Сергей Васильевич имеет богатый практический опыт работы на производственных предприятиях, таких как ПАО завод «Красное знамя», ООО «Квантрон», ООО «Сила природы» и ООО «Завод Шинглас».

Описание мастер-класса

Мастер-класс помогает участникам:

• ознакомиться с программой T-FLEX CAD;
• освоить базовые инструменты и функции программы;
• научиться создавать 3D-модели по заданным параметрам;
• изучить различные способы моделирования (от 3D к 3D, от 2D к 3D);
• разработать чертежи с основными и вспомогательными видами;
• провести анимацию и параметризацию моделей;
• развить навыки реверс-инжиниринга.

Практические эксперименты

Методические указания включают три практических опыта, каждый из которых иллюстрирует важные физические явления с помощью 3D-моделирования.

Опыт 1: «Планетарное движение»

Цель: продемонстрировать вращение тела вокруг центральной оси и одновременное вращение вокруг собственной оси.

В ходе работы моделируются поднос и яйцо, к которым применяется анимация. Созданная модель используется для 3D-печати, а также для изучения степеней свободы и нагрузок при вращении. Этот опыт позволяет изучать физические явления в интерактивной форме, наблюдая за движением объектов в 3D-сцене (рис. 1).

Рис. 1. Опыт «Планетарное движение»

Опыт 2: «Маятник Фуко»

Цель: продемонстрировать сохранение плоскости колебания маятника при вращении его подвеса.

В этом опыте моделируется шарнирно-рычажный подвес, яблоко, тренога из вилок и тарелка. Затем создается кинематическая сборка, которая наглядно показывает, как колебания маятника сохраняются даже при вращении тарелки. Этот эксперимент позволяет учащимся глубже понять принципы механики и движения (рис. 2).

Рис. 2. Опыт «Маятник Фуко»

Опыт 3: «Преобразование энергии»

Цель: показать переход потенциальной энергии в кинетическую.

Для демонстрации моделируются: тележка; П-образная рама; гиря; нить; колёса.

Завершающий этап опыта включает создание чертежей, анимации и параметризации модели. Этот эксперимент наглядно демонстрирует процесс преобразования энергии и возможности T-FLEX CAD для проведения виртуальных физических экспериментов.

Проект Сергея Стрыгина выделяется своей комплексностью и многоуровневым подходом к обучению. В его методических указаниях органично сочетаются различные аспекты инженерного образования: от освоения инструментов САПР до фундаментальных принципов физики, математики и проектирования. Такой интегрированный подход не только расширяет сферу применения разработанных материалов, но и создает несколько каналов взаимодействия с учащимися.

Важной особенностью работы является акцент на визуальную подачу и интерактивность. Использование 3D-моделирования и анимации значительно ускоряет процесс вовлечения студентов, делая обучение более наглядным и динамичным. Благодаря этому учащиеся не просто изучают теоретические концепции, но и могут в режиме реального времени наблюдать за их практическим воплощением. Такой формат обучения повышает усвоение материала, а кроме того, формирует у студентов навыки, необходимые для работы в современных инженерных системах (рис. 3).

Рис. 3. Опыт «Преобразование энергии»

Кроме того, «Топ Системы» не могли оставить без внимания еще одну работу, поскольку выбор между победителем и этим проектом был действительно сложным. Автору пришлось серьезно потрудиться, создавая материалы, которые стали ценным пособием для всех, кто начинает изучать T-FLEX CAD.

Методические работы по проектированию в T-FLEX CAD

Авторы: Александр Паршин, Анастасия Посалина, Алексей Чернышев, Николай Татарников, Рязанский институт (филиал) Московского политехнического университета.

Методические пособия Александра Паршина в соавторстве с другими преподавателями Рязанского института (филиала) Московского политехнического университета представляют собой полноценные учебные материалы, активно используемые в образовательном процессе вуза. Они интегрированы в практические занятия по дисциплинам «Машиностроительная компьютерная графика в системе T-FLEX CAD» и «Компьютерная графика» и содержат подробное описание работы в T-FLEX CAD 17.

В состав проекта входят следующие материалы:

•  «Двухмерное параметрическое проектирование и черчение в T-FLEX CAD 17» — практический курс, состоящий из двух частей и шести практических работ. Каждая работа включает теоретическую часть с разбором команд и опций, а также графические задания различной сложности, что позволяет учащимся последовательно осваивать функционал системы (рис. 4).
•  «Трехмерное моделирование в T-FLEX CAD 3D версии 17» — курс, состоящий из двух частей:

1 Часть 1. Приспособление «Призма» — в рамках работы студенты создают 3D-модель, осваивая базовые команды, такие как эскиз, булевы операции, вычитание, отверстие, а также работу с библиотечными элементами и технической документацией (рис. 5).

2 Часть 2. Твердотельное моделирование — методическая работа, в которой подробно рассматриваются сложные формы моделей, позволяющие изучить продвинутые инструменты проектирования, параметризацию и назначение степеней свободы.

Рис. 4. Методическое пособие «Двухмерное параметрическое проектирование и черчение в T-FLEX CAD 17»

Рис. 5. Методическое пособие «Трехмерное моделирование в T FLEX CAD 3D версии 17»

Материалы Александра Паршина и его коллег отличаются структурированностью и высокой практической ценностью, что делает их очень полезными в подготовке инженерных кадров.

Данные методические пособия уже доступны к загрузке на сайте T-FLEX.ru.

Компания «Топ Системы» благодарит всех участников номинации «Образование» за их вклад в развитие обучения инженерным навыкам и специальностям и надеется, что конкурс «Компетенция САПР» стал в том числе и площадкой для поддержки образовательных инициатив!

Развитие будущих инженерных кадров

Компания «Топ Системы» уделила особое внимание конкурсным работам школьников и студентов, выделив для них отдельные номинации — «Юный инженер» и «Будущий специалист» соответственно.

«Привлечение школьников и студентов к участию в конкурсе «Компетенция САПР» направлено на поддержку интереса к 3D-моделированию среди детей и молодежи. Это дополнительная мотивация для освоения инженерных дисциплин и развития навыков проектирования. Участники номинаций могут публично продемонстрировать свое мастерство 3D-моделирования и получить независимую экспертную оценку от конкурсного жюри, в состав которого входят сотрудники компании «Топ Системы», имеющие инженерное образование, опыт работы на производстве и большой стаж преподавания инженерных специальностей. Мы надеемся, что участие в нашем конкурсе послужит дополнительным стимулом для дальнейшего погружения в искусство проектирования и изучения профессий», — заявила Татьяна Торопова, заместитель генерального директора по маркетингу и коммуникациям, компания «Топ Системы».

Поддержка молодых инженеров играет ключевую роль в развитии промышленности и технологий. Предоставляя школьникам и студентам площадку для реализации своих идей, «Топ Системы» способствуют их профессиональному росту, формируют устойчивый интерес к техническим специальностям и помогают им стать востребованными специалистами. Важно не только выявлять таланты, но и создавать условия для их развития, предлагая образовательные инициативы, практические задания и взаимодействие с реальными производственными задачами.

Этой цели также служит САПРатон — соревнование по 3D-моделированию среди студентов технических вузов Москвы. Впервые мероприятие было проведено в 2024 году, и уже показало отличные результаты, объединив будущих специалистов для решения инженерных задач. Помимо призов, участники соревнования посетят с экскурсией КМЗ им. С.А. Зверева и смогут ознакомиться с настоящим производством и работой на заводе.

«Конкурсанты номинаций “Юный инженер” и “Будущий специалист” продемонстрировали не только навыки владения инструментами проектирования, но и инженерное мышление вкупе с комплексным подходом», — отметил Сергей Богданов, руководитель направления по академическим инициативам компании «Топ Системы».

Призовые места в номинации «Юный инженер»

III место — Артём Стрелкин, электромеханический боллард1

Краткая справка о проекте. Проект продемонстрировал не только владение инструментами T-FLEX CAD 17, но и комплексный инженерный подход: сформулировано техническое задание, составлена документация по разработке концепта, выполнено сопряжение деталей. Работа сделана аккуратно, есть анимация с демонстрацией работы устройства и обоснованием его практического применения (рис. 6).

Рис. 6. Электромеханический боллард

«Комплексный подход особенно важен в инженерных дисциплинах, так как он позволяет минимизировать ошибки проектирования и сократить время разработки конечного продукта. Использование визуализации обеспечивает наглядную демонстрацию назначения изделия, его возможности и конкурентные преимущества. Это полезный навык в работе инженера (особенно при защите проекта перед заказчиком и руководством), так как дает возможность проще и быстрее согласовать прототип будущего конечного продукта и более подробно обсудить технические и дизайнерские требования еще на этапе проектирования», — заявил Сергей Богданов.

В рамках проекта разработана упрощенная 3D-модель, включающая основные элементы конструкции. Сборки, чертежи и фотореалистичные изображения созданы в T-FLEX CAD, а некоторые визуализации и анимации выполнены с применением экспорта модели в другую систему.

Автор проекта не ограничился только созданием 3D-модели. В работе представлен полный пакет материалов: эскизы, рендеры, анимация, пояснительная записка с техническими деталями. Такой подход позволил не только оценить качественное выполнение модели, но и увидеть глубокое понимание инженерных процессов. В проекте использовались стандартные элементы САПР T-FLEX CAD, применялись рабочие плоскости для точного построения деталей, а также были освоены инструменты параметризации и фотореализма.

Показаны достаточно высокий уровень проработки документации, модели изделия и навыки освоения современных инструментов проектирования.

II место — Юрий Митягин, двигатель Стирлинга2

Одним из ярких проектов конкурса стала модель двигателя Стирлинга — теплового двигателя внешнего сгорания.

В работе особенно впечатлила детальная проработка: автор не только воссоздал геометрию модели, но и использовал для создания анимации инструменты сопряжения, что позволило наглядно продемонстрировать принцип работы механизма. Такой подход показывает владение программным обеспечением и глубокое понимание работы инженерных систем (рис. 7).

Рис. 7. Двигатель Стирлинга

I место — Артем Абрамович, оппозитный ДВС для беспилотных авиационных систем

Автор проекта увлекается авиационным моторостроением и занимается в кружке авиамоделирования. Работа отличается глубокой проработкой. В рамках конкурса Артем разработал компактный авиационный поршневой двигатель внутреннего сгорания для беспилотных авиационных систем (рис. 8).

Рис. 8. Авиационный двигатель

Модель выполнена качественно и аккуратно, включает сложные детали и имеет тщательно продуманную конструкцию. Автор провел исследование отечественного авиамоторостроения, обосновал выбор двухтактного принципа работы, расположения цилиндров и системы продувки. В результате получился технически грамотный и детализованный проект, который может послужить основой для дальнейших исследований и разработки силовых установок.

Победители в номинации «Будущий специалист»

Студенты МАДИ, легендарный ЗИЛ-157

Авторы: Степан Черанев, Владимир Малыгин, Иван Хромов, Владимир Осипов, Николай Ратанин, Андрей Новиков, Владимир Мироненко, Владимир Пименов.

Научный руководитель — старший преподаватель, аспирант Евгений Смолко.

Работа создана коллективом студентов второго курса кафедры тягачей и амфибийных машин и посвящена легендарному советскому грузовику ЗИЛ-157. Авторы стремились не только воссоздать его конструкцию, но и изучить технические решения, применявшиеся при проектировании подобных машин (рис. 9).

Рис. 9. ЗИЛ-157

При создании модели использовалась оригинальная конструкторская документация, что позволило передать ключевые особенности шасси. В проекте были продемонстрированы возможности работы с импортированной геометрией в T-FLEX CAD. Особое внимание уделено техническим нюансам.

Надеемся, что в дальнейшем студенты продолжат совершенствовать свои навыки 3D-моделирования в T-FLEX CAD. Уже сейчас проект демонстрирует уверенный пользовательский уровень работы в САПР.

Конкурс вновь продемонстрировал, что среди молодых инженеров растут настоящие таланты. Все участники показали не только высокий уровень владения T-FLEX CAD, но и способность творчески подходить к решению инженерных задач. Компания «Топ Системы» видит, что за каждой представленной работой стоит огромный труд, внимание к деталям и желание развиваться в профессии. Именно поэтому выбор победителей оказался сложной задачей — каждый проект по-своему заслуживает внимания.

В заключение — о самых юных конкурсантах

Особенно приятно видеть, как юные участники проявляют фантазию и нестандартное мышление. Например, модель по мотивам Minecraft (автор — Михаил Грядунов) показала (рис. 10), что даже игровые элементы могут стать частью инженерного вдохновения для моделирования.

Рис. 10. Minecraft

Проект 3D-печати ракеты (автор — Владислав Кириллов) подкупил применением современных технологий (рис. 11). Идеи юных конкурсантов вдохновляют и доказывают, что техническое творчество не имеет границ.

Рис. 11. Ракета «Покоритель Марса»

Компания «Топ Системы» поздравляет всех победителей и участников!

Ваши работы — это не просто конкурсные проекты, а уверенный шаг в будущее инженерии. Новых успехов, интересных идей и бесконечного стремления к совершенству!