Одной из основных задач программы правительства РФ «Развитие образования на 2013-2020 годы» является модернизация образовательных стандартов и методик профессиональной подготовки специалистов. Развитие педагогических технологий должны быть направлены на интеграцию дисциплин и результативность каждой ступени образовательного процесса. Решение поставленной задачи возможно при использовании технологии сквозного проектирования, т.к. одним из условий её реализации является интеграция дисциплин. Поставленные задачи указывает на то, что научные и методические разработки по сквозному проектированию являются актуальными. Особенно это касается методики и теории междисциплинарной интеграции в проектировании непрерывного образовательного процесса средней и высшей школы.
Метод сквозного проектирования основан на принципе фундаментальности и профессиональной направленности, путём интеграции естественных и специальных дисциплин - система действий, которая даёт возможность преподавателю формировать методику обучения.
Можно с уверенностью утверждать, что освоение курса общей физики будущими инженерами является тем фундаментом, который позволит им не только успешно освоить общетехнические и специальные дисциплины, но и овладеть одним из основных видов деятельности для специалиста данного направления подготовки - проектной деятельностью.
Как показывает анализ научно?педагогической литературы, ряд авторов выделяет такие этапы проектирования, как «графическое моделирование объекта проектирования», «составление принципиальных и расчетных схем», «разработка конструктивных решений изделия и (или) его составных частей». Сравнивая основные этапы решения задач по физике, можно утверждать, что действия по составлению графической и физической модели ситуации, выявление изменений, происходящих с объектом исследования, выбор и обоснование законов и теорий для ее описания, подобны этапам проектировочной деятельности.
Организация процесса подготовки инженера по методу сквозного проектирования объектов профессиональной деятельности позволяет значительно повысить заинтересованность студентов при обучении физике, обусловленную четким пониманием необходимости и значимости физических знаний в будущей профессиональной деятельности.
Проведенные нами ранее исследования доказали актуальность использования метода проекта при подготовке конкурентоспособных специалистов. Сформирована, опробована и внедрена в учебный процесс организационно-педагогическая модель профессионально значимых проектов для младших курсов по направлению бакалавриат. Показано, что для успешного использования этого метода является ориентация учебного процесса на формирование навыков проектной деятельности и активное сотрудничество с преподавателями специальных курсов дисциплин, то есть установление междисциплинарных связей физики с общетехническими и специальными дисциплинами.
Разработаны, опробованы и внедрены в систему подготовки профессионально значимые интерактивные проекты общеобразовательных курсов физики для организации сквозного проектирования с целью ознакомления с фундаментальными исследованиями, с новейшими инновационными разработками и технологиями, установление междисциплинарных связей физики с общетехническими и специальными дисциплинами.
На строительном факультете ИРНИТУ многие специальности связаны с водными технологиями. С первых курсов мы проводим обучение студентов младших курсов проектной деятельности. Темы проектов первокурсников мы связываем с технологиями водоснабжения и водоотведения.
Внедрение этого метода в учебный процесс позволит студентам успешно справляться с курсовыми и дипломными проектами, стимулирует процесс профессионального развития, саморазвития и творческой активности. Темы по проектной деятельности первого этапа согласуются с выпускающими кафедрами, это позволяет устанавливать междисциплинарные связи физики с общетехническими и специальными дисциплинами, тем самым, обеспечивается профессионально направленное обучение по методу сквозного проектирования.
Как правило, заключительные темы по проекту связаны с реально существующими объектами, вследствие чего знания, приобретенные при изучении курса физики, будут использоваться в дальнейшей профессиональной деятельности.
Таким образом, были разработаны профессионально-значимые проекты общеобразовательных курсов университета и включены в систему подготовки для организации сквозного проектирования школа - вуз с целью ознакомления с фундаментальными исследованиями, новейшими инновационными разработками и технологиями, установлением междисциплинарных связей физики с общетехническими и специальными дисциплинами.
Целесообразно начинать сквозное проектирование среди учащихся школ с целью привлечения талантливых выпускников для поступления в вуз, где они смогут продолжить свою проектную деятельность при изучении специальных дисциплин.
Авторы разработок по проектированию предлагают начинать его с первого курса обучения. Актуально это будет второй семестр первого года обучения, когда студенты уже ознакомятся с дисциплинами, предметами, преподавателями и самой методикой проведения занятий в высшей школе и могут осознать роль сквозного проектирования в процессе их обучения.
В ИРНИТУ физика начинается с первого семестра. Естественно, организовать сквозное проектирование с первого месяца обучения сложно, мало кто определится со своей будущей специализацией, т.к. по специальности их распределяют на 2-м курсе обучения. Вот тогда уже можно говорить о курсовом и дипломном проектировании и вводить сквозное проектирование. Мы считаем, начинать сквозное проектирование надо с проектной деятельности в прикладных исследованиях физических законов или по другим темам, более близким к техническим специальностям, что мы и делаем в течении уже десяти лет.
Если в первые месяцы обучения студентов вуза организовать на развитие проектной деятельности по прикладной физике, то задачи сквозного проектирования будет более успешно решаться.
Начата работа по сквозному проектированию со студентами института «Архитектуры и строительства» по прикладной физике.
Нами разработан, опробован и организован первый этап (мотивационный) профессионально направленного обучения физике по методу сквозного проектирования объектов профессиональной деятельности, в результате которого:
- создаются условия для саморазвития творческой активности студентов;
- формируются профессиональные компетенции;
- выстраиваются взаимоотношения между преподавателями смежных дисциплин;
- возрастает потребность к профессиональному развитию;
- осмысливается необходимость в изучении физики для решения будущих профессиональных задач;
- студент осваивает этапы проектной деятельности.
Библиографическая ссылка
Шишелова Т.И., Коновалов Н.П., Баженова Т.К., Коновалов П.Н., Павлова Т.О. ОРГАНИЗАЦИЯ СКВОЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА КАФЕДРЕ ФИЗИКИ ИРНИТУ // Международный журнал экспериментального образования. – 2016. – № 12-1. – С. 87-88;URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=10802 (дата обращения: 04.01.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
Сегодня трудно себе представить конструкторскую и технологическую подготовку производства без программных средств автоматизации. Повсеместное внедрение систем автоматизированного проектирования позволило по-новому взглянуть на процесс проектирования и изготовления изделий. Самые наукоемкие отрасли промышленности стали активными пользователями и сторонниками компьютерных технологий. Возможность моделирования будущего облика изделия, процесса изготовления оснастки и отработки технологии переросла в потребность. Среди отечественных и зарубежных разработок, которым под силу объединить различные направления проектирования и производства в единый, сквозной технологический процесс, одно из лидирующих мест занимает отечественная CAD/CAM/CAPP система ADEM, трудовой стаж которой в области автоматизации подготовки производства превышает 20 лет. Разработчики продолжают оправдывать надежды отечественных и зарубежных пользователей, развивая пакет по таким направлениям, как эргономичность, функциональность и адаптивность.
Сквозное проектирование и подготовка производства в учебном процессе.
При разработке системы Группа компаний ADEM ориентировалась не только на необходимость автоматизации конструкторских и технологических работ на предприятиях промышленности, но и на подготовку квалифицированного персонала, способного легко освоить современные средства проектирования. Поэтому ADEM распространяется и используется не только среди специалистов занимающихся реальным производством, но и среди ВУЗов страны, средних профессиональных учебных заведений, колледжей, школ. Простота освоения и эксплуатации, а также комплексный подход к вопросам автоматизации труда конструктора и технолога позволяет студентам быстро и наглядно представить процесс проектирования с использованием современных средств.
Но каким образом можно максимально приблизить условия обучения программному продукту к современным реалиям промышленного производства?
Один из методов - создание программно аппаратных комплексов, которые должны помимо автоматизированного рабочего места конструктора, технолога, технолога-программиста на ЧПУ включать в себя возможность непосредственного изготовления изделий спроектированных и подготовленных к производству в ADEM. Поэтому лучшим вариантом такой интеграции, для системного обучения будет наглядная связка Компьютер - CAD/CAM/CAPP система - учебный станок (универсальный или с ЧПУ).
Группа компаний ADEM, на протяжении нескольких лет работает с компаниями, специализирующимися в области производства и продажи малогабаритного оборудования. Разработаны специальные средства поддержки такого оборудования, которые с успехом применяют как при проектировании станков, так и при дальнейшей работе с этим оборудованием.
Одним из самых успешных примеров такой работы является многолетнее сотрудничество разработчиков ADEM и специалистов компании «Дидактические системы»
ОАО «ДиСис» («Дидактические системы») специализируется в основном в области разработки и производства учебного оборудования, методических материалов для системы профессионального образования и системы повышения квалификации специалистов, занятых в различных отраслях промышленности.
После изучения рынка систем проектирования и подготовки производства специалистами «ДиСис» было решено применять систему CAD/CAM ADEM, так как она поддерживает сквозной процесс с единой конструкторско-технологической моделью, что важно для успешного взаимодействия конструкторов и технологов, а также других специалистов предприятия. Использование методов сквозного проектирования позволяет быстро и легко создавать чертежи, документы, описывающие совокупность процессов, а также значительно сократить сроки и повысить качество технологической подготовки производства.
При выборе программы решающее влияние оказала необычайная легкость освоения системы, продуманная и полная справка, встроенная в систему. Это оказалось важно, прежде всего, потому, что ADEM планировалось применять не только для проектирования и производства собственного оборудования, но и для последующего обучения специалистов CAD/CAM/CAPP-технологиям, иллюстрации процесса сквозного проектирования. Ведь известно, что применяя CAD/CAM ADEM, конструктор и технолог работают бок о бок, и созданная конструктором объемная модель практически тут же переводится в чертежи и программы для ЧПУ, с учетом используемого на предприятии оборудования и инструмента.
Рекомендуемой реализацией сквозного процесса подобного уровня в учебных заведениях является поставка учебного класса в составе: малогабаритные настольные 3-х координатные фрезерные станки и отечественная интегрированная CAD/CAM система ADEM, в качестве системы конструкторско-технологической подготовки производства и системы, непосредственно управляющей данными станками. Предполагается работа каждых двух студентов на одном станке, таким образом, получаются сдвоенные места, состоящие из двух компьютеров и одного станка, помещение класса вмещает 6 таких сдвоенных мест и одно место преподавателя, также оснащенное компьютером с установленной на нем системой АДЕМ для своевременной верификации работ учащихся. При этом в комплект помимо «железа», CAD/CAM/CAPP системы входят и методические материалы по обучению студентов (преподавателей, специалистов) связке АРМ конструктора-технолога плюс станок с ЧПУ.
По многочисленным отзывам преподавателей учебных заведений, в которых такие проекты реализованы (Волгоградский государственный колледж управления и новых технологий, Колледж автоматизации и радиоэлектроники №27 (г.Москва), Чебоксарский профессиональный лицей и др.) такой класс больше похож на исследовательскую лабораторию, чем на привычное техническое помещение.
Именно такое решение демонстрировалось на совместном стенде компаний АДЕМ и «ДиСис» на последней выставке «Вертол-ЭКСПО» в г. Ростов-на-Дону. Экспозиция включала в себя упрощенный вариант описанного выше класса: 2 рабочих места конструктора-технолога и 2 станка (фрезерный и токарный).
Рис 1. Комплекс CAD/CAM технологий в обучении вызывал неподдельный интерес среди участников выставки
Пример практической реализации сквозного процесса с CAD/CAM/CAPP ADEM в учебном процессе
Мы неоднократно рассказывали о применении АДЕМ в школах, средних профессиональных училищах, ВУЗах. Примеры дипломных и курсовых работ постоянно пополняются, что показательно, так как среди учащихся сквозные технологии с последующим непосредственным изготовлением пользуются громадной популярностью и вызывают понятный интерес. Одним из последних наглядных примеров применения программно-аппаратного комплекса для учебных заведений на сегодняшний день является интересная работа двух студентов колледжа автоматизации и радиоэлектроники из города Москвы Рожковым Алексеем и Ивановым Алексеем под названием «Проектирование деталей со сложным контуром с использованием системы ADEM и изготовление на станках с программным управлением». Целью ее были: изучение технологии изготовления деталей со сложными контурами на примере шахматных фигур, получение управляющих программ для станков с ЧПУ, а также изготовление шахматных фигур, с использованием оборудования и программного обеспечения.
Геометрические модели разрабатывались непосредственно в модуле CAD системы ADEM. Для составления технологии обработки на станке с ЧПУ графическая модель не обязательно должна иметь вид полностью оформленного чертежа, так как для создания управляющей программы в модуле CAM системы ADEM нужен только геометрический контур детали. При этом не требуется строить полный геометрический контур, достаточно изобразить половину контура, расположенную выше оси симметрии детали.
Рис. 2. Эскиз детали для токарной обработки
После создания геометрической модели выполнялись дополнительные геометрические построений, с помощью которых были назначены контуры областей материала заготовки, удаляемые в процессе точения. Дополнительные геометрические построения в свою очередь определяются предполагаемым маршрутом обработки, то есть описанием того, какие части детали, как и в каком порядке, будут обрабатываться.
Рис. 3. Эскиз детали с заготовкой (область штриховки - объем снимаемого припуска)
Технология обработки создается в модуле CAM системы ADEM. Перед созданием технологической модели разрабатывается маршрут обработки фигуры. Возможности системы ADEM позволяют при создании технологии применять самые разнообразные последовательности действий в модуле CAM.
Рис. 4. Расчет траектории движения инструмента
По результатам расчета на рабочем поле модуля CAM отображается траектория перемещения инструмента и появляется диалоговое окно с сообщением о результатах расчета. При правильном составлении технологии в окне появляется сообщение об успешном выполнении расчетов. Результат расчетов - управляющая программы сразу же передается на соответствующее оборудование.
Рис. 5 Шахматная фигура ферзь на токарном станке.
В результате проделанной работы были изготовлены шахматные фигуры на станках с ЧПУ токарной (тела вращения - пешка, слон, ферзь, король) и фрезерной (конь, отдельные части ладьи) групп лаборатории.
Рис. 6. Шахматные фигуры, изготовленные при помощи связки ADEM - учебный станок с ЧПУ. Работа студентов колледжа автоматизации и радиоэлектроники.
Таким образом, на примере этой работы мы увидели практическую реализацию простой и эффективной идеи сочетания методических наработок ориентированных на комплексное использование связки CAD/CAM/CAPP система - станок с ЧПУ и формирования навыков работы с современным программным обеспечением и оборудованием у студентов колледжей и ВУЗов.
В статье использованы выдержки из работы Рожкова Алексея и Иванова Алексея (Колледжа автоматизации и радиоэлектроники)
Сквозное проектирование Смысл сквозной технологии состоит в эффективное передаче данных и результатов конкретного текущего этапа проектирования сразу на все последующие этапы. Данные технологии базируются на модульном построении САПР но использовании общих баз данных и баз знаний на всех этапах выполнения проекта и характеризуются широкими возможностями моделирования и контроля на всех этапах проектирования. Параллельное проектирование Технология параллельного проектирования является развитием технологии сквозного проектирования.
Поделитесь работой в социальных сетях
Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск
Лекция №3
Базовые технологии проектирования САПР/АСТПП/САИТ
Наиболее перспективными на сегодняшний день являются технологии:
- Сквозного проектирования
- Параллельного проектирования
- Нисходящего проектирования
CALLS технология
Основная идея заключается в создании электронного описания и сопровождения изделия на всех этапах его жизненного цикла. Электронное описание должно соответствовать принятым отечественным и международным стандартам в данной предметной области. Это технология информационного сопровождения создания изделия.
Сквозное проектирование
Смысл сквозной технологии состоит в эффективное передаче данных и результатов конкретного текущего этапа проектирования сразу на все последующие этапы.
Данные технологии базируются на модульном построении САПР, но использовании общих баз данных и баз знаний на всех этапах выполнения проекта и характеризуются широкими возможностями моделирования и контроля на всех этапах проектирования.
Сквозные САПР, как правило, являются интегрированными, т.е. имеют альтернативные алгоритмы реализации отдельных проектных процедур.
Параллельное проектирование
Технология параллельного проектирования является развитием технологии сквозного проектирования.
При параллельном проектировании информация относительно каких-либо промежуточных или окончательных характеристик изготавливаемого изделия формируются и предоставляются всем участникам работы, начиная с самых ранних этапов проектирования. В этом случае информация носит прогностический характер. Ее получение базируется на математических моделях и методах прогностической оценки различных вариантов проектных стратегий, т.е. выбора основополагающих характеристик разрабатываемого изделия, определение критериев качества разработки и выбор алгоритмических и инструментальных средств разработки. Оценка может производиться на основе аналитических моделей, на основе статистических методов и на основе методов экспертных систем.
Технология параллельного проектирования реализуется на основе интегрированных инструментальных средств прогностической оценки и анализа альтернативных проектных решений с последующим выбором базового проектного решения.
Прогностическая оценка может производиться как относительно всего проекта (тогда мы говорим об этапе аван проектирования), так и относительно отдельных этапов проектирования.
Принципиальным отличием параллельного проектирования от сквозного проектирования является то, что информация не просто поступает на все последующие этапы проектирования, а, поскольку все этапы начинают выполняться одновременно, информация поступает как на все предыдущие, так и на все последующие этапы проектирования.
Выигрыш параллельного проектирования в качестве всего проекта, т.к. на конкретном этапе проектирования учитываются критерии с других этапов.
Информация появляется у все участников разработки из технического задания и на основе этапов аван проектирования.
Впервые среду параллельного проектирования предложила фирма Mentor Graphics на основе принципа объединения всех инструментальных средств проектирования и данных в одном непрерывном и гибком процессе создания изделия.
В состав этой инфраструктуры входит:
- Среда управления проектированием
- Система управления данными проекта
- Система поддержки принятия решений
Нисходящее проектирование
Технология нисходящего проектирования предполагает, что инженер начинает работать над проектом на высоком уровне абстракции с последующей детализацией.
Основной задачей руководителя или инженера является определение оптимального концептуального решения (как правило, ищется более рациональное) выбора алгоритмов проектирования, а так же эффективных инструментальных средств проектирования. Другими словами - определение правильной стратегии проектирования на основе достаточно общей и неопределенной информации.
Данная задача решается на основе придиктивных инструментальных средств, т.е. программ, обеспечивающих связь этапов функционально-логического, технического (конструкторского) этапа проектирования и этапа технологической подготовки производства.
При этом, придиктивный инструментарий используется как на уровне отдельных проектных процедур, так и на уровне проекта в целом.
Нисходящее проектирование позволяет получать изделие с более высокими эксплуатационными характеристиками и создавать надежное устройство.
Все современные производители САПР базируются на технологии нисходящего проектирования.
Структура процесса проектирования модуля электронно-вычислительной техники
- Концептуальное (аван) проектирование
- Функционально-логическое проектирование
- Проектирование функциональных схем
- Проектирование программ испытаний и тестов
- Конструкторское (техническое) проектирование
- Конструкторское аван проектирование
- Формирование множества рациональных вариантов
- Анализ альтернативных программных модулей реализации последующих проектных процедур и выбор из них наиболее приемлемых (адаптация САПР к объекту проектирования)
- Выбор базового варианта конструкторского проектирования (выбор метрических и топологических параметров объекта)
- Компоновка конструктивных модулей
- Этап размещения элементов на поверхности модуля
- Трассировка сигнальных соединений
- Технологическая подготовка производства (создание маршрутных карт производственного процесса)
- Подготовка технической документации
Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм> |
|||
| 2735. | Интеллектуальные технологии проектирования информационных систем. Методика проектирования программных продуктов в условиях наличия прототипа | 115.24 KB | |
| На примере концептуального проектирования автоматизированной информационной системы осуществляющей экспертизу аудио продукции представим общую методику создания проекта информационной системы. Целью создания автоматизированной системы является разработка инструмента для проведения качественной объективной экспертизы аудио продукции в соответствии с ФЗ №436 О защите детей от информации причиняющей вред их здоровью и развитию. В качестве объекта исследования будет выступать аудио продукция. Под деструктивной информацией будем понимать... | |||
| 6616. | Технологическая унификация. Разновидности технологического проектирования. Функциональная схема САПР ТП | 19.37 KB | |
| Технологическая унификация приведение к единой системе методов обработки. Это такие задачи как выбор методов обработки типа оборудования вида инструмента назначение схемы базирования способа установки детали формирование состава операций определение последовательности операций выбор вида заготовки определение последовательности переходов в операции. Каким же образом технолог принимает решение в каждом из перечисленных случаев Рассмотрим в качестве примера задачу о выборе метода обработки. В технологии известны проверенные на... | |||
| 7344. | Базовые информационные технологии | 25.92 KB | |
| Мультимедиа-технологии можно определить как систему компьютерных информационных технологий которые могут быть использованы для реализации идеи объединения разнородной информации в единой компьютерной информационной среде. Выделяют три основные принципа мультимедиа... | |||
| 7633. | Формализация технологии проектирования ЭИС | 15.23 KB | |
| Формализация технологии проектирования ЭИС Сложность высокие затраты и трудоемкость процесса проектирования ЭИС на протяжении всего жизненного цикла вызывает необходимость с одной стороны выбора адекватной экономическому объекту технологии проектирования а с другой стороны наличия эффективного инструмента управления процессом ее применения. С этой точки зрения возникает потребность в построении такой формализованной модели технологии проектирования когда на ее основе можно было бы оценить необходимость и возможность применения... | |||
| 1990. | БАЗОВЫЕ КАТЕГОРИИ АНАЛИЗА | 42.12 KB | |
| Понятие рутины было введено Нельсоном и Уинтером применительно к деятельности организаций и определено ими как «нормальные и предсказуемые образцы поведения». Однако рутинное поведение характерно не только для организаций, но и для индивидов. Применительно к последним рутины можно разделить на две категории | |||
| 16940. | 19.79 KB | ||
| Анализ понятия права как института может быть сведен к понятию социального договора. При более широкой трактовке понятия договора можно фактически поставить знак равенства между понятием социальный договор и рефлексивная норма. Права без договора вообще не может быть поскольку реализация любых прав есть всегда чья-то обязанность. В современной юридической литературе понятие договора обычно опускается. | |||
| 9290. | Терминология и базовые показатели финансового менеджмента | 26.85 KB | |
| Величина добавленной стоимости свидетельствует о масштабах деятельности предприятия и о его вкладе в создание национального богатства. Вычтем из ДС расходы по оплате труда и все связанные с ней обязательные платежи предприятия по социальному страхованию пенсионному обеспечению и проч. а также все налоги и налоговые платежи предприятия кроме налога на прибыль получим БРЭИ... | |||
| 8040. | Организация САПР | 7.99 KB | |
| Подсистемой САПР называют выделенную по некоторым признакам часть САПР позволяющую получать законченные проектные системы. САПР разделяют на проектирующие подсистемы и обслуживающие. На выходе этой системы мы получаем функциональную схему затем логическую схему и на выходе принципиальную электрическую схему. | |||
| 7215. | Конструирование и САПР | 19.8 KB | |
| Одной из наиболее известных зарубежных систем автоматизации проектирования является САПР UTOCD фирмы utodesk а одной из наиболее известных отечественных систем автоматизации проектирования применяемой в машиностроении является САПР КОМПАС фирмы Аскон включающая в себя все необходимые компоненты CD САМ систем. В отличие от КОМПАСа utoCd является более гибкой системой но в то же время и наиболее сложной так как возможности utoCd позволяют его применять в разных областях проектирования. САПР utoCd 2004 Сначала utoCD была... | |||
| 6614. | Описание САПР | 17.54 KB | |
| Система «Компас» российской фирмы АСКОН. В состав версии «Компас 5» входят чертежно-графическая подсистема «Компас-График», подсистема геометрического моделирования «Компас-3D» | |||
Методика организации «сквозного проектирования» в AutoCAD с использованием ЛОЦМАН ПГС
1. Теория
1.1. Что такое «сквозное проектирование»
Сквозное проектирование в данном контексте это: один из вариантов организации групповой работы с возможностью мгновенного обновления повторяющихся графических данных на всех чертежах проекта. В этом случае любым графическим материалам (в нашем случае DWG файлам) может быть логически присвоен статус «источник данных» либо «импортер данных» . Импортер данных будет включать в себя источник данных. А проще – в него будет вставлена ссылка на источник данных.
Для примера: инженер «генпланист» разрабатывает чертежи комплекта ГП, на основе которых инженеры «сетевики» разрабатывают планы прокладки наружных сетей. «сетевикам» необходимо знать положение проектируемого здания, проездов, тротуаров и существующую топографическую ситуацию. Они вынуждены ждать «генпланиста» пока тот закончит формирование своего чертежа. В свою очередь «генпланисту» для создания генплана нужна топография от «топографов» и контуры проектируемых зданий от «архитекторов».
Задача: снизить время ожидания, повысить оперативность взаимодействия специалистов.
Методика сквозного проектирования позволяет организовать связь между всеми участниками проектирования на уровне графической среды через инструмент AutoCAD «внешние ссылки».
Инструмент AutoCAD «внешние ссылки» - позволяет организовать связь между двумя и более чертежами. Т.е. я могу импортировать (под этим понятием здесь и далее будет подразумеваться команда _attach , она же вставка внешней ссылки) в свой чертеж фрагмент (после вставки мы можем подрезать внешнюю ссылку - назначать границу отображения) из любого другого чертежа, который создал другой инженер, даже если он редактирует его в данный момент. При этом фрагмент вставленный в мой чертеж будет самостоятельно обновляться при изменении источника данных. Более того, если на данном фрагменте появятся новые слои, которые могут мне не понадобиться, я буду информирован об этом и своевременно смогу отключить их отображение или переопределить их свойства (фильтр согласования новых слоев, в диспетчере слоев) . Т.е. я постоянно буду иметь актуальную информацию получаемую от других участников проектирования и могу приступить к работе раньше, до того как они закончат свой чертеж полностью, как только я увижу что данных для начала проектирования достаточно.
Для примера: как по старинке - инженеры «сетевики» 5-7 человек вынуждены ждать «генпланиста» пока тот закончит чертеж генплана. На некоторых этапах, они «сетевики» могут брать у него промежуточные варианты генплана и копировать себе в чертеж, начинать работу (при этом копии совершенно не зависят от источника). При каком либо изменении в генплане они вынуждены постоянно обновлять данные от генпланиста и заменять их в своих чертежах на новые. При этом регулярно тратя время на отделение «зерен от плевел», мучения на перевод от одного масштаба к другому и т.д. Но исход при такой методике часто бывает один. Данные берутся один раз и больше не обновляются. И на определенном этапе у ряда проектировщиков имеются несколько версий одних и тех же данных, которые начинают развиваться параллельно, в итоге приводя к нестыковкам частей проекта, которые обычно выливаются в потерю времени и исправлению чертежей, в последний момент.
Итак применение методики «сквозного проектирования» позволяет:
исключить появление нестыковок между отдельными разделами проекта
потому что позволяет в реальном времени отслеживать обновление исходных данных (исключая работу в ненужном направлении)
это исключает ручное обновление исходных данных (данные импортируются один раз и обновляются автоматически, при изменении источника)
При данной схеме можно минимизировать человеческий фактор ошибок, возникающих из-за недостаточной информированности участников проекта о ходе процесса.
1.2. Процесс «сквозного проектирования» предъявляет определенные требования к навыкам и стилю работы в программе AutoCAD, а также к версии самого программного продукта.
Навыки:
Проектировщики должны уметь:
работать с диспетчером свойств слоев.
работать с диспетчером конфигураций слоев.
пользоваться набором команд для объектов «внешняя ссылка».
Стиль:
проектировщик должен группировать все объекты по слоям создавая «логистику» удовлетворяющую потребностям специалистов смежников, обеспечивая возможность переопределения свойств слоев.
группа проектировщиков должна иметь единый синтаксис именования слоев. (т.е. логичнее именовать главные оси здания как «Оси главные» а не «Главные оси». Потому как, в перечне слоев, сортированном по алфавиту, «Главные оси» окажутся рядом с любым слоем начинающимся на букву «Г*», но не рядом со слоем «Оси промежуточные» и «Оси дополнительные»).
Версия:
версия формата чертежа-источника не может быть более поздней, чем версия чертежа, в который импортируют данные.
2. Практический пример (видео)
Ниже представлено видео описывающее весь процесс организации «сквозного проектирования». Естественно подразумевается, что над каждым чертежом (комплектом) работает отдельный специалист. То есть весь процесс, при правильном подходе, смело можно назвать автоматизированным групповым проектированием.
3. Практический пример (в скриншотах)
На условном - практическом примере хочу показать, как организуется описанная выше концепция. В качестве среды хранения проектных данных, для удобства, будет выступать ЛОЦМАН ПГС, но это также может быть и обычная папка на сетевом диске.
Участники проектирования:
Архитектор-строитель,
Генпланист,
Инженер ОВИК,
Инженер ТГВ,
Инженер Электрик.
3.1. Исходные данные
ГИП публикует исходные данные в одноименной папке. В качестве исходных данных, в примере, будет выступать топографическая съемка.
Скриншот. 1. Дерево проекта (в программе ЛОЦМАН ПГС)
3.2. Раздел АС
Первым в процесс проектирования включается проектировщик АС. На основе выданного задания от ГИПа, либо предшествующих проектных наработок. В данном примере не играет роли, в какой форме задание поступает данному участнику проектирования. Проектировщик разрабатывает комплект АС, в состав которого входят поэтажные планы, фасады, разрезы, узлы и т.п. Он работает в папке «1 АС», расположенной в корневой директории проекта.
Остальным участникам проектирования развивающимся в направлении генерального плана и наружных сетей из всего комплекта АС нужен только план первого этажа и план подземной части (если в их конфигурации есть различия – которых в нашем примере нет). Т.е. чертеж выступит источником данных для ряда дочерних чертежей.
Скриншот. 2. В настройках чертежа важно выставить правильный параметр единицы чертежа, на строительных чертежах данного комплекта это как правило миллиметры (Меню: «Формат >
Скриншот. 3. Пространство AutoCAD. Справа пример план первого этажа комплекта АС. Слева слои используемые в чертеже
.
3.3. Раздел ГП
Параллельно в процесс проектирования может включаться генпланист. Он работает в папке «2 ГП», расположенной в корневой директории проекта. Его чертеж будет импортером данных: топографии (исходные данные) и плана первого этажа (комплект АС).
Скриншот. 4. В настройках чертежа важно выставить правильный параметр единицы чертежа, на чертежах генеральных планов это как правило метры (Меню: «Формат > единицы» или команда _UNITS)
Оба чертежа(топография и план первого этажа) подключаются через инструмент вставки внешних ссылок (Меню: «Вставка > Ссылка на DWG» или команда _attach), но прежде мы должны узнать пути к файлам, в программе ЛОЦМАН ПГС это делается следующим образом:
Скриншот. 5. Окно панели файлов проекта ЛОЦМАН ПГС – аналог проводника Windows.
Особенность организации проектирования с использованием ЛОЦМАН ПГС заключаются в том, что центральным хранилищем файлов является база данных на удаленном сервере, синхронизуемая с локальной папкой, в которой создаемся копия каталогов проекта. Отличие от системы при которой все участники проектирования работают на общем сетевом диске лишь в том, что ЛОЦМАН ПГС выступает средством синхронизации между пользователями и сервером.
Скриншот. 6.1. Окно вставки внешней ссылки топографии. Точка вставки остается 0,0,0. Т.к. по правилам(де-факто) координаты на крестах топографии должны совпадать с координатами в AutoCAD.
Обратите внимание, что поскольку на обоих чертежах были выставлены верные единицы черетежа (_UNITS) Единицы вставки блока определяются автоматически, то есть план первого этажа будет автоматически уменьшен в 1000 раз при вставке.
Скриншот. 7. Топография и план первого этажа совмещены на листе генерального плана.
Скриншот. 8. Меняем цвет и толщину отображения слоя с топографией. Таким образом мы переопределяем свойства объектов у которых выставлен атрибут «ПоСлою» для цвета и толщины линий. (в нашем примере в файле с топографией именно так)
Скриншот. 9. Замораживаем ненужные слои (показаны два разных способа, через меню ленты - слева и через главное меню - справа)
Замораживаем слои (просто щелкая по объекту на чертеже):
Оси промежуточные
Размеры дополнительные
Размеры промежуточные
Стены несущие
Стены самонесущие
Оставляем слои:
Оси главные
Размеры главные
Стены наружные
Скриншот. 10. Создание конфигурации слоев (два разных способа, через меню ленты - слева и через главное меню - справа)
3.4. Раздел НВК (аналочично прочие наружные сети)
За генпланистом в процесс проектирования может включаться специалист по наружным сетям водопровода и канализации. Он работает в папку «3 НВК», расположенной в корневой директории проекта. Его чертеж будет импортером данных: из генерального плана.
Повторяем процедуру Скриншот. 4, копируем путь к файлу генерального плана, аналогично Скриншот. 5. Вставляем файл генерального плана аналогично Скриншот. 6. Точка вставки остается 0,0,0. Т.к. по правилам координаты на крестах генерального плана должны совпадать с координатами в AutoCAD.
Скриншот. 11. Наблюдается подобная картина.
Скриншот. 12. Применяем конфигурации слоев (на скриншоте показано как это делается, через меню ленты. Через главное меню: «Формат > Диспетчер конфигураций слоев» получается аналогично.)
Скриншот. 13. После применения конфигураций слоев - наблюдается следующая картина.
Далее в отдельном слое выполняется прорисовка данной сети коммуникации (в примере это Водоснабжение наружные сети). В примере я не использовал каких - нибудь специальных типов линий, но вы можете применять специальные типы линий: - в - , -- кн -- и прочие. Можно создать их самостоятельно, или использовать готовые.
Скриншот. 14. Примерно так выглядит результат. Но по правилам выполнения чертежей наружных коммуникация мы должны отобразить тонкой линией и другие проектируемые коммуникации.
Поэтому подключаем к чертежу файл «Сводный план сетей.dwg», который в нашем примере будет лежать в папке «2 ГП» проекта
Скриншот. 15. Вставляем «Сводный план сетей.dwg» аналогично как это сделано на Скриншоте. 6. Точка вставки остается 0,0,0. Т.к. при соблюдении всеми участниками проекта жесткой координатной привязки, при вставке относительно нулевой точки вставляемые объекты примут верное положение.
Пока файл «Сводный план сетей.dwg» пуст, но скоро он наполнится ссылками на другие файлы проекта и будет держать нас в курсе изменений в смежных сетях, выполняя координационную роль.
3.5. Сводный план сетей
После создания файлов с сетями. Инженер, которому поручено собирать сводный план сетей, подключает в файл «Сводный план сетей» каждый из чертежей планов с сетями. Т.е. в данном случае повторяет процедуру, описанную на Скриншоте. 6, для файлов:
Водоснабжение наружные сети.dwg
Канализация наружные сети.dwg
Газопровод наружные сети.dwg
Наружное освещение.dwg
После вставки в файл сводного плана внешних ссылок на выше представленные файлы, в каждом файле с сетями появляются смежные сети. При этом может появиться сообщение:
Но это не ошибка, а лишь свидетельство того, что файл с нашей конкретной сетью уже присутствует (в качестве внешней ссылки) в файле сводного плана сетей и это хорошо.
Скриншот. 16. Так будут выглядеть планы сетей комплектов: НВК, ГСН, ЭН.
Теперь остается поменять в свойствах слоя толщину линии смежных сетей(делаем их тонкими), а толщину проектируемой сети сделать выше (толще). На скриншотах 17, 18, 19, 20. Представлены примеры – как будут выглядеть планы комплектов НВК, ГСН, ЭН, после настройки слоев.
Скриншоты 17, 18, 19, 20
3.6. Согласование слоев
Согласование слоев это инструмент AutoCAD, который будет держать в курсе всех изменений в слоях чертежей вставленных как внешние ссылки. Пример: Если генпланист создаст в чертеже генерального плана новые слои, например: отмостка, дорожки и т.д. Инженеры проектирующие наружные сети будут мгновенно информированы об изменениях после того, как генпланист сохранит свой чертеж (и сохранит изменения на сервер, в случае при работе с ЛОЦМАН ПГС). Они увидят их в диспетчере свойств слоев, в фильтре «Несогласованные новые слои». Чтобы согласовать слой (то есть удалить из фильтра несогласованных новых слоев) достаточно правой кнопкой выделить слой и выбрать «согласование слоя».
Для того чтобы AutoCAD отслеживал изменение в слоях файлов внешних ссылок нужно определенным образом настроить параметры слоев. Как на скриншоте 21.
Скриншот. 21. Настройка параметров слоев. Выставляем галочки на пунктах: оценивать новые слои, добавленные в чертеж. Уведомлять о наличии новых слоев (в этом пункте выставляем события, при которых программа будет уведомлять нас о появлении несогласованных слоев) [Например событие «Вставить/Перезагрузить внешние ссылки» - будет уведомлять о появлении новых слоев при обновлении внешней ссылки. Пример ниже на скриншоте 22.]
Скриншот. 22. Уведомление о новом слое загруженном с чертежа файла ссылки
И многие возможно зададутся вопросом, чем же полезна программа ЛОЦМАН ПГС при организации сквозного проектирования.
При каждом сохранении исходного чертежа внешней ссылки выскакивает сообщение (см. Скриншот 22), а внешних ссылок в чертеже накапливается до 5 и более единиц. И постоянное появление данного сообщения чисто психологически со временем приводит к тому, что оно начинает отвлекать от работы и раздражать.
При использовании ЛОЦМАН ПГС, перед тем как обновить локальные копии исходных файлов мы увидим значок в панели файлов. Что исходный файл обновлен (на сервере) и нуждается в обновлении локальная копия (с которой и работает AutoCAD), то есть мы сами можем инициализировать процедуру обновления сократить мелкие порции обновленной информации, загружая обновления, допустим не чаще раза в час. Что добавит размеренности в процесс проектирования.
В базе данных хранятся все версии файлов. Что упрощает откат и повышает надежность хранения информации. Кроме того мы можем отследить всю историю операций с файлом. Например, узнать кто последний открыл, редактировал и сохранял файл.
3.7. Подводные камни
Необходима определенная квалификация работы с графической программой AutoCAD.
Передавать части проекта в сторонние организации удобно через инструмент публикации (команда ФОРМКОМПЛЕКТ)
3.8. Технические стороны
При данном методе организации работы:
Уменьшается размер файлов чертежа за счет замены физического дублирования графической информации - логическим.
Передавать части проекта в сторонние организации удобно через инструмент публикации (команда ФОРМКОМПЛЕКТ).
Создание информационной системы любого уровня сложности проходит несколько основных этапов: постановка задачи, подготовка технического задания, разработка информационной структуры и базы данных, создание прототипа приложения, корректировка технического задания, создание готового приложения, подготовка и разработка новых версий. Для решения задач, возникающих на каждом из этих этапов, созданы специализированные инструменты, помогающие разработчикам минимизировать временные затраты и уменьшить количество ошибок. Однако при переходе от одного этапа к другому возникает проблема преемственности и интеграции специализированных средств, используемых при разработке приложения: требования аналитиков необходимо передать разработчикам базы данных, готовую базу передать для разработки пользовательского интерфейса, по получении замечаний заказчика к прототипу приложения сделать корректировку технического задания. При этом необходимо избежать тотальной переделки всей системы. В разработанных ранее системах автоматизации эти проблемы решались лишь частично.
Подходы к проектированию приложений в предлагаемых системах автоматизации проектирования и разработки приложений можно неформально разделить на два типа, условно называемых: "до и от" и "от и до".
Первый подход пропагандируется разработчиками билдеров и "легких" CASE средств и предполагает, что инструментарий CASE используется только для проектирования - ("до") создания базы данных, а разработка приложения осуществляется ("от" готовой базы) с помощью билдеров, которые обладают собственными средствами реверсинжениринга модели данных, библиотеками классов и многими другими инструментами. Основным недостатком этого подхода является разорванность технологического процесса, в результате чего модель данных, используемая билдером, значительно беднее модели, разработанной аналитиком с использованием инструментов CASE либо вручную. Дополнительную информацию аналитик вынужден передавать неформальными способами ("голосом"). Кроме того, в процессе разработки приложения зачастую оказывалось, что стандартные библиотеки классов, используемые билдером, недостаточны для разработки полнофункционального приложения и каждому программисту приходилось по-своему наращивать функциональность, что приводило к "лоскутному" интерфейсу. В результате, несмотря на наличие удобного инструментария у аналитиков и программистов, его использование не приводит ни к улучшению качества системы, ни к ускорению разработки.
Второй подход, реализованный в так называемых "тяжелых" CASE средствах, например, в Tau UML Suite, предполагает, что CASE поддерживает разработку "от" анализа "до" конструирования логической модели данных и логической модели приложения, на основе которых создается база данных и осуществляется автоматическая генерация программного кода. Tau UML Suite предоставляет пользователю прекрасный инструментарий для проектирования приложения:
диаграммы содержания экранных форм (FCD - Form Contence Diagram), которые позволяют описать структуру и (в значительной степени) функциональность сложных экранных форм (предназначенных для работы с несколькими таблицами);
диаграммы структурных схем (SCD - Structure Charts Diagram), которые позволяют описать алгоритмы программных модулей и методы работы с экранными формами (в рамках структурного подхода работа с экранными формами элегантно осуществляется с помощью так называемых "предопределенных модулей");
диаграммы последовательности экранных форм (FSD - Form Sequence Diagram), которые задают общую структуру приложения. а также связывают формы и алгоритмы (методы).
Главный недостаток этого подхода состоит в том, что идеология проектирования не учитывает реальные потребности проектировщика, который должен разработать информационную систему со стандартным интерфейсом, поскольку заказчику нужна система с легкими для освоения рабочими местами. Проектировщику нужны средства построения логической модели стандартного интерфейса, а не полной модели всех элементов интерфейса. Детальное проектирование каждой экранной формы (средствами FCD или в билдере) при создании стандартного интерфейса является не только нудной, но и зачастую вредной работой, а "уникальные" рабочие места, как правило, немногочисленны, их гораздо быстрее и проще создавать на основе типового рабочего места, а не "с чистого листа". Кроме того, затраты на приобретение и освоение "тяжелого" CASE окупаются только при создании достаточно крупных систем или при "поточном" производстве, многие возможности, предоставляемые продуктами этого класса, не столь уж необходимы для создания небольшой системы разработчиками, хорошо знающими предметную область или для воспроизведения существующей системы на другой платформе.
Компания DataX/FLORIN поставила перед собой задачу разработки технологии проектирования, которая бы обеспечивала автоматический перенос данных при переходе от одного этапа разработки информационной системы к другому, позволяла бы создавать современные информационный системы со стандартизированным пользовательским интерфейсом в сжатые сроки и поддерживала бы полный жизненный цикл приложения. Такая технология была разработана и получила название "технологии сквозного проектирования". Она позволяет связать воедино все этапы построения информационной системы, начиная от постановки задания и заканчивая созданием бумажной документации. Использование этой технологии позволяет отказаться от ручной работы по кодированию базы и программных интерфейсов, дает возможность вносить изменения на любом уровне реализации и в результате дает заказчику не только готовую систему, но и средства для ее дальнейшего развития и сопровождения. Для реализации технологии сквозного проектирования было создано семейство программных продуктов GRINDERY, с помощью которых преодолен технологический разрыв между CASE-средствами и средствами программирования интерфейсов. Использование программных продуктов семейства GRINDERY позволяет производить логическое проектирование приложения одновременно с разработкой логической структуры базы данных в среде Telelogic Tau UML Suite, затем осуществлять автоматическую генерацию программного кода на любом языке программирования, поддерживаемом семейством GRINDERYTM. Задание и изменение управляющих параметров кодогенерации (атрибутов), а также управление правами доступа и версиями проекта осуществляется с использованием механизмов соответствующего CASE-инструмента. Для кодогенератора GRINDERYTM разработаны шаблоны, предназначенные для создания типового интерфейса приложения. В приложении с типовым интерфейсом для каждой предметной таблицы базы данных создается рабочее место, позволяющее выполнять основные операции с данными (INSERT, UPDATE, DELETE, QBE), содержащимися в этой таблице. Рабочее место, созданное для предметной таблицы, позволяет работать не только с главной, но и с другими ("вспомогательными" для данного рабочего места) таблицами базы данных. Конкретный вид экранных форм и функциональные возможности приложения зависят от установленных значений атрибутов. С их помощью можно задать, например, способ представления конкретного поля, заголовки форм и полей, необходимость представления записей из таблиц-потомков и таблиц-партнеров, режим доступа к таблицам-словарям. Набор атрибутов для каждой таблицы и ее полей задается один раз и используется для всех форм, в которых доступны данная таблица или ее поля. Ввод и редактирование атрибутов производятся либо из графического интерфейса GRINDERY GrabberTM, либо через графический интерфейс Telelogic Tau UML Suite TM. Разработчик в любой момент может вручную внести изменения в сгенерированный кодогенератором программный код приложения.
Таким образом, разработанная фирмой DataX/FLORIN технология сквозного программирования и созданные для ее реализации программные продукты позволяют решить задачу автоматизации проектирования приложения от этапа анализа до полной генерации кода приложения со стандартизированным пользовательским интерфейсом.
1. А.В.Вишнеков, Е.М.Иванова, И.Е.Сафонова, Комплексная система поддержки принятия проектных и управленческих решений в системе автоматизированного интегрированного производства высокотехнологичных изделий, материалы I всероссийской конференции «Инновации, качество, образование», М.:МИЭМ, 2003г.
2. Вишнеков А.В., Методы принятия проектных решений в CAD/CAM/CAE системах электронной техники (в двух частях), М.: МИЭМ, 2000г/
3. Деньдобренко Б.Н., Маника А.С., Автоматизация конструирования РЭА, М.: Высшая школа, 1980г.
4. Ключев А.О., Постников Н.П., Технология сквозного проектирования информационно-управляющих систем, Тезисы докладов ХХХ научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, Санкт-Питерсбургский Государственный институт точной механики и оптики, СПб: 1999г. (http://www.florin.ru/win/articles/alma_ata.html)
5. Норенков И.П., Кузьмик П., Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS – технологии, ISBN 5-7038-1962-8, 2002г.
6. Малиньяк Л. Дальнейшее расширение функциональных возможностей САПР // Элек-троника, 1991г., том 64, № 5.
7. Ган Л. Инструментальные средства автоматизации проектирования, обеспечивающие параллельную работу над проектами // Электроника, 1990, том 38, №7, с. 58-61.
8. А. Мазурин, Тенденции развития Unigraphics в 2001 году, журнала «САПР и графика», №12, 2000г (http://www.sapr.ru/Article.asp?id=671)
9.http://www.spb.sterling.ru/unigraphics/ug/cad/index.htm
10. Смирнов А. В., Юсупов Р. М. Технология параллельного проектирования: основные принципы и проблемы внедрения, Автоматизация проектирования, №2, 1997 (http://www.osp.ru/ap/1997/02/50.htm)
11. Nevins J.L., Whithey D.E. Concurrent Design of Products and Processes. - McGraw-Hill, New York, 1989г.
12. Р.П.Киршенбаум, А.Р.Нагаев, П.А.Пальянов, В.П.Фрайштетер, Д.В.Мариненков Информационные технологии при проектировании обустройства нефтяных и газовых месторождений, (ОАО "Ги-протюменнефтегаз", Тюмень, 1998г.
13. Ishi K., Goel A., Adler R.E., A Мodel of Simultaneous Engineering Design - Artificial Intelligence in Design / Ed. by J.S.Gero, N-Y:Springer, 1989, р483-501.
14. Расчет конструкций в MSC/NASTRAN for Windows http://www.dmk.ru/compold.php?n=NA==
15.http://www.nastran.com
16.http://www.ansys.com
17.http://www.cad.ru/cgi-bin/forum.pl?theme=762&reply_id=4328&start_id=
18.http://www.ibm.com/ru/catia
19.http://www.solidworks.ru
20. CAD Solutions - решение инженерных задач в области машиностроения http://cadsolutions.narod.ru/Pages/CadCamCae/UGNX.htm
21. С. Марьин, Что такое Unigraphics., журнал САПР и графика, № 7, 2000г.
22. Е. Карташева, Интегрированные технологии SDRC, журнал Открытые системы №5, 1997г., стр. 72-77.
23. Math. Models made in CAD/CAM system Pro/Engineer, http://ws22.mech.unn.runnet.ru/CADCAM/ProEngineer/GAZ/J1.html
24. Системы автоматизированного проектирования: Иллюстрированный словарь., под ред. И.П. Норенкова., М.: Высшая школа, 1986.
25.http://arkty.itsoft.ru/edu/control/cada0b.htm
26. http://www.iatp.am/vahanyan/systech/v.htm
