ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ СИНТЕЗУ СТРУКТУРНИХ ГЕОМЕТРИЧНИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦІЇ НАВЧАННЯ ІНЖЕНЕРНИМ ДИСЦИПЛІНАМ

Короткий зміст

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, визначено мету та завдання дослідження, об’єкт, предмет і методи дослідження, визначено наукову новизну, практичне значення отриманих результатів, наведено відомості про впровадження та апробацію результатів дослідження, особистий внесок здобувача та публікації.

У першому розділі роботи проаналізовано можливості сучасних систем підтримки навчального процесу та виробничих систем автоматизованого проектування. Відзначається, що розвиток та підвищення ефективності промислових виробництв напряму пов’язані із впровадженням нових інформаційних технологій, яке стримується, перед усім, через нестачу кваліфікованих спеціалістів. Молоді спеціалісти повинні мати практичні навички застосування комп’ютерних технологій в інженерній діяльності. Для організації результативного навчального процесу у навчальних закладах необхідно забезпечити наявність сучасних програмних та технічних засобів промислового призначення, а також відповідного до їх рівня методичного забезпечення.

На ринку програмних продуктів представлено велику кількість CAD-систем (Solid Works, Creo Elements, Autodesk Inventor, PowerShape, NX, CATIA, КОМПАС-3D, T-FlexCAD та ін.), які застосовуються у професійній підготовці майбутніх інженерів. Але вони не забезпечують ефективного навчання студентів професійним навичкам, пов’язаним із створенням конструкторської документації та комп’ютерним моделюванням виробів галузевого призначення.

Для інтенсифікації навчання необхідно автоматизувати певні функції викладача у навчальному процесі, що дозволить при однакових витратах аудиторного часу якісно збільшити обсяг та складність матеріалу, який опрацьовується на практичних заняттях та при самостійній роботі студентами. Традиційні автоматизовані системи для навчання (АСН) у більшості випадків реалізують схему «Представлення навчального матеріалу – Контрольне питання – Співставлення із зразком». Це негативно впливає на використання комп’ютерних систем під час навчального процесу. Предметні знання представлені пасивно та дуже спрощено. В АСН участь людини виключається на етапі власне навчання, однак створення баз знань залишається функцією експерта або викладача.

На даний час у САПР використовуються три типи геометричних моделей (ГМ): каркасна 3D-модель (wire frame model) – модель описується набором вершин (точок) та ребер (відрізків); поверхнева 3D-модель (surface model) – описується набором обмежуючих його поверхонь. Точки та лінії використовуються для допоміжних побудов та утворюються у вигляді вершин та ребер у результаті перетину поверхонь; твердотільна 3D-модель (solid model) – формується із множини простих об’ємних елементів за допомогою операцій об’єднання, перетину, віднімання та перетворення (булеві операції).

В універсальних CAD-системах тривимірна модель формується та управляється користувачем за допомогою дерева побудов, яке можна вважати графоаналітичною моделлю побудови геометричної моделі – наочним зображенням алгоритму отримання моделі. У дереві побудов представлена уся послідовність об’єктів та операцій, за допомогою яких утворюється модельоване тіло.