- грамотно применять методы автоматизированного проектирования мехатронных систем и роботов с использованием приспособленных для этого программных комплексов;
- использовать при проектировании механических узлов программные средства автоматизации проектирования (пакты ProEngeneer, AutoCAD, Компас и др.), современные компьютерные средства с необходимой периферией;
- разрабатывать алгоритмы управления мехатронными системами и роботами;
- разрабатывать структуры сложных мехатронных и робототехнических систем, используя методы локальных сетей и систем логического управления, их аппаратное и программное обеспечение;
- применять методы искусственного интеллекта при проектировании систем управления мехатронными и робототехническими системами для решения задач планирования, принятия решений и распознавания образов;
- при необходимости разрабатывать интеллектуальный интерфейс для управления мехатронными и робототехническими системами с помощью проблемно-ориентированных языков программирования в режиме диалога оператора с системой управления;
- разрабатывать и создавать системы знаний и экспертные системы для проектирования мехатронных и робототехнических систем, а также для управления ими;
- обеспечить разработку способов, систем и программно-аппаратных средств дистанционного управления с учетом требований эргономики и инженерной психологии;
- применять сенсоры и сенсорные системы, в частности, системы технического зрения, тактильного и силомоментного очувствления, включая их аппаратные части и программное обеспечение;
- определять требования и разрабатывать технические задания на отдельные подсистемы мехатронных систем, включая исполнительные механизмы, электронные, электромеханические и прочие устройства и подсистемы;
- выбирать и разрабатывать приводы для мехатронных систем, осуществлять их расчет, математическое моделирование и проводить испытания;
- применять микропроцессорные устройства и системы управления для всех уровней управления мехатронных и робототехнических систем, математическое и полунатурное моделирование, исследование и отладку;
- разрабатывать информационно-измерительные комплексы встроенного контроля и диагностики мехатронных и робототехнических модулей, их программно-аппаратное обеспечение;
- проводить диагностику мехатронных модулей и модулей роботов, планировать и выполнять профилактические работы;
- проводить анализ технологических процессов в различных отраслях промышленности с целью выработки рекомендаций по внедрению средств мехатроники и роботов и анализа ожидаемого эффекта;
- определять требования к структуре и составу мехатронных и робототехнических систем, к их программному обеспечению для конкретных технологических процессов;
- демонстрировать результаты разработок в виде презентаций с широким использованием трехмерной компьютерной графики и анимации;
- проводить технико-экономическое обоснование разработок мехатронных и робототехнических модулей и систем;
- определять социальную и экономическую эффективность внедрения и использования мехатронных систем и роботов;
- обеспечивать внедрение и эксплуатацию мехатронных и робототехнических устройств, модулей и агрегатов, сопровождение и модернизацию управляющего программного обеспечения комплекса и его отдельных подсистем;
- обеспечивать соблюдение эргономических требований и требований к безопасности разрабатываемого оборудования при его эксплуатации.
Для компетентного и ответственного решения профессиональных задач инженер должен иметь подготовку, достаточную для выполнения следующих профессиональных обязанностей:
- разработки проектов сложных и средней сложности изделий с использованием программных средств автоматизации проектирования механических и электронных модулей, передового опыта разработки новых изделий, удовлетворяющих техническим требованиям, требованиям технологичности, стандартам, нормам охраны труда, при использовании в них по возможности стандартизованных и унифицированных деталей и сборочных единиц;
- проведения патентных исследований;
- определения показателей технического уровня проектируемых мехатронных изделий и роботов;
- составления кинематических схем, схем общих компоновок и стыковки механических исполнительных и электронных модулей;
- выбора алгоритмов функционирования мехатронных систем в целом, сенсорных управляющих электронных подсистем и модулей, выполнения всех необходимых технических расчетов по проектам;
- проведения технико-экономического и функционально-стоимостного анализа эффективности использования спроектированных мехатронных изделий и роботов;
- составления технического описания, инструкций по эксплуатации, наладке и ремонту, пояснительной записки к ним, карт технического уровня, паспортов (в том числе патентных и лицензионных), программ испытаний, технических условий, и другой технической документации.
Настоящие методические рекомендации ориентированы на то, чтобы перечисленные знания и умения в максимальной мере проявились и были продемонстрированы при выполнении дипломных проектов (работ) и при их защите.
2. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ, ОРГАНИЗАЦИЯ И СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДДИПЛОМНОЙ ПРАКТИКИ
Целью преддипломной практики является окончательный выбор темы дипломного проекта (работы) и подготовка студента к его выполнению. Задачами преддипломной практики являются: ознакомление с функционирующим производством, с технологией и оборудованием, изучение перспективных разработок на предприятии, участие в выполнении проектно-конструкторских и экспериментально-исследовательских работ. Во время прохождения практики студент должен:
- изучить технологическое оборудование, используемое для производства мехатронных и робототехнических систем и их модулей, правила его эксплуатации, способы его наладки, проанализировать конкретные примеры использования роботов, мехатронных модулей, узлов и агрегатов, условия и особенности их эксплуатации, монтажа и автоматизированного проектирования;
- получить навыки программирования и наладки мехатронных и робототехнических систем, их эксплуатации в системах современного автоматизированного производства, обеспечения контроля оборудования и технической диагностики.
Сроки прохождения преддипломной практики устанавливаются приказом ректора в соответствии с учебным планом по специальности [2]. Содержание преддипломной практики определяется её программой, составляемой совместно руководителем практики от выпускающей кафедры университета и руководителем по месту прохождения практики. Программа утверждается заведующим выпускающей кафедрой.
Организационная подготовка преддипломной практики со стороны кафедры заключается в подготовке, согласовании и утверждении по установленной форме руководством университета и предприятия соглашений и договоров, содержащих условия прохождения практики. Перед началом практики проводится организационное собрание, на котором студентов знакомят с целью и задачами преддипломной практики, утверждают руководителей практики от университета, при необходимости выдают направление на практику, окончательно согласуют программу преддипломной практики, а также подготавливают материалы, необходимые для последующей подготовки проекта задания на дипломное проектирование. При явке на предприятие студенту необходимо иметь с собой все необходимые документы для оформления пропуска (паспорт, форму допуска, фотографии на пропуск и пр.).
Каждому студенту или группе студентов назначается руководитель преддипломной практики от предприятия, который обязан:
- осуществлять общее руководство практикой и совместно с руководителем практики от университета, подготовить индивидуальное задание, составить план-график прохождения практики и осуществлять периодический контроль его выполнения;
- совместно с руководителем практики от университета участвовать в составлении задания по дипломному проектированию в течение первых трех недель практики;
- обеспечить глубокое изучение вопросов, предусмотренных программой практики, решать возникающие во время прохождения практики технические, методические и организационные вопросы, согласовывая их с руководителем практики от университета и руководством предприятия;
- оказывать помощь в подборе материалов по будущему дипломному проекту (работе), предоставлять возможность пользоваться имеющейся технической и справочной литературой, методиками расчета, описаниями, отчетами, средствами вычислительной техники, программными продуктами и прочими материалами и оборудованием.
Аттестация по итогам практики проводится на основании оформленного в соответствии с установленными требованиями письменного отчета студента. По итогам практики выставляется оценка. Студенты, успешно прошедшие аттестацию по преддипломной практике допускаются к Государственному экзамену по специальности и дипломному проектированию.
3. ТЕМАТИКА ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ (РАБОТ)
Дипломный проект является важнейшим итогом обучения на заключительном этапе образования; в связи с этим содержание выпускной работы и степень успешности ее защиты учитываются, как основной критерий при оценке уровня подготовки выпускника и при оценке качества реализации образовательной программы в университете.
Темы дипломных проектов должны быть актуальными, т.е. отвечать требованиям реальных задач научно-технического прогресса, стоящих перед промышленными предприятиями, исследовательскими институтами, производственными организациями и конструкторскими бюро, и могут содержать элементы поисковых разработок.