คอมพิวเตอร์ช่วยในงานวิศวกรรมและการผลิต

Computer Aided Engineering and Manufacturing

1.เข้าใจหลักการและกระบวนการใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบ วิเคราะห์ และผลิตทางวิศวกรรม (CAD/CAE/CAM) 2.สามารถสร้างแบบจำลอง 2D และ 3D รวมถึงการประกอบชิ้นงานเชิงวิศวกรรมด้วยซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ 3.มีทักษะในการเขียนโปรแกรมควบคุมเชิงตัวเลข (CNC Programming) และการสร้าง G-code เพื่อใช้กับเครื่องจักรจริง 4.วิเคราะห์และปรับปรุงคุณสมบัติของชิ้นงานให้เหมาะสมกับกระบวนการผลิต 5.พัฒนาทักษะการใช้ซอฟต์แวร์เพื่อการออกแบบ–การผลิต และประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหางานวิศวกรรมได้จริง
1.เพื่อปรับปรุงเนื้อหาและกิจกรรมการเรียนการสอนให้สอดคล้องกับความก้าวหน้าของเทคโนโลยี CAD/CAE/CAM และ CNC/3D Printing ที่ใช้จริงในอุตสาหกรรม 2.เพื่อพัฒนาทักษะการใช้ซอฟต์แวร์และเครื่องจักรกลอัตโนมัติให้ทันสมัย ตรงตามความต้องการของตลาดแรงงานด้านวิศวกรรมการผลิต 3.เพื่อเสริมสร้างการเรียนรู้เชิงปฏิบัติ โดยให้นักศึกษาได้ฝึกออกแบบ–วิเคราะห์–ผลิตชิ้นงานจริงมากขึ้น 4.เพื่อบูรณาการการเรียนรู้เชิงบูรณาการ (Project-based Learning) และการทำงานเป็นทีม เข้ากับการเรียนการสอน 5.เพื่อส่งเสริมคุณธรรม จริยธรรม และความรับผิดชอบในการใช้ซอฟต์แวร์และเทคโนโลยีทางวิศวกรรมอย่างถูกต้องและเหมาะสม
ศึกษาและฝึกปฏิบัติเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ช่วยในการสร้างชิ้นงานแบบ 2 มิติ และ 3 มิติ หลักการสร้าง รูปทรงชิ้น โครงเส้นลวดและพื้นผิว เทคนิคการประกอบ การควบคุมเชิงตัวเลข การเขียนโปรแกรมควบคุมเชิงตัวเลข อุปกรณ์จับยึด ส่วนระบบการอินเทอเปโพลในระบบการผลิต โปรแกรมควบคุมเครื่องจักร เครื่องจักรกลที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ การวิเคราะห์สมบัติเชิงกลของชิ้นงาน ปฏิบัติการใช้โปรแกรมในการออกแบบชิ้นงาน และส่งต่อให้กับโปรแกรมเพื่อตัวจำลองเส้นทางเดินของเครื่องมือตัดงานขึ้นรูป และปรับเปลี่ยนให้เหมาะสมกับลักษณะงาน พร้อมทั้งสร้างจีโค้ดสำหรับกำหนดควบคุมเครื่องในการผลิตชิ้นงาน
อาจารย์ประจำรายวิชากำหนดเวลาให้คำปรึกษาอย่างน้อย 3 ชั่วโมงต่อสัปดาห์ นักศึกษาสามารถติดต่อขอคำปรึกษาเป็นรายบุคคลได้ทั้งในเวลาเรียน นอกเวลาเรียน และนัดหมายล่วงหน้าผ่านอีเมล/ออนไลน์
1.ความซื่อสัตย์สุจริตทางวิชาการ ไม่ลอกงาน ไม่ทุจริตในการสอบหรือการทำโครงงาน 2.ความรับผิดชอบต่องานที่ได้รับมอบหมาย และต่อทีมงาน 3.การเคารพสิทธิผู้อื่น และการเคารพลิขสิทธิ์ซอฟต์แวร์/ข้อมูลทางวิชาการ 4.มีระเบียบวินัย ตรงต่อเวลา และมีความตั้งใจในการเรียนรู้
ยกตัวอย่างกรณีศึกษาเกี่ยวกับจริยธรรมในการใช้ซอฟต์แวร์และข้อมูล กำหนดโครงงาน/งานกลุ่มที่เน้นความรับผิดชอบและการทำงานร่วมกัน อบรม/แนะนำให้นักศึกษารู้จักการอ้างอิงแหล่งที่มาและการใช้ซอฟต์แวร์อย่างถูกต้องตามลิขสิทธิ์ สอดแทรกการปลูกฝังคุณธรรมและจริยธรรมระหว่างการบรรยายและปฏิบัติ
การสังเกตพฤติกรรม ความรับผิดชอบ และความตรงต่อเวลาในการเข้าชั้นเรียนและทำงานส่ง การประเมินจากการทำงานกลุ่มและโครงงาน (เช่น ความร่วมมือ ความรับผิดชอบ ความซื่อสัตย์) การประเมินจากรายงานที่มีการอ้างอิงข้อมูลอย่างถูกต้อง แบบประเมินตนเองและเพื่อนร่วมกลุ่ม (Peer evaluation)
หลักการและแนวคิดของ Computer-Aided Design (CAD), Computer-Aided Manufacturing (CAM) และ Computer-Aided Engineering (CAE) ความรู้เกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองสามมิติ (3D Modeling) และการเขียนแบบวิศวกรรม ความเข้าใจเกี่ยวกับการวิเคราะห์ชิ้นงานด้วยวิธีการจำลอง (Simulation) เช่น Finite Element Analysis (FEA) ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับการสร้างเส้นทางเครื่องมือ (Tool Path) สำหรับ CNC และการผลิต การเชื่อมโยงข้อมูลจาก CAD สู่กระบวนการผลิตจริง มาตรฐานการเขียนแบบและการสื่อสารทางวิศวกรรม
การบรรยาย เพื่ออธิบายแนวคิดและทฤษฎี CAD/CAM/CAE การสาธิต การใช้ซอฟต์แวร์ เช่น Fusion 360, SolidWorks การฝึกปฏิบัติ ให้นักศึกษาออกแบบชิ้นงานและสร้างไฟล์สำหรับการผลิต การทำโครงงาน เช่น ออกแบบชิ้นส่วนเครื่องจักรและสร้าง G-code สำหรับ CNC การอภิปรายและแลกเปลี่ยนความคิดเห็น  เพื่อแก้ปัญหาทางวิศวกรรม
แบบทดสอบย่อยและปลายภาค เพื่อประเมินความเข้าใจทฤษฎี การบ้านและงานออกแบบ CAD  เพื่อประเมินทักษะการใช้ซอฟต์แวร์ โครงงานกลุ่ม  เพื่อประเมินการประยุกต์ใช้ความรู้และการทำงานเป็นทีม การนำเสนอผลงาน เพื่อประเมินการสื่อสารและการคิดเชิงวิศวกรรม การมีส่วนร่วมในชั้นเรียน เพื่อประเมินทักษะการแก้ปัญหาและการแลกเปลี่ยนความคิดเห็น
การคิดเชิงวิเคราะห์ เพื่อแยกแยะปัญหาในงานออกแบบและการผลิต การคิดเชิงวิพากษ์ ในการเลือกใช้เครื่องมือและวิธีการที่เหมาะสม การแก้ปัญหาเชิงสร้างสรรค์ ในการออกแบบชิ้นงานและปรับปรุงกระบวนการผลิต การบูรณาการความรู้  เพื่อเชื่อมโยงข้อมูล CAD, CAM และ CAE เข้ากับข้อกำหนดทางวิศวกรรม
การเรียนรู้แบบใช้ปัญหาเป็นฐาน (Problem-Based Learning) ให้นักศึกษาแก้โจทย์ออกแบบและผลิตจริง การทำโครงงานกลุ่ม (Project-Based Learning) เพื่อฝึกการคิดวิเคราะห์และการตัดสินใจร่วมกัน
ประเมินจากโครงงาน เพื่อตรวจสอบความสามารถในการแก้ปัญหาและการบูรณาการ และสอบปฏิบัติ เพื่อประเมินการคิดวิเคราะห์และการตัดสินใจในสถานการณ์จริง
พัฒนาให้มีความสามารถในการทำงานร่วมกับผู้อื่นอย่างมีประสิทธิภาพ โดยเน้นการสื่อสารที่ชัดเจน การแลกเปลี่ยนความคิดเห็น และการแก้ไขปัญหาในลักษณะทีมงาน เพื่อให้สามารถทำงานในสภาพแวดล้อมวิศวกรรมที่ต้องอาศัยความร่วมมือระหว่างหลายฝ่ายได้อย่างเหมาะสม นอกจากนี้ นักศึกษาต้องมีความรับผิดชอบต่อหน้าที่ที่ได้รับมอบหมาย มีความตรงต่อเวลา และสามารถปฏิบัติงานตามมาตรฐานวิชาชีพ รวมถึงการเคารพความคิดเห็นของผู้อื่นและการยอมรับความแตกต่าง เพื่อสร้างบรรยากาศการทำงานที่สร้างสรรค์และมีประสิทธิภาพ
สอนโดยผ่านการทำงานกลุ่มในรูปแบบโครงงาน (Project-Based Learning) ซึ่งนักศึกษาจะต้องร่วมกันวางแผน ออกแบบ และแก้ไขปัญหาในงานวิศวกรรมจริง โดยอาจารย์จะทำหน้าที่เป็นผู้แนะนำและให้ข้อเสนอแนะเพื่อส่งเสริมการสื่อสารและการทำงานร่วมกัน นอกจากนี้จะมีการจัดกิจกรรมอภิปรายกลุ่มและการนำเสนอผลงาน เพื่อให้นักศึกษาได้ฝึกการแสดงออก การรับฟังความคิดเห็น และการตัดสินใจร่วมกันในสถานการณ์ที่ใกล้เคียงกับการทำงานจริงในอุตสาหกรรม
พิจารณาจากการมีส่วนร่วมในกิจกรรมกลุ่ม ความสามารถในการสื่อสารและทำงานร่วมกับผู้อื่น รวมถึงความรับผิดชอบต่อหน้าที่ที่ได้รับมอบหมาย โดยใช้วิธีการสังเกตพฤติกรรมระหว่างการทำงานกลุ่ม การประเมินจากเพื่อนร่วมทีม  และการประเมินจากอาจารย์ผู้สอน นอกจากนี้ยังรวมถึงการประเมินคุณภาพของผลงานโครงงานและการนำเสนอ ซึ่งสะท้อนถึงความสามารถในการทำงานร่วมกันและการรับผิดชอบในบริบทวิชาชีพ
สามารถใช้ทักษะการวิเคราะห์เชิงตัวเลขเพื่อแก้ปัญหาทางวิศวกรรม เช่น การคำนวณขนาดชิ้นงาน การวิเคราะห์แรงและความเค้น รวมถึงการใช้ข้อมูลเชิงปริมาณเพื่อสนับสนุนการตัดสินใจ นอกจากนี้ต้องมีทักษะการสื่อสารทั้งในรูปแบบการเขียนและการนำเสนอ เพื่อถ่ายทอดแนวคิดและผลการออกแบบอย่างชัดเจนและเป็นระบบ อีกทั้งต้องสามารถใช้เทคโนโลยีสารสนเทศและซอฟต์แวร์วิศวกรรม เช่น CAD, CAM, CAE รวมถึงเครื่องมือดิจิทัลสำหรับการจำลองและการผลิต เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานและการแก้ปัญหาในสภาพแวดล้อมจริง
เรียนรู้ผ่านการฝึกปฏิบัติในห้องปฏิบัติการ โดยให้นักศึกษาใช้ซอฟต์แวร์วิศวกรรมในการออกแบบและวิเคราะห์ชิ้นงาน พร้อมทั้งจัดทำรายงานและนำเสนอผลงานเพื่อฝึกการสื่อสารอย่างเป็นระบบ นอกจากนี้จะใช้การเรียนรู้แบบโครงงาน (Project-Based Learning) เพื่อให้นักศึกษาได้บูรณาการทักษะการคำนวณ การใช้เทคโนโลยี และการสื่อสารเข้าด้วยกัน รวมถึงการใช้กรณีศึกษาเพื่อฝึกการวิเคราะห์ข้อมูลและการตัดสินใจในสถานการณ์จริง
พิจารณาจากความถูกต้องและความสมบูรณ์ของการคำนวณและการวิเคราะห์เชิงตัวเลขในงานออกแบบ ความสามารถในการใช้ซอฟต์แวร์และเทคโนโลยีสารสนเทศในการแก้ปัญหา รวมถึงคุณภาพของการสื่อสารทั้งในรูปแบบรายงานและการนำเสนอ โดยใช้วิธีการสอบปฏิบัติ การตรวจรายงานโครงงาน การประเมินการนำเสนอผลงาน และการสังเกตพฤติกรรมการใช้เทคโนโลยีในกระบวนการทำงาน เพื่อสะท้อนถึงความสามารถในการบูรณาการทักษะทั้งสามด้านในบริบทวิชาชีพ
สามารถปฏิบัติการใช้เครื่องมือและซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้องกับงานวิศวกรรมและการผลิตได้อย่างถูกต้องและปลอดภัย โดยเน้นการสร้างแบบจำลองสามมิติ การจัดการไฟล์สำหรับการผลิต และการสร้างเส้นทางเครื่องมือสำหรับเครื่อง CNC รวมถึงการใช้เครื่องมือจำลองเพื่อวิเคราะห์ชิ้นงานในสภาพแวดล้อมเสมือนจริง นักศึกษาควรมีความสามารถในการควบคุมกระบวนการผลิตด้วยเทคโนโลยีดิจิทัล และสามารถปฏิบัติงานตามมาตรฐานวิศวกรรมที่กำหนด เพื่อให้เกิดความแม่นยำและคุณภาพในงานออกแบบและการผลิตจริง
การสอนจะเน้นการฝึกปฏิบัติในห้องปฏิบัติการ โดยให้นักศึกษาได้ทดลองใช้ซอฟต์แวร์ CAD/CAM/CAE ในการออกแบบและสร้างไฟล์สำหรับการผลิตจริง รวมถึงการใช้เครื่อง CNC หรือเครื่องพิมพ์ 3D เพื่อสร้างชิ้นงานตามแบบที่ออกแบบไว้ อาจารย์จะสาธิตขั้นตอนการทำงานและให้คำแนะนำระหว่างการปฏิบัติ เพื่อให้นักศึกษาเข้าใจทั้งทฤษฎีและการประยุกต์ใช้ในสถานการณ์จริง นอกจากนี้จะมีการจัดทำโครงงานที่ต้องใช้ทักษะการปฏิบัติร่วมกับการวิเคราะห์ เพื่อพัฒนาความชำนาญและความมั่นใจในการทำงาน
ประเมินผลจะพิจารณาจากความถูกต้องและคุณภาพของงานที่นักศึกษาปฏิบัติ เช่น การสร้างแบบจำลอง การจัดทำไฟล์สำหรับการผลิต และการควบคุมเครื่องจักร รวมถึงการประเมินจากการสอบปฏิบัติในห้องปฏิบัติการ การตรวจสอบผลงานโครงงาน และการสังเกตพฤติกรรมการทำงานในระหว่างการฝึกปฏิบัติ โดยจะเน้นความแม่นยำ ความปลอดภัย และความสามารถในการแก้ไขปัญหาในสถานการณ์จริง เพื่อสะท้อนถึงความพร้อมในการทำงานในสภาพแวดล้อมวิศวกรรมจริง
กิจกรรมที่ ผลการเรียนรู้ * วิธีการประเมินผลนักศึกษา สัปดาห์ที่ประเมิน สัดส่วนของการประเมินผล
1 เข้าใจแนวคิด CAD/CAM/CAE และมาตรฐานการเขียนแบบ สอบย่อยรายสัปดาห์, สังเกตการมีส่วนร่วม 1–4 10
2 สามารถสร้างโมเดล 3D แบบ Parametric และกำหนด Constraints ตรวจไฟล์งาน CAD (.f3d/.sldprt), รูบริกคุณภาพโมเดล 3-6 15
3 สร้าง Tool Path และ G-code สำหรับ CNC ตรวจไฟล์ NC/G-code, ความถูกต้องของพารามิเตอร์ 6-7 10
4 บูรณาการ CAD/CAM/CAE และทำงานเป็นทีม โครงงาน, รายงานเทคนิค, การนำเสนอ 8-16 25
5 ความรู้ทฤษฎีและทักษะปฏิบัติพื้นฐาน CAD/CAM/CAE ข้อสอบข้อเขียน + ปฏิบัติในซอฟต์แวร์ 9 20
6 การสื่อสารทางวิศวกรรมและการจัดการโครงการ การนำเสนอ, Q&A, รูบริกการสื่อสาร 13 5
7 การเตรียมไฟล์ผลิตและการตรวจสอบความถูกต้อง Checklist G-code, ความพร้อมผลิต 15 5
8 สรุปองค์ความรู้ทั้งหมดและการประยุกต์ใช้ ข้อสอบข้อเขียน + ปฏิบัติ + นำเสนอผลงาน 17 10
เอกสารประกอบการสอนวิชาคอมพิวเตอร์ช่วยในงานวิศวกรรมและการผลิต
- มาตรฐานการเขียนแบบวิศวกรรม
- คู่มือการใช้งานซอฟต์แวร์ Fusion 360 และ SolidWorks
https://cadcamthai.com/blog/fusion-360-and-cam/