ПРИКАСПИЙСКИЙ ЖУРНАЛ
УПРАВЛЕНИЕ И ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
АНАЛИЗ НАПРАВЛЕНИЙ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИНЦИПА МОДУЛЬНОСТИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ УЧЕБНЫХ ПРОЕКТОВ ПО РОБОТОТЕХНИКЕ В ВУЗАХ
 |
Читать | Волосатова Тамара Михайловна, Барсуков Дмитрий Александрович, Тамков Павел Игоревич АНАЛИЗ НАПРАВЛЕНИЙ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИНЦИПА МОДУЛЬНОСТИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ УЧЕБНЫХ ПРОЕКТОВ ПО РОБОТОТЕХНИКЕ В ВУЗАХ // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. — 2020. — №4. — Стр. 133-148. |
Волосатова Тамара Михайловна - Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана, tamaravol@gmail.com
Барсуков Дмитрий Александрович - Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана, fieria.pirs@yandex.ru
Тамков Павел Игоревич - Астраханский государственный университет, ptamkov@ya.ru
Приведены цели и основные направления обучения студентов по направлению «Мехатроника и робототехника»: 15.03.06 - бакалавриат и 15.04.06 - магистратура. Указаны ключевые вузы, осуществляющие такое обучение. Проведен анализ современных требований к процессу проектирования робототехнических систем учебного назначения. Показано, что такой процесс и его результаты должны удовлетворять ряду требований, в том числе по полноте охвата изучаемых дисциплин; по использованию средств автоматизированного проектирования; по трудоемкости и срокам выполнения разработки проекта и его практической реализации; по выбору элементной базы реализации проекта с учетом необходимой функциональности разработки; по возможностям практической оценки работоспособности выполненной разработки, соблюдению всех предусмотренных в техническом задании функциональных требований. Охарактеризовано содержание понятия «принцип модульности» применительно к разработке робототехнических систем. Представлены преимущества разработки робототехнических систем с использованием принципа модульности, включая возможности формирования и применения библиотек, модулей и программных средств для них; оптимизации выбора модулей из таких библиотек; замены функционально близких модулей в ходе эксплуатации устройств и пр. Приведено краткое обоснование выбора программно-аппаратной платформы для исследования практических вопросов реализации принципа модульности. Процесс последовательной реализации этого принципа показан на примере ряда конкретных проектов. Эти проекты подробно охарактеризованы по следующим направлениям: определение назначения и функциональных возможностей разработки, поиск аналогов и анализ их возможностей; методика разработки конструкции с учетом использования принципа модульности; выбор конкретной элементной базы для проектов; обеспечение взаимозаменяемости модулей, разработки программных средств для модулей, тестирование модулей и устройств в целом; замена модулей в процессе эксплуатации и перенастройка программного обеспечения. Охарактеризованы возможные подходы к оценкам рациональности выбора технических решений в проектах, практической реализации этих проектов, их последующего использования, в том числе с заменой модулей. Сделан вывод о целесообразности создания общероссийского банка «модулей», программных средств для них, разработок на основе модулей. Такой банк может быть использован для сокращения трудоемкости выполнения конкретных разработок и, как следствие, расширения направлений учебного проектирования робототехнических систем.
Ключевые слова: мехатроника и робототехника, робототехнические системы, учебное проектирование, принцип модульности, функциональность разработок, реализация разработок, микроконтроллеры, датчики, исполнительные механизмы, программное обеспечение, примеры модулей, примеры