Пример внедрения

Обучение будущих инженеров аэрокосмической отрасли

Воронежский государственный технический университет (ВГТУ)

Студенты Воронежского государственного технического университета развивают свои навыки работы, используя технологии PLM

Подготовка студентов инженерных специальностей для современной промышленности

С учетом тенденций развития промышленности ВГТУ постоянно обновляет учебные программы и модернизирует образовательные методики. Так, на кафедре компьютерных интеллектуальных технологий проектирования ведется подготовка инженеров, имеющих навыки работы в современных программных решениях для проектирования и управления жизненным циклом изделия. Обучение проводится с помощью программных продуктов компании Siemens PLM Software, ведущего мирового поставщика PLM-технологий.

«Наше сотрудничество с Siemens PLM Software началось в 2010 году, – рассказывает ректор ВГТУ, профессор Владимир Романович Петренко. – Мы понимали, что на сегодняшний день выпускник университета машиностроительной специальности должен уметь работать с программными решениями для проектирования, с аналитическим программным обеспечением, владеть методиками расчета конструкций в инженерных системах, а также иметь навыки освоения новых программных разработок. Именно такие требования предъявляются к молодым инженерам на производстве, без этих навыков выпускник не будет востребован на рынке труда».

Поскольку подготовка специалистов на кафедре ориентирована, прежде всего, на авиакосмическое машиностроение, было принято решение о внедрении в образовательный процесс технологий Siemens PLM Software, которые фактически стали PLM-стандартом для этой отрасли. «Не секрет, что программные решения Siemens PLM Software широко используются в отечественной и мировой авиапромышленности, – подчеркивает заведующий кафедрой компьютерных интеллектуальных технологий проектирования, профессор Михаил Иванович Чижов. – Это стало одним из ключевых факторов, определивших выбор ПО для обучения».

Еще одним доводом в пользу решений Siemens PLM Software стала комплексность программного обеспечения. С помощью решений компании машиностроительное предприятие может полностью организовать цифровое производство и обеспечить поддержку всего цикла изготовления продукции. В линейке продуктов Siemens PLM Software есть системы автоматизированного проектирования, PLM-среда, решения для численного анализа, программирования станков с ЧПУ и др.

«Поскольку на нашей кафедре ведется подготовка по трем специальностям («Системы автоматизированного проектирования в машиностроении», «Информационные технологии в машиностроении» и «Технологии, оборудование и автоматизация машиностроительного производства»), то нам было важно, чтобы внедряемые в образовательный процесс решения давали возможность развиваться всем студентам, – объясняет Михаил Чижов. – В этом смысле пакет программных продуктов Siemens PLM Software нам отлично подошел».

Обучение инженера

Сотрудничество ВГТУ и Siemens PLM Software осуществляется в рамках партнерской академической программы компании Siemens PLM Software, целью которой является улучшение технической базы образовательных учреждений и повышение качества подготовки инженеров и технологов в области PLM. Кафедре компьютерных интеллектуальных технологий были переданы академические лицензии на такие программные решения, как NX™, Solid Edge®, Teamcenter®, Tecnomatix®. Учебному заведению были предоставлены функционально равноценные продукты тем, которые используются коммерческими клиентами Siemens PLM Software, а также были обеспечены обновления и техническая поддержка. Кроме того, силами специалистов Siemens PLM Software было проведено обучение сотрудников кафедры работе с программными продуктами, более 16 преподавателей получили итоговые свидетельства о прохождении обучения основам работы в NX.

С особенностями работы в современных CAD/CAM/CAE/PLM системах студенты кафедры КИТП начинают знакомиться уже на первом курсе, в рамках дисциплин «История развития САПР», «Основы работы в САПР». Будущие инженеры в экспериментальном порядке изучают основы 3D-моделирования – например, в Solid Edge – и пробуют свои силы на простых примерах.

«Интерес к новым технологиям проектирования у студентов огромный, – подчеркивает зам. заведующего кафедрой, профессор Юрий Степанович Скрипченко. – Они понимают, что за этими программными решениями будущее. Им нравится возможность экспериментировать в программной среде. Ведь процесс проектирования – творческая работа: к решению одной задачи возможно применить тысячи подходов. Молодому инженеру интересно их сопоставить, выбрать оптимальный путь, а ПО Siemens PLM Software дает такие возможности».

Преподаватели отмечают, что изучение основ 3D-моделирования положительно влияет и на успеваемость по другим дисциплинам, а также упрощает прохождение производственных практик на ведущих предприятиях. «Мы заметили, что теперь студентам гораздо легче дается начертательная геометрия и машиностроительное черчение, – говорит проф. Ю. С. Скрипченко. – Это неудивительно, ведь 3D-моделирование помогает научиться читать чертежи и видеть деталь в целом, с разных сторон».

Уже на первом и втором курсе многие студенты овладевают навыками 3D-моделирования настолько, что могут самостоятельно работать в режиме не только сборки снизу, но и сборки сверху с последующей детализацией. «В этом году мы впервые провели конкурс по 3D-моделированию в NX среди первокурсников и были приятно удивлены его результатам, – рассказывает Михаил Чижов. – Участники настолько увлеклись, что выполняли работы, которые по силам скорее третьекурсникам! Безусловно, новые технологии обеспечивают другой, качественно новый подход к обучению, прежде всего благодаря их наглядности. Теперь студент видит, как меняется модель в процессе проектирования, замечает ошибки и способы их исправления – все это повышает мотивацию, стремление к наилучшему результату».

На 3–4 курсе будущие инженеры с помощью решений Siemens PLM Software учатся программированию станков с ЧПУ, методикам численного анализа, разработке техпроцессов, визуализации технологического процесса сборки, работе в PLM-среде, другим полезным навыкам. Для обучения используются возможности таких программных продуктов, как CAD/CAM/CAE-система NX, PLM-среда Teamcenter, комплексный пакет решений для цифрового производства Tecnomatix, CAD-система Solid Edge. На кафедре работают 5 компьютерных классов, 4 сервера, оборудована аудитория, в которой смонтировано оборудование для обучения работе с CAM-системой. Для обучения программированию систем ЧПУ имеется 4 рабочих места, оборудованных симуляторами ЧПУ Sinumerik SinuTrain с установленными учебными пультами, аналогичными используемым на станках с Sinumerik. Кроме того, в аудитории установлен учебный настольный трехкоординатный фрезерный станок с ЧПУ, на котором студенты выполняют лабораторные работы. Возможностей станка достаточно для обработки материалов, широко применяемых в авиакосмической отрасли.

Разработанная сотрудниками кафедры учебная модель данных позволила с помощью технологий Siemens PLM Software организовать полный цикл конструкторско-технологической подготовки производства машин и механизмов. Коллективная работа территориально-распределенных групп обеспечивается развертыванием 4‑звенной архитектуры на базе Teamcenter с возможностью защищенного доступа к информации через сеть Интернет, – в результате студенты имеют возможность работать из дома.

Учимся работать в команде

Особую роль решения Siemens PLM Software играют в курсовом и дипломном проектировании. Сотрудничество ВГТУ с одним из ведущих авиапредприятий центральной России – заводом ОАО «ВАСО» – позволяет студентам применить знания на реальном производстве. В своих проектах будущие инженеры создают электронные модели оборудования, разрабатывают управляющие программы для станков с ЧПУ, формируют электронные библиотеки стандартных изделий на основе документации «ВАСО» (сегодня библиотек уже более 100), рассчитывают узлы методом конечно-элементного анализа, проводят кинематический анализ конструкций и т. д. Многие дипломные работы к моменту защиты имеют акты внедрения на производстве.

«Программные продукты Siemens PLM Software обеспечивают комплексную работу студентов над проектами, позволяют равномерно распределять нагрузку на участников и отслеживать текущее состояние дел, – подчеркивает заведующий кафедрой, проф. М. И. Чижов. – Совместная деятельность с использованием Tecnomatix, Teamcenter, NX учит будущих инженеров работать в команде, адаптирует их к работе в реальном производственном процессе на современном машиностроительном предприятии, повышает производственную культуру менеджмента».

Очень важно, что развитие мышления студентов происходит за счет использования модуля Plant Simulation системы Tecnomatix, который впервые был применен на кафедре в 2011 году. Возможность решения оптимизационных задач и анализа производственных потоков с применением встроенных генетических алгоритмов вывела результаты дипломных и курсовых работ на качественно новый уровень. Кафедра с начала использования программного обеспечения Siemens практикует выполнение комплексных выпускных квалификационных работ по тематике базовых предприятий. Так, в комплексном дипломном проекте «Проектирование и автоматизация конструкторско-технологической подготовки цифрового производства агрегатов пассажирских самолетов» под научным руководством проф. М. И. Чижова и проф. Ю. С. Скрипченко участвовали 10 студентов. Масштабная работа c использованием таких решений, как Tecnomatix, Teamcenter, NX оказалась весьма результативной для производства. Был подготовлен массив электронных моделей автоматизированного оборудования, технологические процессы изготовления и сборки агрегатов; реализована имитационная модель производства и проведен анализ результатов ее работы; сборочный процесс грузового люка среднемагистрального пассажирского самолета визуализирован в средах Teamcenter Visualization и Tecnomatix Process Simulate; проанализированы эргономические показатели сборочного процесса при помощи модуля Human и т. д.

Это лишь один из множества примеров результативных дипломных проектов, осуществленных в ВГТУ на базе решений Siemens PLM Software. Некоторые работы отмечены специальными наградами – например, в 2012 году студент кафедры компьютерных интеллектуальных технологий проектирования ВГТУ Игорь Кармаков занял второе место на конкурсе студенческих конструкторских работ «Смелые идеи с Siemens PLM Software». Его проект «Sportcar Star Way» был выполнен в NX 7.5 и включал в себя не только разработку базовой геометрии автомобиля и моделирование узлов и агрегатов, но и прочностной анализ конструкции средствами NX NASTRAN, кинематический анализ механизмов, мультифизический анализ системы выхлопа средствами NX FLOW и разработку управляющих программ для автоматизированного оборудования с ЧПУ. В пятерку самых лучших работ, участвующих в этом конкурсе, вошла еще одна работа студентов ВГТУ – проект студентов Сергеенко Александра Викторовича, Огурцова Михаила Сергеевича «Сборочная модель раскроечного комплекса ЧПУ Lectra Vector TechTex», выполненный в NX и представляющий собой небольшую часть их дипломного проекта.

Значимых результатов добились специалисты и студенты кафедры и в комплексном проекте «Создание высокотехнологичного производства авиационных агрегатов гражданских самолетов нового поколения с применением концепции гибких производств и современных композиционных материалов для постановки в серийное производство регионального самолета АН‑148», реализованном в рамках гранта по Постановлению Правительства РФ № 218. Был разработан ряд дополнительных программных средств автоматизации, интегрированных в PLM-систему Teamcenter в ОАО «ВАСО»: модуль пакетной загрузки архива сканированной конструкторско-технологической документации с возможностью его автоматизированного сопровождения (скорость внесения документов теперь составляет порядка 300 док./мин.); программный монитор для предоставления администратору информации о ключевых событиях в работе PLM-среды; модуль импорта-экспорта пакетов данных между PLM-системами Teamcenter c разными версиями и моделями данных (это позволяет ОАО «ВАСО» обмениваться инженерными данными с партнерами).

Гарантия высокой квалификации

Столь продуктивное сотрудничество с ведущим мировым разработчиком ПО для управления жизненным циклом изделия в ВГТУ намерены продолжать и развивать. Так, в 2012 году на кафедре компьютерных интеллектуальных технологий проектирования открыта магистратура на 6 бюджетных мест по профилю подготовки «Жизненный цикл изделий в едином информационном пространстве цифрового производства». «Обучение базируется на технологиях Siemens PLM Software, – говорит проф. Ю. С. Скрипченко.– Имеющихся возможностей достаточно, чтобы гарантировать подготовку магистров на высоком современном уровне».

И студенты, и преподаватели отмечают, что внедрение в образовательный процесс новейших программных решений Siemens PLM Sotware существенно повышает уровень подготовки инженеров. «Студент приобретает очень ценные навыки применения современных САПР и PLM-систем, – говорит заведующий кафедрой проф. М. И. Чижов. – При этом будущий инженер имеет возможность экспериментировать, творчески подходить к решению поставленных задач. А коллективное выполнение проекта с помощью Teamcenter воспитывает в специалистах ответственность за качество и соблюдение сроков работы и умение работать в команде».

«Сегодня образование – это не только изучение теоретического материала, а реальный процесс эксперимента, – продолжает зам. заведующего кафедрой проф. Ю. С. Скрипченко. – Неудивительно, что наши выпускники востребованы на рынке труда, ведь они подготовлены к работе с самыми новыми разработками в сфере CAD/CAM/CAE/PLM».

Close share layer

Share this page

Share this page through any of the following channels.

Bookmarking Sites

Communities

News

Blogs & Microblogs