Урок:

Тема: Штучний інтелект (ШІ) та САПР: складові та алгоритми моделювання

12.09.2025
0 0
11 Клас

11

38

189

0

3

4

Залучено ШІ
При створенні цього матеріалу був залучений штучний інтелект.
Вміст уроку:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Урок не містить жодного завдання. Додайте завдання.

Щоб додати завдання, оберіть категорію завдання на панелі запитань.

1

Тема: Штучний інтелект (ШІ) та САПР: складові та алгоритми моделювання

Мета:

  • Ознайомитися зі складовими систем ШІ у контексті САПР;

  • Розглянути алгоритми, які застосовуються для моделювання;

  • Навчитися розрізняти, де використовується ШІ в проєктуванні;

  • Виконати практичні завдання для закріплення матеріалу.

2

Теоретичний блок (коротко)

1. Складові ШІ в САПР:

  • Бази знань – містять правила, приклади, технічні норми.

  • Системи машинного навчання – розпізнають шаблони та оптимізують моделі.

  • Експертні системи – допомагають приймати рішення (наприклад, вибір матеріалу).

  • Модулі оптимізації – знаходять найкращий варіант конструкції за заданими параметрами.

2. Алгоритми моделювання в САПР із ШІ:

  • Генетичні алгоритми – автоматично шукають оптимальні конструктивні рішення.

  • Нейронні мережі – прогнозують поведінку моделей (наприклад, навантаження на конструкцію).

  • Евристичні алгоритми – використовують наближені рішення (економлять час).

  • Алгоритми розпізнавання образів – інтерпретують креслення чи 3D-скани.

3

1 з 12 балів

Практичні завдання (Техно-диктант)

Завдання 1. (Вступне)

Питання: Що таке ШІ у контексті САПР?

4

1 з 12 балів

Завдання 2. (Розпізнавання прикладів застосування)

Завдання: Встановіть відповідність між прикладом і алгоритмом ШІ:

  1. Програма автоматично підбирає найміцніший матеріал для деталі → …

  2. Система прогнозує, як поведеться міст при землетрусі → …

  3. Програма створює 100 різних варіантів форми деталі і залишає найкращі → …

Відповідь:
1 → Експертна система
2 → Нейронна мережа
3 → Генетичний алгоритм

Зробіть це у вигляді таблички та введіть у вікні відповіді

5

1 з 12 балів

Завдання 3. (Моделювання з оптимізацією)

Завдання: Виконайте у Fusion 360 чи SolidWorks:

  • Створіть просту деталь (наприклад, балку 200×20×20 мм).

  • Запустіть Simulation/Generative Design.

  • Задайте навантаження (наприклад, сила 500 Н посередині).

  • Запустіть оптимізацію.

Що робити крок за кроком:

  1. Створити 3D-модель балки.

  2. Перейти у модуль Simulation або Generative Design.

  3. Вказати матеріал (наприклад, сталь).

  4. Задати фіксовані опори на кінцях.

  5. Накласти силу на центр балки.

  6. Запустити розрахунок.

Очікуваний результат: програма покаже, як балка деформується та які варіанти форми з кращим розподілом матеріалу можна застосувати.
скріни результату вставте у вікно вводу

6

Як перейти в модуль Simulation або Generative Design у Fusion 360

  1. Запустіть Fusion 360 → відкрийте або створіть свою модель балки (наприклад, 200×20×20 мм).

  2. У верхньому меню зліва (поруч із Design) знайдіть випадаючий список робочих середовищ.

    • За замовчуванням відкривається Design (створення моделей).

    • Оберіть Simulation → для перевірки міцності.

    • Або Generative Design → для автоматичної оптимізації форми.


🔹 Як вказати матеріал (наприклад, сталь)

  1. У Simulation натисніть Assign Material (піктограма із кубиком).

  2. У вікні відкриється бібліотека матеріалів.

  3. Оберіть Steel → Mild Steel (або іншу сталь).

  4. Натисніть Apply, щоб застосувати матеріал до вашої балки.


🔹 Як задати фіксовані опори на кінцях

  1. На панелі інструментів знайдіть Constraints → Structural Constraints.

  2. Клацніть на торці балки (лівий і правий кінець).

  3. У діалоговому вікні оберіть Fixed (повністю зафіксований кінець).

    • Це означає, що балка «прикріплена» і не може рухатися в цих місцях.


🔹 Як накласти силу на центр балки

  1. У меню оберіть Loads → Force.

  2. Клацніть на верхній поверхні балки в центрі.

  3. Вкажіть величину сили (наприклад, 500 N) і напрям (вниз).

    • Зазвичай напрям задається синім вектором – його можна повернути у потрібну сторону.


🔹 Як запустити розрахунок

  1. Натисніть кнопку Solve (праворуч угорі).

  2. Fusion 360 може попросити обрати:

    • Cloud Solve (обчислення в хмарі, швидше, але потребує інтернету).

    • Local Solve (на вашому комп’ютері).

  3. Після розрахунку програма покаже:

    • кольорову схему напружень (де червоне = найбільші навантаження);

    • деформацію балки;

    • результат міцності (чи витримує балка).


👉 У SolidWorks кроки схожі:

  • Перейти у вкладку Simulation;

  • Вибрати Apply Material;

  • Додати Fixtures (опори);

  • Додати External Loads (сили/момент);

  • Запустити Run.

7

3 з 12 балів

Завдання 4. (ШІ та розпізнавання образів)

Завдання: Уявіть, що у вас є відсканований кресленик на папері. Опишіть, як ШІ вбудований у САПР допомагає з ним працювати.

Приклад пояснення:

  • Алгоритм розпізнавання образів переводить лінії в векторний формат.

  • Система класифікує об’єкти (коло, відрізок, текст).

  • Автоматично створюється цифрова CAD-модель.

8

2 з 12 балів

Завдання 5. (Міні-проєкт)

Завдання:
Уявіть, що ви проєктуєте легкий дрон. Потрібно зменшити масу корпусу, але залишити міцність. Опишіть, як ШІ у САПР допоможе:

9

Приклад відповіді:

  • Алгоритм оптимізації згенерує 50 варіантів корпусу з різним розташуванням ребер жорсткості.

  • Нейронна мережа проаналізує, який варіант витримає навантаження.

  • Програма вибере оптимальний баланс "вага/міцність".

10

1 з 12 балів

Контрольні питання

  1. Які основні складові ШІ у САПР?

  2. Чим відрізняється нейронна мережа від експертної системи?

  3. Де застосовуються генетичні алгоритми у проєктуванні?

  4. Як ШІ допомагає в аналізі відсканованих креслень?

  5. Які переваги використання ШІ у САПР?

11

3 з 12 балів

Домашнє завдання:
Завантажте FreeCAD (безкоштовний аналог CAD). Створіть будь-яку просту 3D-деталь і пошукайте в інтернеті приклади плагінів або модулів з ШІ для оптимізації. Зробіть короткий опис, які задачі вони можуть вирішувати.

Рефлексія від 8 учнів

Сподобався:

0

Так: 8

Ні: 0

Зрозумілий:

0

Так: 8

Ні: 0

Потрібні роз'яснення:

0

Ні: 8

Так: 0

Рекомендуємо

Тема: Моделювання механізмів і збірних конструкцій у FreeCAD

Тема: Моделювання механізмів і збірних конструкцій у FreeCAD

137

Аватар профіля Кутенський Василь Григорович
Технології
10—11 клас

50 грн

Тема: Масштаби креслень: призначення, види й позначення.

Тема: Масштаби креслень: призначення, види й позначення.

297

Аватар профіля Кутенський Василь Григорович
Технології
10 клас

50 грн

Тема: Операційна система та її інтерфейс

Тема: Операційна система та її інтерфейс

82

Аватар профіля Кутенський Василь Григорович
Інформатика
5 клас

83 грн

Тема: Абсолютні та мішані посилання в Excel

Тема: Абсолютні та мішані посилання в Excel

101

Аватар профіля Кутенський Василь Григорович
Інформатика
9 клас

50 грн

Тема: Інтернет-ресурси для навчання, розвитку та відпочинку

Тема: Інтернет-ресурси для навчання, розвитку та відпочинку

230

Аватар профіля Кутенський Василь Григорович
Інформатика
6 клас

50 грн

Тема: Системи керування вмістом для веб-ресурсів (CMS)

Тема: Системи керування вмістом для веб-ресурсів (CMS)

70

Аватар профіля Кутенський Василь Григорович
Інформатика
10 клас

50 грн

Схожі уроки

Сідаємо на велосипед. Робота з папером.

Сідаємо на велосипед. Робота з папером.

911

Аватар профіля Крутоголова Ірина Миколаївна
Технології
1 клас

Об'ємна аплікація "Сонечко посміхається"

Об'ємна аплікація "Сонечко посміхається"

1725

Аватар профіля Сухорукова Валентина Михайлівна
Технології
1—4 клас

Підсумковий урок з Технологій

Підсумковий урок з Технологій

49

Аватар профіля Сергій Петрович Зеленкевич
Технології
8 клас

Практична робота Тема: Проєктування ідеальної кімнати підлітка

Практична робота Тема: Проєктування ідеальної кімнати підлітка

56

Аватар профіля Морозова Інна Іванівна
Технології
8 клас

Сучасні форми модифікації та прикрашання тіла

Сучасні форми модифікації та прикрашання тіла

69

Аватар профіля Зенькова Олена Федорівна
Технології
I курс

Дизайн предметного середовища

Дизайн предметного середовища

85

Аватар профіля Дановська Анастасія Андріївна
Технології
8 клас