Автоматизированное проектирование в пищевой промышленности

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:
способен научно анализировать социально-значимые проблемы и процессы готов к практическому анализу логики различного рода рассуждений;
способен к когнитивной деятельности;
готов анализировать информацию для решения проблем, возникающих в профессионально деятельности;
способен развивать профессионально важные и значимые качества личности будущего рабочего (специалиста).
Цели лекции:
Образовательные:
Ознакомить студентов с особенностями развития современного машиностроения, жизненным циклом изделия, особенностями и перспективами развития информационных технологий и систем в машиностроении.
Изучить основные цели компьютеризации инженерной деятельности и возможности современных компьютерно-информационных систем в машиностроении.
Воспитательные: Формирование интереса к изучаемой дисциплине и будущей профессии.
Развивающие:
Способствовать формированию навыков самостоятельного анализа нового учебного материала.
В целях развития интеллекта и мышления добиваться умения выделять главное в изучаемом материале.
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: http://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: http://www.sapr.ru/
КОНЦЕПЦИЯ формирования Государственной комплексной программы развития машиностроения России. [Электронный ресурс] URL:
http://www.soyuzmash.ru/informcenter/concept/concept.htmПЛАН и КРАТКИЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИИ:
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
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
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:
Что такое автоматизированное проектирование?
Что является объектами автоматизированного проектирования в машиностроении?
Что такое компьютерная модель?
В чём особенности проектирования изделий и процессов в машиностроении?
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» [http://www.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:
маркетинг, поиск и изучение рынка (используются сетевые информационно-поисковые системы);
проектирование и конструирование изделия (с применением информационных систем автоматизированного проектирования изделий);
материально-техническое снабжение (с применением информационных систем планирования и управления ресурсами, проектами, складами и т.д.);
технологическая подготовка производства (с использованием информационных систем автоматизированного проектирования ТП и УП);
производство, контроль и проведение испытаний;
упаковка и хранение;
реализация и/или распределение продукции;
монтаж и эксплуатация;
техпомощь в обслуживании;
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
Опережающее развитие интеллектуальных технологий и систем по сравнению с технологиями и системами материального производства.
Создание информационной экономики.
Глобализация информационных технологий и систем.
Разработка и создание принципиально нового технического обеспечения информационных систем и технологий обработки, передачи и защиты информации.
Переход к автоматизации процесса принятия решений.
Создание полноценного промышленного информационного производства.
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.
Первичная проверка и закрепление понимания
Компьютерный тест создан в программе Айрен ( IREN — Interactive Remote Education Network), автор – Останин С.Н., URL: http://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
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