ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИК РАСЧЁТА ПО МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОМУ КУРСУ «ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК»

1. Применение программного обеспечения в образовательной деятельности

Применение программного обеспечения в рамках изучения профильных дисциплин позволяет акцентировать внимание на некоторых преимуществах. Например, при решении стандартных задач по общепринятой (классической) технологии обучающиеся используют один алгоритм решения. Результатом является набор данных (чисел), правильность которых определяется преподавателем. При обнаружении ошибки требуется повторить действия алгоритма с возможным внесением новой или повторением старой ошибки. Кроме того, переход от частных задач в обычной постановке к более общим, с возможностью их реализации с помощью компьютера, вызывает определенные трудности, поскольку включает элементы анализа и синтеза: в новой постановке задача должна включать как исходную частную задачу, так и аналогичную по смыслу и структуре. Этот факт имеет большое значение для развития инженерного подхода к решению любых задач: обобщение или декомпозиция, конкретизация по числу исходных параметров, определение способов проверки правильности результатов.

Современный подход к ведению образовательной деятельности характеризуется сильным влиянием на него информационных технологий. Последние рассматриваются уже как неотъемлемая часть целостного образовательного процесса, значительно повышающая его эффективность. Вариативные способы и механизмы позволяют визуализировать отдельные изучаемые процессы в рамках профильных дисциплин и сократить время проведения расчётов.

Комплексный и разнопараметровый характер информации (в данной статье рассматривается дисциплина «Транспортные системы обогатительных фабрик»)  обусловливает необходимость использования системного анализа при обработке и интерпретации данных, а сложность и многоуровневость представления информации – необходимость применения интегрированного системного анализа (ИСА), методология которого основана на исследовании операций, теории принятия статистических решений и управления. На их основе создают объемные многофакторные модели и принимают управленческое решение [1].

Постоянное пополнение информации позволяет корректировать модели изучаемых объектов, дополнять и улучшать выбор альтернативных решений, что и послужило основой для выбора темы данной работы и определило её актуальность.

2. Описание программы

В работе представлено приложение, позволяющее автоматизировать расчеты в рамках дисциплины «Транспортные системы обогатительных фабрик» по следующим темам:

1. расчёт параметров резинотканевой ленты конвейера;
2. расчёт параметров приводных, натяжных и отклоняющих барабанов;
3. определение расчётной мощности электродвигателя конвейера;
4. расчёт пластинчатого конвейера;
5. расчёт пропускной способности бункера.

Диаграмма вариантов использования (сценариев поведения, прецедентов) является исходным концептуальным представлением системы в процессе ее проектирования и разработки [2, 4]. Основные действия пользователя при работе с программой представлены на рисунке 1.

Рисунок 1. Основные возможности

Программа создавалась в интегрированной среде разработки программного обеспечения VisualStudio 2022 Community на языке программирования С #.

Внешний вид основного окна программы в ходе работы представлен на рисунке 2. Доступ ко всем предусмотренным расчётам осуществляется через список в центральной части главного окна и кнопку «Запустить».

Рисунок 2. Главное окно программы

Рассмотрим основные возможности на примере выбора первого пункта (Практическая №1) – будет загружена работа «Расчёт параметров резинотканевой ленты конвейера», как показано на рисунке 3.

Здесь же можно ознакомиться со справочной информацией по выбранной работе, используемых формулах и единицах измерения (вкладки Файл и Справка), рисунок 4 [3].

Рисунок 3. Навигация

Рисунок 4. Справочные данные

Все вводимые параметры снабжены подсказками. В случае ввода некорректных значений программа обратит внимание пользователя, локализуя место ошибки, как показано на рисунке 5.

Рисунок 5. Контроль корректности входных данных

На основе учёта влияния многочисленных факторов, таких как коэффициент однородности размеров частиц вещества, ширина ленты при транспортировании сыпучих материалов, производительность конвейера, скорость его ленты и пр., программа, в соответствии с заданным алгоритмом, выбирает наиболее подходящий вариант используемого оборудования.

На рисунке 6 приведен пример определения типа конвейерной ленты с областью применения и соответствующим материалом прокладок.

Рисунок 6. Результат расчётов и анализа заданных критериев

Во всех работах предусмотрен не только вариант задания уже готовых исходных данных (по вариантам), но и возможность самостоятельного ввода значений пользователем с дальнейшим расчётом.

Заключение

Предложенный в работе вариант реализации расчётов позволит решать следующие задачи:

• сокращение времени выполнения расчётов и обобщение результатов;
• анализ производственных ситуаций и технологических задач с применением программного обеспечения;
• формирование рекомендаций по выбору конвейерного оборудования на основе анализа большого числа факторов;
• возможность применения полученных результатов при проверке расчётов в лабораторных, практических и курсовых работах.

Работа над данной темой позволила углубить знания в предметной области:

• объектно-ориентированное программирование, структурирование и организация доступа к данным;
• классы и методы работы с объектами файловой системы, коллекциями.

В качестве дальнейшего направления развития рассматривается возможность расширения функционала, визуализация результатов и возможность экспорта результатов расчётов.