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»
Согласовано | Утверждаю | |
Руководитель ООП по направлению 150700 профессор | Зав. кафедрой машиностроения профессор |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПОДСИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА»
Направление подготовки: 150700 Машиностроение
Программа подготовки:
«Технология автоматизированного машиностроения»
Квалификация (степень) выпускника: магистр
Составитель: профессор
Санкт-Петербург
2012
1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью изучения дисциплины «Проектирование и эксплуатация подсистем автоматизированного производства» является повышение основ знаний в общих вопросах обеспечения автоматизированного производства.
Дисциплина дополняет знания о современной тенденции развития технологии машиностроения, с использованием комплексной механизации и автоматизации всех подсистем автоматизированного машиностроительного производства, которые основываются на базе использования эффективных робототехнических комплексов, средств измерения и вычислительной техники.
Задачей изучения дисциплины является проектирование и эксплуатация подсистем автоматизированного производства машиностроительного комплекса.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
Дисциплина «Проектирование и эксплуатация подсистем автоматизированного производства» составляет основу современной базы знаний технологии машиностроения и является профилирующей и завершающей в системе подготовки магистров.
Дисциплина основывается на знаниях, полученных в предшествующих дисциплинах «Методология научного творчества», «История и методология науки и техники», «Новые технологии в машиностроении», и взаимосвязана по вопросам организации производства и автоматизации процесса проектирования с дисциплинами «Компьютерные технологии в машиностроении», «Автоматизация расчета и оптимизация режимов резания», «Технологическое обеспечение качества», «Геометрическое моделирование объектов в САПР».
Дисциплина «Проектирование и эксплуатация подсистем автоматизированного производства» относится к циклу специальных дисциплин профессионального цикла (базовая часть), составляет основу современной базы знаний технологии машиностроения и является профилирующей и завершающей в системе подготовки магистров.
Дисциплина основывается на знаниях, полученных в предшествующих дисциплинах «Основы технологии машиностроения», «Технология машиностроения», «Процессы формообразования и инструмент», «Металлорежущие станки», «Технологическая оснастка» и взаимосвязана по вопросам организации производства и автоматизации процесса проектирования с дисциплинами «Научные основы современного машиностроения», «САПР технологических процессов», «Станочное и инструментальное обеспечение автоматизированного производства», «Организация технической подготовки производства».
Освоение дисциплины необходимо как предшествующее для дисциплин «Научные основы современного машиностроения», «САПР технологических процессов», «Станочное и инструментальное обеспечение автоматизированного производства», «Организация технической подготовки производства».
3. КОМПЕТЕНЦИИ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Процесс освоения дисциплины направлен на формирование:
Общекультурные компетенции
ОК1 - Способность совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень;
ОК2 - Способность к обобщению, анализу, критическому осмыслению, систематизации, прогнозированию при постановке целей в сфере профессиональной деятельности с выбором путей их достижения;
ОК6 - Способность выбирать аналитические и численные методы при разработке математических моделей машин, приводов, оборудования, систем, технологических процессов в машиностроении;
ОК7 - Способность на научной основе организовывать свой труд, самостоятельно оценивать результаты свой деятельности, владеть навыками самостоятельной работы в сфере проведения научных исследований.
Профессиональных компетенций:
ПК1 – Способность разрабатывать технические задания на проектирование и изготовление машин, приводов, оборудования, систем и нестандартного оборудования и средств технологического оснащения, выбирать оборудование и технологическую оснастку;
ПК2 - Способность разрабатывать нормы выработки и технологические нормативы на расход материалов, заготовок, топлива и электроэнергии.
Организационно-управленческая деятельность:
ПК6 - Умение организовывать работу коллективов исполнителей, принимать исполнительские решения в условиях спектра мнений, определять порядок выполнения работ, организовывать в подразделении работы по совершенствованию, модернизации, унификации выпускаемых изделий, и их элементов, по разработке проектов стандартов и сертификатов, обеспечивать адаптацию современных версий систем управления качеством к конкретным условиям производства на основе международных стандартов;
Научно-исследовательская и педагогическая деятельность:
ПК19 - Умение организовать и проводить научные исследования, связанные с разработкой проектов и программ, проводить работы по стандартизации технических средств, систем, процессов, оборудования и материалов.
Проектно-конструкторской деятельности:
ПК23 - Способность подготавливать технические задания на разработку проектных решений, разрабатывать эскизные, технические и рабочие проекты технических разработок с использованием средств автоматизации проектирования и передового опыта разработки конкурентоспособных изделий, участвовать в рассмотрении различной технической документации, подготавливать необходимые обзоры, отзывы, заключения;
ПК24 - Способность составлять описания принципов действия и устройства проектируемых изделий и объектов с обоснованием принятых технических решений;
ПК26 – Умение применять новые современные методы разработки технологических процессов изготовления изделий и объектов в сфере профессиональной деятельности с определением рациональных технологических режимов работы специального оборудования.
Профильно-специализированных компетенций:
ПСК1 - Способность участвовать в модернизации и автоматизации действующих и проектировании новых производственных и технологических процессов, эффективных машиностроительных производств различного назначения, средств и систем их оснащения.
3.2. В результате освоения дисциплины магистр должен:
иметь представление о современном состоянии машиностроительной отрасли; о перспективах развития технологии машиностроения; о средствах автоматизации технологического оборудования и подсистем гибкого производства;
знать и уметь использовать основные принципы и методы оснащения средствами механизации и автоматизации в автоматизированных производствах, применять методы для формирования эффективного оснащения автоматизированного производства.
4. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 кредита или 144 часа.
Вид учебной работы | Всего часов | ||
Форма обучения | |||
Очная | Очно-заочная | Заочная | |
Общая трудоемкость дисциплины (ОТД) | 144 | ||
В т. ч. аудиторные занятия: лекции практические занятия (ПЗ) лабораторные работы (ЛР) | 8 36 – | 6 26 – | 4 12 – |
Самостоятельная работа студента (СРС) | 100 | 112 | 92 |
Промежуточный контроль, количество в т. ч.: реферат | 1 | 1 | 1 |
Вид итогового контроля (зачет, экзамен) | Зачет |
5. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1 | Введение. Основы проектирования автоматизированного производственного процесса в машиностроении | Содержание и задачи курса. Связь дисциплины с общетехническими науками и специальными курсами технологии машиностроения. Связь проектирования с НИР и ОКР. Влияние проектирования на последующие стадии создания систем автоматизации Применение ЭВМ в проектировании. Учет экологических требований и техники безопасности на стадии проектирования. |
2 | Система проектирования автоматизированного производственного процесса в машиностроении | Методы имитационного моделирования по воспроизводству отдельных ситуаций производственного процесса на ЭВМ. Расчет годовой программы выпуска. Производительность ГПС. Организационно-технический уровень ГПС. Расчет основного технологического оборудования, вместимость накопителей и количества транспортных средств. Структурно-компоновочные схемы ГПС. Примеры компоновочных решений ГПС. |
3 | Структурная схема системы инструментального обеспечения автоматизированных производств | Понятие о станочном и инструментальном обеспечении автоматизированных производств машиностроительного комплекса, технологическом оборудовании и его оснащении в авторемонтных производствах. Станочное и инструментальное обеспечение технологического оборудования является одной из задач при разработке и функционировании автоматизированных производств машиностроительного комплекса. Технические средства в инструментальном обеспечении в автоматизированных производствах. Управление инструментальным хозяйством. Понятие автоматизированной системы инструментального обеспечения (АСИО) в условиях автоматизированных производств. Функционирование автоматизированной системы инструментального обеспечения в соответствии с заданной производительностью и гибкостью производства Обобщенная структурная схема АСИО ГПС. Функции информационно-управляющей подсистемы в АСИО: Основной функциональный элемент инструментальный блок (ИБ) в АСИО. Состав подсистемы комплексной подготовки, сборки и настройки инструмента. Состав технических средств секции настройки и комплектации инструмента. Технические средства инструментального обеспечения на уровне ГПМ. Особенности вспомогательного инструмента на станках с ЧПУ |
4 | Структурная схема подсистемы «заготовка-готовая деталь» в автоматизированных производствах | Реализация обеспечения надежного выполнения в ГПС производственных функций в режиме «безлюдной технологии» системой организации заготовок и готовых деталей. Информационные и материальные потоки по движению заготовок и готовых деталей в ГПС. Соответствие совокупности информационных сообщений, представляемых посредством документов или дисплея. |
5 | Система контроля в автоматизированном производстве | Функционирование системы контроля изделий и инструмента в зависимости от их эффективности. Реализация обеспечения надежного выполнения в ГПС производственных функций в режиме «безлюдной технологии» системой контроля. Информационные и материальные потоки по контролю заготовок, готовых деталей и инструментов в ГПС. Система управления системой контроля. Соответствие совокупности информационных сообщений, представляемых посредством документов или дисплея. |
6 | Система удаления отходов | Эффективность функционирования системы удаления отходов. Реализация обеспечения надежного выполнения в ГПС производственных функций в режиме «безлюдной технологии» системой организации системы удаления отходов. Информационные и материальные потоки по системе удаления отходов в ГПС. Соответствие совокупности информационных сообщений, представляемых посредством документов или дисплея. |
7 | Комплексные автоматизированные системы | АСП – Автоматизированная Система Планирования– здесь выполняется планирование выпуска изделий АСНИ – Автоматизированная Система Научных Исследований– здесь выполняется исследовательская часть конструкторских и технологических работ с использованием ЭВМ. Разработка, исследование новых принципов работы изделий, поиск и анализ мировых аналогов. Основные виды работ: математическое моделирование, натурные исследования, (например, создание электромобиля– проводится анализ электродвигателя). САПР (CAD) – Система Автоматизированного Проектирования– совокупность увязанных друг с другом моделей проектных процедур, образующих логическую схему построения объекта (проекта)на основе математических методов, информационных данных и средств ВТ. АСТПП (CAM) – Автоматизированная Система Технологической Подготовки Производства– заключается в разработке технологии: выбор заготовки, определение технологических переходов(операций), выбор оборудования, инструмента, оснастки, вплоть до управляющих программ для станков с ЧПУ. Ввиду большой связанности процесса САПР и АСТПП многие современные системы автоматизации охватывают весь процесс, такие системы называются CAD/CAM системы (Unigraphics). АСУП (PDM) – Автоматизированная Система Управления Предприятием– необходима для автоматизации организационного управления на предприятии. Анализ деятельности предприятия, планирование, диспетчирование, учет, контроль. Автоматизация работ управленческого персонала. Управление финансами; управление запасами (складским хозяйством);управление снабжением(статистика закупок, контракты на закупку);маркетинг(статистика и анализ реализации, контракты на реализацию, прогноз, реклама). АСУ ТП – Автоматизированная Система Управления Технологическим Процессом. Функциями АСУТП являются сбор и обработка данных о состоянии оборудования и протекании производственных процессов для принятия решений по загрузке станков, выполнению технологических маршрутов. Программное обеспечение АСУТП на этих уровнях представлено системой диспетчерского управления и сбора данных, называемой SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), а техническое обеспечение – персональными ЭВМ и микрокомпьютерами, связанными локальной вычислительной сетью. Для систем АСУТП характерно использование программируемых логических контроллеров(ПЛК или PLK – Programmed Logic Controller), – компьютеров, встроенных в технологическое оборудование, управляющая и вычислительная машина одновременно. На уровне управления технологическим оборудованием в АСУТП выполняются запуск, тестирование, выключение станков, сигнализация о неисправностях, выработка управляющих воздействий для рабочих органов программно управляемого оборудования. Для этого в составе технологического оборудования используются системы управления на базе встроенных контроллеров. |
5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | |||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
1 | Научные основы современного машиностроения | + | + | + | + |
2 | САПР технологических процессов | + | + | + | + |
3 | Станочное и инструментальное обеспечение автоматизированного производства | + | + | + | + |
4 | Организация технической подготовки производства | + | + | + | + |
5.2. Разделы дисциплин и виды занятий
для студентов очной формы обучения
№ | Наименование раздела дисциплины | Лекции | Практические занятия | Лабораторные работы | СРС | Всего |
1 | Введение. Основы проектирования автоматизированного производственного процесса в машиностроении | 2 | 9 | - | 9 | 20 |
2 | Система проектирования автоматизированного производственного процесса в машиностроении | 2 | 9 | - | 9 | 20 |
3 | Системы АСИО, САК и АСУО | 2 | 9 | - | 9 | 20 |
4 | Комплексные автоматизированные системы | 2 | 9 | - | 9 | 20 |
для студентов очно-заочной формы обучения
№ | Наименование раздела дисциплины | Лекции | Практические занятия | Лабораторные работы | СРС | Всего |
1 | Введение. Основы проектирования автоматизированного производственного процесса в машиностроении | 2 | 5 | - | 21 | 28 |
2 | Система проектирования автоматизированного производственного процесса в машиностроении | 2 | 5 | - | 21 | 28 |
3 | Системы АСИО, САК и АСУО | 1 | 5 | - | 20 | 26 |
4 | Комплексные автоматизированные системы | 1 | 5 | - | 20 | 26 |
для студентов заочной формы обучения
№ | Наименование раздела дисциплины | Лекции | Практические занятия | Лабораторные работы | СРС | Всего |
1 | Введение. Основы проектирования автоматизированного производственного процесса в машиностроении | 1 | 3 | - | 23 | 27 |
2 | Система проектирования автоматизированного производственного процесса в машиностроении | 1 | 3 | - | 23 | 27 |
3 | Системы АСИО, САК и АСУО | 1 | 3 | - | 23 | 27 |
4 | Комплексные автоматизированные системы | 1 | 3 | - | 23 | 27 |
6. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
В соответствии с учебным планом не предусмотрен.
7. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ (семинары)
для очной формы обучения
№ п/п | № раздела дисциплины | Тематика практических занятий | Трудоемкость (час.) |
1. | 1 | Разработка схем организации автоматизированных производств | 4 |
2. | 2 | Разработка технических средств транспортной системы автоматизированного производства | 4 |
3. | 3 | Разработка организационной структуры систем инструментального обеспечения автоматизированных производств | 4 |
4. | 4 | Разработка схемы централизованного обеспечения инструмента | 4 |
5. | 5 | Разработка схемы децентрализованного обеспечения инструмента | 4 |
6. | 6 | Разработка схемы смешанного обеспечения инструмента | 4 |
7. | 7 | Разработка технических средств систем контроля инструментов и готовых деталей в автоматизированных производствах | 4 |
8. | 8 | Разработка технических средств систем удаления отходов в автоматизированных производствах | 4 |
9. | 9 | Комплексные автоматизированные системы | 4 |
для очно-заочной формы обучения
№ п/п | № раздела дисциплины | Тематика практических занятий | Трудоемкость (час.) |
1. | 1 | Разработка схем организации автоматизированных производств | 5 |
2. | 2 | Разработка организационной структуры систем инструментального обеспечения автоматизированных производств | 5 |
3. | 3 | Разработка технических средств систем контроля инструментов и готовых деталей в автоматизированных производствах | 5 |
4. | 4 | Разработка технических средств систем удаления отходов в автоматизированных производствах | 5 |
для заочной формы обучения
№ п/п | № раздела дисциплины | Тематика практических занятий | Трудоемкость (час.) |
1. | 1 | Разработка схем организации автоматизированных производств | 3 |
2. | 2 | Разработка организационной структуры систем инструментального обеспечения автоматизированных производств | 3 |
3. | 3 | Разработка технических средств систем контроля инструментов и готовых деталей в автоматизированных производствах | 3 |
4. | 4 | Разработка технических средств систем удаления отходов в автоматизированных производствах | 3 |
8. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
8.1. Основная литература
1. Норенков автоматизированного проектирования: Учебник для вузов – М.: Изд-во МГТУ, 2000. – 360с.
2. Косов, оснастка: вопросы и ответы: учеб. пособие для вузов / , , . - М.: Машиностроение, 2007. – 304 с.
3. Капустин, автоматизация в машиностроении: учебник для вузов /, , ; под ред. . – М.: Академия, 20с.
4. Автоматизация производственных процессов в машиностроении: учебник для вузов / [и др.] – М.: Высш. шк., 2004. – 414 с.
8.2. Дополнительная литература
5. Инструментальное обеспечение автоматизированного производства [Электронный ресурс]: учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов / , , . – М.: Станкин, 2000. – 204с.
6. Григорьев, оснастка станков с ЧПУ: справочник / , , ; под ред. .- М.: Машиностроение, 2006. – 544 с.
7. Егоров, система инструментального обеспечения ГПС / , , . - Л.: ЛДНТП, 1987. – 56 с.
7. Кузнецов, для станков с ЧПУ / , , . - М.: Машиностроение, 1990. – 560 с.
8. Инструмент для станков с ЧПУ, многоцелевых станков и ГПС / [и др].- М.: Машиностроение, 1990. – 272 с.
9. Системы автоматизированного проектирования: Учеб. пособие для втузов: В 9-ти кн. Кн. 1. Принципы построения и структура. – М.: Высш. шк., 1986. – 127с.
9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Кафедра имеет аудитории для проведения занятий, оснащенные соответствующими учебными макетами станочных приспособлений, предназначенных для успешного усвоения лекционного материала; мультимедийным проектором для представления презентационных работ.
10. 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.
Преподавание дисциплины 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.
Основная работа со студентами очной формы обучения проводится на аудиторных лекциях и практических занятиях. Лекционный курс включает установочные, проблемные, обзорные лекции. Интерактивность лекционного курса обеспечивается оперативным опросом или тестированием в конце занятия. Широко применяются методы диалога, собеседований и дискуссий в ходе лекции. Проблемное обучение базируется на примерах из истории науки. Самостоятельная работа студентов всех форм обучения организуется на учебном сайте университета.
Освоение программы учебной дисциплины предусматривает достижение определенных знаний. 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.
__________________________________________________________________________
Разработчик:
кафедра Машиностроения профессор
