Аннотация: В статье рассматриваются вопросы подготовки студентов технических направлений высших учебных заведений с учетом стандарта компетенции WorldSkills International «Инженерный дизайн CAD». Актуальность внедрения стандартов 3D моделирования в современных системах автоматизированного проектирования в образовательный процесс обусловлена потребностью в подготовке высококвалифицированных специалистов международного уровня в различных областях промышленности. Проведен анализ конкурсных заданий чемпионатов WorldSkills, в результате которого определена значимость графической подготовки для формирования навыков современного специалиста, использующего САПР в своей профессиональной деятельности. Представлена методика геометро-графической подготовки студентов по специальности 15.05.01 Проектирование технологических машин и комплексов специализация Проектирование металлургических машин и комплексов, реализуемая в ФГБОУ ВО МГТУ им. Носова. Важным преимуществом методики является применение различных САПР и развитие навыков ручного эскизирования деталей машиностроения при изучении дисциплины инженерная графика. Получены результаты успешного использования в образовательном процессе конкурсных заданий с чемпионатов Worldskills.
Вывод: применение разработанной методики в учебном процессе позволило повысить эффективность обучения студентов.

Abstract: This article examines the questions of preparation of students of technical specialties in the higher educational institutions based on the WorldSkills Occupational Standards “Engineering CAD Software”. The relevance of implementation of 3D modeling standards in modern computer-aided design systems into the educational process is substantiated by the need in preparation of highly qualified internationally recognized specialists in different industry fields. The author analyzed competitive tasks of the WorldSkills championships, as well as assesses the importance of graphic training for the development of competences of a modern specialist, who use CAD in their professional activity. The article examines the methodology of geometric-graphic preparation of students of the specialty 15.05.01 Design of Technological Machines and Complexes, specialization in the Design of Metallurgical Machines and Complexes, implemented in the Magnitogorsk State Technical University. A distinct advantage of this methodology is the use of various CAD software and development of the skills for manual sketching of details of mechanical engineering within the framework of studying engineering graphics. The results are acquired of successful implementation of competitive tasks of the Worldskills championships in the educational process. The author concludes that the use of the developed methodology in educational process allowed improving the efficiency of preparation of students.

Аннотация: В статье рассматривается опыт применения VR-AR технологий (технологий виртуальной и дополненной реальности) для наглядной демонстрации производственных объектов в процессе проектирования и эксплуатации.
Сегодня принято использовать трехмерное моделирование в CAD-системах как средство разработки конструкторской документации, визуализации работы на различных этапах проектирования и подготовки объектов к инженерному анализу. Авторы считают, что использование AR-решений не параллельно, а во взаимодействии с современными САПР для решения инженерных и конструкторских задач позволит избежать ошибок проектирования и упростит процесс демонстрации проектов.
На основе рабочих чертежей и созданных в Компас 3D трехмерных моделей деталей и сборки двухступенчатого редуктора, применяемого для поднятия заслонки термической печи в металлургическом производстве, в среде разработки мультимедийных приложений Unity разработано AR–приложение для наглядной демонстрации устройства. В качестве метки для визуализации выбран сборочный чертеж редуктора в цифровом графическом формате, обработанный на портале Vuforia. База меток импортирована в среду Unity, скриптами прописана логика реализации сценария для демонстрации сборки устройства и отдельных деталей. Приложение загружено на смартфон и протестировано - при наведении камеры на распечатанный сборочный чертеж позволяет увидеть 3D модель редуктора с разных сторон, скрыть любые детали и изучить устройство полностью. Разработанные по предложенному методу AR-приложения могут использоваться в процессе обучения производственного персонала, что позволит повысить производительность и качество работ при монтаже и обслуживании промышленных объектов, а также для представления проектов во время выставок и презентаций новых продуктов.

Abstract: This article reviews the experience of application of VR-AR technologies (virtual and augmented reality technologies) for visual demonstration of production facilities in the process of engineering and operation. The three-dimensional modeling in CAD systems is commonly used as a means for development of construction documentation, visualization of work at different stages of engineering, and preparation of objects for engineering analysis. The authors believe that the use of AR-solutions not in parallel, but along with modern CAD systems for solution of engineering and design problems would allow avoiding design flaws and simplify the process of demonstration of projects. Based on the blueprints and three-dimensional models of the parts and assembly of two-stage reduction gear used  for lifting a thermal furnace in metallurgical production, within the framework of development of the Unity multimedia application is developed the AR application for visual demonstration of the device. As the guide mark for visualization is selected the assembly drawing of the reduction gear in digital graphical format edited in the Vuforia portal. The guide mark database is imported into the Unity environment, the logic of implementation of the technique for demonstrating the assembly of the device and separate parts is written in script program. The application is installed on a smartphone and tested; pointing the camera at the printed assembly drawing allows seeing the 3D model of the reduction gear from different angles, hide any details and scrutinize the device. The AR-applications developed according to the proposed method can be used in the process of training operational personnel, which would improve the performance and quality of work during installation and maintenance of industrial facilities, as well as for displaying the projects during exhibitions and presentations of new products.

Аннотация: Одним из перспективных направлений разработки программного обеспечения является моделирование формоизменения различных тел с графическим отображением самого процесса. Актуальность создания таких систем объясняется, прежде всего, предоставлением потенциальному пользователю возможности визуализации процесса формоизменения объекта под действием внешних сил. Такие программные модули востребованы в различных областях, например, моделирование деформации стального слитка при производстве металлопроката, прогнозирование формирования дефектов при внешнем воздействии на тело различной формы, а так же визуализация работы технической аппаратуры, связанной с внешним силовым воздействием на объект, который в результате приложенных сил меняет свою форму. Разработка подобных систем дает возможность создавать тренажеры-эмуляторы, которые востребованы, в том числе, и в образовательных учреждениях, так как позволяют без закупки дорогостоящего оборудования обучать студентов практическим навыкам работы. Например, в медицинских вузах можно применять подобные программно-аппаратные системы для получения практических навыков работы с медицинским оборудованием, например, установкой ультразвукового исследования (УЗИ). Стандартный процесс обучения проведения ультразвукового исследования в медицинском вузе состоит из двух этапов: теоретический и практический. В ходе обучения студент не имеет возможности самостоятельно поработать на аппарате УЗИ такое количество раз, чтобы получить реальные навыки работы с медицинским оборудованием. Поэтому актуальным является разработка ассистирующей робототехнической систем (АРС), которая будет являться тренажером-эмулятором реальной установки УЗИ и может использоваться для обучения. Первым этапом реализации проекта по созданию АРС аппарата УЗИ является разработка специализированного программного продукта, который позволит выполнить визуализацию изображения человеческих органов в формате 3D с возможностью их масштабирования, поворота и деформации, которая возникает при давлении на мягкие ткани поверхности джойстиком аппарата при проведении УЗИ-обследования.

Abstract: One of the promising areas of software development is the modeling of shapes of various objects with graphical representation of the process itself. The relevance of creation of such systems is first and foremost substantiated by providing a potential user with opportunity to visualize the process of shaping the object under the influence of external factors. Such software modules are highly demanded in such fields as modeling of deformation of a steel ingot in manufacturing rolled steel, prediction of occurrence of defects caused by external influence upon objects of various shape, as well as visualization of work of technical equipment related to external impact upon the object, which changes its shape as a result of applied forces. Elaboration of such systems allows inventing emulators that are demanded in educational institutions, as they replace expensive equipment for training practical skills of the students. For example, in medical universities, such software and hardware systems can be used for acquiring practical skills of working with medical equipment, like installation of ultrasonography. The standard training process for carrying out ultrasound examination in a medical university consists of two stages: theoretical and practical. In the course of training, students are not allowed to use ultrasonography machine as many times to be able to acquire sufficient skills in working with medical equipment. Therefore, it is relevant to develop an assistant robotic system for training, which would serve as an emulator of an actual ultrasonography equipment. The first stage of implementation of such project is the development of a specialized software product that would allow visualizing the image of human organs in 3D format with an option of scaling, rotation and deformation, which occurs due to application of pressure on soft tissues using special joystick during ultrasonography examination.