Dassault - SolidWorks
Siemens
Google překladač: English Deutsch

Exkluzivní partner sekce

NICOM
NAFEMS - idiada
SIEMENS - PLM automation
Tiskárna Brno (CCB)

GOPAS - CAD kurzy

Více kurzů

StreamTech.tv

streamtech tv-logo

Soutěžní projekt zvýšil úroveň semestrálního projektu

VŠBNa Vysoké škole báňské - Technické univerzitě Ostrava Fakultě strojní probíhala v zimním semestru 2007/2008 soutěž hodnotící nejlepší semestrální projekty. Tuto soutěž vyhlásila společnost Visteon-Autopal v rámci předmětu „Počítačová podpora konstrukčních prací“ provozovaného Katedrou výrobních strojů a konstruování.

Dytron
Společnost Visteon - Autopal představuje součást nadnárodní společností Visteon jako předního světového výrobce automobilových komponentů. Na soutěžním projektu spolupracovali odborníci z vývojového centra pro světelnou techniku se sídlem v Novém Jičíně.

Soutěž - Visteon

Předmět „Počítačová podpora konstrukčních prací“ je na Fakultě strojní, VŠB - Technické univerzity Ostrava vyučován již řadu let. Zahrnuje výuku 3D modelování a základy technických výpočtů prostřednictvím metody konečných prvků. Jako softwarový nástroj zde slouží CAD/CAM/CAE systém I-DEAS společnosti Siemens PLM Software, který využívají nejen vývojáři ve společnosti Visteon - Autopal, ale také na mnoha dalších místech v průmyslové praxi.

Společnost Siemens PLM Software od roku 2001 realizuje plán přechodu stávajících zákazníků I-DEAS na systém NX, přičemž plně respektuje potřeby uživatelů I-DEAS.  
 
Plán se zaměřuje na strategické cíle zákazníků používajících I-deas tak, aby přechod z I-DEAS na NX byl nejen úspěšný, ale zachoval jejich investici a duševní vlastnictví obsažené v existujících I-DEAS datech. Tento strategický plán zahrnuje I-DEAS i Team Data Manager (TDM) a představuje přechod z I-deas a TDM na NX a Teamcenter Engineering.

Hardwarově komfortně sloužila pracovna grafických stanic SUN, vybavená výkonnými počítači se 2 procesory AMD OPTERON 2,8 GHz a 4 GB RAM. Tuto moderně vybavenou pracovnu pro univerzitní využití zde provozuje Centrum informačních technologií.
Pracovna grafických a výpočetních stanic SUN. Zde probíhala výuka se soutěžním projektem.
Sestavení soutěžního projektu pro studenty tak, aby byl smysluplný a s očekávanými výsledky vyžaduje zřetel na mnoho specifických vstupních parametrů.

Pro tento projekt byl tedy hledán předmět, který splňuje zejména základní vlastnosti:

  • rozsah a obtížnost pro studenty reálně zvládnutelná během jednoho semestru (cca 12 týdnů),
  • co nejlépe hodnotitelné výstupy projektu podle předem daných a jasných kritérií,
  • předmět z reálné praxe a pokud možno také zajímavý.


Na základě uvedených aspektů bylo vybráno řešení tvaru rámu světelného modulu. Jedná se o relativně jednoduchý díl, ale to jen na první pohled. Rám světelného modulu slouží jako nosný prvek pro světelný projektor. Projektor spolu s rámem a případně s dalšími komponenty tvoří celek zvaný světelný modul. Světelný modul je součástí světlometu automobilu.
Světelný modul
Dominující aspekt takového projektu představuje řešení geometrie tvaru rámu tak, aby splňoval definované podmínky tuhosti a zároveň minimalizace objemu hmoty tohoto rámu. Hlavním důvodem minimalizace objemu je snaha o snižování výrobních nákladů úsporou množství použitého materiálu a také obecný tlak na snižování hmotnosti automobilových komponentů. Podmínky tuhosti zde definuje spodní hranice hodnoty 1. vlastní frekvence soustavy světelného modulu. To z důvodu rozkmitu světla při provozu světlometu a jeho vlivu na vnímání lidského oka.

Jestliže se jedná o řešení geometrického tvaru jediného dílu, úloha svým rozsahem může odpovídat rozsahu zvládnutelnému během jediného semestru. To však za podmínek, že vše ostatní je předem důkladně připraveno, včetně detailního návodu na sestavení výpočtové MKP úlohy a dalších materiálů.

Zadání vyžaduje exaktní definici veškerých důležitých vstupních parametrů:

  • Využití systému I-DEAS.
  • Vstupní geometrický tvar, základní rozměrové prvky, úchytné části, maximální objemová obálka.
  • Tloušťka stěn rámu vnějších, minimální a doporučená.
  • Tloušťka stěn rámu vnitřních - žebra, minimální a doporučená.
  • Obecný požadavek na tvar z hlediska vyrobitelnosti prostřednictvím dvoudílné formy s dělící rovinou.
  • Typ použitého prvku sítě rámu pro MKP výpočtový model.
  • Maximální velikost prvku sítě.
  • Definice sestavení výpočtového modelu a zejména okrajových podmínek.
  • Vlastnosti materiálu rámu.
  • Minimální hodnota 1. vlastní frekvence soustavy s rámem: 80 Hz při pokojové teplotě.
  • Termín odevzdání projektu.

Vstupní parametry hrají důležitou roli pro spravedlivou možnost hodnocení jednotlivých výsledků projektu. Výsledný žebříček výsledků představuje seznam vzestupně seřazených velikostí objemů rámů. No a v uvedeném žebříčku hodnocených se mohou vyskytovat pouze projekty splňující veškeré vstupní parametry. V případě nedostatečné definice vstupních parametrů by mohlo docházet například k tomu, že významná hodnota 1. vlastní frekvence soustavy by mohla být ovlivňována změnou přesnosti výpočtové metody (např. velikostí a typem prvku sítě) a ne samotnou geometrií rámu. Vše je tedy definováno tak, aby autor navrhoval pouze geometrický tvar a jeho tuhost si vyhodnocoval skutečně exaktně definovaným MKP výpočtem.

Projekt zvládnutelný během jediného semestru s možností jeho hodnocení podle předem daných a jasných kritérií by bez zajímavého vlastního předmětu nemusel přinést očekávané výsledky. Hlavní snahou zde bylo zvýšit aktivitu a zájem studentů ve výuce a tím získat sérii výsledků, jejichž úroveň přesahuje projekty v rámci běžného semestru bez přítomnosti soutěžního projektu. Řešení tvaru rámu světelného modulu je atraktivní tím, že se jedná o automobilový průmysl a úloha vychází ze zadání řešení rámu světelného modulu pro světlomet automobilu značky LINCOLN.

Za jeden z hlavních motivačních prvků je možno považovat vyhlášené ceny od společnosti Visteon-Autopal:
1. cena: 15 000 Kč
2. cena: 10 000 Kč
3. cena: 5 000 Kč

K uvedeným finančním částkám patří nejlepším studentům také ocenění formou diplomu, který si jistě umí najít své místo například v profesním životopise.

Soutěžní projekt oficiálně vyhlásili zástupci firmy Visteon-Autopal formou přednášky konané dne 18. října 2007 na půdě Vysoké školy báňské -Technické univerzity v Ostravě - Porubě.
Vyhlášení patřilo celkem 38 studentům ze 3 studijních skupin v rámci předmětu „Počítačová podpora konstrukčních prací“.

Harmonogram tohoto předmětu v zimním semestru zahrnoval základní části:

  • Základy 3D modelování v modulu „Design“ systému I-DEAS.
  • Základy výpočtů MKP v modulu „Simulation“ systému I-DEAS.
  • Popis problematiky konstrukce rámu světelného modulu a sestavení výpočtového modelu simulujícího sestavu světelného modulu.
  • Samostatná práce studentů na projektu.


Po celou dobu realizace soutěžního projektu jsme jako autoři akce byli plni očekávání, zda a jaké výsledky se dostaví. Již však při průběžném sledování závěrečné fáze projektu, kdy studenti samostatně a snaživě pracovali za účelem dosažení co nejlepších parametrů rámu, bylo zřejmé, že se v závěru semestru bude sklízet ovoce.
Studenti při práci na semestrálním projektu.
Poslední termín pro odevzdání soutěžního projektu byl stanoven na 18. ledna 2008, jako poslední den semestru. Dvacet z 38 studentů odevzdalo projekt do termínu a ve stavu zařaditelném do hodnocení v rámci vyhlášené soutěže. Z těchto projektů byl sestaven žebříček seřazený podle dosažené hodnoty objemu rámu. Dále následovalo setkání na půdě vyhlašovatele soutěže společnosti Visteon-Autopal v Novém Jičíně. Zde byli vybráni 4 nejlepší studenti na základě jejich výsledků projektu a dále se rozhodlo, že boj o první 3 místa proběhne formou závěrečných prezentací těchto 4 studentů. Dále byli navrženi další 4 studenti na mimořádné ocenění za specifické vlastnosti výsledků jejich projektů. Do termínu závěrečného vyhlášení výsledků byly dodány ještě další projekty a celkem se tedy sešlo 35 hotových projektů. Z těchto projektů byl sestaven celkový žebříček zahrnující všechny odevzdané projekty.

Závěrečné vyhlášení výsledků soutěžního projektu proběhlo dne 20. února 2008 na VŠB - Technické univerzitě v Ostravě-Porubě za účasti děkana Fakulty strojní Prof. Ing. Petra Horyla, CSc., proděkanky Doc. Ing. Sylvy Drábkové, Ph.D. a Dr. Ing. Anny Plchové, vedoucího katedry výrobních strojů a konstruování Doc. Dr. Ing. Ladislava Kováře a dalších zástupců za univerzitu a společnost Visteon-Autopal.

První tři ceny byli uděleny studentům:
1. místo: Jan Chrástek
2. místo: Josef Oleksik
3. místo: Patrik Sniehotta

Mimořádné ceny za realizace projektu si zasloužili:
Radim Slanina
Michal Dvořáček
Jiří Poláček
Petra Richterová

Vítězní studenti s Ing. Vladem Dobrušem z Visteonu si prohlížejí fyzické modely svých rámů.

Předávání ceny za 1. místo: Jan Chrástek. Cenu předává děkan Fakulty strojní.

Předávání mimořádných cen.

Zástupci společnosti Visteon-Autopal nechali podle 4 nejlepších projektů vytvořit prostřednictvím technologie Rapid Prototyping fyzické modely rámů. Zejména pro autory z řad studentů to bylo zajímavé setkání s reálnými hmatatelnými prototypy jejich výtvorů, které dosud znali pouze z virtuálního prostředí CAD systému.
Jeden z fyzických modelů nejlepších projektů vytvořených technologií Rapid Prototyping.
Myšlenka zařazení takového soutěžního projektu do výuky u mne vznikla již dávno. Realizace se však neobejde bez aktivní spolupráce ze strany praxe.  Díky odhodlání a aktivnímu přístupu Ing. Veroniky Prudilové, Ing. Vladimíra Dobruše a Ing. Jaroslava Schwarze za společnost Visteon-Autopal se v roce 2007 vše mohlo odehrát.
Projekt navodil ve výuce při práci studentům konkurenční atmosféru, která přispěla nejen ke zvýšení aktivity a zájmu, ale také hlavně k samostatnosti studentů při realizaci. Série všech výsledků projektu, ať už více nebo méně úspěšných, vypovídá o tom, že každý ze studentů do své práce vložil své osobité myšlení a kus dobré práce. Těm nejlepším studentům patří gratulace a všem zúčastněným poděkování za vynikající spolupráci.
Právě takový projekt se stal vzorovým představitelem reálné spolupráce univerzity s průmyslovou praxí.

Arch výsledných geometrických tvarů ze všech odevzdaných projektů v různých formátech. Seřazeno podle žebříčku - zleva doprava a dolů.

Autor pracuje na Katedře výrobních strojů a konstruování Fakulty strojní, VŠB - Technická univerzita Ostrava.

 Výsledky soutěžního projektu
Vyhlašovatel soutěže:
Visteon – Autopal
Členové hodnotící komise:
určení zástupci za Visteon – Autopal a VŠB-TUO, FS
Tři nejlepší vítězné projekty:
1. místo:     Chrástek Jan
2. místo:     Oleksik Josef               
3. místo:     Sniehotta Patrik
CHR177
OLE024
SNI008
SB364
SB364
SB365
 
Mimořádné ceny za realizace projektu:
Slanina Radim           
Dvořáček Michal       
Poláček Jiří           
Richterová Petra           
SLA358
DVO266
POL475
RIC133
SB365
SB364
SB364
SB366
 

 

Výsledný žebříček projektu
"Řešení tvaru rámu světelného modulu", 2007/2008
        cm^2 Hz
1 Oleksik Josef OLE024 SB364 20,9520 80,5000
2 Chrástek Jan CHR177 SB364 21,7000 81,0000
3 Slanina Radim SLA358 SB365 22,8700 81,9000
4 Sniehotta Patrik SNI008 SB365 23,2250 81,4000
5 Poláček Jiří POL475 SB364 23,8080 80,3000
6 Žídek Martin ZID085 SB365 24,7010 80,8000
7 Maršálek Petr MAR746 SB364 26,7590 81,1000
8 Dvořáček Michal DVO266 SB364 29,6900 85,4000
9 Dostál Ondřej DOS216 SB264 30,1290 80,1000
10 Oháňka Petr OHA011 SB364 31,7430 104,0000
11 Trávníček Jakub TRA099 SB365 31,7830 91,5000
12 Zubalík Martin ZUB039 SB365 32,2800 88,4000
13 Otáhal Jiří OTA036 SB364 33,3380 106,0000
14 Betlach Tomáš BET018 SB364 35,4290 109,0000
15 Potěšil Pavel POT055 SB366 36,2370 113,0000
16 Richterová Petra RIC133 SB366 37,9680 123,0000
17 Mareš Milan MAR747 SB364 39,0260 88,4000
18 Hampala Lukáš HAM100 SB364 40,9340 96,1000
19 Mikula Petr MIK431 SB366 41,0750 128,0000
20 Sedláček Pavel SED325 SB365 44,6710 99,2000
21 Fárlík Robert FAR051 SB366 44,8040 109,0000
22 Šíma Václav SIM362 SB365 46,0490 107,0000
23 Toth Petr TOT022 SB365 47,0300 105,0000
24 Kadlčík Jiří KAD143 SB366 49,5790 129,0000
25 Uherková Lenka UHE060 SB365 50,4440 104,0000
26 Černoch Jakub CER473 SB366 51,4570 83,4000
27 Bílý Radek BIL176 SB364 39,3170 79,6000
28 Šprla Martin SPR025 SB365 51,3400 77,3000
29 Heindrich Tomáš HEI067 SB365 54,8780 76,3000
30 Vávra Miroslav VAV241 SB365 37,4000 70,3000
31 Blahuš Martin BLA330 SB364 36,4700 67,6000
32 Balvín Martin BAL230 SB364 38,0150 63,2000
33 Tiefenbach Vít TIE011 SB365 34,6000 57,3000
34 Vykoukal Martin VYK058 SB365 43,8970 57,1000
35 Čureček Petr CUR018 SB366 39,5000 47,1200
           
  Jan Jiří JAN832 SB366  
  Puchner Pavel PUC039 SB365  
  Put Jiří PUT012 SB362  

 


 

Přidat komentář

Bezpečnostní kód
Obnovit