ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Рабочая программа дисциплины
САПР технологических процессов
Направление подготовки: 150700 - Машиностроение
Профиль подготовки: 150700.62 - Технологии, оборудование и автоматизация машиностроительных производств
Квалификация (степень): магистр
Форма обучения очная
Санкт-Петербург
2012
Рабочая программа дисциплины «САПР технологических процессов» составлена:
- в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению (код и полное наименование) и профилю подготовки (наименование);
- на основании учебного плана направления (код и полное наименование) и профиля подготовки (наименование);
Составители:
канд. техн. наук, доц.
ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Непрерывное усложнение конструкций машин, рост требований к их эксплуатационному качеству, обострение конкуренции на рынке машиностроительной продукции вызывает насущную необходимость автоматизации технологической подготовки производства.
Целью изучения дисциплины является приобретение теоретических знаний по основам разработки систем автоматизированного проектирования технологического назначения и обучение практической работе с современными САПР.
Для получения знаний у студентов в области автоматизированной подготовки производства при изучении дисциплины предполагается реализация следующих основных задач:
- изучение методологических основ автоматизированного проектирования технологических процессов, средств технологического оснащения и инструментов.
- практическое освоение ряда подсистем САПР технологических процессов, получивших широкое распространение в промышленности и являющихся характерными представителями функциональных подсистем;
- ознакомление с перспективами и основными направлениями совершенствования САПР технологических процессов.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ «САПР технологических процессов» В СТРУКТУРЕ ООП бакалавра
Дисциплина «САПР технологических процессов» относится к вариативной части профессионального цикла (Б.3.2).
Дисциплина «САПР технологических процессов» базируется на знаниях курсов «Технология машиностроения», «Математическое моделирование в машиностроении», «Основы научных исследований», «Автоматизация производственных процессов в машиностроении».
Знания, полученные при изучении дисциплины, используются студентами при выполнении дипломного проекта и дальнейшей практической деятельности после окончания университета.
3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «САПР технологических процессов».
3.1. Процесс изучения дисциплины направлен на формирование:
· профессиональных компетенций
ПК22. Способность принимать участие в работах по расчету и проектированию деталей и узлов машиностроительных конструкций в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации проектирования
· Профильно-специализированных компетенций
ПСК1.2 Способность составлять с применением САПР технологических процессов прогрессивные технологические процессы с использованием средств автоматизации операций обработки и сборки
.
3.2. В результате изучения дисциплины студент должен:
- иметь представление о современных тенденциях развития методов, средств и систем технологического обеспечения машиностроительных производств;
- знать методы создания и исследования математических моделей технологических процессов с использованием компьютерной техники;
- иметь навыки формализации задач различных этапов технологического проектирования и уметь использовать прогрессивные методы разработки и эксплуатации САПР ТП.
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «САПР технологических процессов» В КОМПЕТЕНТНОСТНОМ ФОРМАТЕ
4.1. Структура и содержание преподавания дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины «САПР технологических процессов» составляет 5 зачетных единиц или 180 часов.
Объем дисциплины и виды учебной работы
Виды учебной работы | Всего часов |
| ||
форма обучения |
| |||
очная | очно-заочная | заочная |
| |
Общая трудоемкость дисциплины | 180 |
| ||
Работа под руководством преподавателя (включая ДОТ) | 108 | 108 | 108 |
|
В том числе аудиторные занятия: Лекции Практические занятия Лабораторные работы | 16 20 8 | 4 |
| |
Самостоятельная работа студента | 72 | 72 | 72 |
|
Промежуточный контроль | 1 |
| ||
В том числе курсовая работа | 1 | 1 |
| |
Вид итогового контроля | экзамен |
Структура и содержание дисциплины приведено ниже в таблицах
Тематический план дисциплины для студентов
очно-заочной формы обучения
№ п/п | Название раздела, темы | Кол-во часов по дневной форме обучения | Виды занятий | ||||||||||||
Лекции | ПЗ | ЛР | Самост. работа | Тесты | Контр. работы | Практ. зан. | ЛР | Курс. раб. |
| ||||||
Аудит. | ДОТ | Аудит. | ДОТ | Аудит. | ДОТ |
| |||||||||
Всего | 180 | 16 | 44 | 20 | 20 | 8 | 72 |
| |||||||
Введение | 6 | 2 | 4 |
| |||||||||||
1 | Раздел 1. Основы автоматизации проектирования технологических процессов | 28 | 2 | 7 | 2 | 17 |
| ||||||||
1.1 | Методология автоматизированного проектирования | 16 | 1 | 4 | 2 | 9 | №1 |
| |||||||
1.2 | Место САПР в автоматизированной системе технологической подготовки производства | 12 | 1 | 3 | 8 |
| |||||||||
2 | Раздел 2. Состав и функции САПР | 28 | 2 | 6 | 20 |
| |||||||||
2.1 | Основные функции и назначение САПР | 12 | 1 | 4 | 7 |
| |||||||||
2.2 | Стадии разработки САПР ТП | 16 | 1 | 2 | 13 |
| |||||||||
3 | Подсистемы САПР и средства их обеспечения. | 28 | 4 | 8 | 4 | 4 | 8 |
| |||||||
3.1 | Техническое, информационное и математическое обеспечение САПР | 12 | 2 | 4 | 6 |
| |||||||||
3.2 | Лингвистическое и программное обеспечение САПР | 12 | 1 | 2 | 4 | 4 | 1 | №1 |
| ||||||
3.3 | Методическое и организационное обеспечение САПР | 4 | 1 | 2 | 1 |
| |||||||||
4 | Раздел 4. Методы автоматизированного проектирования технологических процессов | 28 | 4 | 4 | 8 | 8 |
| ||||||||
4.1 | Метод синтеза при автоматизированном проектировании | 12 | 2 | 2 | 4 | 4 | №2 |
| |||||||
4.2 | Алгоритмизация задач технологического проектирования | 16 | 2 | 2 | 4 | 4 | 4 | №3 |
| ||||||
Раздел 5. Автоматизация технологического проектирования | 28 | 4 | 4 | 8 | 8 | 4 |
| ||||||||
5.1 | САПР технологических процессов механической обработки | 16 | 2 | 2 | 8 | 2 | №4 | №2 |
| ||||||
5.2 | Автоматизация проектирования технологических операций | 8 | 2 | 1 | 8 | 2 | №3 |
| |||||||
5.3 | САПР технологических процессов сборки | 4 | 1 |
| |||||||||||
6 | Раздел 6.САПР технологического оснащения | 28 | 11 | 17 |
| ||||||||||
6.1 | Автоматизация проектирования приспособлений | 14 | 6 | 8 |
| ||||||||||
6.2 | САПР режущих инструментов | 14 | 5 | 9 |
| ||||||||||
Заключение. Перспективы развития САПР ТП | 6 | 2 | 4 | К/Р |
|
ВВЕДЕНИЕ
[1], c. 5...7
Структура дисциплины, цель и задачи, актуальность проблемы автоматизированного проектирования технологических процессов. Особенности технологической подготовки производства (ТПП) в современных условиях: увеличение сложности технических объектов и повышенные требования к качеству изделий и т. д. Задачи, решаемые в рамках ТПП и методы их реализации.
Модуль 1. ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
1.1. Методология автоматизированного проектирования
[1], c. 35...50, [2], с. 8…13
Проектирование как объект автоматизации. Принципы системности, преемственности, стандартизации и автоматизации - методологическая основа автоматизации процесса проектирования. Системный подход - основа для создания моделей изучаемых объектов и процессов. Две главные процедуры в составе процесса проектирования: анализ и синтез объекта.
Компетенции:
Усвоить методологию и основополагающие принципы автоматизации проектирования
1.2. Место САПР ТП в автоматизированной системе технологической подготовки производства
[1], c. 34...38,
Комплексная автоматизация производства. Интеграция ряда систем: автоматизированной системы научных исследований, системы автоматизированного проектирования, автоматизированной системы технологической подготовки производств, автоматизированной системы управления предприятием. Основные принципы организации взаимодействия автоматизированных систем. Актуальность внедрения САПР.
Компетенции:
Уметь определять задачи и методы их реализации в автоматизированных системах технологической подготовки производства
Модуль 2. СОСТАВ И ФУНКЦИИ САПР
2.1. Основные функции и назначение САПР
[1], c. 50...59, [2], c. 43...50
Цели создания САПР и условия их достижения. Классификация автоматизированных систем проектирования по различным признакам. Функции САПР.
Компетенции:
Способность определять функциональное назначение САПР для различных типов производства.
2.2. Стадии разработка САПР ТП
[1], c. 19...28, 244…253
Реализация задачи создания САПР в несколько стадий. Состав работ и вид документации на стадиях создания САПР ТП. Предпроектное обследование, техническое задание, эскизный, технический и рабочий проект.
Компетенции:
Способность выявлять состав задач на различных стадиях разработки САПР ТП.
Модуль 3. Подсистемы САПР и средства их обеспечения
3.1. Техническое, информационное и математическое обеспечение САПР
[1], c. 98...118, 125...148, 150…164, [2], c. 30...42
Описание обеспечивающих подсистем САПР ТП. Задачи и особенности всех видов обеспечения:
Техническое обеспечение САПР. Современные требования к ЭВМ и периферийным устройствам. Организация взаимодействия проектировщика с ЭВМ, создание автоматизированных рабочих мест.
Информационное обеспечение: назначение и рациональная организация. Исходная информация и создание информационных баз. Базы данных и их эффективное использование. Базы знаний: назначение и способы реализации.
Математическое обеспечение. Требования к математическим моделям. Функциональные и структурные модели автоматизированного проектирования. Формы представления моделей: аналитическая, алгоритмическая, графическая.
Компетенции:
Уметь оценивать возможности и выбирать средства технического обеспечения для реализации конкретных задач.
Уметь представлять необходимую информацию в базу данных САПР ТП.
Способность выбирать наиболее адекватные модели объектов и процессов для автоматизации проектирования.
3.2. Лингвистическое и программное обеспечение САПР
[1], 165...174,176…202
Лингвистическое обеспечение. Языки программирования и проблемно-ориентированные языки описания объектов проектирования. Языковые средства представления графической информации: координатный, аналитический.
Программное обеспечение САПР. Две составные части программного обеспечения: операционные системы (ОС) и прикладные программы. Основные функции операционной системы. Способы реализации прикладных программ. Модульный принцип разработки прикладного программного обеспечения.
Компетенции:
Способность представления исходной информации об объектах проектирования с использованием лингвистического обеспечения.
Уметь разрабатывать программу по составленным алгоритмам поиска решений.
3.3. Методическое и организационное обеспечение САПР
[1], 176…202
Методическое обеспечение - руководство по выбору необходимых средств для выполнения автоматизированного проектирования. Организационное обеспечение, его задачи и компоненты при создании и эксплуатации САПР.
Компетенции:
Уметь использовать методические указаниями
Способность определять круг задач автоматизированного проектирования, решаемых различными структурными подразделениями
Модуль 4. Методы автоматизированного проектирования технологических процессов
4.1. Метод синтеза при автоматизированном проектировании
[1], c. 59...92, [2], c. 13...15
Основные направления автоматизации проектирования технологических процессов: дедуктивное (использование унифицированных технологических процессов) и индуктивное (синтез индивидуального технологического процесса). Области применения, преимущества и недостатки каждого направления. Перспективы использования метода синтеза при автоматизированном проектировании технологических процессов.
Компетенции:
Уметь разработать структуру технологического процесса на основе синтеза структур технических систем, связанных с технологическим процессом.
4.2. Алгоритмизация задач технологического проектирования
[1], c. 121...124, [2], c. 195...197, [4], c. 70...99
Разновидности проектных задач: расчетного характера и задачи принятия решений. Методы реализации задач расчетного характера. Примеры задач оптимизации. Методы реализации задач принятия решений. Таблицы решений, матрицы соответствий.
Компетенции:
Способность разрабатывать алгоритмы частных технологических задач.
Модуль 5. Автоматизация ТЕХНОЛОГИЧЕСКого ПРОЕктирования
5.1. САПР технологических процессов механической обработки
[1], c. 75...93, [4], c. 214...226, [2], c. 230...241
Описание функциональных подсистем САПР ТП на основе типизации ТП, группирования, синтеза структуры ТП и использования технологических редакторов. Описание отечественных САПР ТП.
Методика автоматизированного проектирования технологических процессов. Декомпозиция общей задачи и стратегия поиска проектного решения. Состав основных блоков САПР технологических процессов механической обработки. Формализованное представление исходной информации. Математические модели технологических закономерностей формирования процесса механической обработки.
Структурный синтез проектируемого технологического процесса. Формализованные правила направленного синтеза структуры технологического процесса. Параметрическая оптимизация. Критерии поиска эффективного варианта проектного решения. Способы представления промежуточных и окончательных результатов проектирования. Использование интерактивного режима работы проектировщика с системой автоматизированного проектирования технологий.
Особенности технологического проектирования в условиях единичного и мелкосерийного производства. Диалоговые САПР маршрутно-операционных технологий.
САПР технологических процессов в условиях среднесерийного производства. Особенности размерно-точностного анализа в процессе автоматизированного проектировании технологий при работе на настроенных станках.
Особенности технологического проектирования для крупносерийного и массового производства. Повышенные требования к качеству проектных решений. Использование оптимизационных методов в математическом обеспечении САПР.
Компетенции:
Способность составлять с применением САПР технологических процессов прогрессивные технологические процессы с использованием средств автоматизации операций обработки и сборки (ПСК1.2)
Способность постановки задач и формализации знаний по проектированию технологических процессов.
5.2. Автоматизация проектирования технологических операций
[4], c. 177...184, [2], c. 242...277
Принципиальная схема САПР технологических операций. Состав и задачи подсистем. Алгоритмы проектирования структуры операций, определение рациональной последовательности обработки элементов заготовки. Автоматизация расчета режимов резания, параметрическая оптимизация. Автоматизация технического нормирования.
Алгоритмы проектирования схем наладок многоинструментальных автоматизированных операций, особенности проектирования наладок для операций, выполняемых на станках с ЧПУ. Системы автоматизированного программирования для получения программ управления станками с ЧПУ.
Компетенции:
Уметь определять и алгоритмизировать частные задачи проектирования механических операций.
5.3. САПР технологических процессов сборки
[1], c. 93...97, [2], c. 120...139
Описание основных функциональных подсистем САПР ТП сборки. Содержание задач автоматизации проектирования технологических процессов сборки. Математическая модель взаимодействий элементов в конструкции изделия. Алгоритмическое обеспечение процесса проектирования технологии сборки.
Модуль 6. САПР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ
6.1. Автоматизация проектирования приспособлений
[1], c. 232...235, [2], c. 120...129
Описание основных функциональных подсистем САПР проектирования приспособлений. Метод алгоритмического синтеза конструкций. Автоматизированное конструкторское документирование. Информационное обеспечение САПР приспособлений.
Характеристики САПР приспособлений. Примеры промышленной реализации систем автоматизированного проектирования приспособлений.
Компетенции:
Способность принимать участие в работах по расчету и проектированию деталей и узлов машиностроительных конструкций в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации проектирования (ПК22).
Способность выбирать и использовать наиболее эффективную автоматизированную систему для проектирования приспособлений.
6.2. САПР режущих инструментов
[3], c. 23...72, [2], c. 233...238
Задачи инструментального оснащения технологических процессов. Классификация режущих инструментов для создания информационной базы данных систем инструментального обеспечения. Автоматизация функций инструментального производства. Принципы создания баз данных для САПР режущего инструмента. Разработка типовых алгоритмов для расчета режущих инструментов. Методы автоматизированного проектирования технологических процессов изготовления режущих инструментов.
Компетенции:
Уметь автоматизировать расчетные и поисковые задачи инструментального обеспечения машиностроительного производства.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ САПР ТП
[1], c. 223...244, [2], c. 391...416
Требования к современным технологическим системам автоматизированного проектирования. Совершенствование математического обеспечения. Оптимизация как основное направление автоматизированного поиска проектных решений. Использование экспертных систем при решении трудно формализуемых задач. Совершенствование интерфейса и средств машинной графики для повышения информативности результатов проектирования.
· Профильно-специализированных компетенций
4.2 Лабораторный практикум
Лабораторный практикум по дисциплине «САПР технологических процессов»
Номер и наименование раздела (темы) | Наименование лабораторной работы | Кол-во часов |
Тема 1.1. Методология автоматизированного проектирования | Исследование методов решения частных технологических задач и разработка алгоритмов их реализации | 2 |
Тема 5.1. САПР технологических процессов механической обработки | Использование подсистем САПР ТП для создания графической конструкторско-технологической документации | 2 |
Тема 5.2. Автоматизация проектирования технологических операций | Использование подсистем САПР ТП для проектирования технологических операций | 2 |
4.3. Практические занятия (семинары)
Практические занятия по дисциплине «САПР технологических процессов»
Номер и название раздела (темы) | Наименование тем практических занятий | Кол-во часов |
Тема 3.2. Лингвистическое и программное обеспечение САПР | Подготовка исходной технологической информации в САПР ТП с использованием формализованного языка | 4 |
Тема 4.1. Метод синтеза при автоматизированном проектировании | Создание структуры технологического процесса методом синтеза | 4 |
Тема 4.2. Алгоритмизация задач технологического проектирования | Разработка алгоритмов решения технологических задач | 4 |
5.1. САПР технологических процессов механической обработки | Составление таблиц соответствия и алгоритмов поиска решения для технологических задач | 8 |
4. 4. Темы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № тем данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | … | ||
1. | ||||||||||
2. | ||||||||||
… |
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
(Описание применяемых образовательных технологий).
I. Информационно-Коммуникационные Технологии предусматривают:
1) Обеспечение сетевого доступа к учебным материалам и лицензионному программному обеспечению. Применение разработанной на кафедре методики проведения практических занятий и лабораторных работ с распределенной по регионам группой студентов. Учебно-методические материалы дисциплины структурированы по модульному принципу с чередованием познавательной и учебно-профессиональной частей модуля. Это предопределяет системность содержания тезауруса изучаемой предметной области. Обеспечение необходимыми учебными материалами и справочными базами данных технологического назначения осуществляется посредством электронной библиотеки ВУЗа и системы Moodle.
2) Использование автоматизированных CAD/CAM систем для имитационного моделирования технологических процессов механической обработки на производственном оборудовании.
3) Применение компьютерных тренажеров, включающих динамическую графику и анимацию, для подготовки к работе на оборудовании с числовым программным управлением.
I I. Проблемно-поисковые технологии
Выполнение курсовой работы предусматривает решение реальных проблемных задач технологической подготовки производства в условиях диалогического общения преподавателя со студентами.
Элементы проблемного подхода реализуется через НИРС, задачами которого научить студентов собирать экспериментальные данные, проанализировать их, предложить методику их обработки;
развить способность сформулировать выводы и увидеть возможности практического применения полученных результатов.
I I I. Элементы дистанционных обучающих технологий
1) Обеспечение необходимыми учебными и учебно-методическими материалами осуществляется через систему Moodle. Студенты имеют доступ к литературе через портал электронной библиотеки elib. *****.
2) Асинхронное общение между преподавателями и студентами посредством возможностей, предоставляемых Интернетом (Skype, e-mail и др.).
3) Мультимедиа и интерактивные приложения к учебным материалам комбинируют текстографическую и аудиовизуальную информацию.
IV. Технологии контекстного обучения
Изучение дисциплины способствует подготовке к профессиональной деятельности в сфере автоматизации технологической подготовки производства, реальные задачи решаются в ходе выполнения дипломных проектов (выпускных квалификационных работ) по предложению предприятий региона.
Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, определяется главной целью (миссией) программы, особенностью контингента обучающихся и содержанием конкретных дисциплин, и в целом в учебном процессе они должны составлять не менее ___% аудиторных занятий (определяется требованиями ФГОС с учетом специфики ООП). Занятия лекционного типа для соответствующих групп студентов не могут составлять более ___% аудиторных занятий (определяется соответствующим ФГОС).
Показатель | Требования ФГОС, % | Фактически, % |
1. Удельный вес активных и интерактивных форм проведения занятий (компьютерных симуляций, деловых и ролевых игр, разбор конкретных ситуаций, психологические и иные тренинги), % | Не менее ____ | |
2. Удельный вес занятий лекционного типа, % | Не более ____ |
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
_____________________________________________________________________________
(Указываются темы эссе, рефератов, курсовых работ и др. Приводятся контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины, а также для контроля самостоятельной работы обучающегося по отдельным разделам дисциплины).
6.1. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости
6.1.1. Контрольные работы по учебной дисциплине не предусмотрены.
6.1.2. Перечень тем курсовых работ (проектов)
Варианты тем для заданий на курсовую работу по учебной дисциплине представлены в [7]. К выполнению курсовой работы можно приступать только тогда, когда будет усвоена соответствующая часть материалов дисциплины проведены практические занятия и выполнены лабораторные работы.
Вопросы для самопроверки (по темам)
Тема 1.1.
1. Изложите особенности методологии проектирования технологический процессов.
2. Перечислите стратегии проектирования и области их применения.
3. Определить понятие «проектирование».
Тема 1.2.
1. Перечислите основные направления совершенствования ТПП (технологической подготовки производства).
2. Какова структура САПР ТП?
3. Перечислите основные задачи, решаемые в рамках технологической подготовки производства.
4. Какие системы относятся к САПР ТП?
5. Перечислите основные системы автоматизации, использующиеся на производстве. Каковы основные функции каждой из них?
Тема 2.1.
1. Каковы преимущества использования создаваемых систем автоматизированного проектирования?
2. Сформулируйте принципы, от которых зависит эффективность создаваемых САПР.
3. Каковы функции САПР?
Тема 2.2.
1. Поясните различия между понятиями «стадия», «этап», «алгоритм проектирования».
2. Перечислите основные классификационные группировки САПР
3. Перечислите и охарактеризуйте основные стадии САПР.
Тема 3.1.
1. Приведите основные требования к составу и структуре технических средств САПР.
2. Перечислите основные компоненты комплекса технических средств САПР, их задачи и характеристики.
3. Поясните преимущества объединения технических средств САПР в вычислительные сети.
4. Опишите устройства графического ввода информации, их основные характеристики.
5. Как организовано взаимодействие проектировщика с ЭВМ в САПР?
6. Каким образом осуществляется представление исходной информации о детали?
7. Сформулируйте роль моделирования при описании исследуемых систем и приведите примеры моделей.
8. Какие виды моделей представления исходной информации используются в САПР ТП?
9. Что такое информационный фонд? Перечислите основные типы данных информационного фонда.
10. Опишите иерархический, сетевой, реляционный способы представления данных. Приведите примеры.
11. Перечислите требования, предъявляемые к базам данных САПР.
12. Каковы функции современных систем управления базами данных?
13. Что такое базы знаний, какова их роль в САПР?
14. Поясните назначение математических моделей.
15. Почему в САПР используется множество иерархически организованных моделей?
16. Приведите примеры полной модели и макромодели из какой-либо предметной области.
17. Что такое имитационное моделирование?
Тема 3.2.
1. Поясните понятия «язык проектирования», «алгоритм проектирования».
2. Какие языки проектирования входят в состав лингвистического обеспечения САПР ТП?
3. Какие требования предъявляются к языкам проектирования?
4. Перечислите возможные формы представления информации на входном языке.
5. Приведите примеры графической информации и способов ее задания в САПР.
6. Каковы функции общего, операционного, прикладного программного обеспечения?
7. В чем сущность модульного принципа построения программ?
8. Перечислите свойства, которыми должно обладать программное обеспечение
Тема 3.3.
1. Поясните понятие «методическое обеспечение».
2. Перечислите компоненты организационного обеспечения
3. Приведите основные рекомендации по созданию служб САПР в организациях
Тема 4.1.
1. Приведите основные принципы системного подхода при разработке САПР
2. Как реализуются принципы декомпозиции при автоматизированном проектировании?
3. Как реализуются задачи принятия решений при технологическом проектировании?
4. Каковы достоинства метода синтеза индивидуальных технологических процессов?
Тема 4.2.
1. Перечислите основные методы автоматизации технологического проектирования.
2. В чем суть иерархического подхода в проектировании?
3. В чем преимущества и недостатки использования унифицированных технологических процессов в САПР?
4. В чем суть задачи параметрической оптимизации технологических решений с помощью ПЭВМ?
5. Как реализуются задачи структурного синтеза технологических процессов?
6, Перечислите методы реализации задач принятия решений
Тема 5.1.
1. Каковы особенности САПР ТП в условиях единичного и мелкосерийного производства?
2. Как используется диалоговый режим при проектировании технологических процессов?
3. Дайте краткую характеристику основных реализаций отечественных САПР ТП. Укажите отличия в принципах их построения.
4. Как осуществляется проектирование единичных маршрутных ТП в отечественных автоматизированных системах?
5. Каким образом может быть автоматизирован выбор технологических баз?
Тема5.2.
1. Каковы этапы автоматизированного проектирования технологических операций?
2. В чем особенность проектирования операций для станков с числовым программным управлением?
3. Перечислите задачи, решаемые при разработке системы подготовки управляющих программ для станков с числовым программным управлением.
Тема 6.1.
1. Опишите основные способы проектирования присопособлений, перечислите основные составные задачи.
2.
Тема 6.2.
1. Каковы основные требования к методике расчета инструмента, которую используют как основу для построения алгоритма?
Примерные темы эссе, рефератов и др.
(привести список)
Тестовые материалы для контроля знаний (привести несколько типичных тестовых заданий разного вида для примера и дать ссылку на тестовую базу: http://www. tests. *****)
Примеры тестов:
Раздел 1.
1. Проектным решением является
а) Промежуточное описание объекта проектирования, достаточное для рассмотрения и определения дальнейшего направления или окончания проектирования.
b) Окончательное описание объекта проектирования, достаточное для рассмотрения и определения дальнейшего направления или окончания проектирования.
c) Промежуточное или окончательное описание объекта проектирования, необходимое и достаточное для рассмотрения и определения дальнейшего направления или окончания проектирования.
2. Проектная процедура - это
а) Совокупность действий, окончательным результатом которой является проект.
b) Совокупность действий, необходимых для получения результата проектирования.
c) Формализованная совокупность действий, выполнение которой оканчивается проектным решением.
3. Проектной операцией называется
а) Совокупность проектных процедур, алгоритм которых остается неизменным для ряда проектных процедур.
b) Действие или формализованная совокупность действий, составляющих часть проектной процедуры, алгоритм которых остается неизменным для ряда проектных процедур.
c) Совокупность проектных решений, алгоритм которых остается неизменным для ряда проектных процедур.
4. К процедурам принятия решений относятся задачи
а) Определение припусков на обработку.
b) Выбор модели металлообрабатывающего станка
c) Определение режимов обработки.
d) Выбор режущих и мерительных инструментов.
5. К входной информации для выполнения ТПП относят
а) Конструкторскую документацию
b) Технологические процессы изготовления деталей и сборки
c) Типовой технологический процесс обработки заготовки.
6.2. Организация самостоятельной работы студента
Перечень тем учебной дисциплины для самостоятельного изучения
студентами очной формы обучения
№ темы | Виды работ | Контроль выполнения самостоятельной работы студента | Оценка результата выполнения самостоятельной работы |
Введение | |||
5.2 | САПР технологических процессов сборки | ||
6.1 | Автоматизация проектирования приспособлений | ||
6.2 | САПР режущих инструментов | ||
Заключение. Перспективы развития САПР ТП |
№ темы дисциплины | Виды работ | Контроль выполнения самостоятельной работы студента | Оценка результата выполнения самостоятельной работы |
Освоение теоретического материала | |||
все | изучение отдельных тем, отдельных вопросов тем, отдельные положения и т. д. | тестовый контроль и др. виды контроля | |
Закрепление знаний теоретического материала | |||
все | решение задач, выполнение тестов для самопроверки, заданий курсовой работы | ||
Применение полученных знаний и практических навыков для анализа ситуации и выработки правильного решения | |||
все | письменный анализ для конкретной детали ее структуры, разработка маршрута технологического процесса ее изготовления методом синтеза; разработка алгоритмов поиска решений частных технологических задач. | ||
Применение полученных знаний и умений для формирования собственной позиции, теории, модели | |||
все | подготовка и написание научных обзоров, статей, курсовой работы, выпускной, дипломной работы, научно-исследовательской работы студента др. |
6.3. Формы промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Зачет по учебной дисциплине не предусмотрен. Изучение дисциплины заканчивается сдачей экзамена с использованием экзаменационных вопросов для студентов всех форм обучения.
Вопросы к экзамену по разделам дисциплины представлены в [7], с. 17…19. Примерный список вопросов приведен ниже.
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ к экзамену:
Изложите особенности методологии проектирования технологических процессов.
Перечислите задачи, решаемые при разработке системы подготовки управляющих программ для станков с числовым программным управлением.
Перечислите основные методы автоматизации технологического проектирования.
Какие виды моделей представления исходной информации используются в САПР ТП?
Как реализуются задачи принятия решений при технологическом проектировании?
Перечислите основные направления совершенствования ТПП (технологической подготовки производства).
Какова структура САПР ТП?
Как используется диалоговый режим при проектировании технологических процессов?
Какие языки проектирования входят в состав лингвистического обеспечения САПР ТП?
Перечислите стратегии проектирования и области их применения.
Назовите виды информации и способы их представления в САПР ТП.
Как реализуются принципы декомпозиции при автоматизированном проектировании?
Каковы особенности САПР ТП в условиях единичного и мелкосерийного производства?
Каким образом осуществляется представление исходной информации о детали?
Каковы особенности САПР ТП в условиях среднесерийного производства?
Какова роль унификации в автоматизации технологического проектирования?
В чем заключается особенность автоматизации размерного анализа проектируемого технологического процесса?
Перечислите цели и задачи методического и организационного обеспечения САПР ТП.
Каковы особенности САПР ТП в условиях крупносерийного и массового производства?
Каковы пути совершенствования программного обеспечения при технологическом проектировании?
Перечислите способы автоматизации проектирования схем наладок станков.
Назовите способы представления исходной информации САПР.
Каковы особенности САПР ТП в условиях гибких производственных систем?
Каковы особенности автоматизации проектирования операций для станков с ЧПУ?
Перечислите цели создания САПР.
Какими показателями оценивается эффективность от внедрения САПР ТП в производство?
Перечислите принципы построения информационно-поисковых систем.
Какова роль САПР ТП в интегрированной автоматизированной производственной системы?
Перечислите методы оптимизации в задачах технологического проектирования.
Каковы задачи автоматизации проектирования технологических процессов изготовления режущих инструментов?
Какова роль моделирования при описании технических объектов в САПР ТП?
Перечислите виды моделей, применяемых при описании технических систем?
Какова особенность проектирования технологий при групповом методе организации производства?
Назовите задачи автоматизации проектирования приспособлений.
В чем заключается задача алгоритмизации синтеза конструкций из типовых элементов?
Каким образом решается задача технического нормирования операций механической обработки?
Перечислите задачи, решаемые при автоматизации инструментального обеспечения предприятий.
Перечислите общие требования и методы разработки математических моделей в САПР ТП.
Как осуществляется автоматизация размерных расчетов при технологическом проектировании?
Назовите пути совершенствования базы знаний технологического назначения.
Как осуществляется автоматизация выбора баз и синтеза структуры операционных размеров при проектировании технологических процессов механической обработки?
Назовите технические средства обработки информации в САПР ТП.
Назовите критерии, используемые при определении оптимальных режимов обработки и способы их автоматизации.
Для допуска к экзамену студенты предъявляют экзаменатору зачетную книжку, проверенную курсовую работу и отчет по лабораторным работам с визой преподавателя о прохождении лабораторного практикума
6.4. Критерии оценок текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Формирование оценки текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины осуществляется с использованием балльно-рейтинговой оценки работы студента.
Очная форма обучения | |||||||||||||||||
БРС по "САПР технологических процессов" (2-й семестр, экзамен) | |||||||||||||||||
Тип контроля | ТК | ТК | РК | ТК | ТК | РК | ТК | ТК | РК | ТК | ТК | РК | РК | ЛК | ∑ | ПК | ∑ |
Вид теста или работы | ПР1 | ЛР1 | РТ1 | ПР2 | ЛР2 | РТ2 | ПР3 | ЛР3 | РТ3 | ПР4 | ЛР4 | КР - Курс. раб. | РТ4 | ||||
Max баллов | 2,5 | 2,5 | 6 | 3 | 3 | 6 | 3 | 3 | 6 | 2,5 | 2,5 | 10 | 10 | 10 | 70 | 30 | 100 |
Min баллов | 1,5 | 1,5 | 3 | 1,5 | 1,5 | 3 | 1,5 | 1,5 | 3 | 1,5 | 1,5 | 6 | 6 | 7 | 40 | 20 | 60 |
Модуль 1 | Модуль 2 | Модуль 3 | Модуль 4 | ||||||||||||||
Допуск к экзамену - при числе баллов ≥ 40. | |||||||||||||||||
Оценки: удовлетворительно - при числе баллов 60-74 | |||||||||||||||||
хорошо - при сумме баллов 75-90 | |||||||||||||||||
отлично - при сумме баллов 91-100 | |||||||||||||||||
ТК – текущий контроль;
ТТ – текущий тест;
ЛР - лабораторная работа;
РК – рубежный контроль (тест, реферат, контрольная, курсовая работа);
РТ – рубежный тест;
ЛК - личностные качества;
ПК – промежуточный контроль;
КР - курсовая (контрольная) работа;
ПТ – промежуточный (зачетный) тест.
Допуск к экзамену – при сумме баллов >= 45
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «САПР технологических процессов»
7.1. Основная литература
7.1.1. Кондаков, А. И. САПР технологических процессов: учебник для вузов/ .- М.: Академия, 2007
7.1.2. Берлинер, Э. М. САПР в машиностроении: учебник для вузов/ , . – М.: ФОРУМ, 2008.
7.2. Дополнительная литература
7.2.1. Проектирование и расчет металлорежущего инструмента на ЭВМ: учеб. пособие для вузов / под ред. , . - М.: Высш. шк. 1991.
7.2.2. Челищев, проектирования технологии в машиностроении/ , , А. Гонсалес-Сабатер - М.: Машиностроение, 198с.
7.2.3. Технологическая подготовка гибких производственных систем / [и др.] – Л.: Машиностроение, 1987.
7.2.4. САПР в технологии машиностроения: учеб. пособие для вузов / [и др.] - Ярославль, ЯГТУ, 1995.
7.3. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
7.3.1. http:/www.
7.3.2. http:/www. *****
7.3.3. http:/www. *****
7.3.4. http:/www.
7.3.5. http:/www. *****
7.3.6. http://www. window. *****
7.3.7. http:/www. *****
7.3.8. http:/www. techno. *****
7.3.9. http:/www. *****
_______________________________________________________________________________
7.4. Периодические издания
7.4.1. Журнал «САПР и графика» www. sapr.ru)
7.4.2. CAD/CAM/CAE Observer (www. *****)
_______________________________________________________________________________
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
_____________________________________________________________________________
Специализированные учебные лаборатории (классы)
Учебный процесс по дисциплине «САПР технологических процессов» проводится в аудиториях 109, 117 по адресу ул. Миллионная,. и в компьютерных классах университета.
9. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Изучение дисциплины производится в тематической последовательности. Для студентов очной формы обучения практическому занятию и самостоятельному изучению материала, как правило, предшествует лекция. На лекции даются указания по организации самостоятельной работы и срокам сдачи заданий или прохождения тестирования. Студенты очно-заочной и заочной форм обучения работают в соответствие с временным режимом, установленным преподавателем. Информация о временном графике работ сообщается преподавателем на установочной лекции.
В качестве оценочных средств для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации рекомендуется использовать тестовые задания.
9.1. Методические рекомендации для преподавателей
В разделе указывается на средства, методы обучения, способы учебной деятельности по разделу или темам, применение которых необходимы для более эффективного освоения материала студентами.
Преподавание дисциплины «САПР технологических процессов» базируется на компетентностном, практико-ориентированном подходе. Методика преподавания дисциплины направлена на организацию систематической планомерной работы студента в течение семестра независимо от формы его обучения. В связи с этим следует обратить внимание на особую значимость организаторской составляющей профессиональной деятельности преподавателя.
Учебные занятия по дисциплине проводятся в форме:
- лекций по основным темам и разделам дисциплины в соответствии с тематическим планом соответствующей формы обучения. Лекции по дисциплине читаются с использованием мультимедийной техники. Лекционный курс обеспечен полным комплексом презентаций (PowerPoint), обеспечивающих высокий уровень наглядности учебной информации.
- практических занятий в соответствии с методическими указаниями к их выполнению;
- выполнения контрольных работ в соответствии с заданием и методическими указаниями.
Самостоятельная работа студентов всех форм обучения организуется на учебном сайте университета. Учебные материалы, отражающие основные положения теоретических основ и практические методы дисциплины, в модульно-структурированном формате размещены на учебном сайте университета в программной среде MOODLE. Практические занятия построены с целью ознакомления студентов с методами научных исследований, привития им навыков научного экспериментирования, творческого исследовательского подхода к изучению предмета, логического мышления.
9.2. Методические рекомендации для студентов
В разделе даются указания студентам по учебной работе над дисциплиной, перечисляются методические материалы, которые необходимы студентам для успешного освоения данной дисциплины.
Освоение программы учебной дисциплины предусматривает достижение определенных компетенций. Это означает, что каждая тема программы должна быть освоена на уровне практических умений. Освоение теоретического материала дисциплины предусматривает работу с учебниками и учебными пособиями, а также использование современных информационных технологий.
Работа на учебном сайте. Учебно-методические материалы, необходимые для изучения данной дисциплины студентам всех форм обучения, кроме заочной формы с элементами дистанционных обучающих технологий (ЗФО ДОТ)[1], размещены на сайте www. ***** в программной среде MOODLE. Материалы содержат: опорный конспект (теоретический материал в модульном формате), контрольное задание, лабораторный видео-практикум, электронные тетради для контрольных работ и лабораторных отчетов, методические указания к выполнению контрольной работы и лабораторных работ, примеры решения типичных тестовых заданий и задач контрольной работы, материалы для подготовки к экзамену, глоссарий (перечень терминов), список литературы, а также все необходимые справочные данные. Тестирование по темам и разделам учебной программы проводится на сайте http://www. tests. *****. Видеолекции по основным вопросам учебной программы представлены на видеопортале YouTube (http://www. /user/NWTU), на IT-TV Corbina (http://www. corbina. tv), а также доступны на DVD, имеющихся в медиатеке университета.
Работа на учебном сайте организована следующим образом. Получив рейтинг-план по дисциплине, необходимо перейти к изучению модулей теоретического материала. Проработка каждой темы сопровождается тренировочным тестированием. Изучение каждого раздела (модуля) завершается контрольным тестированием. Баллы, полученные при каждом контрольном тестировании, суммируются и составляют итоговый рейтинг студента по дисциплине.
Работать на учебном сайте следует систематически, соблюдая временной график, указанный преподавателем.
Работа с книгой. Изучать курс рекомендуется по темам, предварительно ознакомившись с содержанием каждой из них по программе. При первом чтении следует стремиться к получению общего представления об излагаемых вопросах, а также отмечать трудные или неясные моменты. При повторном изучении темы необходимо освоить все теоретические положения, математические зависимости и их выводы, а также принципы составления уравнений реакций. Рекомендуется вникать в сущность того или иного вопроса, но не пытаться запомнить отдельные факты и явления. Изучение любого вопроса на уровне сущности, а не на уровне отдельных явлений способствует более глубокому и прочному усвоению материала.
Для более эффективного запоминания и усвоения изучаемого материала, полезно иметь рабочую тетрадь (можно использовать лекционный конспект) и заносить в нее формулировки законов и основных понятий химии, новые незнакомые термины и названия, формулы и уравнения реакций, математические зависимости и их выводы и т. п. Весьма целесообразно пытаться систематизировать учебный материал, проводить обобщение разнообразных фактов, сводить их в таблицы. Такая методика облегчает запоминание и уменьшает объем конспектируемого материала.
Изучая курс, полезно обращаться и к предметному указателю в конце книги и глоссарию (словарю терминов). Пока тот или иной раздел не усвоен, переходить к изучению новых разделов не следует. Краткий конспект курса будет полезен при повторении материала в период подготовки к экзамену.
Изучение курса должно обязательно сопровождаться выполнением упражнений и решением задач. Решение задач - один из лучших методов прочного усвоения, проверки и закрепления теоретического материала. Этой же цели служат вопросы для самопроверки и тренировочные тесты, позволяющие контролировать степень успешности изучения учебного материала.
Консультации. Изучение дисциплины проходит под руководством преподавателя в режиме делового сотрудничества. В случае затруднений, возникающих при изучении учебной дисциплины, студентам следует обращаться за консультацией к преподавателю, реализуя различные коммуникационные возможности: очные консультации (непосредственно в университете в часы приема преподавателя или в иногороднем структурном подразделении университета в период командировки преподавателя), заочные консультации (посредством электронной почты или Skype).
10. МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОЕ СОГЛАСОВАНИЕ
10.1. Согласование междисциплинарных связей с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование дисциплин, определяющих междисциплинарные связи | Кафедра | Ф. И.О. ведущих преподавателей | Подпись |
1. | Технология машиностроения | ТМ |
| |
2. | Математическое моделирование в машиностроении |
| ||
3 | Автоматизация производственных процессов в машиностроении |
|
11. ПРИЛОЖЕНИЯ
11.1. Аннотация рабочей программы
11.2 Лист регистрации изменений
№ изменения | Дата внесения изменения, дополнения и проведения ревизии | Номера листов | Краткое содержание изменения, отметка о ревизии | Ф. И.О., должность, подпись лица осуществившего изменение документа |
1 | 2 | 3 | 5 | 6 |
[1] Студенты, обучающиеся по ЗФО ДОТ, работают на сайте www. student. *****.
