Анализ участия и заданий, предлагаемых на всероссийских олимпиадах по дисциплине «Инженерная и компьютерная графика»

В учебный процесс Тюменского индустриального университета (ТИУ) активно внедряются современные компьютерные технологии в таких курсах, как «Компьютерная графика», «Инженерная и компьютерная графика» и «Автоматизация графических работ», «Прототипирование промышленных объектов» [1–3].

Эффективность подготовки студентов по инженерной графике и компьютерным информационным технологиям кроме учебного процесса зависит и от участия в олимпиадах различного уровня. С 1998 года студенты кафедры графики и начертательной геометрии принимают участие региональных и Всероссийских олимпиадах [4].

Графическая подготовка студентов в формате учебного заведения сегодня никак не обеспечивает возросшие требования, предъявляемые к молодым специалистам. В вузах в настоящее время меняются учебные планы: сокращаются часы на изучение дисциплины, экзамены заменяются на зачеты, что способствует поверхностному изучению дисциплины. Данная проблема решается самостоятельной инициативой развития в том числе в олимпиадном движении под руководством преподавателя – опытного наставника. Олимпиады – это первые шаги студентов в научную и производственную деятельность [5].

Процесс подготовки студентов к олимпиадам складывается:

• –    из довузовской подготовки: изучение черчения школе, в лицее при университете, в колледже;

• –    из подготовки в вузе: курс «Инженерная и компьютерная графика», углубленная дополнительная подготовка и самоподготовка.

География Всероссийских олимпиад, в которых участвовали студенты нашего вуза: Брянск, Тольятти, Санкт-Петербург, Москва, Красноярск, Новосибирск, Омск, Казань, Нижний Новгород [6].

Методы

Ежегодно студенты ТИУ в марте участвуют в региональной олимпиаде в г. Новосибирске – от Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (НГАСУ), в Красноярске – от Сибирского государственного университета (СибГУ) имени М.Ф. Решетнева, с апреля Всероссийские олимпиады в Омске – от Омского государственного технического университета (ОмГТУ), в октябре участвуем в Москве от Российского технологического университета Московского института радиотехники, электроники и автоматики (РТУ МИРЭА) и в Казани – от Казанского национального исследовательского технологического университета (КНИТУ) имени А.Н. Туполева [7].

В некоторых вузах, где проводятся олимпиады, например, в Новосибирске и Омске, студентам предлагается задание: прочитать чертеж общего вида, выполнить трехмерные модели всех деталей, входящих в изделие, а затем сборку изделия, а также рабочий чертеж обычно корпусной детали [8] (рис. 1).

В РТУ МИРЭА проверка заданий осуществляется преподавателями кафедры, где проводится олимпиада, а также участвуют руководители команд, т. е. преподаватели других вузов. Проверка олимпиадного задания подразумевает разработку подробных критериев оценки студенческих работ в баллах. В процессе проверки вырабатываются единые требования оценивания работ [1].

По направлению «Инженерная графика» в качестве задания предоставляется чертеж общего вида (рис. 2). Предлагается выполнить рабочие чертежи деталей, обычно 4 детали, включая корпусную (рис. 3). Используя 3D-технологию построения чертежа, студенты выполняют 3D-модели деталей, а по ним уже рабочие чертежи. В МИРЭА не оценивают 3D-модели, проверяются только рабочие чертежи деталей. Корпусной детали уделяется большое внимание в связи с функциональным назначением и сложностью конструкции и формы [9].

При проверке рабочего чертежа оценивается:

• -    правильность чтения формы детали и отображение всех элементов;

• -    соответствие размеров изображений чертежу общего вида;

• -    правильность выбора главного изображения;

• -    количество изображений должно быть минимальным, но достаточным;

• -    полнота и рациональность нанесения размеров;

• -    оформление чертежа в соответствии со стандартами;

• -    шероховатость поверхностей и технические требования.

В номинации «Компьютерная графика» в Москве необходимо было построить 3D-модель сборочной единицы «Мясорубка» (рис. 4). Результатом выполнения данной сборки является 3D-модель (рис. 5).

При создании 3D-модели сборочной единицы выполняются следующие действия: построение 3D-моделей всех деталей, входящих в изделие, с использование средств твердотельного моделирования, а затем сборка изделия [10].

Заключение

Команда успешно выступает на Всероссийских олимпиадах. В 2022 году в РТУ МИРЭА по направлении «Инженерная графика» команда ТИУ заняла 2-е место, в направлении «Компьютерная графика» – 3-е место в командном зачете и 1-е место в личном зачете занял студент Владимир Феоктистов, и это тоже определяет интерес и способствует дальнейшему участию в олимпиадах, а также участию в университетском конкурсе «Интеллектуальная элита», в котором один из авторов

б)

а)

Рис. 1. Корпус Зенкера: а – 3D-модель, б – чертеж детали

Рис. 2. Задание в номинации «Инженерная графика» РТУ МИРЭА

Всероссийская студенческая олимпиада по компьютерной графике - 2023

Задание.

• 1.    Построить ЗБ-модель сборочной единицы «Мясорубка». Информацию по деталям см. в табл. Для каждой детали задать цвет и материал (на выбор участника).

• 2.    Сделать видеоинструкцию по сборке мясорубки при помощи анимации. На анимации также показать вращение деталей «Ручка» и «Вороток».

• 3.    На поверхность Ж (рис. 2) нанести надпись «ГОСТ 4025-95», а на поверхность Е — логотип (любое изображение), выдавить на 0,5 мм.

Таблица

№ п/п	Наименование детали	Примечание
1	Корпус	Размеры см. на рис.2
2	Вал шнековый	Размеры см. на рис.3, изображение на рис. 6
3	Нож	Размеры см. на рис. 8
4	Решетка	Деталь смоделировать на основе импортированной ЗБ-модели детали (см.файл «Решетка.stp»)
5	Гайка прижимная	Размеры см. на рис. 4
6	Втулка	В сборке использовать импортированную ЗБ-модель детали (см.файл «Втулка, stp »)
7	Ручка	Размеры см. на рис. 6
8	Винт	Размеры см. на рис. 7
9	Винт прижимной	Размеры см. на рис. 5
10	Штифт	Цилиндрический штифт. Диаметр 3 мм. Длина 12 мм. Допускается использовать стандартный из библиотеки.
И	Вороток	В сборке использовать импортированную ЗБ-модель детали (см.файл «Вороток-stp »)

Рисунок I. Состав сборочной единицы «Мясорубка»

Примечание.

• 1.    При прочих равных условиях будет учитываться рациональность построении (минимум операций в Дереве построения).

• 2.    Обеспечить в 3 D-моделях выполнение размеров, указанных в задании. При отсутствии необходимого размера - задаться самостоятельно. При этом изображение ЗИ-моделей не должно содержать коллизий, разрывов, пересечений и др. дефектов.

• 3.    Папка с выполненным заданием должна содержать все перечисленные в п.1 задания iD-модели деталей и сборочной единицы, а также видеофайл.

Рис. 4. Задание номинации «Компьютерная графика» РТУ МИРЭА

а)

б)

Рис. 5. Мясорубка: а – 3D-модель сборочной единицы, б – разведённая сборка статьи Ярослав Десятов занял третье место в 2023 году, а Владимир Феоктистов стал победителем.

В 2023 году в Москве команда ТИУ заняла 2-е место из 25 команд страны по направлению «Инженерная графика».

Преподавателями кафедры разработана программа сопровождения и поддержки образовательной деятельности студентов, имеющих или желающих приобрести высокий уровень графической компьютерной подготовки [11].

Цель программы: стимулировать участие студентов в инновационных проектах, олимпиадах и научно-исследовательской работе, предлагать формы и методы, способствующие повышению включенности студентов начиная с первых курсов в профессиональную инновационную деятельность.

Участие в олимпиадах способствует развитию у студентов ресурсов самореализации, заинтересованности в обучении, вырабатываются такие личностные качества, как упорство, техническое мышление, творческая инициатива и, конечно, опыт [12–14].