Специализации «Компьютерно-интегрированное машиностроение» – 10 лет!

Весной 2007 года исполняется 10 лет специализации «Компьютерно-интегрированное машиностроение» (КИМ) кафедры «Технология машиностроения». Пора подвести некоторые итоги становления качественно нового направления обучения.

Еще со времен громоздких мэйнфреймов «ЕС ЭВМ» в учебном процессе кафедры активно использовались САПР-овские системы. То были разнородные программы, автоматизирующие решение пусть важных, но обособленных этапов технологической подготовки производства. Результаты проектирования в таких системах получались на основе чертежа, традиционно оформлялись бумажным документом и не были связаны общей информационной моделью. С появлением персональных компьютеров на кафедре внедрили в учебный процесс – вслед за ЯМЗ – графические пакеты AutoCAD и отечественный ГРАФОР, c ЯЗДА позаимствовали систему программирования управляющих программ для станков с САПР-ЧПУ (Пермь), приобрели «АРМ Технолога» (Новосибирск) для оформления технологической документации. Были задействованы в обучении и созданные по хоздоговору оригинальные программы: KON7 для моделирования размерных цепей и KONCUT для расчета режимов резания, АРМ К-Т для оценки технологичности конструкции изделия.

Все кардинально изменилось к 1996 г. К этому времени на самом богатом предприятии области – ОАО «Автодизель» – была получена американская CAD/CAM-система Pro/Engineer, и начальник отд. САПР В.А.Прунский  демонстрировал, как в подсистеме CAD создается на экране объемная модель детали, а затем на этой 3D-модели в подсистеме CAM проектируется перемещение режущего инструмента и формируется управляющая программа для станка с ЧПУ. На заводе ИФО зам гендиректора, наш бывш. доцент А.М.Трофимов, знакомил с возможностями израильской CAD/CAM-системы Cimatron для создания пресс-форм шинного производства. Эта система, по-видимому, стала первой CAD/CAM-системой, реально внедренной в практику подготовки производства на ярославских предприятиях. Именно по этой системе получил в 1996 г. рекламные материалы первый проректор ЯГТУ А.А.Ломов и перенаправил их для ознакомления на кафедру «Технология машиностроения». Наконец, тогда же доц. Калачеву О.Н. попалась концептуальная статья в журнале «Business Week» с почти директивной формулировкой: «Необходимость использования CAD/CAM, снижение затрат на проектирование, уменьшение времени выхода на рынок нового продукта – основные задачи крупных производителей США…». Пожалуй, в конце 1996 г. доступная из разных источников информация о современном западном уровне производства и обучения обрела законченные формы, и созрела решимость перестройки учебного процесса.

Предложение доц. Калачева О.Н. о создании новой специализации было поддержано преподавателями нашей кафедры, возглавляемой В.Т.Синицыным, и в конце 1996 г. проректору А.А.Ломову была представлена пояснительная записка «К открытию центра CAD/CAM и специализации “Компьютерно-интегрированное машиностроение” на кафедре технологии машиностроения», которая содержала обоснование необходимости перехода на современный уровень обучения. В записке была обозначена грядущая востребованность качественно новых специалистов российской промышленностью, перечислены основные дисциплины и обзор имеющихся западных CAD/CAM продуктов. Выложенная на Web-странице кафедры http://tms.ystu.ru , эта записка и сейчас сохраняет свою актуальность, поскольку нацеливает на создание в стенах вуза «Центра CAD/CAM-технологий» для внедрения современных компьютерных технологий и переподготовки кадров промышленности.

Инициатива кафедры была одобрена руководством вуза, в январе 1997 г. доц. Калачев О.Н. прошел обучение по CAD/CAM Cimatron в БИ ПИТРОН (С.-Пб) и привез систему на кафедру. Были выделены деньги на аппаратное обеспечение, и при спонсорской помощи директора фирмы «СКАН» С.Н.Кузнецова был куплен мощный по тому времени компьютер с большим монитором. Первые два дипломника начали изучать твердотельное моделирование. В апреле 1997 г. в газете «Северный Край» был опубликован своеобразный манифест новой специализации – статья «Чтобы западные инвесторы поняли нас, а мы – их», ставящая проблему модернизации обучения и продвижения информационных технологий в практику отечественных предприятий. А в мае на базе ЯГТУ под эгидой администрации области и при участии А.Г.Федорова состоялась полномасштабная презентация CAD/CAM Cimatron и сквозной компьютерно-интегрированной технологии машиностроительного проектирования для представителей ярославской промышленности. Наши дипломники смогли тогда показать на ней первые самостоятельно выполненные 3D-модели: синхронизатора ЯМЗ ОАО «Автодизель» и авторучки завода «Оргтехника».

В мае 1997 г. кафедра отмечала свое 25-тие, и ее выпускник – известный в Ярославле предприниматель Я.Якушев – преподнес комплект техники: компьютер, лазерный принтер и сетевое обеспечение, необходимое для создания корпоративной сети и моделирования в стенах вуза режима коллективной работы над машиностроительным проектом. Теперь кафедра смогла через свой HUB подключиться к Интернет. Доступ к этому безграничному источнику информации еще более расширил наш кругозор и амбициозные планы.

В конце ХХ века новый руководитель кафедры проф. В.К.Мясников ввел у нас в употребление актуальное для мирового машиностроения понятие «реинжиниринг». В то время удалось завязать тесные отношения кафедры с ЯМЗ ОАО «Автодизель», открыть там «филиал», заключить х/договор по компьютерному реинжинирингу моделирования технологических цепей KON7-GRAKON7. Результатом этого первого в XXI веке х/договора стала первая за историю кафедры публикация в престижном журнале «Вестник машиностроения».

В последующие годы шло совершенствование технического обеспечения учебного процесса и методическое освоение центральной дисциплины «Компьютерно-графическое моделирование» новой специализации. На начальном этапе встала проблема модернизации компьютерного класса кафедры, поскольку только избранные студенты-дипломники могли использовать все модули CAD/CAM-системы Cimatron на паре современных ПК. Но вскоре, к юбилею вуза, кафедра получила новый класс в ауд. В-107, и все студенты потока в лабораторном практикуме моделировали детали и сборки, а еще через год – проектировали симуляцию фрезерной обработки и получали управляющие программы для станков с ЧПУ. Система, в отличие от других зарубежных аналогов, оказалась компактной и удобной для учебного процесса. Она несколько раз обновлялась. Нам удавалось получать университетские версии без финансовой помощи со стороны вуза, доказывая западным дистрибьютерам выгоды от эффективного методического освоения системы. Актуальная лицензионная версия Cimatron Е 7.1 подтверждена Сертификатом, который видит каждый посетитель класса В-107.

Одновременно совершенствовались и обогащались новым содержанием базовые дисциплины доцентов Ю.А.Легенкина и А.М.Шапошникова. Элементы мехатронного обеспечения КИМ привнес пришедший в 2000 г. на кафедру доц. А.А.Кулебякин. Выпускник кафедры 1995 г., а ныне доц. А.В.Оборин обогатил учебный процесс важными для современного инженера программными системами имитационного моделирования и конечно-элементного анализа. Постепенно учебно-методический комплекс специализации КИМ пополнился учебными пособиями с грифом УМО и методическими указаниями, подготовленными проф. В.Т.Синицыным, доцентами О.Н.Калачевым, Ю.В.Янчевским, К.А.Украженко и А.А.Кулебякиным.

Нынешний зав кафедрой Ю.В.Янчевский возглавляет научно-производственное предприятие «Импульс», которое воплощает в металле результаты компьютерного конструирования вариаторов. Выпускаемые механизмы бесступенчатого регулирования неоднократно участвовали в престижных выставках различного уровня, удостоены диплома «Серебряный Меркурий» и медалей «Международных салонов инноваций и инвестиций». С 2004 г. наметилось существенное развитие материальной базы кафедры: приобретены новые компьютеры, принтеры, появился один из первых на кафедрах вуза цветной плоттер, столь необходимый для отображения результатов компьютерного графического моделирования. В конце прошлого года мы получили возможность развития лекционной формы обучения с использованием видеопроектора в поточной ауд. В-212.

Важной вехой модернизации обучения стало создание в 2003 г. Web-страницы кафедры http://tms.ystu.ru , предназначенной для методического обеспечения специализации КИМ. Web-страница является теперь визитной карточкой кафедры, где любой абитуриент может найти развернутую информацию по содержанию учебного процесса, учебные пособия и студенческие научные работы. Множество примеров компьютерного моделирования прошлых лет стало достоянием новых поколений студентов. Там же представлена своеобразная Доска Почета кафедры с демонстрацией наград, полученных студентами на различных конкурсах и конференциях. Судя по статистике обращений из Интернет, наша страница востребована и другими российскими вузами.

Выполненные на кафедре разработки по CAD/CAM-системам нашли отражение в центральной печати, в таких журналах как «Информационные технологии», «ВестниК компьютерных и информационных технологий», «Автоматизация и новые технологии», «Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика», «САПР и графика». Студенческие дипломные работы и дидактические работы доцента О.Н.Калачева по CAD/CAM за последние годы отмечены 8-ю Дипломами на всероссийском конкурсе «Компьютерный инжиниринг», проводимом НИС АСК и МАТИ-РГАТУ им. К.Э.Циолковского. Весной этого года работа студента Д.Иванова «Внедрение компьютерно-интегрированной ТПП с использованием САПР КОМПАС-3D, САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ и системы управления инженерными данными ЛОЦМАН:PLM на заводе ЯЭРЗ» удостоена на конкурсе «Компьютерный инжиниринг-2007» двух Дипломов за первое место в разделе «Курсовые проекты» и за второе – в разделе «Использование отечественных CAD/CAM-систем».

Три дипломника доц. О.Н.Калачева в 1998-2002 гг. за освоение российских САПР СПРУТ и T-Flex награждены медалями во всероссийских конкурсах Минвуза. В 2005 г. работа студентки Исаенко К. "Программное моделирование размерной точности технологических процессов на основе комбинации методов полной и неполной взаимозаменяемости" удостоена Диплома, а студента А.Николаева "Создание элементов САПР в AutoCAD для интерактивного проектирования коробок скоростей" – Грамоты открытого конкурса Минобрнауки. Ежегодно дипломники кафедры с проектами по тематике CAD/CAPP/CAM участвуют в «губернаторском» конкурсе. Так, в прошедшем году дипломник Д.Горбунов получил Грамоту за работу: «Реинжиниринг конструкторско-технологической подготовки инструментального производства ОАО «ИФО» на основе моделирования бизнес-процессов и CAD/CAM-систем».

В текущем году команда из 6-ти студентов (Постнов Д., Кокурин А., Писарев А., Евдокимов А., Ташлыкова Д., Коновалова А.) выполнила работу «Исследование конструкторско-технологической подготовки производства полимерного оборудования на ЗАО «Ярполимермаш-Татнефть» с целью реинжиниринга на основе внедрения современных компьютерных технологий». В конкурсе на лучшую творческую работу студентов, магистрантов и аспирантов ЯГТУ эта работа заняла первое место в разделе «Технические науки». Показательно, что перечисленные дипломники уже оформлены на работу, и их знания новых технологий оказались востребованы предприятием, которое, по словам начальника КТО завода А.М.Трофимова, собирается за счет компьютерного реинжиниринга резко повысить конкурентоспособность продукции.

Наши выпускники успели стать заметными фигурами в CAD/CAPP/CAM-бизнесе. Так, дипломник доц. О.Н.Калачева 2001 года А.Родин теперь представляет отечественную компанию АСКОН на ярославской земле, и уже много предприятий ярославской области оснащены лицензионными и более дешевыми CAD/CAPP/PDM-системами российского происхождения.

В настоящее время ЯМЗ ОАО «Автодизель», заключив соглашения с западными партнерами, переходит к конструкторской и технологической подготовке производства на базе CAD/CAM- системы Pro/Engineer. В конце 2006 г. – впервые с момента создания кафедры – состоялась встреча руководства ОАО "Автодизель" со студентами V курса. В результате на этом предприятии наши студенты также трудоустроены еще во время дипломного проектирования! Теперь на кафедре, вслед за ЯМЗ, появилась упомянутая лицензионная американская CAD/CAM-система, в которой уже выполнены два дипломных проекта и методическое освоение которой – совместно с продуктами АСКОН, западной PDM-системой SmarTeam, отечественной CAPP/PDM TechnologiCS – позволит реализовать планы создания полигона основных систем и «Центра CAD/CAM-технологий» на кафедре ТМС ЯГТУ.

Еще до официального ежегодного распределения дипломников на кафедре побывали представители и других ярославских заводов, испытывающих потребность в наших «компьютерно-интегрированных» выпускниках. Отечественные предприятия спешат выйти на современный уровень использования компьютерных технологий до вступления России в ВТО. От успеха в этой области будет зависеть их инвестиционная привлекательность и конкурентоспособность продукции.

Конечно, за прошедшие 10 лет сделано немало в становлении специализации КИМ. Но еще больше предстоит сделать. Ведь ни в какой другой сфере производства не наблюдается сейчас такого бума идей и обновления программных систем, как в автоматизации конструкторско-технологической подготовки машиностроительного производства. В условиях дефицита на российских заводах современных кадров, владеющих компьютерным информационным обеспечением технологической подготовки производства, выпускники специализации «Компьютерно-интегрированное машиностроение» кафедры "Технология машиностроения" – бакалавры, инженеры и магистры, освоившие передовые CAD/CAM-системы, могут и должны возглавить реинжиниринг и техническое перевооружение отечественных предприятий в соответствии с национальными интересами России в XXI в.