1486

3. Использование 3D-документирования при технологическом проектировании ТО

Самым существенным этапом после функционального проектирования является производство проектируемого ТО. Поэтому этот этап анализируется отдельно.

3.1. Детали

Производство деталей может совершаться на машинах с ЦПУ (автоматизированно) или на универсальных машинах («вручную»). Трудно без учëта конкретного региона объективно оценить процентное соотношение между двумя формами. Вопреки этому едва ли будет правильным принимать, что в скором времени машины с ЦПУ станут единственными. Причины этого коренятся в их пока что высокой цене и высоких требованиях к обслуживающему персоналу и климатическим условиям работы.

3.1.1. Автоматизированное производство

Существенным для машин с ЦПУ является составление управляющей программы (УП) для машины. Основными способами разработки (программирование) УП металлорежущих машин являются:

•CAM-программирование – использование CAMсистем;

•диалоговое (цеховое, графическое) программирование – программирование на самих машинах путëм использования меню типизированных обработок, представленных

вграфической форме;

•ручное программирование или ISO программирование (G-код) – классическое программирование с использованием стандартного языка ISO.

CAM-программирование

При рассмотрении CAM-систем (п. 1.1.2) было отмечено, что при их использовании не нужны как чертежи, так и показанные размеры, кроме размеров с зафиксированными граничными отклонениями.

61

Диалоговое программирование

При таком программировании используются готовые шаблоны для частей детали. Эти части могут корректироваться, причëм в некоторых из предлагаемых софтуеров возможно инсертовать чертеж детали в *.dxf формате, чьи данные (связанные прежде всего с контуром) автоматично используются для целей программирования. Получение контура 3D-модели не является проблемой. Некоторые из софтуеров диалогового программирования предлагают 3D-визуализацию обработаннойдетали, инструментовиприспособлений.

ISO программирование

Ручное программирование представляет собой составление УП с помощью какой-либо текстообрабатывающей программы и перевод результата на машину CNC. Для еë составления необходим чертеж детали. Чтение модели детали производится путëм использования одного из способов, указанных в п. 1, причëм операция упрощается, если нанесена размерная сеть.

Любая современная машина CNC обеспечивает возможность осуществления всех 3 видов программирования, причëм самым распространенным и с наибольшими возможностями считается CAM-программирование.

Учитывая вышесказанное, можно снова подчеркнуть, что для автоматизированного изготовления деталей чертежи не нужны.

3.1.2. Ручное производство

Восприятие информации с 3D-модели в этом случае проводится в соответствии с п. 1.

3.2. Сборочные единицы 3.2.1. Автоматизированное производство

Автоматизированная сборка (производство) используется в преобладающей части изделий электронной индустрии (которые, со своей стороны, являются составными частями почти всех остальных СЕ), значительной части изде-

62

лий электротехнической промышленности и немалой части военного, фармацевтического и пищевого производства. Управляющие программы составляются с помощью CAMсистем, которые, по обыкновению, включают программирование для NC, CNC, индустриальных роботов, другого софтуера, или вручную. Первые чаще всего используют CAD-модели изделия. Например, в электронике для автоматизированной сборки печатных узлов (печатные платы с монтированными элементами и устройствами) модель узла, полученная с помощью CAD-системы, необходима и достаточна для создания УП.

3.2.2. С помощью другого софтуера и ручного производства

Преобладающим способом сборки изделий является комбинация автоматизированных и ручных операций для одного и того же изделия. Здесь возможности разнообразны и трудно поддаются классификации, но для всех случаев имеютсяоснованиясчитать, чтоспособы(п. 1) применимы.

Сказанное до сих пор даëт основание сделать вывод: чертежи в большинстве случаев не нужны, а в остальных – не обязательны.

4.Сравнение 3D- и 2D-документирований

Втабл. 3 дано сравнение 2D- и 3D-документирований по 8 признакам.

Окончание табл. 3

*Имеется в виду наложение разнородной информации одной на другую при вращении 3D-модели.

**Возможность непосредственного использования информации в модели соответствующей CAD-системы для проектирования другой деятельности в рамках жизненного цикла изделия.

***В SolidWorks существует известная возможность на базе 2D-модели построить 3D-модель, но переходить от 3D к 2D, а от него снова к 3D неоправданно.

64

5. Виды документирования

На данный момент не разумно исключать 2D-доку- ментирование, так как в обозримом будущем продолжится его использование. Причины этому самые разнообразные. Одновременно следует уделить подобающее внимание 3D-документированию.

Независимо от преобладания положительных качеств 3D-документирования (табл. 3) пока есть все основания говорить о видах документирования с целью поиска наиболее подходящего для конкретных условий, в которых осуществляется жизненный цикл данного изделия.

Наиболее существенным при восприятии атрибутов графического документа является восприятие форм ТО, причëм мышление производится в виртуальной форме 3D-восстановления в человеческом мозге (по обыкновению, не всего объекта сразу, а последовательно его отдельных частей).

Кроме основных конкурентов 2D- и 3D-докумен- тирования, в качестве компромисса возможно предложить различные комбинации последних. Необязательный характер стандартов документирования позволяет использовать модификации стандартизованных возможностей документирования в рамках фирмы или при наличии соглашения между двумя и более фирмами. Все виды документирования следует рассматривать как возможности, облегчающие в различной степени восприятие вложенной в документ информации. Одновременно некоторые из них расширяют вышеперечисленные возможности восприятия.

Одна извозможных систематизацийразмерностеймодели сучëтомвозможностейCAD-систем, представленавтабл. 4.

65

В зависимости от возможности воздействия на данный документ или его часть, используя команды CAD-системы, весь документ (или его часть) можно назвать активным (наличие возможности) или пассивным (отсутствие возможности). Например, наличие возможности измерить расстояние классифицирует документ как активный. Документ или его часть возможно назвать динамическим, если точку зрения на геометрическую модель возможно изменять в реальном времени, т.е. модель можно рассматривать под произвольным углом, или статическим – при отсутствии такой возможности. В этом случае 3D-модель является динамической, а 2D-модель – статической.

3D – «2D» (включает пассивную 2D в активную 3D) представляет включение чертежа ТО в еë 3D-модель с по-

мощью Tools/Sketch Tools/Sketch Picture, в результате чего полученный документ включает, кроме статического чертежа, и динамическую 3D-модель, расширяющую возможности восприятия, в первую очередь формы объекта.

2D – «3D» (добавление к активной 2D-модели множества пассивных 3D-моделей) является комбинацией чертежа и известного количества аксонометрических проекций, полученных из 3D-модели.

66

3D – 2D (комбинирование на активной 3D- и активной 2D-моделях) представляет визуализацию на мониторе одновременно и 3D- и 2D-моделей, на которых возможно использовать все возможные команды CAD-системы. Эта возможность возникает при открытии всех файлов обеих моделей и активировании команды Window/Tile Vertically

или Tile Horizontally.

«3D» (псевдо 3D, пассивные 3D) включает совокупность подходяще разрезанных 3D-моделей, представленных аксонометрично.

«2D» (псевдо 2D) – 3D-модель, представленная динамическими проекциями в 3 плоскостях (вид спереди, сверху и слева).

2D+ (расширенная 2D) – 2D-модель, представленная большими, чем необходимо (лишними), проекциями с целью облегчения восприятия геометрии объекта.

6.Некоторые утверждения и выводы

Врезультате вышесказанного возможно сформулировать следующие утверждения:

1.3D-модель ТО превращается в источник объективной информации, которая обменивается (вручную или автоматизированно) с программным обеспечением систем, используемых в жизненном цикле ТО.

2.Современное документирование ТО из самостоятельной деятельности превращается в неотделимую часть процесса проектирования.

3.Тенденцией в современном документировании является уменьшение роли 2D-документирования и увеличение роли 3D-документирования.

4.Нанесение размеров начинает терять своë традиционно важное значение как определëнный способ простановки размеров, их необходимость, достаточность и т.п.

67

Выводы

1.Обучение 3D-документированию должно превратиться в обязательный курс в дисциплинах, занимающихся графической подготовкой студентов.

2.2D-документирование начинает терять свою фундаментальную роль в инженерном образовании.

3.Существенными причинами перехода к 3D-докумен- тированию являются:

• технические возможности (современные CADсистемы это обеспечивают);

• 3D-модель, являясь результатом проектирования изделия, превращается в сущность с точки зрения документирования;

• 3D-документирование нормативно обеспечено [3, 4 и

др.];

• 3D-модель более близка к человеческому восприятию окружающей действительности, и поэтому оператор легче воспринимает предлагаемую информацию;

• при осуществлении 2D-документирования необходимо проходить через следующие переходы: 3D-проектирование – 2D-документирование – 3D, восстанавливаемое человеком; при осуществлении 3D-документирования переход 3D – 2D – 3D отпадает;

• 3D-модель позволяет обеспечить переброску значительной части информации в автоматизированном виде в соответствующий софтуер для производства ТО, как и проектирование остальных этапов его жизненного цикла.

Заключение

Все вышеперечисленные рассуждения исходят из современного состояния CAD-систем. Учитывая темпы развития IT-индустрии, в том числе и закон Мура о росте производительности компьютеров во времени, можно предположить, что обратный отсчëт времени для 2D-докумен- тирования уже начался.

68

Список литературы

1.ГОСТ 2.001–93. ЕСКД. Общие положения.

2.ГОСТ Р 43.0.2–2006. Информационное обеспечение техники и операторской деятельности. Термины и определения.

3.ISO/CD 16792:2011. Technical product documentation – Digital product definition data practices.

4.ISO 10303-... . Industrial automation systems and integration – Product data representation and exchange.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ГРАФИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ В ТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ: ОПЫТ ПНИПУ

И.Д. Столбова

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Рассматриваются современные подходы к управлению качеством предметного обучения при компетентностном подходе. Показана необходимость применения процессного подхода при формировании предметных компетенций и мониторинге качества достигаемых результатов обучения. Приведены примеры процедур и механизмов обеспечения качества графической подготовки студентов в Пермском политехническом университете.

Ключевые слова: компетентностный подход, предметное обучение, система менеджмента качества, процедуры и механизмыуправления, качествографическойподготовки.

PROVIDING QUALITY OF GRAPHIC PREPARATION

AT THE TECHNICAL UNIVERSITY:

EXPERIENCE PNRPU

I.D. Stolbova

Perm National Research Polytechnic University

69

Modern approaches to quality management subject education under the competence approach are discussed. The necessity of application of the process approach in the formation of subject competences and quality monitoring of results of the study are shown. Examples of procedures and mechanisms for ensuring the quality of graphic training of students in the Perm Polytechnic University are given.

Keywords: competence approach, subject teaching system, the system of quality management, procedures and management mechanisms, quality of graphic preparation.

Уже в 5-й раз виртуальная площадка нашей конференции собрала заинтересованных участников, чтобы обсудить насущные проблемы качества графической подготовки студентов. Заявленная тематика определялась произошедшим переходом на образовательные стандарты нового поколения, изменением образовательной парадигмы и изменившимися требованиями к гарантированному качеству образования в новых условиях. В данной статье мне бы хотелось коротко остановиться на современных понятиях качества образования и эффективных механизмах обеспечения качества графической подготовки в Пермском национальном исследовательском политехническом университете.

О современных подходах к управлению качеством предметного обучения

Современная деятельность успешных предприятий и организаций основана на философии Всеобщего управле-

ния качеством (Total Quality Management – TQM), которая непосредственно связана и базируется на перечне норм обеспечения качества, заложенных в серии международных стандартов серии ISO 9000, разработанных Международной организацией стандартов (International Standards Organization – ISO). Выявление и улучшение процессов, протекающих в организации, является одной из основных

70