Четырнадцатая заочная международная студенческая олимпиада
САПР и компьютерное моделирование в машиностроении
Я расскажу об участии в олимпиаде по САПР, проходившей 1-9 декабря 2012 года.
Соответствующая изолированность Вузов в обмене информации о своих достижениях не дает возможности представить себе уровень подготовки студентов в области САПР и компьютерной графики без одновременного проведения соревнований. И в этой связи студенческая международная олимпиада из систем автоматизированного проектирования и компьютерного моделирования в машиностроении, которая ежегодно проводится Хмельницком национальном университете, в значительной мере служит достижением этой цели.
В основу подготовленных задач заложена концепция оценки уровня подготовки студентов (направлении инженерная механика, компьютерные науки, программная инженерия, прикладная математика) как разработчиков приложений для САПР и компьютерной графики.
При внедрении систем САПР в производство, перед инженером возникает задача - уметь под конкретное производство, используя системы компьютерной графики, универсальные языки программирования, разрабатывать системы проектирования конкретных изделий.
В результате решения олимпиадных задач каждому студенту необходимо подготовить программу для выполнения расчета, а также программу по вычерчиванию в известной графической системе детали или узла, как конечного результата проектирования САПР.
В качестве сред программирования для решения первого этапа проектирования студенты использовали современные среды проектирования.
При выполнении второй части необходимо использовать возможности известных графических систем. Решения задач чаще всего базировалось на системах «SolidWorks», «Компас», «TFlex» и других. Организаторы олимпиады не ограничивают участников в выборе программных средств.
Ежегодно проводится заочная (декабрь — январь) и очная (апрель) олимпиады. Обе олимпиады входят в перечень официальных олимпиад Министерства образования и науки Украины.
В 14 заочной олимпиаде принимали участие 104 студента из 35 вузов Украины, России, Беларуси, Казахстана и Польши.
Цели и задачи олимпиады:
1. Повышение уровня и качества подготовки студентов как разработчиков систем САПР для машиностроения.
2. Обмен опытом использования информационных технологий в учебном процессе между образовательными учреждениями.
3. Побуждение студентов к самостоятельному изучению CAD/CAE-систем.
4. Выявление талантливой молодежи для конкретизации их дальнейшей подготовки.
Олимпиада
Из 4 вариантов основных заданий я получил следующее:
Необходимо разработать приложение для обработки и оценки поверхности в формате STL ASCII. Инструмент должен оценивать расстояние от каждой узловой точки модели (вершины тесселяционных треугольников) к условному центру и отображать результат в виде цветного облака точек, где значение цвета - функция от расстояния. Необходимо учесть возможность автоматического определения условного центра, как точки пересечения диагоналей ограничивающего параллелепипеда.
Также мною была реализована вся дополнительная функциональность, а именно:
1. Поддержка многотельных файлов. Так как формат STL не группирует треугольники по телам, возможен хаотичный порядок "фасетов" в файле. Была разработана возможность обработки треугольников на входе по смежным граням, группируя их в отдельные тела с возможностью независимого расчета.
2. Была предусмотрена возможность отображения только тех треугольников, вершины которых попадают в область значений расстояния, указанных пользователем.
3. Реализована возможность обработки других форматов используя API САПР систем для считывания тесселяционных данных (я использовал функции, которые применялись для SolidWorks).
Примеры работы программы можно увидеть на рисунках 1 и 2. В своей работе особенно горжусь функцией открытия STL файлов. Она позволяет как быстро открывать файлы с треугольниками, так и параллельно разбивать их на тела. Скорость открытия файла surf2.stl (рисунок 2) составила 5 секунд, что всего лишь в 1.5 раза медленней по сравнению с оригинальной бесплатной программой просмотрщиком от SolidWorks.
Рисунок 1 – Файл multi1.stl
Рисунок 2 – Файл surf2.stl
К сожалению, я не занял призового места на олимпиаде, однако приобрел хороший опыт, который станет полезным в моей будущей работе.