Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Технология машиностроения. Моделирование и специализированные пакеты программ. Учебное пособие для СПО

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

1 / 311 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Г. В. Алексеев, Б. А. Вороненко,

М. В. Гончаров, Е. С. Сергачева

ТЕХНОЛОГИЯ

МАШИНОСТРОЕНИЯ.

МОДЕЛИРОВАНИЕ

И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ

ПАКЕТЫ ПРОГРАММ

ʪԪԯԳԱԪԲԩԳԧԥԲԳзԼԪԦԲԳԱԪԷԳԩԭԼԪԶԯԭԱԳԷԩԪ԰ԳԱɧɣ

ԧԯԥԼԪԶԷԧԪԸԼԪԦԲԳԨԳԴԳԶԳԦԭՄԩ԰ՄԭԶԴԳ԰ՁԬԳԧԥԲԭՄ

ԧԸԼԪԦԲԳԱԴԵԳԻԪԶԶԪԳԦԵԥԬԳԧԥԷԪ԰ՁԲՀԱԭԸԼԵԪԫԩԪԲԭՄԱԭ

ԶԵԪԩԲԪԨԳԴԵԳԹԪԶԶԭԳԲԥ԰ՁԲԳԨԳԳԦԵԥԬԳԧԥԲԭՄԴԳукрупненной

группе профессий и специальностей «Машиностроение»

Москва Ай Пи Ар Медиа 2024

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ СПО

Саратов

Профобразование

202

УДК 004.9 ББК 32.97

Т38

Авторы:

Г. В. Алексеев — д.т.н., профессор, Университет ИТМО;

Б. А. Вороненко — д.т.н., профессор, Университет ИТМО;

М. В. Гончаров — к.т.н., доцент, Смоленский филиал Университета МЭИ;

Е. С. Сергачева — к.т.н., доцент, Университет ИТМО

Рецензенты:

В. Н. Красильников —д.т.н., профессор,

Генеральный директор ООО «ПРОТЕИН-ПЛЮС»;

В. А. Арет — д.т.н., профессор кафедры «Процессы и аппараты

пищевых производств» Санкт-Петербургского НИУ ИТМО;

Л. И. Фридман — д.т.н., профессор кафедры информационных технологий,

безопасности и права ГИЭФПТ

Т38

Технология машиностроения. Моделирование и специализи-

рованные пакеты программ : учебное пособие для СПО / Г. В. Алек-

сеев, Б. А. Вороненко, М. В. Гончаров, Е. С. Сергачева. — Москва : Ай Пи Ар Медиа ; Саратов : Профобразование, 2024. — 305 с. — (Среднее профессиональное образование).

ISBN 978-5-4497-3152-4 (Ай Пи Ар Медиа) ISBN 978-5-4488-2011-3 (Профобразование)

В учебном пособии систематизированы основные сведения необходимые разработчику технологических машин и обор научных и технических знаний. Материал изложен в объеме, достаточном не только для получения знаний в этой области, но и благодаря значительному количеству примеров позволяет приобрести определенные умения в моделировании, расчете и проектировании простейших элементов технологических машин и оборудования. Приведены сведения о порядке использования наиболее распространенных приемов таких пакетов прикладных программ, как Excel, MathCAD, AutoCad и Компас. Сообщается о возможности использования приемов программирования дополненной реальности и интеллектуальных технологий на основе объектно-ориентированного языка Script 3 пакета Adobe Flash CS 5–6.

Подготовлено в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования.

Предназначено для студентов, обучающихся по укрупненной группе профессий и специальностей «Машиностроение». Также будет востребовано будущими техниками и практическими работниками в их ежедневной профессиональной деятельности.

Учебное электронное издание

удования из области естественно-

ООО «Профобразование», 2024

ǝǚǐǑǜǒǌǙǔǑ

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................................................................................5

1. ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ ..........................................8

2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРИМЕНЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРИ СОЗДАНИИ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ ............................................ 27

2.1. Основные представления теории подобия ......................................................................27

2.2. Объекты моделирования в инженерии .............................................................................44

2.3. Математическое моделирования ............................................................................................ 48

2.4. Точность моделей в математическом моделировании ......................................... 54

2.5. Эмпирические модели и их математическое описание ....................................... 65

3. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ, РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ .......................................................................................................... 76

3.1. Использование пакетов прикладных программ Excel

и MathCAD при расчетах технологических машин и оборудования ......... 76

3.1.1. Особенности использования пакета Еxcel

для выполнения инженерных расчетов ............................................................... 76

3.1.2. Особенности использования пакета MathCAD

для выполнения инженерных расчетов ............................................................ 105

3.2. Использование пакетов прикладных программ AutoCAD

и Kompas для автоматизации инженерно-графических работ ................ 163

3.2.1. Особенности использования пакета AutoCAD

для автоматизации инженерно-графических работ .............................163

3.2.2. Особенности использования пакета Kompas

для автоматизации инженерно-графических работ .............................212

3.2.3. Возможности использования электронных баз данных ..................... 234

4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН

И ОБОРУДОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ .......................... 241

4.1. Использование виртуальных тренажеров и их элементов

для привития навыков работы в реальных производственных

условиях ..................................................................................................................................................... 241

4.2. Использование компьютерного мониторинга для повышения

эффективности работы предприятия .............................................................................. 256

-3-

4.3. Возможности оценки конкурентоспособности разработанных

рекомендаций и усовершенствованного оборудования ................................... 287

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................................................................. 293

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ......................................................................................................................... 296

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ............................................................................................................................................. 297

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ............................................................................................................................................. 299

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ............................................................................................................................................. 301

-4-

ǎǎǑǐǑǙǔǑ

В развитии практически любой отрасли промышленности значительную роль играет информационная инфраструктура. Для создания конкурентоспособной техники и технологий, а также качественного управления специалистам всех уровней и особенно принимающим решения по применению вновь спроектированных образцов оборудования и регламентам их эксплуатации в настоящее время необходимо понимание важности использования компьютерных технологий. Современные информационные процессы обязывают по-новому взглянуть на такие технологии с позиций как разработчика оборудования, так и менеджера, которому надлежит осуществлять контроль за его эксплуатацией.

Информационные системы существовали задолго до эры информатизации и компьютеризации, так как для управления социально-экономическими процессами необходима систематизированная, предварительно подготовленная информация.

В предлагаемом учебном пособии изложены принципы и некоторые примеры использования компьютерных технологий при проектировании и эксплуатации технологического оборудования для пищевых и перерабатывающих производств. Затронуты некоторые вопросы менеджмента, связанные с рассмотрением задач, характерных для предметных областей, и с анализом характера и особенностей самих предметных областей возможного применения компьютерных технологий. В этом смысле при проектировании компьютерных технологий учитываются такие факторы, как сложность проблемной области, размеры пространства состояний системы, степень влияния неопределенности и случайности при принятии решений, необходимость учета и оценки рисков, большие объемы трудно формализуемой и эвристической информации, необходимость получения прогнозов, принятие решений при дефиците времени.

Важное значение приобретает анализ проблемных областей, в которых интеграция компьютерных технологий и ин-

-5-

ǎǎǑǐǑǙǔǑ

формационных систем приносит ощутимый эффект. Наиболее перспективными областями пищевой и перерабатывающих отраслей промышленности для применения компьютерных технологий являются:

проектирование технологического оборудования;

–

управление режимами эксплуатации в конкретном про-

– изводстве;

производственное планирование и прогнозирование;

–

управление маркетингом;

–

риск-менеджмент;

–

фондовый рынок.

–

Цель учебного пособия — дать знания о состоянии и тенденциях развития современных технологий информационно-мате- матического сопровождения создания технологических машин и оборудования; о новой информационной технологии решения задач управления, связанной с использованием средств и методов искусственного интеллекта; о навыках разработки и использования технологического оборудования в различных прикладных областях.

Результатами обучения предлагаемой дисциплины, тесно связанной с такими естественно-научными и техническими дисциплинами, как математика, информатика, технология машиностроения, технологические машины и оборудования отрасли должны быть:

– четкие представления о компьютерных технологиях и наиболее перспективных прикладных сферах их применения;

знание основных методов разработки технологического

– оборудования и специфики актуальных проблемных областей;

умение работать с различными моделями технологичес-

– кого оборудования и обосновывать выбор того или иного режима

в зависимости от характера предметной области и специфики решаемых задач;

владение навыками работы с компьютерными технологи-

– ями и основными инструментальными средствами для решения

смежных задач;

-6-

ǎǎǑǐǑǙǔǑ

получение опыта проектирования и разработки вирту-

– ального прототипа для конкретной предметной области.

Эти знания и умения составляют основу компетенций работников среднего звена, получающих образование по

укрупненной группе профессий и специальностей «Машино-

строение». Учебное пособие также будет востребовано будущими техниками и практическими работниками в их ежедневной профессиональной деятельности.

-7-

ǎǚǓǘǚǒǙǚǝǞǔǔǝǛǚǗǨǓǚǎǌǙǔǫ

ǔǙǠǚǜǘǌǢǔǚǙǙǧǡǞǑǡǙǚǗǚǏǔǕ

ǎǛǜǚǔǓǎǚǐǝǞǎǑǙǙǧǡǟǝǗǚǎǔǫǡ

Прежде чем приступить к рассмотрению роли информационных технологий, их роли, классификации и использованию в различных областях промышленности, необходимо определить термины информационная система и компьютерная

технология.

Информационная система (далее — ИС) собирает, обрабатывает, хранит, анализирует и распространяет информацию для специфических целей. Как и любая система, ИС имеет входную информацию (данные, инструкции) и выходную информацию (отчеты, расчеты). Она обрабатывает входную информацию и производит выходную информацию, которая посылается пользователю или другой системе. Она может также включать механизм обратной связи, который контролирует операции. Как и любая другая система, ИС действует в окружающей среде (рис. 1.1).

Компьютеризованная ИС — это ИС, которая использует компьютерную технологию для выполнения некоторых или всех своих задач.

Такие системы могут включать в себя персональный компьютер и программное обеспечение или несколько тысяч компьютеров различных размеров с сотнями принтеров, плоттеров и других устройств, такие как коммуникационные сети и базы данных.

-8-

ǎǚǓǘǚǒǙǚǝǞǔǔǝǛǚǗǨǓǚǎǌǙǔǫǔǙǠǚǜǘǌǢǔǚǙǙǧǡǞǑǡǙǚǗǚǏǔǕ

ȼɯɨɞɵ

Ȼɢɡɧɟɫɡɚɞɚɱɢ ±ɞɚɧɧɵɟ ±ɢɧɮɨɪɦɚɰɢɹ ±ɢɧɫɬɪɭɤɰɢɢ ±ɜɨɡɦɨɠɧɨɫɬɢ



Рис. 1.1. Схематический вид информационной системы

Ɉɛɪɚɛɨɬɤɚ



ɉɪɨɝɪɚɦɦɵ Ʌɸɞɢ Ɉɛɨɪɭɞɨɜɚɧɢɟ

ɍɩɪɚɜɥɟɧɢɟ

±ɩɪɚɜɥɟɧɟɰ ɅɉɊ ±ɚɜɬɨɦɚɦɚɬɢɱɟɫɤɨɟ ɭɪɚɜɥɟɧɢɟ



ȼɵɯɨɞɵ

Ɋɟɲɟɧɢɹ

±ɨɬɱɟɬɵ ±ɝɪɚɮɢɤɢ ±ɪɚɫɱɟɬɵ ±ɬɚɤɬɢɤɢ ±ɡɜɭɤɨɜɵɟ

Ɉɛɪɚɬɧɚɹ ɫɜɹɡɶ



В большинстве случаев ИС включают в себя людей.

Ниже перечислены базовые компоненты информационных систем:

техническое обеспечение — набор устройств, таких как

– процессор, монитор, клавиатура и др., которые позволяют

осуществлять доступ к данным и информации, ее обработку и предоставление;

программное обеспечение — набор программ, который

– дает возможность техническому обеспечению обрабатывать

данные;

база данных — совокупность связанных файлов, таблиц,

– отношений и т.д., которые хранят данные и их объединения;

сеть — связующая система, которая позволяет осущест-

– влять разделение ресурсов различных компьютеров;

процедуры — набор инструкций о том, как комбинировать

– вышеназванные компоненты для того, чтобы обрабатывать ин-

формацию и генерировать требуемые выходы;

люди — те, кто работает с системой или использует ее

– выходы.

-9-

ǎǚǓǘǚǒǙǚǝǞǔǔǝǛǚǗǨǓǚǎǌǙǔǫǔǙǠǚǜǘǌǢǔǚǙǙǧǡǞǑǡǙǚǗǚǏǔǕ

Как видно, информационная система объединяет намного больше, чем только компьютеры. Успешное использование ИС требует понимания бизнеса и его окружения, которое поддерживается ИС. Например, для проектирования ИС, поддерживающей исполнение транзакций на фондовой бирже, необходимо понимать все процедуры, связанные с покупкой и продажей акций, облигаций, опционов и т.д.

Компьютерная технология (далее — КТ), в узком определении, относится к технологической стороне информационной системы. КТ включает в себя техническое обеспечение, базы данных, программное обеспечение, сети и другие средства. Она может рассматриваться как подсистема ИС. Иногда термин КТ используется в широком смысле для описания совокупности нескольких ИС, пользователей и менеджмента всей организации, включая разработчиков технологического оборудования и тех, кто его эксплуатирует.

КТ отличаются по типу обрабатываемой информации (рис. 1.2), но могут объединяться в интегрированные технологии.

ȼɢɞɵɄɌɢɨɛɪɚɛɚɬɵɜɚɟɦɨɣɢɧɮɨɪɦɚɰɢɢ



Ⱦɚɧɧɵɟ

ɋɍȻȾ ɹɡɵɤɢɩɪɨ ɝɪɚɦɦɢɪɨ ɜɚɧɢɹ ɬɚɛɥɢɱɧɵɟ ɩɪɨɰɟɫɫɨɪɵ



Ɍɟɤɫɬ

Ɍɟɤɫɬɨɜɵɟ ɩɪɨɰɟɫɫɨɪɵ ɢɝɢɩɟɪ ɬɟɤɫɬ



Ƚɪɚɮɢɤɚ

Ƚɪɚɮɢɱɟɫɤɢɟ ɩɪɨɰɟɫɫɨɪɵ



Ɂɧɚɧɢɹ

ɂɧɬɟɥɥɟɤɬɭ ɚɥɶɧɵɟ ɫɢɫ ɬɟɦɵ

 Ɉɛɴɟɤɬɵ

ɪɟɚɥɶɧɨɝɨ

ɦɢɪɚ ɋɪɟɞɫɬɜɚ ɦɭɥɶɬɢ ɦɟɞɢɚ

Рис. 1.2. КТ в зависимости от типа обрабатываемой информации

Теперь, когда определены базовые термины, рассмотрим

классификацию ИС.

ИС могут быть классифицированы несколькими путями: по организационным уровням, основным функциональным областям и обеспечиваемой поддержке.

-10-

1 / 311 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]