Министерство образования и науки Красноярского края

Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Красноярский технологический техникум пищевой промышленности»

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИИ

по дисциплине «Автоматизация технологических процессов»

ТЕМА УРОКА: «Автоматизированное проектирование»

Формируемые компетенции:

1. способен научно анализировать социально-значимые проблемы и процессы готов к практическому анализу логики различного рода рассуждений;

2. способен к когнитивной деятельности;

3. готов анализировать информацию для решения проблем, возникающих в профессионально деятельности;

4. способен развивать профессионально важные и значимые качества личности будущего рабочего (специалиста).

Цели лекции:

Образовательные:

1. Ознакомить студентов с особенностями развития современного машиностроения, жизненным циклом изделия, особенностями и перспективами развития информационных технологий и систем в машиностроении.

2. Изучить основные цели компьютеризации инженерной деятельности и возможности современных компьютерно-информационных систем в машиностроении.

Воспитательные:

1. Формирование интереса к изучаемой дисциплине и будущей профессии.

Развивающие:

1. Способствовать формированию навыков самостоятельного анализа нового учебного материала.

2. В целях развития интеллекта и мышления добиваться умения выделять главное в изучаемом материале.

3. Способствовать развитию логического мышления.

Методы, применяемые на занятии: объяснительно-иллюстративный, проблемное изложение, эвристическая беседа, методы стимулирования и мотивации учебно-познавательной деятельности.

Время: 2 академических часа

Место проведения: компьютерный класс с мультимедийным обеспечением (компьютеры для студентов, проектор, экран, ПК или ноутбук для преподавателя).

Учебно-материальное обеспечение:

Наглядные пособия (схемы): мультимедийная презентация

Библиографические источники, использованные при подготовке лекции:

1. Основная литература

• Норенков И.П. Основы САПР. [Электронный ресурс]. / База и генератор образовательных ресурсов. Официальный сайт МГТУ им.Н.Э.Баумана. URL: bigor.bmstu.ru/

• Левин В.И. Информационные технологии в машиностроении. - М. : Академия, 2013. - 265 с.

2. Дополнительная литература

• Черепашко А.А., Носов Н.В. Компьютерные технологии, моделирование и автоматизированные системы в машиностроении. - М.: ИН-Фолио, 2009. - 275 с

• Кондаков А.И. САПР технологических процессов. - М.: Академия, 2008. - 429 с.

• Журнал «САПР и графика». [Электронный ресурс]. / Официальный сайт журнала URL: sapr.ru/

• КОНЦЕПЦИЯ формирования Государственной комплексной программы развития машиностроения России. [Электронный ресурс] URL:

soyuzmash.ru/informcenter/concept/concept.htm

ПЛАН и КРАТКИЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИИ:

1. Организационный этап лекции (3 минуты):

Название этапа

Продолжи

тельность,

мин.

Деятельность преподавателя

Средства

обучения

Деятельность студентов

Организацион-ный этап

3

• здоровается со студентами;

• сообщает студентам тему и план лекции;

• отмечает в журнале отсутствующих студентов.

слайд презентации лекции

• здороваются с преподавателем;

• записывают тему и план лекции

2. Мотивация деятельности студентов (время 5 минут).

Название этапа

Продолжи

тельность,

мин.

Деятельность преподавателя

Средства

обучения

Деятельность студентов

Мотивацион-ный этап

5

объясняет значимость изучаемого материала для применения в дальнейшем обучении и в профессиональной деятельности.

слайд презентации лекции, объяснение

слушают объяснение

Вопросы лекции:

1.2.1. Особенности современного этапа развития машиностроения

1.2.2. Жизненный цикл изделия

1.2.3. Основные цели компьютеризации инженерной деятельности

1.2.4. САПР в компьютерно-интегрированном производстве

1.2.5. Перспективы развития информационных технологий и систем в машиностроении

3. Актуализация знаний (7 минут)

Название этапа

Продолжи

тельность,

мин.

Деятельность преподавателя

Средства

обучения

Деятельность студентов

Актуализация знаний

7

задает вопросы, опираясь на уже имеющиеся знания у студентов.

слайд презентации лекции, объяснение

• отвечают на поставленные вопросы,

• анализируют и систематизируют материал

Вопросы для актуализации знаний:

1. Что такое автоматизированное проектирование?

2. Что является объектами автоматизированного проектирования в машиностроении?

3. Что такое компьютерная модель?

4. В чём особенности проектирования изделий и процессов в машиностроении?

4. Усвоение новых знаний (70 минут)

Название этапа

Продолжи

тельность,

мин.

Деятельность преподавателя

Средства

обучения

Деятельность студентов

Усвоение новых знаний

70

• запускает презентацию лекции.

• объясняет учебный материал.

слайды презентации лекции, объяснение

• слушают и пишут конспекты;

• анализируют и систематизируют материал;

• задают вопросы.

Вопрос №1 (10 минут)

На сайте «Союза машиностроителей России» [soyuzmash.ru/informcenter/concept/concept.htm] обозначены приоритеты развития российского машиностроения на период до 2020 г.: « … обеспечить выход на траекторию постиндустриального развития на основе пятого технологического уклада с одновременным формированием и развитием наиболее эффективных направлений шестого технологического уклада….. обеспечить создание эффективной комплексной системы целевой подготовки и переподготовки высококвалифицированных кадров машиностроительной отрасли, отвечающей современным требованиям….». Планируется, что «…в машиностроительном комплексе России будут доминировать высокотехнологичные производства, обновлены и подготовлены кадры и закончена модернизация производственного фонда…..». Но сегодня среди главных проблем отечественного машиностроения - недостаточные темпы внедрения инновационных технологий и средств обработки и отсутствие кадров высокой квалификации.

Особенности современного этапа развития машиностроения

• Число классов технических систем увеличивается в 2 раза каждые 10 лет;

• Сложность изделий по числу деталей и узлов увеличивается в 2 раза каждые 10 лет;

• Объем научно-технической информации в конструировании увеличивается в 2 раза каждые 8 лет;

• Необходимость постоянного повышения качества и обновления номенклатуры изделий с целью сохранения конкурентоспособности;

• Приоритет интенсивного развития экономики страны на основе наукоемких инновационных технологий;

• Конкурентоспособность любой современной компании напрямую зависит от уровня применяемых информационных ресурсов, технологий и систем для автоматизации производственных и управленческих процессов, конструкторской и технологической подготовки производства.

Вывод по вопросу №1: эффективное развитие современного российского машиностроения возможно только на основе широкого применения информационных систем и технологий.

Вопрос №2: (15 минут)

В соответствии со стандартом ISO 9004 жизненный цикл изделия складывается из следующих этапов:

1. маркетинг, поиск и изучение рынка (используются сетевые информационно-поисковые системы);

2. проектирование и конструирование изделия (с применением информационных систем автоматизированного проектирования изделий);

3. материально-техническое снабжение (с применением информационных систем планирования и управления ресурсами, проектами, складами и т.д.);

4. технологическая подготовка производства (с использованием информационных систем автоматизированного проектирования ТП и УП);

5. производство, контроль и проведение испытаний;

6. упаковка и хранение;

7. реализация и/или распределение продукции;

8. монтаж и эксплуатация;

9. техпомощь в обслуживании;

10. утилизация.

Вывод по вопросу 2: компьютерно-информационные технологии автоматизированного проектирования имеют отношение к этапам 2 и 4 жизненного цикла изделий.

Вопрос №3 (10 минут)

Основные цели компьютеризации инженерной деятельности:

• сокращение трудоемкости проектирования за счет:

  • автоматизации оформления документации;

  • информационной поддержки принятия решений;

  • автоматизации принятия решений;

• сокращение цикла «проектирование-изготовление» за счет:

• • совмещенного (параллельного) проектирования;

  • виртуальных проектных бюро (это новая концепция).

• сокращение себестоимости проектирования за счет

использования специализированных рабочих мест;

• улучшение качества проектирования за счет:

  • вариантного проектирования и оптимизации;

  • унификации проектных решений;

  • стратегического проектирования.

• сокращение затрат на натурное проектирование за счет математического моделирования.

Вывод по вопросу 3: компьютеризация инженерной и производственной деятельности позволяет повысить качество выпускаемой продукции и снизить конечные затраты на внедрение изделия в производство.

Вопрос №4: (25 минут)

САПР в компьютерно-интегрированном производстве

САПР - это организационно-техническая система, которая осуществляет автоматизированное проектирование.

Автоматизированным называется проектирование, в ходе которого первичное описание (техническое задание) преобразуется в проектную документацию путем взаимодействия человека, вычислительной техники и программного обеспечения.

Системы автоматизированного проектирования:

• CAD - Computer Aided Design - системы автоматизированного проектирования изделий (КОМПАС, AUTOCAD, SolidWorks, NX CAD и др.),

• CAPP - Computer Aided Process Planning - системы автоматизированного проектирования технологических процессов (ВЕРТИКАЛЬ, ADEM TDM и др.),

• CAD/CAM - Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing - системы автоматизированного проектирования изделий и технологий их обработки (ADEM, NX CAM, ProEngineer, Power Solution, SolidCAM, и др.),

• CAE - Computer Aided Engineering - системы автоматизированного инженерного анализа деталей, сборочных узлов и машин (Ansys, Design Space, Nostran и др.),

• PDM - Project Data Management -системы автоматизированного управления базами данных об изделии (IMAN, Optegra, Enivia),

• PM - Project Management - автоматизированные системы управления процессом проектирования и системы планирования (WokrFlow, DocFlow, Project Planning),

• MRP - Material Requirements Planning - автоматизированные системы управления производством (SAP R/3, BAAN, Галактика и др.)

Особенности современных САПР:

• Объектно-ориентированное взаимодействие человека и ЭВМ (пользователь манипулирует изображениями на экране в реальном масштабе времени).

• Интерактивный режим работы пользователя.

• Безбумажный процесс обработки информации (на бумаге - конечный результат).

Возможности современных компьютерно-информационных систем в машиностроении:

• Быстрое создание компьютерных моделей, чертежей изделий и спецификаций.

• Быстрое создание компьютерных моделей сборочных узлов и спецификаций.

• Инженерный статистический анализ прочности деталей методом конечных элементов.

• Компьютерное моделирование работы сборочных узлов.

• Компьютерное проектирование технологии обработки детали.

Вывод по вопросу 4: современная эффективная инженерная деятельность предполагает сквозную информационную поддержку всех этапов проектирования на основе единой интегрированной базы данных.

Вопрос №5: (10 минут)

Перспективы развития информационных технологий и систем в машиностроении

1. Опережающее развитие интеллектуальных технологий и систем по сравнению с технологиями и системами материального производства.

2. Создание информационной экономики.

3. Глобализация информационных технологий и систем.

4. Разработка и создание принципиально нового технического обеспечения информационных систем и технологий обработки, передачи и защиты информации.

5. Переход к автоматизации процесса принятия решений.

6. Создание полноценного промышленного информационного производства.

7. Принципиально новые технологии подготовки и переподготовки кадров.

Название этапа

Продолжи

тельность,

мин.

Деятельность преподавателя

Средства

обучения

Деятельность студентов

Первичная проверка и закрепление понимания нового учебного материала

15

объясняет, как работать с компьютерной тестовой программой.

компьютерный тест, объяснение

• запускают компьютерный тест;

• отвечают на вопросы.

5. Первичная проверка и закрепление понимания

Компьютерный тест создан в программе Айрен ( IREN - Interactive Remote Education Network), автор - Останин С.Н., URL: irenproject.ru/

Пример тестового задания по теме занятия:

В нижеследующем задании укажите варианты правильных ответов

Основными целями компьютеризации инженерной деятельности являются:

• сокращение цикла «проектирование-изготовление»

• сокращение затрат на натурное проектирование

• сокращение трудоемкости разработки программных сред

• сокращение трудоемкости сопровождения программных средств

• использование инструментальных сред проектирования

• среди предложенных вариантов нет верного ответа

6. Подведение итогов. Заключение

Название этапа

Продолжи

тельность,

мин.

Деятельность преподавателя

Средства

обучения

Деятельность студентов

Подведение итогов

5

• подводит итоги тестирования по пройденной теме,

• Акцентирует внимание на рассмотренных вопросах;

• отвечает на вопросы студентов;

• даёт задание на самоподготовку к следующей лекции - повторить рассмотренный материал

компьютерный тест, объяснение

задают возникшие вопросы