10.14489/vkit.2024.03.pp.020-029

DOI: 10.14489/vkit.2024.03.pp.020-029

Дианова Ю. В., Столбова И. Д., Носов К. Г.
ТРЕХМЕРНАЯ ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ЦИФРОВЫХ УЧЕБНЫХ МОДЕЛЕЙ В ИНЖЕНЕРНОЙ ПОДГОТОВКЕ
(с. 20-29)

Аннотация. Демонстрируются возможности применения визуализации цифровой модели в учебном процессе высшей школы при подготовке инженеров. В составе учебного конструкторского бюро на основе сборочного чертежа студентам требовалось разработать, параметризовать и визуализировать электронную модель технического изделия, подготовить конструкторскую документацию. Презентация проекта осуществлялась в системе виртуальной реальности. Проектирование изделия выполнялось в системе автоматизированного проектирования (САПР) T-FLEX CAD, входящей в пакет российской информационной PLM-системы (Product Lifecycle Management). Анализ содержания и результативности учебной деятельности по трехмерной визуализации цифровых моделей показал, что в групповой работе используются традиционные знания, умения и навыки, требуемые от квалифицированного инженера, а также формируются компетенции продвинутого, инновационного характера, относящиеся как к профессиональной, так и коммуникативной сфере.

Ключевые слова: цифровая модель; цифровой двойник; трехмерная визуализация; компьютерное моделирование; инженерная графика; САПР; T-FLEX CAD; виртуальная реальность.

Dianova Yu. V., Stolbova I. D., Nosov K. G.
3D VISUALIZATION OF DIGITAL EDUCATIONAL MODELS IN ENGINEERING TRAINING
(pp. 20-29)

Abstract. The possibilities of using digital model visualization in the educational process of higher education in the training of engineers are demonstrated. Based on the assembly drawing, students are required to perform a number of tasks as a part of the educational construction bureau. First of all, it is necessary to develop a digital model of a technical product in size, distribute the details of the assembly unit among the students of the group. Further, a specialist appointed by the constructor engineer carries out the assembly and develops engineering documentation. The software engineer includes variables in the model at the level of different details and the finished assembly, which allows you to change the construction of the product in the dialog box mode. The associativity of the model and the drawing sets the automatic updating of the entire construction. Visualization of the digital model allows to customize the appearance of the assembly, apply materials, textures, lighting effects and shadows. Animation is being developed by a student from the construction bureau to understand the operation of the mechanism. Another option for demonstrating the created digital model is set using the assembly and disassembly script of the product. The presentation of the project is carried out in a virtual reality system. The engineering of the product is carried out in the T-FLEX CAD, which is part of the Russian information PLM system. The analysis of the content and effectiveness of educational activities on 3D visualization of digital models performed during group work actualizes a group of traditional knowledge, skills and abilities required by a qualified engineer and forms competencies of an advanced, innovative nature related to both the professional and the communication.

Keywords: Digital model; Digital double; 3D visualization; Computer modeling; Engineering graphics; CAD; T-FLEX CAD; Virtual reality.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Ю. В. Дианова, И. Д. Столбова, К. Г. Носов (Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

Yu. V. Dianova, I. D. Stolbova, K. G. Nosov (Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Коровин Г. Б. Цифровизация промышленности в контексте новой индустриализации РФ // Общество и экономика. 2018. № 1. С. 47−66.
2. Klimova Yu. O., Ustinova K. A. Mismatch between the Level of Training of IT Personnel and the Requirements of Employers: Problems and Solutions // Economic and Social Changes: Facts, Trends, Forecast. 2021. V. 14, No. 5. P. 202–219. DOI: 10.15838/esc.2021.5.77.12
3. ГОСТ Р 57700.37‒2021. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. М.: Российский институт стандартизации, 2021.
4. Лобашев В. Д., Лобашев И. В. Визуализация знаний в образовательном процессе // Наука и школа. 2021. № 4. С. 75−86. DOI: 10.3186/1819-463Х-2021-4-75-86
5. Lämkull D., Zdrodowski M. The Need for Faster and More Consistent Digital Human Modeling Software Tools // Adv. Tran. Discip. Eng. 2020. V. 11. P. 299–310.
6. Гордеева Н. А. T-FLEX Технология 17: новые возможности компонента комплекса T-FLEX PLM // САПР и графика. 2022. № 3(305). С. 42−46.
7. Remoteaudit and VR Support in Precision and Mechanical Engineering / P. Greiner et al. // Photonics and Education in Measurement Science. SPIE, 2019. P. 48. DOI: 10.1117/12.2533016
8. Компьютерная графика: электронный учеб.-метод. комплекс [Электронный ресурс]. URL: http://www.kgau.ru/distance/etf_06/komp-grafika/tema02.htm#p22 (дата обращения: 19.02.2024).
9. Stolbova I., Pichkaleva O., Nosov K. Digital 3D Model in Geometric and Graphic Education // 2022 VI International Conference on Information Technologies in Engineering Education (Inforino). Moscow, Russia, 2022. P. 1−6. DOI: 10.1109/Inforino53888.2022.9782896
10. Design Sprint: Enhancing STEAM and Engineering Education through Agile Prototyping and Testing Ideas / E. Arce, A. Suarez-García et al. // Thinking Skills and Creativity. 2022. V. 44. P. 2−14.
11. Light Transport Simulation and Realistic Rendering: State of the Art Report / V. Frolov, A. Voloboy, S. Ershov, V. Galaktionov // GraphiCon 2021. Computer Graphics and Vision 2021. Proceedings of the 31st International Conference on Computer Graphics and Vision (GraphiCon 2021). September 27−30, 2021. Nizhny Novgorod, Russia, 2021. DOI: 10.20948/graphicon-2021-3027-1-12

Eng

1. Korovin G. B. (2018). Digitalization of industry in the context of the new industrialization of the Russian Federation. Obshchestvo i ekonomika, (1), 47 − 66. [in Russian language]
2. Klimova Yu. O., Ustinova K. A. (2021). Mismatch between the Level of Training of IT Personnel and the Requirements of Employers: Problems and Solutions. Economic and Social Changes: Facts, Trends, Forecast, 14(5), 202 – 219. DOI: 10.15838/esc.2021.5.77.12
3. Computer models and simulation. Digital twins of products. (2021). Ru Standard No. GOST R 57700.37‒2021. Moscow: Rossiyskiy institut standartizatsii. [in Russian language]
4. Lobashev V. D., Lobashev I. V. (2021). Visualization of knowledge in the educational process. Nauka i shkola, (4), 75 − 86. [in Russian language] DOI: 10.3186/1819-463Х-2021-4-75-86
5. Lämkull D., Zdrodowski M. (2020). The Need for Faster and More Consistent Digital Human Modeling Software Tools. Advances in Transdisciplinary Engineering, (11), 299 – 310.
6. Gordeeva N. A. (2022). T-FLEX Technology 17: new capabilities of the T-FLEX PLM complex component. SAPR i grafika, 305(3), 42 − 46. [in Russian language]
7. Greiner P. et al. (2019). Remoteaudit and VR Support in Precision and Mechanical Engineering. Photonics and Education in Measurement Science. SPIE. DOI: 10.1117/12.2533016
8. Computer graphics: electronic educational and methodological complex. Retrieved from http://www.kgau.ru/distance/etf_06/komp-grafika/tema02.htm#p22 (Accessed: 19.02.2024). [in Russian language]
9. Stolbova I., Pichkaleva O., Nosov K. (2022). Digital 3D Model in Geometric and Graphic Education. 2022 VI International Conference on Information Technologies in Engineering Education (Inforino), 1 – 6. Moscow. DOI: 10.1109/Inforino53888.2022.9782896
10. Arce E., Suarez-García A. et al. (2022). Design Sprint: Enhancing STEAM and Engineering Education through Agile Prototyping and Testing Ideas. Thinking Skills and Creativity, 44, 2 − 14.
11. Frolov V., Voloboy A., Ershov S., Galaktionov V. (2021). Light Transport Simulation and Realistic Rendering: State of the Art Report. GraphiCon 2021. Computer Graphics and Vision 2021. Proceedings of the 31st International Conference on Computer Graphics and Vision (GraphiCon 2021). Nizhny Novgorod. DOI: 10.20948/graphicon-2021-3027-1-12

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/vkit.2024.03.pp.020-029

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/vkit.2024.03.pp.020-029

and fill out the form