Методическое пособие 805

Желание передать информацию ёмко и кратко, зрелищно привело к возникновению афиш, постеров и плакатов. В дальнейшем эти три пути рекламного дизайна развивались параллельно и зависели от развития научнотехнического процесса.

Научно-технический прогресс диктует нам необходимость в развитии новых способов подачи информации, целью которых будет всегда являться увеличение продаж, получение новых знаний, поддержание культурного наследия.

Литература

1.https://okultureno.ru/articles/20963-afisha-iskusstvo-kak-dvigatel-

progressa/;

2.Вильямс, Р. Дизайн для не-дизайнеров/ Р. Вильямс - СанктПетербург: Символ, 2008;

3.Кнабе, Г.А. Энциклопедия дизайнера печатной продукции/Г. А. Кнабе - Профессиональная работа, 2016.

300

УДК 76:004.92

Развитие творческой активности студентов на занятиях по инженерной графике

О. А. Кончакова1, С.А. Карпункова2, Д.А. Иванов3, Д.А. Власова4, Н.Л. Золотарева5

1Студент гр. 721-9, oksanka182020@gmail.com

2Студент гр. Б 112, Sonyaa123124@mail.com

3Студент гр. Б 113, Grava898@gmail.com

4Студент гр. Б 1231, gym199868@gmail.com

5Канд. техн. наук, доцент, znl36@yandex.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Предложен вариант активизации творческих способностей студентов на занятиях по инженерной графике. Разработаны тестовые задания для выявления уровня понимания и видения чертежа.

Ключевые слова: инженерная графика, пространственное мышление, творческие способности, тестовые задания.

Одной из основополагающих учебных дисциплин в программе подготовки специалистов строительных профессий является инженерная графика. Однако, в связи с исключением из школьного курса черчения и геометрических дисциплин, у многих студентов-первокурсников совсем не развито пространственное мышление и отсутствует целостное представление о строении и геометрических формах различных фигур и деталей. В частности, значительные затруднения у студентов вызывают задания, которые связаны с построением по аксонометрическому виду деталей фронтальной, горизонтальной и профильной проекций [1— 4].

Цель настоящей исследовательской работы заключалась в поиске путей активизации творческих способностей студентов на занятиях по инженерной графике в интересах развития пространственного мышления.

Поскольку способом реализации инженерной графики является чертеж, то основными задачами исследований были следующие:

разработка поэтапных тестовых заданий по теме «Виды», позволяющих выявить уровни творческого потенциала студентов;

разработка для студентов профессионально-ориентированных творческих заданий различной сложности;

анализ полученных результатов и их внедрение в учебный процесс. Тестовые задания для выявления уровня понимания и видения чертежа

включали графические задачи различной сложности и предлагались всем студентам учебной группы (рис. 1). Коэффициент сложности (Кс) заданий варьировался в диапазоне от 0—1.

301

Рис. 1. Варианты начальных графических тестовых заданий

По итогам решения заданий в учебной группе выявлялись сильные студенты, успешно выполнившие все тестовые задания, среднеподготовленные — выполнившие задания с Кс=0,5 и слабоподготовленные – выполнившие задания с Кс < 0,5. В соответствии с уровнем подготовленности учебная группа делилась на подгруппы, состоящие из совокупностей хорошо, средне и слабоподготовленных студентов.

Затем каждой группе выдавались групповые творческие задания (рис. 2), которые включали в себя варианты доработки различных деталей по их проекциям и требующие для этого пространственного воображения. При этом простые трехмерные детали дополнялись геометрическими формами и выступами.

Рис. 2. Варианты творческих заданий

Далее следовало задание на выполнение наглядного изображения выбранных геометрических форм тремя видами. Визуализация деталей, обеспечивающая их наиболее полное представление, осуществлялась на компьютере с использованием программы Автокад 2018 (рис. 3).

302

Рис. 3. Варианты отработанных студентами заданий

Анализ результатов проведенных исследований показал, что внедрение в учебный процесс творческих заданий различной сложности способствует развитию у студентов интереса к обучению, развивает их пространственное мышление, воображение, расширяет кругозор и повышает уровень знаний.

Варианты творческих заданий были внедрёны в учебный процесс для студентов 1 курса. Задание состояло в создании предмета, представляющего собой комбинацию из нескольких геометрических тел с сохранением предложенного горизонтального очерка в примерных пропорциях.

Таким образом, внедрение в учебный процесс творческих графических заданий студентам развивает самостоятельность и активность студентов по приобретению новых знаний, позволяющих квалифицированно понимать и разрабатывать технические чертежи, содержащие, например, планы, фасады и разрезы зданий в дисциплинах профессионального цикла.

Литература

1.Талызина, Н. Ф. Педагогическая психология. Учебное пособие / Н.Ф. Талызина. - М.: Academia, 2013. - 288 c.

2.Богоявленская Д. Б. О предмете исследования творческих способностей

//Психологический журнал.- 2012. - т.16. - №5. - 49-58 с.

3.Золотарева, Н.Л. Применение программы на языке С++ для выявления творческих способностей студентов по курсу "Инженерная графика" / Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Информационные технологии в строительных, социальных и экономических системах, 2018 г.- №3 (13). - стр. 54-56.

4.Богоявленская, Д.Б. Психология творческих способностей. - М.: Издательский центр Академия, 2012. – 320 с.

303

УДК 681.5

Разработка 3D принтера с элементами модульной самовоспроизводимой конструкции и системой удаленного управления и мониторинга

А.Ю. Деревягин Студент группы ИСТ-41

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

В статье рассматриваются перспективы разработки и внедрения в производство 3d принтера, отличающегося конструкцией, оптимизированной для самовоспроизведения и наличием системы удаленного управления и мониторинга. В результате работы получен полноценный действующий макет устройства и его цифровой двойник.

Ключевые слова: моделирование, проектирование, система управления, аддитивные технологии.

В настоящее время среди ассортимента портативных 3d принтеров низшего ценового сегмента широкое распространение получили конструкции, использующие возможности самовоспроизведения этого типа оборудования. Этот подход подразумевает, что необходимые детали для замены изношенных или новые для модернизации и совершенствования конструкции могут быть воспроизведены непосредственно на самом принтере. Другой особенностью простых принтеров является минимальный набор датчиков контроля и обратной связи, и удаленное управление только по интерфейсу USB. Модули беспроводной связи, видеокамеры и тому подобное оборудование требует высокопроизводительных процессорных модулей и в конечном итоге приводит к удорожанию устройства в разы.

Актуальность разработки определяется широким распространением 3d принтеров начального ценового сегмента и высоким спросом на функции удаленного контроля процесса печати. Возможность воспроизведения изношенных деталей на этом же принтере, а так же простота доработки конструкции так же являются конкурентным преимуществом данной разработки.

Цель проекта – создание конкурентоспособного по цене 3dпринтера, отличающегося конструкцией, оптимизированной для самовоспроизведения и наличием системы удаленного управления и мониторинга. Для достижения цели необходимо решить ряд задач:

1.Анализ рынка 3d принтеров ценового диапазона до 100 тыс. рублей, формирование технического задания на проектирование

2.Разработка цифрового макета изделия

3.Подготовка управляющих программ и создание натурного макета

4.Разработка и реализация универсальной системы удаленного управления с функцией телеметрии.

304

5.Отладка системы управления на макете, доработка и оптимизация всей системы

6.Подготовка и реализация серийного макета

7.Поиск инвесторов и производителей, внедрение серийного образца

впроизводство

К настоящему времени реализуется пятая по списку задача, предыдущие выполнены в полном объеме, последующие подготавливаются к выполнению. Автор планирует поступление в магистратуру и продолжение работы над проектом.

Разработка цифрового двойника Согласно сформулированному техническому заданию на начальном этапе

проектирования необходимо разработать цифровой двойник изделия. Для реализации такой конструкции необходимо разрабатывать конструкцию устройства с учетом технологии производства деталей. Поскольку максимально возможное количество деталей должно быть воспроизводимо на 3d принтере, при проектировании необходимо учитывать особенности этого вида производства. В модели должны отсутствовать нависающие детали, в крайнем случае, необходимо минимализировать их количество. Так же для производства деталей аддитивным методом требуется обеспечить плоское основание у детали для формирования начального слоя. Для силовых и кинематических расчетов необходимо создание полного цифрового двойника устройства. Таким образом, в электронной сборке можно менять конфигурацию устройства, дорабатывать и совершенствовать детали, подготавливать их к выводу на печать, проверять правильность проектирования и выполнять расчеты на прочность. Это требует мощной CAD/CAM/CAE системы.

Цифровой двойник (рис. 1) 3d принтера выполнен в системе автоматизированного проектирования Siemens NX с учетом всех требований. Проведен насчет на прочность, особенностью которого является учет своеобразных анизотропных свойств деталей, полученных аддитивным методом. Проведен кинематический анализ и разработана кинематическая модель, позволяющая производить симуляцию обработки детали.

Рис. 1. Цифровой двойник

305

Для реализации удаленного управления и мониторинга предлагается разработать новый отдельный модуль, который будет достаточно универсален для интеграции его с любым популярным 3d принтером. Так как на данный модуль не ложатся функции непосредственно управления печатью, можно выбрать достаточно простой и дешевый микропроцессор. Система управления позволяет подключаться к большинству систем управления 3d принтеров и обмениваться командами с ними по стандартному протоколу.

По электронным моделям на имеющемся на кафедре 3d принтере были получены детали для опытного макета. Металлические и электромеханические части были частично закуплены, частично использованы из старого оборудования. Построенный опытный образец (рис. 2) в настоящее время проходит испытания и находится в процессе наладки. Все основные узлы и компоненты работают в штатном режиме. В ходе проверки выявлена недостаточная мощность блока питания, ведется поиск недорогого аналога.

Рис. 2. Фото опытно-экспериментального макета

Возрастающее применение 3d принтеров как в промышленности, так и в бытовом секторе повышает спрос на этот вид продукции, к настоящему времени на этом рынке имеются не занятые ниши и перспективы для конкуренции в имеющихся. Развитие микроэлектроники и облачных сервисов открывает новые возможности для разработки и реализации современной конкурентоспособной продукции.

306

Литература

1.5-axis 3D Printer | Øyvind Kallevik Grutle - Academia.edu [Электронный ресурс]. – URL: http://www.academia.edu/15736899/5-axis_3D_Printer. Дата об-

ращения 25.12.2018.

2.Рыжков В. А. Разработка системы визуализации разнородных данных цифрового макета изделия //Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2016. – Т. 18. – №. 4-3.

3.Рыжков В. А., Паринов М. В., Кольцов А. С. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ СБОРОЧНОГО УЗЛА В СИСТЕМЕ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ КОМПАС 3D //Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации. – 2015. – С. 412-416.

4.Кузнецов М. В., Чижов М. И. ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕХОДА НА ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ АВИАКОСМИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА //ББК 3.30 (я4) Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: труды Междунар. науч.-техн. конф. Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2017, Т. 1, 404 с. ISBN 978-5-7731-0567-1. – 2017. – С. 90.

307

УДК 004.4

Разработка информационной подсистемы моделирования севооборота в системе «АгроПоле»

Ю.С. Скворцов1, Я.Е. Львович2 1Аспирант кафедры САПРИС, zokwild@gmail.com

2Д-р техн. наук, профессор, sapris@vorstu.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Рассмотрены три этапа создания экономически эффективной технологии производства продукции растениеводства.

Ключевые слова: целевая функция, график-паутина, бинарные матрицы, бинарные показатели, критерий оценки.

Сельское хозяйство обладает специфическими особенностями управления. При отсутствии нужной и уместной информации на всех стадиях производства и принятию неверных решений приводит к тому что материальные затраты и затраты труда стремительно растут, падает прибыль предприятия. В таких условиях уместна разработка математических моделей оценки технологий производства культур и дальнейшее внедрение разработаной системы поддержки принятия решений, основанных на этих моделях в развитие управления производства. Данная задача является актуальной[1].

Существует метод выбора экономически эффективных процессов в хозяйстве, который состоит из трех очередных этапов. Первый этап заключается в поиске набора технологий, используя метод бинарных решающий матриц. На втором этапе происходит сравнение выбранных технологий, используя многокритериальные экономические модели и график-паутину [2].На последнем этапе осуществляется выбор и анализ лучших технологий с помощью матричной модели.

Для реализации первого этапа методики анализа и оценки технологических процессов в растениеводстве был адаптирован метод бинарных решающих матриц. Метод решающей матрицы, а также метод Пью - это качественный метод, используемый для ранжирования многомерных наборов опций. Он часто используется в проектировании для принятия проектных решений, также может использоваться для ранжирования инвестиционных вариантов, вариантов поставщиков, вариантов продукта или любого другого набора многомерных объектов.

Матрица базовых решений состоит из установления набора критериев, которые оцениваются и суммируются для получения общего балла, который затем может быть ранжирован. Важно отметить, что он не позволяет быстро выбрать процесс. Взвешенная матрица решений работает так же, как базовая матрица решений, но вводит концепцию взвешивания критериев в порядке важности. Итоговые оценки лучше отражают важность принимающих решения кри-

308

териев. Чем важнее критерии, тем выше должно быть присвоено их весовое значение. Каждый из возможных вариантов оценивается и также умножается на взвешивание, данное каждому критерию, для получения результата.

Преимущество матрицы принятия решений заключается в том, что субъективные мнения об одной альтернативе по сравнению с другой можно сделать более объективными[3]. Еще одним преимуществом этого метода является то, что могут быть выполнены исследования чувствительности. Примером этого может быть проверка того, насколько ваше мнение должно измениться, чтобы альтернатива с более низким рейтингом опередила конкурирующую альтернативу [4].Морфологический анализ - это еще одна форма матрицы решений, использующая многомерное пространство конфигурации, связанное посредством логических отношений. При всех своих достоинствах этот метод не лишен и серьезных недостатков:

1)прежде всего бинарные матрицы порождают категоричность ответа в каждом пункте;

2)из-за довольно больших диапазонов критериев и наличии большого количества рассматриваемых альтернатив, система будет выдавать несколько альтернатив.

Данный прием выбора технологии является первым этапом в процессе поиска решения, с помощью данного метода из базы данных технологий мы отбираем несколько наиболее подходящих технологических приемов.

Для устранения вышеуказанных недостатков на втором этапе предлагаемой методологии модель бинарных матриц решений должна быть дополнена многокритериальной экономико-математической моделью для комплексной оценки технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Отличительной особенностью модели станет использование сочетания математических и графических методов аппарата моделирования [5].

В отличие от диаграмм, построенных в прямоугольных декартовых координатах, график-паутина представляет собой визуальную диаграмму, построенную в полярных координатах. Оси, на которых применяются значения критериев, направлены вдоль радиусов от центра круга к периферии.

Фактически при выборе технологического метода возделывания сельскохозяйственных культур критерии оценки имеют разные приоритеты по отношению друг к другу. Для этих целей была разработана и опробована матричная модель оценки технологий. Модель основана на хорошо известном методе анализа «Таблицы рейтинга».

Таким образом, определена рентабельная технология растениеводства.

Литература 1. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика, —

М.: Высшее образование. 2005, 134 c.

2.Паувер, Д.Ж. (2000). Системы поддержки принятия решений на основе сети и модели: концепции и проблемы. в работе Американской конференции по информационным системам, Лонг-Бич, Калифорния.

309