ITI › Kursused › G3·13D-modelleerimine ja tootearendus
Kõik kursused
Avaleht
ITI suunamoodul · G3 · 1. kursus

3D-modelleerimine ja tootearendus

Tootearenduse ahel vajadusest valmis prototüübini: mõõtmine ja skaneerimine, parameetriline 3D-modelleerimine, printimine, katsetamine ja parendus. Suur keelemudel (SKM) on kavandamise ja arvutuste abiline, mille pakutud tugevusarvutus ja materjalivalik kontrollitakse käsiraamatu ja katsega.

Tundide kava Hindamine

Disainisprindis lahendatakse päris tellija probleem – kool, kohalik ettevõte või terraariumi seire kinnitus – ja tehakse esimene prototüüp.

kursuse üldandmed
kursus:3D-modelleerimine ja tootearendus
suunamoodul:Inseneeria ja tehisintellekt · G3 · 1. kursus
maht:21 õppetundi (35 akadeemilist tundi)
eeltingimus:ei ole – soovituslik G1 ja G2 kursused
praktikat:17 tundi 21-st – mõõtmine, modelleerimine, printimine
hindamine:arvestatud / mittearvestatud
veebileht:saaremaa.edu.ee/iti
0õppetundi35 akadeemilist tundi · 75 min
0teemaplokkimõõtmine, mudel, print, katse
0tundi praktilise tööga21-st · mudel, print, katse
0iteratsiooniprototüüp → katse → parendus

Kursuse teemad

Nõuded ja prototüüpNihik ja mõõtemääramatus3D-skanner ja fotogrammeetriaParameetriline mudelTolerantsid3D-printimineMaterjalidKoormuskatseDisainisprintTehniline dokumentatsioon
Kursus

Vajadus → mudel → prototüüp → katse

Kursus algab tootearenduse mõistetest – vajadus, nõuded, prototüüp, iteratsioon – ja mõõtmisest nihiku ja 3D-skanneriga koos mõõtemääramatusega. Seejärel modelleeritakse visandist parameetrilise mudelini mõõtmete ja tolerantsidega, prinditakse detail ja kontrollitakse selle mõõtmeid mudeliga. Disainisprindis lahendatakse päris tellija probleem, koormuskatse ja sobivuse kontroll viivad teise iteratsioonini. Lõpuprojekt on toode vajadusest prototüübini koos tehnilise dokumentatsiooniga.

MÕÕTMINE · MUDEL

Mõõtmetest parameetrilise mudelini

Nihik, mõõtemääramatus ja 3D-skanner; skaneeritud mudeli võrdlus mõõtmisega; visandist parameetrilise mudelini mõõtmete, tolerantside ja koostega; tehnilise joonise lugemine.

  • Nihik
  • Skanner
  • Tolerantsid
PRINT · KATSE

Prototüüp, mida saab katsetada

Materjalid, kihid, tugistruktuurid ja printimisparameetrid; prinditud detaili mõõtmete kontroll mudeliga; koormuskatse, sobivuse kontroll ja teine iteratsioon koos muudatuste dokumenteerimisega.

  • Materjal
  • Print
  • Koormuskatse
SKM · KAVANDAJA

Keelemudel kavandajana

Tugevusarvutus ja materjalivalik küsitakse kahelt mudelilt ja kontrollitakse käsiraamatu ja katsega; tootekirjelduse ja dokumentatsiooni mustand kooli tehisintellekti labori kohaliku keelemudeliga, igas väites kontroll.

  • Kaks mudelit
  • Käsiraamat
  • Dokumentatsioon
Ülesehitus

Kursuse ülesehitus

Esimesed kaheksa tundi viivad mõõtmisest ja skaneerimisest mudeli ja prindini, üheksas on keelemudel kavandajana ja kümnes teadmiste kontroll. Seejärel disainisprint päris tellijaga, katsetamine ja parendus, õppekäik ning lõpuprojekt koos esitlustega. Tundide ülesanded, tehisintellekti tugi ja mõttepäevik avanevad pärast sisselogimist.

Lõiming: mõõtmete ja mahtude arvutus, protsendid (matemaatika); disaini- ja arhitektuurikursus tellija ja kasutusmugavuse hindajana; koormuskatsed koostöös kõrgkooli laboriga.

Kava on arendusjärgus – seda täpsustatakse piloteerimise käigus ja see valmib lõplikult 2028. aasta lõpuks.

1.tund

Tootearendus inseneerias: vajadus, nõuded, prototüüp, iteratsioon; kursuse ülesehitus ja mõttepäeviku alustamine.

2–3.tund

Mõõtmine ja skaneerimine: nihik, mõõtemääramatus, 3D-skanner ja fotogrammeetria fotoseeriast (sh drooniga); skaneeritud mudeli võrdlus mõõtmisega.

4–6.tund

3D-modelleerimine: visandist parameetrilise mudelini, mõõtmed ja tolerantsid, kooste; esimese detaili modelleerimine.

7–8.tund

3D-printimine: materjalid, kihid, tugistruktuurid, printimisparameetrid; detaili printimine ja mõõtmete kontroll mudeliga.

9.tund

Keelemudel kavandajana: tugevusarvutuse ja materjalivaliku küsimine kahelt mudelilt, vastuste kontroll käsiraamatu ja katsega.

10.tund

Teadmiste kontroll: joonise lugemine, mõõtmed ja tolerantsid, printimise põhimõtted.

11–12.tund

Disainisprint: päris tellija probleem (kool või kohalik ettevõte – nt seadme kinnitus, külakiik, naelteta sild, tuuliku tiivik), lahenduse kavand ja esimene prototüüp.

13.tund

Katsetamine ja parendus: koormuskatse, sobivuse kontroll, teine iteratsioon; muudatuste dokumenteerimine.

14.tund

Õppekäik tootmisettevõttesse või tootearenduse laborisse: kuidas prototüübist saab toode.

15–19.tund

Lõpuprojekt: toode vajadusest prototüübini – nõuded, mudel, print, katse, kasutusjuhend; tootekirjelduse ja tehnilise dokumentatsiooni mustand kooli tehisintellekti labori kohaliku keelemudeliga, igas väites kontroll.

20.tund

Lõpuprojektide esitlused ja prinditud tööde näitus koolis: tellija vajadus, lahendus, katsetulemus, kus keelemudel eksis.

21.tund

Kokkuvõte ja refleksioon: mõttepäevikute põhjal ühine arutelu, kus ja kuidas keelemudel eksis.

Õpitulemused

Kursuse läbinud õpilane

Viis õpitulemust kahes rühmas: tootearendus ning tehisintellekt ja kontroll.

G3 · 3D-modelleerimine ja tootearendus

01Tootearendus

  • mõõdab ja skaneerib detaili ning esitab mõõtmed koos mõõtemääramatusega;
  • modelleerib parameetrilise 3D-mudeli mõõtmete ja tolerantsidega ning loeb tehnilist joonist;
  • valib printimismaterjali ja -parameetrid ning kontrollib prinditud detaili mõõtmeid mudeliga;
  • läbib tootearenduse iteratsiooni: nõuded, prototüüp, katse, parendus, dokumentatsioon;

02Tehisintellekt ja kontroll

  • kontrollib keelemudeli pakutud arvutusi ja materjalisoovitusi käsiraamatu ja katsega.
Pedagoogilised põhimõtted

Neli põhimõtet

Õppimine algab õpilase enda mõtlemisest, tehisintellekt on abiline ja iga selle väljund saab kontrolli. Usutavus ei ole tõesus – arvutus võib olla korrektne, aga järeldus vale.

Õppijakeskne lähenemine

  • Mõtlemisaeg enne SKM-i – keelemudel ei anna vastuseid enne, kui õpilane on ise püüdnud probleemi lahendada.
  • Vigade väärtustamine – eksimused on õppimise loomulik osa; vead dokumenteeritakse ja analüüsitakse.
  • Aeglane ja sügav õppimine – pigem vähem teemasid põhjalikult kui palju pinnapealselt.
  • Õpitu ülekanne – iga teema juures küsitakse, kus veel võiks õpitut kasutada.

SKM kui Sokrates, mitte oraakel

  • SKM selgitab ja küsib – keelemudel toetab õppimist küsimuste ja selgitustega, mitte valmis vastustega; mõnes harjutuses seatakse SKM küsivasse režiimi.
  • Mitme mudeli paralleelkasutus – vähemalt kaks keelemudelit, vastuste võrdlus.
  • Õpilane seletab SKM-ile – mõiste selgitamine keelemudelile nii, et see saaks aru ja annaks tagasisidet.

Kontrolli enne usaldamist

  • Kontroll igas tunnis – tehisintellekti väljundit kontrollitakse arvutuse, mõõtmise, katse, simulatsiooni või ametliku allika abil.
  • Infoallikas ja soovitaja on eri rollid – soovitusi hinnatakse kokkulepitud kriteeriumide (sobivus, ohutus, kulu, teostatavus) alusel.
  • Usutavus ei ole tõesus – veenev vorm ei ütle midagi sisu õigsuse kohta.

Mõttepäevik

  • Iga õpilane peab mõttepäevikut – üks sissekanne tunni kohta: vastus tunni küsimusele, kus tehisintellekt eksis ja kuidas seda kontrolliti, mis jäi arusaamatuks.
  • Püsiküsimus igas tunnis: „Kus keelemudel täna eksis ja kuidas ma selle tuvastasin?“
Hindamine

Arvestatud / mittearvestatud

Kursus on mitteeristava hindamisega. Hinnatakse protsessi, pingutust ja arengut, mitte üksnes lõpptulemust. Vihjete, juhendite ja keelemudeli kasutamine ei mõjuta hindamist – ka tehisintellekti vea leidmine ja dokumenteerimine on väärtuslik õpitulemus.

ARVESTUSE TINGIMUSED
  1. Osalus vähemalt 80% tundidest – puudumisel järeltöö või iseseisev ülesanne.
  2. Kõik praktilised tööd esitatud – mõõtmine, mudel, prinditud detail ja selle kontroll; vigadega töö on aktsepteeritav, kui vead on dokumenteeritud.
  3. Teadmiste kontroll (10. tund) sooritatud – joonise lugemine, mõõtmed ja tolerantsid, printimise põhimõtted.
  4. Mõttepäevik – vähemalt 10 sisukat sissekannet.
  5. Lõpuprojekt esitatud ja esitletud – prototüüp, dokumentatsioon ja kontrolliprotokoll koos esitlusega.
Mittearvestatud töö parandatakse õpetaja määratud tähtajaks
MÕTTEPÄEVIKU SISSEKANNE
  1. Tunni küsimus – üks küsimus tunni kohta; vastus oma sõnadega
  2. Kus keelemudel täna eksis ja kuidas ma seda tuvastasin? – ka „viga ei leitud“ on tulemus, kui kontroll tehti
  3. Mis jäi arusaamatuks? – küsimused järgmiseks tunniks
LÕPUPROJEKT

Toode vajadusest prototüübini

Individuaalselt või rühmatööna: nõuded, parameetriline mudel, print, katse ja kasutusjuhend. Tootekirjelduse ja tehnilise dokumentatsiooni mustand koostatakse kooli tehisintellekti labori kohaliku keelemudeliga, iga väide kontrollitakse. Esitlus 5–10 min: tellija vajadus, lahendus, katsetulemus, kus keelemudel eksis. Rühmatöö korral hinnatakse iga liikme panust eraldi.

Praktilised töödDetail mõõdetud ja skaneeritud, mudel koostatud, prinditud ja mõõtmed kontrollitud; disainisprindi prototüüp ja koormuskatse dokumenteeritud.
Teadmiste kontrollJoonise lugemine, mõõtmed ja tolerantsid, printimise põhimõtted; keelemudel on lubatud, iga abi kontrollitakse.
MõttepäevikÜks sissekanne tunni kohta: tunni küsimus, keelemudeli viga ja selle tuvastamine, mis jäi arusaamatuks.
TagasisideSuuline tagasiside tunnis, kirjalik mõttepäevikule, tellija tagasiside prototüübile, lõpuesitluse tagasiside.
Vahendid

Mida kursusel kasutatakse

Vahendid on kirjeldatud liigi, mitte toote kaupa – kool valib konkreetsed seadmed ja keskkonnad ise.

3D-printer, 3D-skanner ja fotogrammeetria tarkvara
Nihikud ja mõõteriistad
Parameetrilise modelleerimise tarkvara
Printimismaterjalid
Koormuskatse vahendid
Vähemalt kaks suurt keelemudelit
Kooli tehisintellekti labor (arvutikomplekt kohaliku keelemudeliga)

Sisselogimine

Kursuse rakendus avaneb sisselogimisel – valmimisel

Kooli Microsofti kontoga. Õpilane valib tunni, lahendab ülesandeid tehisintellekti toe ja soovitustega ning täidab mõttepäevikut. Õpetaja näeb ja muudab tundide ülesandeid ja kirjeldusi otse brauseris.

Avalik osa – kava, ülesehitus, õpitulemused ja hindamine – on loetav ilma sisselogimiseta.

Õpilasele

Tunni ülesanded, tehisintellekti vihjed ja kontroll, mõttepäevik – näed ainult oma vastuseid

Õpetajale

Ülesannete ja tunnikirjelduste muutmine, õpilaste vastuste ja päevikute ülevaade

Kõik kursused

saaremaa.edu.ee/iti

Suunamooduli kursused

G1·1 Tehisintellekt ja füüsika inseneeriasG1·2 Kaasaegse tarkvaraarenduse alusedG1·3 Päevalaager – tsiviil- ja militaartehnoloogiaG2·1 Tehnoloogia eetika ja vastutustundlik tehisintellektG2·2 Andmete kogumine ja analüüsG2·3 Päevalaager – robootika ja rohetehnoloogiaG3·1 3D-modelleerimine ja tootearendusG3·2 Tarkvara- ja teenusearendus tehisintellekti toel

Tagasi suunamooduli avalehele