CC BY
42
УДК 378.016:004.896
О ПОДГОТОВКЕ СТУДЕНТОВ К АВТОМАТИЗИРОВАННОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ КОНСТРУКЦИЙ ДЕТАЛЕЙ ОДЕЖДЫ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ AUTOCAD
Озерова Татьяна Владимировна,
кандидат педагогических наук, доцент кафедры производственных технологий и техносферной безопасности Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова (г. Абакан)
Статья посвящена подготовке будущих специалистов швейной отрасли к использованию и созданию программ автоматизированного построения деталей одежды. Автором систематизированы основные преимущества использования систем автоматизированного проектирования в проектной деятельности. Приведён сравнительный анализ программных продуктов AutoCAD, Компас-iD и NanoCAD на наличие достоинств и недостатков. Обоснован выбор программы AutoCAD. Автором отмечается гибкая система языка программирования AutoLisp, являющегося частью AutoCAD. В заключении статьи представлена краткая характеристика языка программирования AutoLisp и даны общие сведения о командах параметрического черчения.
Ключевые слова: параметрическое черчение, геометрические и размерные зависимости, программирование, автоматизация проектирования, конструирование одежды.
ON TRAINING STUDENTS FOR THE AUTOMATED DESIGN OF CLOTHING COMPONENT
PATTERNS WITH AUTOCAD PROGRAM
Ozerova Tatyana Vladimirovna,
Ph. D. in Pedagogical Sciences, Associate Professor, the Department of Production Technologies and Technosphere Safety,
Katanov Khakass State University (Abakan)
The article is devoted to training of future specialists of the clothing industry to use and develop automated design programs of clothing components. The author systematized main advantages of using computer design systems in design activities. A comparative analysis of AutoCAD, Compass-3D and NanoCAD software products is given to show their advantages and disadvantages. The author substantiates the choice of AutoCAD program and points to the flexible system of AutoLisp programming language, which is a part of AutoCAD. The article concludes with a brief description of the AutoLisp programming language and provides general information about parametric drawing commands.
Key words: parametric drawing, geometric and dimensional dependencies, programming, design automation, clothing design.
В условиях индустриализации и информатизации современных производств для предприятий страны стало доступным внедрение технологий, способных повысить не только производительность труда, но и возродить и даже создать новые отрасли промышленности и сферы услуг. Огромную роль в этом процессе играет прогресс в развитии и внедрении систем автоматизированного проектирования (САПР).
Сегодня уже нет такой сферы производства, которую не коснулись бы вопросы автоматизации конструкторской деятельности. В наше время принято считать, что инженеры лёгкой промышленности менее подготовлены к ис-
пользованию компьютерных технологий в сравнении с инженерами тяжёлой промышленности, и потому разработок в этой области ведётся недостаточно. Однако этот сложившийся негативный стереотип вовсе не соответствует реальной ситуации. Напротив, САПР швейных изделий уделяется большое внимание как в России, так и за рубежом. Большая часть разработок в области автоматизации проектирования швейных изделий посвящены автоматизации расчётно-конструкторских работ по проектированию контуров деталей одежды. Следует отметить, что некоторые задачи, решаемые швейным производством, соответствуют по сложности конструкторско-
технологическим задачам машиностроительных производств.
САПР открывают большие возможности не только для предприятий лёгкой промышленности, но и для потребителей, имеющих начальный «бытовой» уровень подготовки в технологии швейных изделий. Стоит отметить серьёзные САПР швейных изделий, представленные ведущими разработчиками. Они весьма дорогостоящие, и потому приобрести их могут только крупные и средние предприятия. А для мелких предприятий, индивидуальных предпринимателей, руководителей ателье, швейных мастерских, студий в основном их цена недоступна. К этой категории можно отнести и потребителей, которые могут сшить одежду самостоятельно по готовым лекалам, но в то же время не могут справиться с разработкой конструкции деталей одежды.
В связи с этим заметим, что в настоящее время в сети Интернет становится популярной услуга приобретения лекал, разработанных для индивидуальной фигуры. Заказчику достаточно отправить измерения и получить готовые лекала в электронном варианте на почту в форматах jpeg и pdf, удобных для печати на обычном принтере. Имеются также бесплатные сервисы, которыми можно воспользоваться on-line и получить лекала простых базовых изделий. К сожалению, получаемые комплекты лекал не всегда обеспечивают хорошую посадку на фигуре заказчика либо желаемую степень прилегания изделия к его фигуре из-за отсутствия возможности самостоятельного выбора значений прибавок.
Таким образом, подготовка будущих специалистов швейной отрасли к использованию и созданию программ автоматизированного построения деталей одежды является актуальным. Владение программой черчения на компьютере позволит значительно облегчить процесс создания и редактирования чертежей.
К основным преимуществам использования САПР в проектной деятельности можно отнести:
- увеличение производительности проектирования;
- исключение неточностей при оформлении (шрифт, толщина линий и пр.) и как следствие повышение читабельности конструкторского документа;
- более тщательная проработка проектных решений благодаря возможности сравнить несколько вариантов;
- снижение вероятности ошибок при проведении расчётов за счёт исключения влияния человеческого фактора;
- снижение трудозатрат при оформлении результатов проектирования, а следовательно, освобождение времени для творческой работы конструктора;
- возможность увидеть результат процесса проектирования на мониторе компьютера мгновенно, не изготавливая опытный образец, тем самым сэкономив время и сократив материальные затраты без потери качества в результате.
В соответствующем сегменте программного обеспечения имеется множество достойных САПР, таких как КОМПАСА, AutoCAD, A9CAD, CorelDRAW Technical Suite, VariCAD, LibreCAD, Graphite, FreeCAD, DraftSight [1]. Особое внимание, по нашему мнению, необходимо уделить трём из них: AutoCAD, Компас -3D и NanoCAD. Сравнительный анализ последних трёх САПР представлен в таблице на основе данных сайта статьи с сайта Geek-nose.com [2].
Из проанализированных в таблице CAD-систем для обучения будущих инженеров швейной отрасли выбрана программа AutoCAD. Она разработана компанией Autodesk, являющейся крупнейшим в мире поставщиком программного обеспечения для промышленного и гражданского строительства, машиностроения, рынка средств информации и развлечений. Выбор объясняется следующими обстоятельствами.
Сравнительный анализ САПР: Autodesk AutoCAD, Аскон КОМПАС, Нанософт nanoCAD
Название программы Достоинства Недостатки
Autodesk AutoCAD огромный набор инструментов и функций для профессионального проектирования; поддержка работы с облачными сервисами; возможность интеграции с электронными таблицами Excel; большое количество поддерживаемых ОС; работа с макетами; возможность работы с 3D принтерами. высокая стоимость базовой версии ПО; высокие системные требования.
Аскон КОМПАС простота освоения и использования; большая база присоединяемых библиотек; активная разработка и постоянное совершенствование; широкий инструментарий; ориентированность на русского пользователя. высокая стоимость; требовательность к ресурсам компьютера.
Нанософт nanoCAD невысокая стоимость полной версии в сравнении с другими САПР; открытый API, что позволяет разрабатывать собственные приложения; поддержка российских стандартов проектирования; наличие бесплатной версии. меньший инструментарий; потенциальные проблемы с чтением формата DWG; ограничения в работе с AutoLISP.
Во-первых, AutoCAD является программным комплексом начертательной геометрии, который позволяет получить высококачественные чертежи. Она имеет надёжно работающую графическую платформу, гибко настраиваемую под задачи предприятия и специалиста (конструирование одежды с элементами САПР), а также обладает разнообразными графическими возможностями и чертёжными средствами.
Во-вторых, формат чертежей AutoCAD DWG является международным стандартом оформления рабочей графической документации. В AutoCAD работают миллионы проектировщиков во всём мире.
В-третьих, система AutoCAD гарантирует совместимость с любым стандартным оборудованием (плоттеры, графические планшеты), а также с любой САПР швейных изделий, дополняя и расширяя её возможности.
В-четвертых, AutoCAD относят к базовому образованию конструктора в любой области промышленности, в связи с чем её легко найти и соответственно ей легко обучить специалиста. Компания Autodesk непрерывно совершенствует свою систему AutoCAD и оказывает методическую поддержку партнёрам-разработчикам САПР в различных тематиче-
ских приложениях, в том числе и в проектировании одежды. Чтобы помочь студентам достичь успехов в учёбе, а будущим специалистам в карьере, компания Autodesk предоставляет бесплатный доступ к инструментам и ресурсам для 3D-проектирования [2].
В-пятых, AutoCAD обладает огромным набором удобных инструментов для программирования, который даёт возможность каждому пользователю создать удобный интерфейс, расширить его функциональные возможности, добавив новые команды и макросы. Гибкая система программирования является главным преимуществом AutoCAD. Почти все операции, осуществляемые в среде AutoCAD, можно реализовать программно, используя средства создания сценариев и языки программирования, предусмотренные этой программой. Язык программирования AutoLisp является частью AutoCAD, что обеспечивает беспрепятственное использование переменных различных типов и передачу их значений командам AutoCAD при вводе данных.
Выражения АutоLisр, выполняющие различные арифметические и условные операции над числовыми значениями и значениями определённых переменных, используются при ответах на запросы команд AutoCAD. Функ-
ции и средства AutoLisp не только предоставляют доступ к графической базе данных текущего чертежа AutoCAD, но и позволяют управлять графическим редактором AutoCAD и обращаться к собственным командам системы. С АutоLisр стало возможным создание функций, настроенных на конкретную область применения и включающих запросы к пользователю в форме диалога. Включив в меню функций макроопределения АutоLisр, созданные при написании меню AutoCAD, меню превращается в интеллектуальное средство автоматизации проектирования. AutoLisp позволяет:
- использовать переменные и выражения при ответах на запросы команд AutoCAD;
- читать и создавать внешние файлы, то есть обмениваться информацией с внешними программами, которые можно запускать из AutoCAD;
- создавать различные функции и новые команды AutoCAD, обеспечивающие настройку и расширение графических возможностей системы;
- осуществлять программный доступ к данным, содержащим информацию о блоках, слоях, видах, стилях и типах линий для чтения и редактирования, которые относятся к объектам проектирования и таблицам AutoCAD;
- управлять с помощью программы графическим экраном AutoCAD, а также вводом/выводом из различных устройств. Важно отметить, что AutoLisp может использоваться для автоматизации проектирования практически в любой области народного хозяйства. Поскольку AutoLisp представляет собой язык создания интеллектуальных систем и располагает широким набором математических функций, он отлично справляется со сложными математическими расчётами, с последующей передачей результатов в среду AutoCAD и прорисовкой деталей любой сложности.
Структура языка AutoLISP имеет оптимальный способ представления графической информации и небольшие размеры интерпретатора. Однако нужно признать относительно большую трудоёмкость разработки программ на AutoLISP. Зато программы на AutoLISP отличаются от программ, написанных на любом другом языке, чрезвычайно высокой надёжностью; ошибок в работе интерпретатора за многие годы работы не выявлено [3].
Пользователям AutoCAD и AutoLISP открываются большие возможности: у них появляется возможность писать макропрограммы и функции на мощном языке высокого уровня; они могут существенно повысить производительность работы в AutoCAD за счёт автоматизации повторяющихся построений и расчётов и реализовать параметрическое проектирование; пользователи могут создавать программы проектирования для различных сфер человеческой деятельности. Для освоения и уверенного использования этого языка программирования необходимо достаточно большое количество времени, которое, к сожалению, не может быть предусмотрено основной профессиональной образовательной программой направления подготовки 29.03.01 Технология изделий лёгкой промышленности. При желании студенты могут изучить язык программирования, пройдя обучение по дополнительным образовательным программам либо самостоятельно используя ресурсы Интернета (см., к примеру, [1; 2; 4; 5] и др.).
Тем не менее, даже не зная языков программирования, изучив только команды параметрического черчения программы AutoCAD, возможно осуществить автоматизированное построение конструкций швейных изделий. Для этого достаточно построить параметрическую модель швейного изделия в виде устойчивого комплекса объектов, элементы которого непрерывно выполняют заданные зависимости. Такая модель может динамично менять свою форму без нарушения связи между эле-
ментами в зависимости от размерных признаков фигуры. При этом на изучение темы «Параметрический чертёж и зависимости» в тематическом плане дисциплины «Компьютерная графика» запланированы всего одна лекция (2 академических часа), две практические работы (4 академических часа) и самостоятельная работа (4 часа).
Двумерная параметризация в AutoCAD позволяет значительно повысить производительность за счёт такого ограничения, как наложение геометрических и размерных зависимостей. Геометрические зависимости отвечают за размещение элементов относительно друг друга в пространстве, а размерные регламентируют постоянство размеров или же задают размеры, изменяемые по определённым формулам. Инструменты для создания геометрических и размерных зависимостей размещены на вкладке ленты ПАРАМЕТРИЗАЦИЯ, которая по умолчанию отражается только в рабочем пространстве «2D-рисование и аннотации» [5].
Зависимости дают возможность:
- поддерживать соответствие проекта спецификациям и требованиям путём наложения зависимостей на геометрию чертежа;
- налагать на объекты сразу несколько геометрических зависимостей;
- включать в размерные зависимости формулы и уравнения;
- быстро вносить в проект изменения путём изменения значения переменной [6]. Программу AutoCAD в Хакасском государственном университете им. Н. Ф. Катанова изучают студенты, обучающиеся по направлениям швейной отрасли 29.03.01 Технология изделий лёгкой промышленности, 43.03.01 Сервис в 5 семестре на занятиях по дисциплине «Компьютерная графика». После освоения данной программы конструкторско-технологическую документацию, выполняемую в раках самостоятельной работы по специальным дисциплинам, курсового и дипломного проектирования, студенты оформляют в графическом редакторе AutoCAD, чётко осознавая преимущества автоматизированного черчения над ручным. Таким образом, выпускники ХГУ им. Н. Ф. Катанова, обучавшиеся по названным направлениям, готовы к использованию программы AutoCAD и команд параметрического черчения в будущей профессиональной деятельности. Полученные компетенции позволят им без особого труда оформлять чертежи в соответствии с требованиями ЕСКД, оперативно вносить исправления и выводить на печать в любом масштабе, оказывать услуги по разработке лекал на индивидуальную фигуру, в том числе on-line.
Библиографический список
1. Оленчиков, А. Лучшие программы для черчения / А. Оленчиков URL: http://lumpics.ru/program-for-drawing-on-computer/ (дата обращения: 07.09.2018).
2. Воропай, Е. 3 лучшие программы для черчения на компьютере / Е. Воропай. - URL: http://geek-nose.com/programma-dlya-chercheniya-na-kompyutere-kakuyu-vybrat/ (дата обращения: 07.09.2018).
3. Возможности будущих рабочих мест постоянно развиваются. Позаботьтесь о своей карьере заблаговременно с Autodesk. - URL: https://www.autodesk.ru/education/free-educational-software (дата обращения: 07.09.2018).
4. Маневич, А. Проложите путь к успеху с помощью AutoCAD 2010! / А. Маневич // САПР и графика. - 2009. - № 6. - С. 56-60.
5. Анисько, Р. С. Применение среды AutoLISP - AutoCAD для автоматизированного проектирования деталей механизмов / Р. С. Анисько // Интеллектуальный потенциал XXI века. Ступени познания. - 2014. - N° 24. - С. 85-88.
6. Параметрический чертёж и зависимости / AUTODESK KNOWLEDGE NETWORK. - URL: https://knowledge.autodesk.com/ru/ (дата обращения: 07.09.2018).
© Озерова Т. В., 2019
