Передовые производственные технологии
- информатика
- физика
- Дает 100 баллов на ЕГЭ
Подход к производству вещей и машин, строительству зданий в мире меняется, а мы становимся свидетелями четвертой промышленной революции. Товары будут производиться вблизи мест использования по нашему заказу и индивидуально для каждого. Процесс разработки будет автоматизирован — людям останется только творческая работа без рутины, а производство станет полностью автономным. Однако этот процесс сам себя не создаст, и придётся приложить колоссальные усилия для его запуска.
Наиболее прогрессивным в этом направлении является автомобилестроение, поэтому в прошлом году участники олимпиады проработали процесс производства автомобиля, который бы собирался роботом. Команды спроектировали его узлы таким образом, чтобы сборку мог осуществить робот, управляемый компьютером и контролирующий обстановку при помощи компьютерного зрения. А размеры платформы могли быть заданы непосредственно перед началом производства. Предварительно перемещения робота при сборке проверялись в симуляции, также прописывалась технологическая карта для контроля.
Другой передовой областью в которой внедряются принципы четвертой промышленной революции является строительство. В мире происходит переосмысление и перестройка зданий, построенных в 1950 — 80 года. Разумеется этот процесс будет проходить с использованием передовых технологий.
Мы предлагаем вам создать часть процесса возведения зданий. Несмотря на кажущуюся простоту, этот процесс требует серьёзной проработки от фундамента до прокладки коммуникаций, финишной отделки. А для качественной эксплуатации здание должно иметь хорошую документацию в электронном виде. По всему миру компании, университеты и просто энтузиасты ищут пути оптимизации и новые подходы в этом деле. Кто-то строит большие 3D-принтеры для послойной печати домов, другие автоматизируют установку опалубки. Мы предлагаем вам сосредоточиться на строительстве сборных домов. Предстоит поработать над несколькими этапами в строительстве зданий, например, команды должны будут разработать гриппер (захват), позволяющий захватывать модули любой формы и запрограммировать производственную линию под сборку модульного дома.
Состав команды — 3 человека:
- Инженер — проектирует систему для захвата модулей (гриппер);
- Высокоуровневый программист — разрабатывает программное обеспечение для работы с манипулятором через базу данных, предоставленную организаторами;
- Высокоуровневый программист — программирует систему для распознавания деталей при сборке, а также их позиции в пространстве.
Разработчики
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Основные партнёры
ООО «Лаборатория «Вычислительная механика»», Ассоциация «ТЕХНЕТ», Ассоциация 3D образования
Отборочные этапы
Заключительный этап
На финале прошлого года, участникам было предложено разработать автомобиль из изготовленных компонентов, моделируя конвейерную сборку. На втором этапе участники моделировали свои автомобили, чтобы напечатать и собрать на финале. Сложность всего процесса заключалась в том, что инженеры должны были продумать надежные крепежи, а программисты правильно описать алгоритм захвата деталей и точной стыковки с корпусом автомобиля.
Задача этого года будет похожей по идее, но отличаться в нюансах. Вам также надо будет организовать производственную линию для построения модульных сооружений. В качестве такого модульного сооружения мы предлагаем вам построить дом, состоящий из самых различных блоков. Вы не подумайте что дом нужно будет строить как в игре Tower Bloxx Delux, у нас все серьезно, только точное позиционирование!
Материалы для участников
Что нужно знать
- Принципы и технологии четвертой промышленной революции;
- Базовые принципы проектирования, программирования и моделирования.
Hard skills
- Моделирование (САПР): Fusion 360, Autodesk Inventor, Компас3D, Solidworks, Sketch Up;
- Производство: Cura, Slic3r;
- Программирование: Arduino IDE (C/C++), Python, OpenCV.
Soft skills
- Проектный подход;
- Умение работать в команде;
- Открытость для освоения новых технологий;
- Умение излагать свои мысли устно и в документах.
Общие материалы для подготовки:
Рекомендуемый софт/библиотеки:
- Python:
- Софт:
- Фреймворки:
- opencv-python 4.4.0.42
- PyQt5 5.15.0
- Tkinter 8.6 (standard python lib)
- pygame 1.9.6
- САПР:
Профильные материалы для подготовки