CADmaster

Переход на двухуровневую систему образования в вузах привел к появлению выпускников со степенями «бакалавр» и «магистр». Возникло понятие «направление подготовки» с квалификацией (степенью) выпускника «бакалавр» и «магистр».

У бакалавров появились профили, наименования которых соответствуют названиям соответствующих прежних специальностей. Для большинства технических профилей в макетах учебных планов остались дисциплины, обеспечивающие компьютерную геометрическую и графическую подготовку (КГГП). Ранее авторами для российских технических вузов была разработана стратегия такой подготовки, базирующаяся на широком использовании технологий компании Autodesk. Положения этой стратегии, более десяти лет апробировавшейся в НГТУ им. Р.Е. Алексеева и в других российских технических университетах, были представлены на многочисленных международных и всероссийских научно-практических конференциях, семинарах и совещаниях (ГНИИИТТ «Ин-формика» (Москва), «ТЕЛЕМАТИКА» (Санкт-Петербург), КОГРАФ (Нижний Новгород), на форумах, проводившихся в Перми, Саратове и других городах). В результате данная стратегия была одобрена республиканским Советом по начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графике, республиканской учебно-методической комиссией по профилю «Информационные технологии в дизайне».

В 2009–2011 гг. российские вузы перешли на федеральные государственные образовательные стандарты (ФГОС) высшего профессионального образования (ВПО) третьего поколения, в разработке которых авторы имели честь принимать участие в составе республиканского учебнометодического Совета по направлению 230400 — «Информационные системы и технологии».

Для реализации инновационной стратегии КГГП в ФГОС третьего поколения в вариативную (профильную) часть учебных планов и дисциплин по выбору студента заложен ряд соответствующих дисциплин трех видов:

• фундаментальных (вычислительная, начертательная, аналитическая, аффинная, дифференциальная и проективная геометрия, геометрия и топология многообразий);
• прикладных (геометрическое моделирование, компьютерная графика, виртуальное моделирование и анимация, геоинформационное моделирование, компьютерный дизайн);
• информационно-технологических (профессиональные программные продукты).

В учебные планы основных образовательных программ стандартов ВПО по этому направлению в профили «Информационные технологии в дизайне» и «Информационные технологии в медиаиндустрии» введен ряд дисциплин, поддерживающих КГГП: «Компьютерная геометрия и графика, обработка изображений», «Проектирование информационных систем в дизайне и медиаиндустрии», «Методы и средства визуального представления информации в дизайне и медиаиндустрии», «Инструментальные средства информационных технологий дизайна и медиаиндустрии», «Геометрическое исследование объектов дизайна», «Моделирование информационных систем в дизайне», «Мультимедиатехнологии в дизайне и в медиаиндустрии», «Технологии виртуальной реальности в дизайне и медиаиндустрии» и др.

В учебные планы магистерских программ кафедры графических информационных систем НГТУ им. Р.Е. Алексеева включены следующие дисциплины, поддерживающие КГГП: «Анализ и синтез информационных систем в дизайне», «Модели и методы проектирования информационных систем в дизайне», «Средства автоматизированного проектирования информационных систем в дизайне», «Изобразительные аспекты компьютерного дизайна», «Информационные аспекты дизайна», «Теория компьютерного дизайна», «Логистическая поддержка объектов дизайна», «Моделирование объектов дизайна», «Компьютерные средства представления информации в дизайне».

При разработке учебных программ для этих дисциплин в качестве базовых были выбраны новейшие версии программных продуктов компании Autodesk:

• Autodesk Alias;
• Autodesk Inventor;
• AutoCAD Electrical;
• AutoCAD Mechanical;
• Autodesk 3ds Max;
• Autodesk Maya;
• Autodesk Showcase;
• Autodesk Inventor Publisher;
• Autodesk Vault;
• Autodesk 123D Catch.

Технологии Autodesk используются на разных этапах учебного процесса в высших учебных заведениях:

• при освоении конкретных дисциплин;
• при прохождении практики;
• при выполнении курсовых и дипломных проектов, выпускных работ бакалавров, магистерских диссертаций.

Вступление России в ВТО предполагает модернизацию всего реального сектора экономики, которая невозможна без комплексной информатизации. Именно от нее напрямую зависит конкурентоспособность выпускаемой предприятиями продукции, качество изделий и сроки их изготовления, производительность труда, достойная оплата труда работников и т.д.

Комплексную информатизацию деятельности предприятия определяют технологии информационной поддержки жизненного цикла изделий — ИПИ-тех-нологии (PLM — Product Life Cycle Management; CALS — Continuous Acquisition and Life cycle Support) (рис. 1). В соответствии с утвержденными Правительством и Министерством образования РФ документами, они относятся к критическим информационным технологиям (ИТ) в реальном секторе экономики.

Рис. 1. Схема стадий жизненного цикла изделия

В условиях перехода на федеральные государственные образовательные стандарты (ГОС) третьего поколения в стратегии модернизации КГГП отмечается тенденция к компетентностному подходу подготовки студентов технических вузов. Принципиально новой особенностью такого подхода является необходимость безусловного учета требований ИПИ-технологий.

Отличительной чертой современной КГГП является SD-технология. Она значительно повышает производительность и качество моделирования, его вариативность, быстроту восприятия созданных проектов последующими разработчиками ЖЦ, что особенно важно в ИПИ-технологиях и чего принципиально невозможно было добиться на основе методов Монжа.

Информационные 3D-модели применяются на всех стадиях ЖЦ изделий и инфраструктуры. Основополагающим компонентом КГГП представляется геометрическая 3D-модель (ГМ) — математическое описание структуры изделия, включающая полный набор координат и геометрических характеристик его элементов (рис. 2).

Рис. 2. 3D&модель на одном из этапов ЖЦ изделия

В ИПИ-технологиях развивается инновационная идеология создания цифрового прототипа — ЦП (Digital Prototyping), которую продвигает Autodesk. Именно это обстоятельство, а также активная позиция компании в области развития экологически рационального проектирования и разработки «облачных технологий» стали основными факторами при внедрении ЦП в образовательный процесс технического университета. Кроме того, большую роль сыграла и грамотная политика компании по работе со студентами и вузами. Autodesk предоставляет вузам, студентам и преподавателям для освоения новейшие бесплатные версии своих программных продуктов. Сравнительно недавно образованная компанией служба по работе с вузами позволила университету заключить договор о стратегическом партнерстве с Autodesk, организовать свой образовательно-научный центр, получить целому ряду преподавателей соответствующие сертификаты, создать группу студентов-экспертов.

Рис. 3. ЦП тостера: а — модель в сборе, б — модель нижней части	Рис. 4. Моделирование вставки кабелей и проводов в тостер
Рис. 5. ЦП тюнинга автомобиля: а — экстерьера, б — сиденья (фрагмент магистерской диссертации студентов НГТУ)	Рис. 6. ЦП модели автомобиля с тюнингом, помещенная в окружающую среду
Рис. 7. Фрагмент магистерской диссертации Исследование проблемы построения информационной системы Экологически рациональное проектирование	Рис. 8. Создание моделей сборок джойстика

На рис. 3, 4, 5 и 8 представлены выполненные студентами НГТУ образцы ЦП некоторых изделий, позволяющие проверить, как будущее изделие вписывается в окружающую среду (рис. 6).

На рис. 7 представлен фрагмент магистерской диссертации «Исследование проблемы построения информационной системы «Экологически рациональное проектирование».

Для реализации такой инновационной стратегии КГГП был разработан ряд учебников, учебных пособий и информационных обучающих систем (рис. 9−11).

Рис. 9. Фрагмент ИОС Компьютерная графика в технологии Autodesk Inventor	Рис. 10. Заставка ИОС Исследование процессов цифрового прототипирования в технологиях Autodesk
Рис. 11. Фрагмент ИОС Исследование процессов цифрового прототипирования в технологиях Autodesk

Скачать статью в формате PDF — 490.7 Кбайт