Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

АВТОПРОЕКТИРОВАНИЕ ГОРНЫХ МАШИН В 3D: ПРОЕКТНО-МОДЕЛЬНЫЙ ПОДХОД

Бейсембаев К. М., Жолдыбаева Г. С., Дёмин В. Ф., Малыбаев Н. С., Шманов М. Н.,

1.3.4. Значение баз данных и программирования при проектировании машин и их эксплуатации; особенности подготовки студентов

Базы позволяют увязать детали и узлы конструкции машины в логике взаимодействия её элементов. Для автоматизированных систем надёжность машины является главным условием её осуществления. База позволяет производить расчёты на проектном уровне, собирать данные от экспертов и накапливать эксплуатационные показатели. Показатели надежности деталей сохраняются в таблицах нижних уровней базы и последовательно собираются и рассчитываются в вышележащие уровни с помощью запросов на обновление. Для введения расчетных формул с использованием деталей и узлов на разных иерархических уровнях применяется построитель выражений. При этом удается выполнить многомерный анализ конструктивных особенностей машины. Анализ показывает, что сегодня для специалистов шахт явно не хватает возможностей программно изменять настроенные пакеты, в БД практически не используются её сильнейшие инструменты – модули. При этом умение программировать не сложно и как показывает наш опыт преподавания, использование простых команд вполне доступно студентам-машиностроителям, разработчикам и эксплуатационникам [5, 6]. Заметим, что БД имеют все пакеты САПР, например, Ansys и AutoCad, однако база, реализованная выше, упорядочена на более высоком уровне и отвечает принципам автоматизированого проектирования. Она в установленням порядке (иерархии) позволяет объединить данные и графику баз приложений САПР.

Важным элементом пакетов САПР является возможность обмена данных с другими пакетами, например, Ansys, т. е. получив схему действующих сил в звеньях механизма, можно передать эти данные в Ansys, получить там решение и вернуть его для графического построения. Тогда полученное (и откорректированное) решение будет представлено в виде готового чертежа. Конечно, имеются возможности и отправки решений в более специализированные пакеты типа AUTOCAD. Изучение правил обращения таких пакетов не вызывает затруднения и, как правило, становитя предметом специализированных курсов, вне учебного процесса кредитных технологий. Понимание же процессов в пакете связано с глубоким изучение дисциплин теории механизмов и машин, теории упругости, теоретической механики и именно такой ракурс изучения предполагается в вузовском обучении. Вузовские курсы дисциплин, прежде всего, направлены на такой уровень изучения дисциплин, когда на их базе студент и выпускник способен производить с их помощью научно-исследовательскую работу и профессионально применять пакеты в инновационной деятельности предприятия. Это предполагает также и возможности совершенствования пакетов.

Существуют также курсы специальностей, предполагающие моделирование работы таких пакетов (например, курс моделирования информационных систем). В таком случае сложная программа рассматривается как специфическая техническая система, которая для лучшего функционирования нуждается в моделировании. Так же как могут испытываться отдельные схемы машин или отдельные её узлы, могут испытываться отдельные блоки программы. Причем имеет значение не только испытание программы на её собственном языке, но и на других более простых и доступных (популярных) языках, обеспечивающих проверку алгоритма как в смысле работоспособности, так и надёжности и эффективности.

Современное направление развития машин стало таковым, что доля использования в них программ, автоматизирующих схем и алгоритмов, систем диагностирования становится преобладающим в общем функциональном цикле машины, становится не столько частной функцией её некоторых элементов, но и основным элементом эксплуатации. Особенно этот фактор будет увеличиваться с развитием машин использующих в своём функционировании нанотехнологии. Но уже сегодня на нефтедобывающих предприятиях Казахстана в самых трудных условиях для автоматизации горных работ появляются робототехнические системы, управляемые компьютерами, в частности, устройтва для проведения наклонных скважин. Внесение же в их работы компьютерного управления позволяет поставить вопрос о широком использовании программ внедряемых в ПК в большей степени соответствующих конкретным условиям работы. И именно такая форма работ с перепрограммированием систем и использование разных языков программирования считается приемлемой для робототехнических комплексов. При этом роль моделирования таких программных систем резко усиливается и становиться определяющей для надежной и эффективной работы.

Наш пример показателен тем, что при обучении студентов технологических машин внедрение программных элементов, способствует созданию коллективов способных решать такие задачи, при этом сложность обучения практически не возрастает.

Роль перепрограммирования машин становится актуальнее, и чем сложнее машина, тем больше новых вариантов схем работы можно разработать, для неё. Например, при проведении скважины можно составить 3–4 варианта достижения нужной точки в недрах. Перепрограммирование же в частном случае выполняется тогда, когда в памяти компьютера не могут все программы, или при решении принципиально новой задачи возникшей в забое, например, в аварийной ситуации.

Недостатки подготовки выпускников вуза приводят к тому, что поступющие автоматизированные комплексы, например, на шахты Караганды, используются не на все возможности. Перепрограммирование официально нигде не используется и этот вопрос не поднимается вообще, хотя в соответствующих условиях можно было бы применять разные схемы передвижки секций крепи или программно отслеживать некоторые параметры состояния (углы наклона перекрытий, ограждений секций, не допуская опасных состояний).