3

Аннотация к рабочей программе дисциплины

«Теоретические основы построения САПР»

Дисциплина «Теоретические основы построения САПР» реализуется в рамках

образовательной программы высшего образования – программы бакалавриата 09.03.01

ИНФОРМАТИКА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА. КОМПЬЮТЕРНЫЕ НАУКИ И

СИСТЕМОТЕХНИКА по очной форме обучения на русском языке.

Место в образовательной программе:

Дисциплина «Теоретические основы построения САПР» реализуется в 7 семестре в рамках

части, формируемой участниками образовательных отношений, Блока 1 дисциплин (модулей) и

является дисциплиной по выбору.

Для успешного освоения дисциплины необходимы базовые знания приобретенные в

результате освоения предшествующих дисциплин Введение в алгебру и анализ, Введение в

дискретную математику и математическую логику, Императивное программирование,

Декларативное программирование, Объектно-ориентированное программирование 1, Объектно-

ориентированное программирование 2, Физика 1, Физика 2.

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с методами формализации

процесса проектирования, способами использования информационных технологий для

автоматизации проектных и конструкторских работ. В рамках дисциплины изучается структура

и принципы организации процесса инженерного проектирования, студенты знакомятся с

техническим и программным обеспечением САПР, получают практические навыки в

постановке и решении задач построения САПР.

Дисциплина «Теоретические основы построения САПР» направлена на формирование

компетенций:

ПК-1 Способен разрабатывать требования и проектировать программное

обеспечение

ПК-3 Способен осуществлять концептуальное, функциональное и логическое

проектирование систем среднего и крупного масштаба и сложности

Перечень основных разделов дисциплины: Преподавание дисциплины предусматривает проведение следующих видов учебных

занятий: лекции, практические занятия.

Основные темы:

Основы проектирования. Техническое задание на НИР и проведение НИР. Порядок

выполнения и эффективность ОКР

Задачи и виды САПР. Классификация САПР. Виды обеспечения САПР

Геометрическое моделирование. Каркасное моделирование. Поверхностное моделирование.

Твердотельное моделирование.

Параметрическое моделирование. Табличная параметризация. Иерархическая

параметризация. Вариационная (размерная) параметризация. Геометрическая параметризация.

Ассоциативное конструирование. Объектно-ориентированное конструирование.

2D САПР – чертежные системы. Чертежные инструменты. Иерархия объектов.

Специализированные модули. Клоны и аналоги AutoCAD.

3D САПР. Редактор деталей. Редактор сборок. Генератор чертежей. Системы для

промышленного дизайна.

4

Специализированные САПР. AEC CAD – архитектурно-строительные САПР. EDA

проектирование электронных устройств. Геоинформационные системы.

Инженерные расчеты и анализ. Метод конечных элементов. Моделирование кинематики.

Аэро- Гидродинамические расчеты. Электростатика и электродинамика.

Автоматизированное производство, ЧПУ. G-код. CAM-системы. Верификация и

оптимизация NC-программ. Виды обработки.

Проектирование технологических процессов. Цифровое производство.

Управление инженерными данными. Функции PDM. Электронное хранилище документов.

Структуризация проекта и классификаторы, классификация документов. Атрибуты и система

поиска. Разграничение доступа. Интеграции различных CAD-систем. Автоматическое

отслеживание и истории создания и управление изменениями. Коллективная работа над

проектом. Отчеты и экспорт информации. Управление нормативно-справочной информацией.

Внутренняя почтовая система. Передача данных в ERP-системы.

Электронная документация. Публикация чертежей. Публикация трехмерных проектов.

Технические иллюстрации. Интерактивные руководства.

Управление жизненным циклом изделий. Компоненты и составляющие PLM. Главные

процессы PLM.

Специализированное оборудование. Плоттеры. Быстрое прототипирование. Устройства

ввода и указания. Видео адаптеры.

Критерии выбора САПР. Инициация процесса. Выяснение потенциальных преимуществ

системы. Формализация требований к системе. Анализ затрат. Выбор системы. Перспективы

развития САПР

Общий объем дисциплины – 2 зачетные единицы (72 часа)

Правила аттестации по дисциплине. Оценивание обучающихся проводится в соответствии с действующим Положением "О

проведении текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся в

Новосибирском государственном университете".

Текущая аттестация по дисциплине «Теоретические основы построения САПР»

проводится в форме заданий, устных опросов. Промежуточная аттестация провидится в

формате экзамена.

Промежуточная аттестация по дисциплине производится: в 7 семестре в виде экзамена.

По результатам аттестации выставляется оценка по шкале «неудовлетворительно»,

«удовлетворительно», «хорошо», «отлично». Оценки «отлично», «хорошо»,

«удовлетворительно» означают успешное прохождение промежуточной аттестации.

Учебно-методическое обеспечение дисциплины.

Учебно-методические материалы по дисциплине «Теоретические основы построения САПР»

выложены на странице курса в сети Интернет, адрес сообщается обучающимся на первом

занятии.

5

1. Внешние требования к дисциплине

Таблица 1.1

Компетенция ПК-1 Способен разрабатывать требования и проектировать

программное обеспечение; в части следующих результатов обучения:

ПК-1.6

Способен на основе знания первых принципов информатики и широкой

эрудиции в моделях и методах с ней связанных проектировать программно-

аппаратные средства для решения практических задач на основе как

неформального технического задания, так и формальных спецификаций.

Компетенция ПК-3 - Способен осуществлять концептуальное, функциональное и

логическое проектирование систем среднего и крупного масштаба и сложности; в части

следующих результатов обучения:

ПК-3.1 проводить эксперименты по заданной методике и анализировать результаты

2. Требования к результатам освоения дисциплины

Таблица 2.1

Результаты изучения дисциплины по уровням освоения

(иметь представление, знать, уметь, владеть)

Формы организации занятий

Лекции

Практики

/

семинары

Самостояте

льная

работа

ПК-1.6 Способен на основе знания первых принципов информатики и широкой эрудиции в

моделях и методах с ней связанных проектировать программно-аппаратные средства для

решения практических задач на основе как неформального технического задания, так и

формальных спецификаций.

1 Знать этапы и последовательность создания технических

систем, цели и задачи применения САПР; критерии

экономической и технической эффективности применения

САПР; основы геометрических построений в трехмерном

пространстве; состав и требования к техническим и

программным средствам автоматизации инженерного труда;

методы многопараметрической оптимизации сложных

систем.

+ + +

ПК-3.1 проводить эксперименты по заданной методике и анализировать результаты

2. Уметь формировать критерии формирования САПР в

зависимости от задач проектирования; выбирать и

использовать инструментальные средства разработчика

прикладных САПР

+ + +

6

3. Содержание и структура учебной дисциплины

Таблица 3.1

Темы лекций

Активные

формы,

час.

Часы

Ссылки на

результаты

обучения

Семестр: 7

Основы проектирования.

Техническое задание на НИР и проведение НИР. Порядок

выполнения и эффективность ОКР. Задачи и виды САПР.

Классификация САПР. Виды обеспечения САПР.

Геометрическое моделирование. Каркасное

моделирование. Поверхностное моделирование.

Твердотельное моделирование. Параметрическое

моделирование. Табличная параметризация.

Иерархическая параметризация. Вариационная

(размерная) параметризация. Геометрическая

параметризация. Ассоциативное конструирование.

Объектно-ориентированное конструирование. 2D САПР –

чертежные системы. Чертежные инструменты. Иерархия

объектов. Специализированные модули. Клоны и аналоги

AutoCAD. 3D САПР. Редактор деталей. Редактор сборок.

Генератор чертежей. Системы для промышленного

дизайна.

4 4 1, 2

Специализированные САПР.

AEC CAD – архитектурно-строительные САПР. EDA

проектирование электронных устройств.

Геоинформационные системы. Инженерные расчеты и

анализ. Метод конечных элементов. Моделирование

кинематики. Аэро- гидродинамические расчеты.

Электростатика и электродинамика. Автоматизированное

производство, ЧПУ. G-код. CAM-системы. Верификация

и оптимизация NC-программ. Виды обработки.

Проектирование технологических процессов. Цифровое

производство.

2 2 1, 2

Управление инженерными данными.

Функции PDM. Электронное хранилище документов.

Структуризация проекта и классификаторы,

классификация документов. Атрибуты и система поиска.

Разграничение доступа. Интеграции различных CAD-

систем. Автоматическое отслеживание и истории

создания и управление изменениями. Коллективная

работа над проектом. Отчеты и экспорт информации.

Управление нормативно-справочной информацией.

Внутренняя почтовая система. Передача данных в ERP-

4 4 1, 2

7

системы. Электронная документация. Публикация

чертежей. Публикация трехмерных проектов.

Технические иллюстрации. Интерактивные руководства.

Управление жизненным циклом изделий. Компоненты и

составляющие PLM. Главные процессы PLM.

Специализированное оборудование.

Плоттеры. Быстрое прототипирование. Устройства ввода

и указания. Видеоадаптеры.

2 2 1, 2

Выбор САПР

Критерии выбора САПР. Инициация процесса. Выяснение

потенциальных преимуществ системы. Формализация

требований к системе. Анализ затрат. Выбор системы.

Перспективы развития САПР.

4 4 1, 2

16 16

Таблица 3.2

Темы практических занятий

Активные

формы,

час.

Часы

Ссылки на

результаты

обучения

Учебная деятельность

Семестр: 7

Основы проектирования.

Техническое задание на НИР

и проведение НИР. Порядок

выполнения и эффективность

ОКР. Задачи и виды САПР.

Классификация САПР. Виды

обеспечения САПР.

Геометрическое

моделирование. Каркасное

моделирование.

Поверхностное

моделирование.

Твердотельное

моделирование.

Параметрическое

моделирование. Табличная

параметризация.

Иерархическая

параметризация.

Вариационная (размерная)

параметризация.

Геометрическая

параметризация.

Ассоциативное

конструирование. Объектно-

8 8 1, 2 Разбор теоретической темы,

представленной на лекции,

решение задач

8

ориентированное

конструирование. 2D САПР –

чертежные системы.

Чертежные инструменты.

Иерархия объектов.

Специализированные модули.

Клоны и аналоги AutoCAD.

3D САПР. Редактор деталей.

Редактор сборок. Генератор

чертежей. Системы для

промышленного дизайна.

Специализированные

САПР.

AEC CAD – архитектурно-

строительные САПР. EDA

проектирование электронных

устройств.

Геоинформационные системы.

Инженерные расчеты и

анализ. Метод конечных

элементов. Моделирование

кинематики. Аэро-

гидродинамические расчеты.

Электростатика и

электродинамика.

Автоматизированное

производство, ЧПУ. G-код.

CAM-системы. Верификация

и оптимизация NC-программ.

Виды обработки.

Проектирование

технологических процессов.

Цифровое производство.

4 4 1, 2 Разбор теоретической темы,

представленной на лекции,

решение задач

Управление инженерными

данными.

Функции PDM. Электронное

хранилище документов.

Структуризация проекта и

классификаторы,

классификация документов.

Атрибуты и система поиска.

Разграничение доступа.

Интеграции различных CAD-

систем. Автоматическое

отслеживание и истории

8 8 1, 2 Разбор теоретической темы,

представленной на лекции,

решение задач

9

создания и управление

изменениями. Коллективная

работа над проектом. Отчеты

и экспорт информации.

Управление нормативно-

справочной информацией.

Внутренняя почтовая система.

Передача данных в ERP-

системы. Электронная

документация. Публикация

чертежей. Публикация

трехмерных проектов.

Технические иллюстрации.

Интерактивные руководства.

Управление жизненным

циклом изделий. Компоненты

и составляющие PLM.

Главные процессы PLM.

Специализированное

оборудование.

Плоттеры. Быстрое

прототипирование.

Устройства ввода и указания.

Видеоадаптеры.

4 4 1, 2 Разбор теоретической темы,

представленной на лекции,

решение задач

Выбор САПР

Критерии выбора САПР.

Инициация процесса.

Выяснение потенциальных

преимуществ системы.

Формализация требований к

системе. Анализ затрат.

Выбор системы. Перспективы

развития САПР.

8 8 1, 2 Разбор теоретической темы,

представленной на лекции,

решение задач

Итого: 32 32

4. Самостоятельная работа бакалавров

Таблица 4.1

№ Виды самостоятельной работы

Ссылки на

результаты

обучения

Часы на

выполнени

е

Часы на

консультаци

и

Семестр: 7

1

изучение разделов дисциплины по учебной

литературе, в том числе вопросов, не

освещаемых на лекциях

1, 2 5

Изучение предлагаемых теоретических разделов в соответствии с настоящей

Программой. Учебно-методические материалы по дисциплине «Теоретические основы

10

построения САПР» выложены на странице курса в сети Интернет

2

Подготовка к практическим занятиям, к текущему

контролю знаний 1, 2 20

Выполнение заданий, подготовка к контрольным работам

3 Подготовка к экзамену 1, 2 5

Повторение теоретического материала по вопросам, совпадающим с темами лекций

5. Образовательные технологии

В ходе реализации учебного процесса по дисциплине применяются лекционные и

практические занятия, а также применяются следующие интерактивные формы обучения

(таблица 5.1).

Таблица 5.1

1 Лекция в форме дискуссии ПК-1, ПК-3

Формируемые умения:

Знать этапы и последовательность создания технических систем, цели и задачи применения

САПР; критерии экономической и технической эффективности применения САПР; основы

геометрических построений в трехмерном пространстве; состав и требования к техническим

и программным средствам автоматизации инженерного труда; методы многопараметрической

оптимизации сложных систем.Уметь формировать критерии формирования САПР в

зависимости от задач проектирования; выбирать и использовать инструментальные средства

разработчика прикладных САПР

Краткое описание применения: Представляется теория, проблематика вопросов, связанных

с методами формализации процесса проектирования, способами использования

информационных технологий для автоматизации проектных и конструкторских работ,

структурой и принципами организации процесса инженерного проектирования.

2 Портфолио ПК-1, ПК-3

Формируемые умения: Знать этапы и последовательность создания технических систем, цели и задачи применения

САПР; критерии экономической и технической эффективности применения САПР; основы

геометрических построений в трехмерном пространстве; состав и требования к техническим

и программным средствам автоматизации инженерного труда; методы многопараметрической

оптимизации сложных систем.Уметь формировать критерии формирования САПР в

зависимости от задач проектирования; выбирать и использовать инструментальные средства

разработчика прикладных САПР Краткое описание применения: бакалавры ведут портфолио (оценки за задания, устные

опросы), которое является основой для проведения аттестации по дисциплине

Для организации и контроля самостоятельной работы бакалавров, а также проведения

консультаций применяются информационно-коммуникационные технологии (таблица 5.2).

Таблица 5.2

Информирование Адрес почты – сообщается бакалаврам на первом занятии.

Консультирование Адрес почты – сообщается бакалаврам на первом занятии.

Контроль Адрес почты – сообщается бакалаврам на первом занятии.

Размещение учебных

материалов

Адрес почты – сообщается бакалаврам на первом занятии.

11

6. Правила аттестации бакалавров по учебной дисциплине

Текущая аттестация по дисциплине «Теоретические основы построения САПР»

проводится в форме заданий, устных опросов. Промежуточная аттестация провидится в

формате экзамена.

Примерный перечень вопросов по дисциплине.

Для чего в первую очередь используются однородные координаты в трехмерной

графике САПР?

Какое представление геометрии наиболее оптимально для САПР?

Какие из перечисленных методов используются для сокращения трудоемкости

проектных работ: Автоматизация оформления проектной документации,

Совмещенное (параллельное) проектирование, вариативное проектирование и

оптимизация.

Какие из перечисленных задач автоматизации проектных работ могут противоречить

друг другу: сокращение трудоемкости проектирования, сокращение себестоимости

проектирования, сокращение цикла проектирование-изготовление, улучшение

качества проектирования.

В каком порядке выполняются следующие этапы по проектированию технических

объектов:

а) Опытно-конструкторская работа.

б) Изготовление опытных образцов.

в) Научно-исследовательская работа.

г) Испытания и приемка.

д) Разработка технической документации.

Опишите функциональное назначение и взаимодействие составных частей

интегрированной сквозной САПР (CAD/CAM/CAE/PLM/PDM)

Промежуточная аттестация по дисциплине производится: в 7 семестре в виде экзамена.

По результатам аттестации выставляется оценка по шкале «неудовлетворительно»,

«удовлетворительно», «хорошо», «отлично». Оценки «отлично», «хорошо»,

«удовлетворительно» означают успешное прохождение промежуточной аттестации.

В таблице 6.1 представлено соответствие форм аттестации заявляемым требованиям к

результатам освоения дисциплины.

Таблица 6.1

Коды

компет

енций

ФГОС

Результаты обучения

Формы

аттестации

семестр 5

портф

оли

о

экза

мен

ПК-1

ПК-1.6 Способен на основе знания первых принципов

информатики и широкой эрудиции в моделях и методах с ней

связанных проектировать программно-аппаратные средства для

решения практических задач на основе как неформального

технического задания, так и формальных спецификаций.

+ +

ПК-3 ПК-3.1 Концептуальное, функциональное и логическое

проектирование систем среднего и крупного масштаба и сложности + +

12

Требования к структуре и содержанию портфолио, оценочные средства, а также критерии

оценки сформированности компетенций и освоения дисциплины в целом, представлены в

Фонде оценочных средств, являющемся приложением 1 к настоящей рабочей программе

дисциплины.

7. Литература

Основная литература

1. Малюх В.Н. Введение в современные САПР: Курс лекций. – М.: ДМК Пресс, 2010, 192

с.:ил.

Дополнительная литература:

2. Левин Д.Я., Малюх В.Н., Ушаков Д.М. Энциклопедия PLM. – Н.: Азия, 2008, 445 с.:ил.

(интернет ресурс: http://plmpedia.ru/)

Интернет-ресурсы

Таблица 7.1

№

п/п Наименование Интернет-ресурса Краткое описание

1. http:// www.nsu.ru/xmlui/ Электронная библиотека

НГУ

2. http://www.spsl.nsc.ru Портал ГПНТБ СО РАН

3. www.sketchup.com Материалы по среде

разработки

4. www.bcad.ru Материалы по среде

разработки

5. www.bricsys.com Материалы по среде

разработки

6. www.plmpedia.ru Энциклопедия PLM

8. Учебно-методическое и программное обеспечение дисциплины

8.1. Учебно-методическое обеспечение

Основы САПР : учебное пособие / И.В. Крысова, М.Н. Одинец, Т.М. Мясоедова, Д.С.

Корчагин ; Минобрнауки России, Омский государственный технический университет. - Омск :

Издательство ОмГТУ, 2017. - 92 с. : табл., граф., схем, ил. - Библиогр. в кн. - ISBN 978-5-8149-

2423-0 ; То же [Электронный ресурс]. - URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=493424

8.2. Программное обеспечение

Для обеспечения реализации дисциплины используется стандартный комплект

программного обеспечения (ПО), включающий регулярно обновляемое лицензионное ПО

Windows и MS Office.

ПО для лиц с ограниченными возможностями здоровья Таблица 8.2

№ Наименование ПО Назначение Место размещения

1 Jaws for Windows Программа экранного доступа к системным и

офисным приложениям, включая интернет-

обозреватели. Информация с экрана

считывается вслух, обеспечивая возможность

речевого доступа к самому разнообразному

контенту. Jaws также позволяет выводить

Ресурсный центр,

читальные залы

библиотеки НГУ,

компьютерные

классы (сетевые

лицензии)

13

информацию на обновляемый дисплей

Брайля. JAWS включает большой набор

клавиатурных команд, позволяющих

воспроизвести действия, которые обычно

выполняются только при помощи мыши.

2 Duxbury Braille

Translator v11.3 для

Брайлевского

принтера

Программа перевода текста в текст Брайля, и

печати на Брайлевском принтере

Ресурсный центр

3 "MAGic Pro 13"

(увеличение+речь)

Программа для людей со слабым зрением и

для незрячих людей. Программа позволяет

увеличить изображение на экране до 36 крат,

есть функция речевого сопровождения

Ресурсный центр,

читальные залы

библиотеки НГУ

9. Профессиональные базы данных и информационные справочные системы

1. Полнотекстовые журналы Springer Journals за 1997-2015 г., электронные книги (2005-

2016 гг.), коллекция научных биомедицинских и биологических протоколов SpringerProtocols,

коллекция научных материалов в области физических наук и инжиниринга SpringerMaterials,

реферативная БД по чистой и прикладной математике zbMATH.

2. Электронная библиотека диссертаций Российской государственной библиотеки (ЭБД

РГБ)

3. Электронные ресурсы Web of Science Core Collection (Thomson Reuters Scientific LLC.),

Journal Citation Reports + ESI

4. БД Scopus (Elsevier)

10. Материально-техническое обеспечение

Таблица 10.1

№ Наименование Назначение

1 Презентационное оборудование

(мультимедиа-проектор, экран, компьютер

для управления)

Для проведения лекционных и

практических занятий

Оборудование, обеспечивающее адаптацию электронных и печатных образовательных ресурсов

для обучающиеся из числа лиц с ограниченными возможностями здоровья

Таблица 10.2

№ Наименование

оборудования Назначение Место размещения

1 Принтер Брайля Печать рельефно-точечным шрифтом

Брайля Ресурсный центр

2 Увеличитель Prodigi

Duo Tablet 24

Устройство для чтения и увеличения

плоскопечатного текста

Ресурсный центр,

читальные залы

библиотеки НГУ

Специализированное

мобильное рабочее

место «ЭлНот 311»

Мобильный компьютер с дисплеем

брайля Ресурсный центр

Портативный

тактильный дисплей

Брайля “Focus 40 Blue”

Навигация в операционных системах,

программах и интернете с помощью

отображения рельефно-точечным

шрифтом Брайля получаемой

информации

Ресурсный центр,

читальные залы

библиотеки НГУ

14

Устройство для печати

тактильной графики

«PIAF»

Печать тактильных графических

изображений Ресурсный центр

Портативный видео-

увеличитель RUBY XL

HD

Увеличение текста и подбор контрастных

схем изображения Ресурсный центр

Складной настольный

электронный видео-

увеличитель «TOPAZ

PHD 15»

Увеличение текста и подбор контрастных

схем изображения Ресурсный центр

Электронный ручной

видео-увеличитель

ONYX Deskset HD 22”

Увеличение текста и подбор контрастных

схем изображения Ресурсный центр

Смартфон EISmart G3 Смартфон клавишным управлением и

озвученным интерфейсом, обучение

спутниковой навигации.

Ресурсный центр

FM-система «Сонет-

РСМ» РМ-3-1

Звуковая FM-система для людей с

нарушением слуха, улучшающая

восприятие голосовой информации

Большая физическая

аудитория главного

корпуса НГУ