УДК 001.83+378.1+629.083

 

использование принципов PLM технологий в организации образовательного процесса

 

USING PLM TECHNOLOGY PRINCIPLES IN THE ORGANIZATION OF THE EDUCATIONAL PROCESS

 

Быков В.В., Прохоров В.Ю., Беляков М.С.

(Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (МГТУ им. Н.Э. Баумана), Мытищинский филиал, г. Мытищи, РФ)

Bykov V.V., Prohorov V.Y., Belyakov M. S

(Bauman Moscow State Technical University, Mytischi Branch)

 

Предложена методика сквозного проектирования, основанная на принципах профессиональных компетенций и междисциплинарных связей на каждом этапе обучения применительно к направлению подготовки 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов».

 

The article discusses the methodology of end-to-end design, based on the principles of professional competencies and interdisciplinary relations at each stage of learning in relation to the field of study 23.03.03 «Technological Machine Maintenance».

 

Ключевые слова: сквозное проектирование, жизненный цикля, среда  AutoCAD, профессиональные компетенции, технологические и транспортные машины, навыки студентов

Key words: end-to-end design, life cycle, AutoCAD environment, professional competencies, technological and transport machines, ability of students

 

В ряде российских вузов, осуществляющих подготовку бакалавров и магистров по инженерно-техническим профилям «Машиностроение», «Приборостроение и электроника», «Строительство» применяется методика сквозного проектирования в процессе обучения, что позволяет: вызвать интерес у обучающегося к дисциплине и будущей профессии; закрепить, сформировать  профессионально ориентированный компетентностный подход в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом – уметь и владеть;  создать условия для кооперации с коллегами и умения работать в коллективе [1, 2].

Профессионально-ориентированный компетентностный подход требует организации образовательного процесса с ориентацией его на студента, при этом объем информации об изделии делится по этапам его жизненного цикла [3, 4].

Product Lifecycle Management (PLM) – технология управления жизненным циклом изделий – это организационно-техническая система, обеспечивающая управление всей информацией об изделии и связанных с ним процессах на протяжении всего его жизненного цикла, начиная с проектирования и производства до снятия с эксплуатации [5, 6]. На всех этапах жизненного цикла изделия имеются свои целевые установки. Так, на этапах проектирования, технологической подготовки производства и производства необходимо обеспечить выполнение требований, предъявляемых к производимому изделию, при заданной степени надежности и эффективности для достижения успеха в конкурентной борьбе в условиях рыночной экономики. При этом в понятие эффективность необходимо закладывать не только затраты на проектирование и производство, но и снижение затрат на эксплуатацию изделий. Поэтому на основе взаимовлияния этапов жизненного цикла изделий нами и предложена схема сквозного проектирования по направлению подготовки 23.03.03. «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», определяющая использование этапов жизненного цикла изделия (ЖЦИ) и основных профессиональных компетенций при помощи средств вычислительной техники и программного обеспечения (см. рис.). Такое представление позволяет детализировать и конкретизировать задачи сквозного проектирования.  

С этапа технической подготовки производства разработанная конструкторская документация (КД) на машину, являющаяся основой технологической подготовки производства и разработки технологической документации (ТД),  передается на стадию производства. В соответствии с ГОСТ Р 15.301 – 2016 [6] на этой же стадии разрабатывается эксплуатационная и ремонтная документация, передаваемая на стадию жизненного цикла машины - эксплуатация, технический сервис, ремонт. По имеющейся конструкторской и технологической документации стадия жизненного цикла эксплуатация, технический сервис, ремонт транспортно-технологических машин и комплексов обеспечивается и запасными частями [7] (см. рис.).

Учитывая специфику подготовки бакалавров и основную образовательную программу направления подготовки «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», профиль «Сервис транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования лесного комплекса» была сформулирована основная идея сквозного проектирования – замена типовых заданий курсового проектирования на индивидуальные с направленностью на выпускную квалификационную работу. Таким образом, студент выполняет серию курсовых и расчетно-графических работ, входящих в ВКР бакалавра, как ее части. 

Графически методика сквозного проектирования на кафедре ЛТ4-МФ «Технологии и оборудование лесопромышленного производства» Мытищинского филиала Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана представлена на рис. 

В качестве объекта сквозного проектирования предлагается узел лесной транспортной или транспортно-технологической машины с соответствующей исходной информацией, которая отвечает условиям заданий для курсовых работ (проектов) и расчетно-графических работ как профессиональных, так и общепрофессиональных дисциплин: компьютерная графика; основы конструирования и детали машин; взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения; основы технологии производства машин; технология и организация восстановления деталей при сервисном сопровождении; технологические процессы технического обслуживания и ремонта; технология и организация сервисных услуг. 

 

Рисунок –  Схема обеспечения профессиональной направленности и междисциплинарных связей на этапах жизненного цикла изделий

 

В качестве изделия в индивидуальном задании студенту выдается печатная конструкторская документация узла лесных транспортных машин повышенной проходимости (коробка передач, раздаточная коробка, главная передача, коробка отбора мощности, привод лебедки и др.) или транспортно-технологических машин на тракторной базе. Задание на сквозное проектирование выдается выпускающей кафедрой на II курсе (3 семестр), когда студенты учатся самостоятельно разрабатывать  конструкторскую документацию (КД) в AutoCAD системе в дисциплине «Компьютерная графика». Практически применяя существующие и известные технологии быстрого прототипирования студенты разрабатывают сборочный чертеж (формат А1) и спецификациюДалее на II курсе (4 семестр) в курсе «Основы конструирования и детали машин» производится проверочный расчет зубчатой передачи и вала (первичного или промежуточного или выходного) в соответствии с заданием. В курсовой работе по дисциплине «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» производится назначение и расчет посадок для наиболее ответственных и точных сопряжений, определяющих качество работы узла. Вначале выбираются посадки подшипников качения, затем посадки зубчатых колес на вал, синхронизаторов, фланцев, крышек подшипников и т.д. В соответствии с заданием студент разрабатывает в AutoCAD рабочий чертеж  детали (литера Р) и ее 3-D модель [4].

На III курсе в дисциплине «Основы технологии производства машин» (5 и 6 семестры) производится количественный и качественный анализ технологичности конструкции узла и детали. На основе анализа размерных связей производится проверка собираемости узла [8]. Проектируются технологические процессы изготовления детали и сборки узла. Исходные данные: узел и деталь с предшествующего этапа проектирования, производственная программа. 

В дисциплине «Технология и организация восстановления деталей и сборочных единиц при сервисном сопровождении» (6 семестр) на основе анализа конструкции узла и детали, условий работы и карты дефектов проектируется технологический процесс восстановления детали. Разрабатывается ремонтный чертеж детали (AutoCAD), выбирается наиболее рациональный способ устранения дефектов, разрабатывается схема технологического процесса восстановления детали и содержание операций. Исходными данными являются: чертеж детали, карта дефектов и величина износа рабочей поверхности. 

Организация процесса подготовки бакалавров по методике сквозного проектирования в области технического сервиса позволяет:

- повысить заинтересованность студентов к применению AutoCAD;

- повысить качество выполнения конструкторской и технологической  документации;

- сократить сроки выполнения конструкторско-технологической документации  при  выполнении  выпускной квалификационной работы.

Список использованных источников

1. Авадэни Ю.И., Витушкин А.Н., Жигадло А.П., Цветкова Е.В. Преимущества и достоинства технологии учебного сквозного проектирования при формировании профессиональных компетенций выпускника вуза // Вестник СибАДИ. 2014. выпуск 3 (37). С.138 – 144. 

2. Быков В.В., Роберт И.В. Подготовка кадров системы технического сервиса в условиях информатизации образования // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2005. Т. 1. С. 309-312.

3. Быков В. В., Чувашев А.П., Васильева К.В.  Применение учебного пособия «Детали машин и их соединения на чертежах» при выполнении учебных занятий по техническим дисциплинам при сквозной геометро-графической подготовке обучающихся // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2018. Т. 1. С. 303-304.

4. Беляков М.С., Большаков П.А. Реализация задач сквозного проектирования при нормировании точности коробок передач типа ЯМЗ // Проблемы и перспективы студенческий науки. 2019. № 1(5). С. 7-8. 

5. Беляков М.С., Быков В.В.  Прохоров В.Ю. Исследование и продление жизненного цикла шарнирных сопряжений навесного технологического оборудования лесных машин // Новые материалы и технологии в машиностроении 2018. №27. 2018. С.3-8.

6. ГОСТ Р 15.301 – 2016 Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производство.

7. Прохоров В.Ю., Федоров В.В., Шестов А.Н. Определение потребности запасных частей лесовозных автомобилей в условиях лесопромышленных предприятий // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2016. Т. 2. С. 181-182.

8. Прохоров В.Ю., Голубев И.Г., Быков В.В. Использование новых материалов при модернизации техники // Ремонт, восстановление, модернизация. 2006. № 3. С. 18-20.