Научный журнал
Научное обозрение. Педагогические науки
ISSN 2500-3402
ПИ №ФС77-57475

СТРУКТУРИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ДАННЫХ НА УЧЕБНУЮ СБОРОЧНУЮ ЕДИНИЦУ

Гузненков В.Н. 1 Журбенко П.А. 1
1 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
Современные системы автоматизированного проектирования оформляют конструкторскую документацию в полуавтоматическом режиме. Знание правил составления и оформления электронной конструкторской документации входит в компетенции современного специалиста. В системе высшего образования инженерно-графические дисциплины первыми формируют у обучающихся компетенции по работе с электронными конструкторскими документами. С развитием информатизации совершенствуются и создаются новые стандарты на проектирование изделий машиностроения. Все это определяет необходимость совершенствования учебного процесса по инженерно-графическим дисциплинам. При выстраивании сквозной информационной конструкторской и технологической подготовки в высшем профессиональном образовании очень важным является унифицирование методик обучения для разработки и выполнения электронных документов на изделия машиностроения. В учебном процессе целесообразно использовать систему формирования учебных обозначений, поскольку работа с кодификатором организаций, классификатором Единой системы конструкторской документации и архивами организаций достаточно трудоемка, что может сместить акценты и подменить основные цели обучения на данном этапе. В работе предложена методика выполнения учебных электронных документов на сборочную единицу. Показана структурная схема изделия. Определены учебные обозначения в схеме деления сборочной единицы на составные части. Предложенные учебные обозначения позволяют с большей эффективностью создавать электронную конструкторскую документацию в системах автоматизированного проектирования.
высшее профессиональное образование
электронная конструкторская документация
учебная сборочная единица
учебные обозначения
1. Тимофеев В.Н., Демина Ю.Ю. Развитие методики преподавания инженерно-графических дисциплин в техническом вузе // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2020. № 2–1 (41). С. 116–119.
2. Андреев-Твердов А.И., Куропаткина О.В., Боровиков  И.Ф. Инженерно-геометрическая подготовка студентов технических вузов: состояние проблемы перспективы // Альманах современной науки и образования. 2015. № 7 (97). С. 16–18.
3. Гузненков В.Н., Журбенко П.А., Винцулина Е.В. Методика преподавания инженерной графики в МГТУ им. Н.Э. Баумана // Международный журнал экспериментального образования. 2019. № 2. С. 5–9.
4. Демидов С.Г. Компьютерное моделирование в графической подготовке студентов технического университета // Российский научный журнал. 2015. № 1 (44). С. 143–145.
5. Guznenkov V., Zhurbenko P. Electronic Geometric Modeling is the Basis of Modern Geometric-Graphic Education in the Technical University. Advances in Intelligent Systems and Computing. 2019. Т. 809: 18th International Conference on Geometry and Graphics, ICGG 2018. Р. 1268–1273. DOI: 10.1007/978-3-319-95588-9_109.
6. Горшков Г.Ф., Голубев Д.В., Филатова О.И. Содержание и методы обучения графическому документированию с использованием информационных технологий // Alma mater (Вестник высшей школы). 2014. № 5. С. 104–106.
7. Седов Л.А., Коробочкина Н.В. Сборочный чертеж: метод. указания к домашнему заданию по курсу «Инженерная графика». М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 26 с.
8. Бочарова И.Н., Демидов С.Г. Инженерная графика как база интеграции общеинженерных дисциплин в техническом университете // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2017. № 4–5. С. 25–28.
9. Андреев-Твердов А.И., Боровиков И.Ф., Калинин В.И., Яковук О.А. Формирование компетенций, необходимых для разработки конструкторской документации, у студентов технических университетов // Педагогика. Вопросы теории и практики. 2017. № 3 (7). С. 10–13.

На сегодняшний день во всех учебных заведениях в системе высшего профессионального образования давно идут интеграция и включение в учебный процесс систем автоматизированного проектирования (САПР) на разных этапах обучения в соответствующих дисциплинах [1; 2]. Процесс трансформации в цифровые технологии проектирования изделий машиностроения востребован и соответствует тенденциям развития высокотехнологичных производств и современным парадигмам в образовании. Именно инженерно-графические дисциплины первыми из всех дисциплин начинают формировать у студентов базовые знания, умения, навыки (компетенции) по работе с электронными документами. Основная задача курса инженерной графики – научить составлять и читать графические и текстовые документы, выполненные не только на бумажных или аналогичных носителях, но и программно-техническими средствами на электронных [3; 4].

Цифровизация процесса проектирования изделий расширяет перечень видов конструкторских документов, добавляя электронные документы и регламентируя правила их формирования и взаимодействия с бумажными документами. Появляются новые государственные стандарты на электронные документы (электронные модели изделий, электронные чертежи и т.д.) и дополнения к действующим стандартам, что также находит свое отражение в развитии инженерно-графических дисциплин. Переход на цифровую форму представления конструкторских документов влечет за собой серьезные изменения в содержательной, организационной и методической части процесса обучения инженерно-графическим дисциплинам [5]. В этом контексте еще более важным становится сохранение и корректное выстраивание междисциплинарных связей.

Цели исследования: разработка методики подготовки исходных данных для выполнения электронных документов на изделие.

Задачи исследования:

– разработать порядок действий для подготовки исходных данных на изделие;

– разработать форму представления (учебный документ) и контроля результатов подготовки исходных данных;

– разработать правила оформления учебного документа;

– разработать систему учебных обозначений на сборочную единицу и ее составные части.

Предпосылками к поставленным цели и задачам исследования стали требования ГОСТ 2.057-2019 на выполнение основных принципов при разработке электронной модели сборочной единицы (ЭМСЕ).

При выполнении электронных документов на изделие:

– ЭМСЕ должна отражать физическую последовательность (иерархию) операций сборки изделия;

– в ЭМСЕ должно быть определено полное дерево состава изделия с учетом иерархии входимости;

– ЭМСЕ должна содержать информацию не только о составных частях изделия, но и о связях между ними.

В рамках данной работы рассматривается учебная дисциплина «Инженерная графика». Описываются алгоритмы формирования электронных документов на сборочные единицы: основные конструкторские документы и конструкторские документы из состава полного комплекта конструкторских документов для сборочных единиц. Виды изделий (по конструктивно-функциональному признаку), такие как комплексы и комплекты, не рассматриваются [6].

Структурная схема изделия

Традиционно на кафедрах инженерно-графических дисциплин в учебном процессе используют следующие виды изделий (согласно ГОСТ 2.101-2016): детали и сборочные единицы.

Признаком такой классификации изделий служит наличие или отсутствие в них составных частей. Соответственно, детали не имеют составных частей, а сборочные единицы состоят из двух или более составных частей. Понятие «составная часть» применяется только в отношении конкретного изделия, в состав которого она входит. Составной частью может быть любое изделие (деталь, сборочная единица). Различают также покупные (в том числе стандартные) изделия, к которым относят изделия, не изготовляемые на данном предприятии, а получаемые в готовом виде. На рис. 1 представлена структурная схема изделия.

Исходными данными на сборочную единицу в учебном процессе обычно могут выступать: сборочная единица в материале, учебный чертеж общего вида с таблицей составных частей, сборочный чертеж со спецификацией или комплект чертежей деталей (деталировка) сборочной единицы с описанием. Вне зависимости от формы представления задания студент должен выполнить анализ исходных данных на изделие, определить, из каких деталей и/или сборочных единиц оно состоит, и иметь представление о принципах его работы. Студенческая учебная работа заключается в выполнении соответствующего комплекта электронных документов [7].

guzenk1.tif

Рис. 1. Структурная схема изделия

guzenk2.tif

Рис. 2. Пример фрагмента схемы деления на изделие

guzenk3.tif

Рис. 3. Структура обозначений

В учебных условиях целесообразно для определения состава изделия применить схему деления изделия на составные части (схема деления). Согласно ГОСТ 2.701 схема деления – это документ, содержащий в виде условных обозначений состав изделия, входимость составных частей, их назначение и взаимосвязи.

Схема деления имеет две основные формы исполнения: бумажную и электронную. Важным аспектом схемы деления является иллюстрация студентом, что он ознакомился с составом сборочной единицы, с соединениями узлов и деталей, установил принадлежность составных частей изделия по соответствующим группам.

Выполнять схему деления сборочной единицы следует по правилам, установленным ГОСТ 2.701 и ГОСТ 2.711. В бумажной форме исполнения для наглядности необходимо добавить элементы схемы, уточняющие деление на группы: детали, стандартные изделия, сборочные единицы, материалы и т.д. (рис. 2). Такую же работу необходимо провести на соответствующих подуровнях сборочных единиц.

В условные графические обозначения помещают данные об изделии и о его составных частях. В учебных целях достаточно внести только обозначения и наименования, поскольку эти данные непосредственно участвуют в оформлении комплекта электронных документов.

Наименования деталей и сборочных единиц необходимо взять из исходных данных задания. Обозначения требуется сформировать студенту самостоятельно, поскольку обычно они отсутствуют в исходных данных.

Обозначение изделия и входящих в него сборочных единиц, деталей и покупных изделий является неотъемлемой частью процесса структуризации конструкторских документов. В соответствии с ГОСТ 2.201-80 каждому изделию должно быть присвоено обозначение, которое одновременно является обозначением основного конструкторского документа изделия.

Обозначение включает в себя (рис. 3): код разработчика по кодификатору организаций-разработчиков (4 знака), код классификационной характеристики по классификатору Единой системы конструкторской документации (6 знаков), порядковый регистрационный номер из архива организации-разработчика (3 знака).

В учебном процессе целесообразно использовать систему формирования учебных обозначений, поскольку работа с кодификатором организаций, классификатором Единой системы конструкторской документации и архивами организаций достаточно трудоемка, что может сместить акценты и подменить основные цели обучения на данном этапе. Для выстраивания междисциплинарных связей, в соответствии с парадигмой «сквозного обучения», при выборе учебной системы обозначений требуется ознакомиться с опытом других дисциплин, которые используют обозначения и продолжают обучение студентов после инженерно-графических дисциплин.

В Московском государственном техническом университете имени Н.Э. Баумана (МГТУ им. Н.Э. Баумана) в учебном процессе после кафедры «Инженерная графика» в следующий раз студенты работают с конструкторской документацией при выполнении курсового проектирования на кафедре «Детали машин» [8; 9]. В учебных проектах конструкторские документы обозначают по установленной на кафедре учебной системе обозначений (рис. 4).

guzenk4.tif

Рис. 4. Структура учебных обозначений

Сохраняя систему обозначений на кафедре «Детали машин» и приводя в соответствие с комплектами исходных данных, на кафедре «Инженерная графика» введена следующая система заполнения.

В поле 1 – записывают условный код, соответствующий номеру комплекта сборочной единицы. Например, сформированный из буквенного обозначения стеллажа, на котором расположено изделие («Б»), и его номера, указанного в паспорте изделия («137»): «Б137».

В поле 2 – записывают порядковый номер от 1 до 9 основной сборочной единицы, входящей в состав изделия. Номер сборочной единицы присваивается студентами самостоятельно в зависимости от количества входящих в изделие сборочных единиц. Нумерацию рекомендуется вести, начиная с цифры 1.

В поле 3 – записывают порядковый номер от 1 до 9 сборочной единицы, входящей в состав сборочной единицы, обозначенной в поле 2. Если же таковых не имеется, то записывается цифра 0.

В поле 4 – записывают номер от 1 до 99, обозначающий номер детали, входящей в изделие. Номер назначается в соответствии с номером детали, например в паспорте изделия. При этом если номер состоит из одной цифры, то запись происходит с добавлением перед ней цифры 0 (например: 01, 02, 03 и т.д.).

Для обозначения всего изделия в полях 2, 3 и 4 записываются нули.

Код номера исполнения и/или код документа приводят правее поля 4 соответственно.

guzenk5.tif

Рис. 5. Пример оформления схемы деления

Сформированные обозначения деталей и сборочных единиц добавляются в соответствующие строки в графические обозначения на схеме деления. Пример выполнения схемы деления на учебную сборочную единицу приведен на рис. 5.

В результате исследования предложен порядок действий для проведения подготовки исходных данных для выполнения электронных документов на изделие. Определены форма учебного документа (схема деления) и правила его оформления для контроля подготовки исходных данных. Определены учебные обозначения в схеме деления сборочной единицы на составные части. Эти обозначения универсальны для всего блока общеинженерных дисциплин и могут использоваться при выполнении учебной конструкторской документации на специальных и выпускающих кафедрах.

Выводы

Современные системы автоматизированного проектирования оформляют конструкторскую документацию в полуавтоматическом режиме. Знание правил составления и оформления электронной конструкторской документации входит в компетенции современного специалиста. При выстраивании сквозной информационной конструкторской и технологической подготовки в высшем профессиональном образовании очень важным является унифицирование методик обучения для разработки и выполнения электронных документов на изделия машиностроения. Учебная конструкторская документация может быть выполнена как в электронном виде, так и на бумажном носителе. Предложенные учебные обозначения позволяют с большей эффективностью создавать электронную конструкторскую документацию в системах автоматизированного проектирования.


Библиографическая ссылка

Гузненков В.Н., Журбенко П.А. СТРУКТУРИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ДАННЫХ НА УЧЕБНУЮ СБОРОЧНУЮ ЕДИНИЦУ // Научное обозрение. Педагогические науки. – 2020. – № 3. – С. 12-16;
URL: https://science-pedagogy.ru/ru/article/view?id=2290 (дата обращения: 26.10.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074