Предлагаемый пилот: CAD-агент как проверяемый помощник конструктора
Статус: проект для обсуждения, не утвержденная РПД и не доказанный образовательный эффект. Основания в программе и ссылки: рамка исследования. КОМПАС-3D остается основным учебным CAD там, где он указан в РПД; T-FLEX — в промышленном дизайне. Открытый CAD может быть исследовательским стендом, но не незаметной заменой освоения этих систем.
Уточнение после детальной сверки УП: это ранний концептуальный вариант, не выбранный почасовой план. Для внедрения использовать уточненный реестр: минимум 24 акад. ч. = 12 занятий + 12 СР; обязательное расширение 74, факультатив отдельно 28. Приведенные ниже 24 часа занятий не суммируются с новым планом и не являются согласованной заменой учебного расписания.
1. Цель и принцип
Студент должен уметь поставить конструкторскую задачу, построить/прочитать параметрическую модель, проверить ее и внести изменение без агента. Ускорение выпуска геометрии — вторичная метрика. Умение писать промпты не заменяет ЕСКД, пространственное мышление, размерные связи и понимание изготовления.
Развести два режима: агент для обучения CAD (подсказки и диагностика, не делает за студента оцениваемую работу) и агент для инженерной производительности (строит/изменяет модель, студент отвечает за требования и приемку). Режим заранее указан в задании и журнале.
2. Встраивание без немедленной перестройки всей ОП
| Дисциплина | Существующая опора | Предлагаемое изменение |
|---|---|---|
| Инженерная графика, семестр 2 | ПК-4/РОПК-4.1; проекции, ЕСКД, КОМПАС, модель/чертеж/сборка | Сначала самостоятельное чтение и построение; затем разбор ошибок CAD-агента, проверка размерных связей и документации. Сохранить задания без ИИ. |
| Технологии проектирования БАС, семестр 2 | ПК-4/РОПК-4.1–4.2; КОМПАС, команды, физическая модель | Ограниченный агентный цикл на учебной детали/неработающем макете: требования → параметрическая модель → проверка → документация. |
| Прототипирование БАС самолетного типа, факультатив, семестр 4 | КОМПАС, чертеж/сборка/спецификация, печать | Сравнение ручного и агентного построения; изменение параметров; проверка совместимости деталей. Печать только после допуска преподавателя. |
| Промышленный дизайн, семестр 9 | БК-1/ОПК-4, бриф, требования, T-FLEX | Многокритериальный выбор вариантов, эргономические требования, проверка по брифу, правки параметрической модели и трассировка. Не оценивать только красивый рендер. |
Часы ниже — предложение перераспределения существующей работы, не увеличение часов ОП и не уже согласованное изменение.
3. Пилотный блок: 24 академических часа
| Этап | Часы | Задание и проверяемый результат |
|---|---|---|
| Входной контроль без ИИ | 2 | Прочитать два вида, построить простой эскиз и объяснить степени свободы. Зафиксировать исходные навыки. |
| Design intent | 4 | Самостоятельно построить модель с именованными параметрами, симметрией и ограничениями. Объяснить, какие размеры независимы. |
| Агент через ограниченный CAD API | 4 | Дать бриф; принять/отклонить план операций; получить модель и протокол. Найти одну искусственно внесенную ошибку. |
| Независимая проверка | 4 | Проверить размеры, число тел, допустимость формы, отверстия/зазоры, восстановление после изменения параметров; различать ошибку API и неверный замысел. |
| Сборка и документация | 4 | Связать 2–3 детали, проверить размещение и пересечения, выпустить чертеж/спецификацию с ручной проверкой ЕСКД. |
| Инженерное изменение | 4 | Получить новое требование, изменить параметр, пересчитать модель/сборку/чертеж; объяснить изменившиеся зависимости. |
| Индивидуальная защита без агента | 2 | Самостоятельно исправить модель, объяснить решения и ограничения; оценка не выводится из командного результата. |
При недостаточном времени начать с 8-часового подмодуля: бриф/ручной эталон (2), агентное построение (2), проверки и изменение (2), индивидуальная защита (2). Для новичков протокол/API предоставляет преподаватель — не превращать графику в преждевременный курс программирования COM.
4. Учебный кейс с явно проверяемыми требованиями
Безопасный объект: настольный корпус демонстрационного датчика, без летной эксплуатации и силовых нагрузок. Приведенные размеры — синтетическое учебное ТЗ, не параметры изделия ТГУ и не проектная рекомендация для летательного аппарата.
- Габарит корпуса: 80×50×25 мм; стенка 2 мм; открытый верх, дно 2 мм.
- Четыре отверстия диаметром 3,2 мм расположены симметрично, межцентровые расстояния 60×30 мм. В учебной постановке задать отдельные внутренние стойки и проверить их пересечение с дном; нельзя просто сверлить пустое пространство.
- Съемная плоская крышка — отдельная деталь; технологический зазор и способ соединения задаются преподавателем под выбранный процесс, не выводятся LLM «по умолчанию».
- Именованные параметры, однозначные единицы; проверка диапазона и отсутствия недопустимых комбинаций до вызова CAD.
- Изменение: ширина 50→60 мм при сохранении симметрии крепежа и заданных отступов. Перед началом нужно явно выбрать, сохраняются межцентровое расстояние или отступ от края: это разные требования.
- Выход: редактируемый нативный CAD/исходная параметрическая программа, нейтральный STEP, чертеж, спецификация, таблица соответствия требованиям, отчет о проверках и журнал вмешательств человека.
STL не является достаточным результатом: он не содержит дерево построения и не доказывает управляемость модели. STEP полезен для независимой проверки формы, но обычно не сохраняет нативную историю построения; его нельзя выдавать за полноценный перенос design intent между CAD.
5. Архитектура учебного CAD-агента (проект)
- Входной бриф превращается в схему требований с единицами и проверками противоречий. Неясности агент задает человеку.
- Агент выдает план операций: базовые плоскости → эскиз → ограничения → операции → детали → сборка. Человек утверждает план.
- Исполнитель использует узкий адаптер к конкретной установленной версии CAD: создание документа/эскиза, параметра, операции, запрос размеров/состояния, rebuild, export. Не давать произвольный shell/API всей ОС.
- Результат получает обратную связь от CAD-ядра и детерминированного валидатора. Скриншот помогает визуально, но не заменяет числа/топологию.
- Число исправлений и бюджет ограничены, каждый шаг сохраняется. Неудача — явный результат, а не повод скрыть историю и показать удачный рендер.
- Преподаватель/студент принимает конструкцию. Изготовление, CAM и станки — отдельная граница разрешения, не автоматическое продолжение.
Один исполнитель на CAD-документ. Параллельные субагенты допустимы для анализа требований, разработки тестов и критики, но не одновременного изменения одной модели. Общие интерфейсы сборки фиксируются до распараллеливания деталей. Ревью другим LLM — не независимая инженерная проверка.
6. Оценивание
Предлагаемая рубрика на 100 баллов:
- 20 — корректность и полнота требований, единицы, разрешение неоднозначностей;
- 20 — параметризация, ограничения, читаемость истории и устойчивость изменений;
- 20 — независимые геометрические/сборочные проверки, выявление дефектов;
- 15 — чертеж, спецификация, согласованность с моделью и ЕСКД;
- 10 — воспроизводимость, версии и журнал агентного участия;
- 15 — индивидуальная защита и самостоятельное изменение без агента.
Баллы не компенсируют незнание: неспособность объяснить базовые связи или выполнить индивидуальное изменение требует дополнительной проверки/доработки. Для изготовления действует отдельный допуск по безопасности, независимо от оценки. Правила пересдачи и пороги утверждаются преподавателем заранее; не подменять ими действующий порядок аттестации без согласования.
7. Как проверить пользу, а не впечатление от демонстрации
Сравнить одинаковые по сложности задания в трех условиях: ручной CAD; один CAD-агент; исполнитель + критик/проверяющий. По возможности рандомизировать порядок/сбалансировать опыт; не давать один и тот же уже решенный объект последовательно без учета эффекта обучения. Если используется crossover, подготовить эквивалентные варианты, не повтор одной детали.
Основные результаты: самостоятельная отсроченная проверка без ИИ; корректность геометрии и документации; успешность изменений параметров; время человека на проверку/исправления. Дополнительные: общее время, стоимость API, доля вмешательств, число скрытых дефектов. Учитывать все неудачные попытки и затраты на подготовку среды. Объем выборки определить после пробного измерения разброса; маленькую группу считать feasibility-пилотом, не доказательством причинного эффекта.
8. Условия запуска и решения, которые нельзя принять из обзора
Нужны ответы кафедры: версия/редакция КОМПАС и T-FLEX; права автоматизации; ОС/рабочие места; поддерживаемые форматы; разрешенные модели/облачные сервисы; ограничения передачи КД; ресурсы преподавателя; размеры группы; исходная подготовка; доступ к действующей политике ИИ и правилам обработки данных.
План работ: (1) 1–2 недели — аудит среды и ручной эталон; (2) 2–3 недели — узкий адаптер и тесты на 5–10 типовых деталях; (3) учебный пилот; (4) независимая защита/отсроченная проверка и решение о масштабировании. Это оценка планирования, не обещание сроков: лицензии и API могут изменить трудоемкость. Сначала прототип одной CAD-системы и одной детали, затем сборки; не начинать с «полностью автономного проектировщика самолета».