Современное состояние автоматизации технологического проектирования

   Компьютеризация распределенной работы. Применение CAD/CAM-, CAE- и PDM-систем не только обеспечивает предприятия современными эффективными средствами, но и способствует возникновению новых эффективных форм их кооперирования. Так, с начала 90-х годов в мире разрабатывается методология создания и функционирования «виртуальных предприятий». Более широкие возможности виртуальных предприятий, по сравнению с обычными формами кооперации, заключаются прежде всего в высоком уровне организационной гибкости, что позволяет быстрее реагировать на изменчивые условия рынка. На сегодняшнем этапе зарубежный опыт использования эффективных форм кооперации весьма важен для российских предприятий. Реструктуризация промышленного производства в нашей стране сопровождается такими процессами, как сегментация или расформирование крупных предприятий, появление большого количества малых фирм, специализирующихся на отдельных видах продукции или услуг. В этих условиях эффективно организованная кооперация малых и средних предприятий может составить серьезную конкуренцию крупным фирмам с известными именами.

   Рассмотренные выше вопросы компьютеризации производства и информационной интеграции являются важнейшими техническими предпосылками для эффективной кооперации. Учитывая отмеченные тенденции использования новых форм организации работы (например, в виде виртуальных предприятий), разработчики CAD- и PDM-систем уделяют при планировании новых версий все большее внимание коммуникационным технологиям. В основном такие технологии используются сейчас при выполнении проектно-конструкторских работ и изготовлении опытных образцов изделий, где Internet и CAD-технологии позволяют объединить лучших в своих классах специалистов и упростить их взаимодействие. Однако и на предприятиях, выпускающих серийную продукцию, также ставятся задачи по переходу на новые технологии взаимодействия с проектными КБ и субподрядчиками, занятыми производством комплектующих или технологической оснастки.

   Одной из сфер, где успешно может быть использован данный подход, является производство изделий из пластмасс, легких сплавов, резины и т.п. Такие изделия и детали широко применяются в самых разных отраслях промышленности, включая автомобильную, аэрокосмическую, компьютерную, электронную, медицинскую, оборонную, телекоммуникационную, оптику, производство товаров народного потребления и др. Выпуск подобных видов изделий предполагает использование сложного формообразуюшего инструмента и развитое инструментальное производство.

   Ориентируясь на этот сегмент рынка промышленности, компания Cimatron разработала специализированную систему QuickConcept, предназначенную для предварительного проектирования и оценки оснастки с организацией диалога заказчика и исполнителя через средства Internet.

   Система включает следующие возможности:

   - просмотр геометрических моделей  разных CAD-систем, аннотирование и простановка размеров на проектных данных;

   - автоматическое создание формообразующих  поверхностей оснастки для множественных направлений разъема оснастки без необходимости лечения моделей, анимация формообразующих движений оснастки с динамическим показом сечений модели, анализ углов уклона поверхностей с целью выявления возможных поднутрений, расчет объема, плошали и проецированной площади поверхностей детали для определения усилия замыкания;

   - математическое сравнение моделей  с целью выявления геометрических различий их версий, определение как новых элементов модели, так и даже незначительных модификаций существующих, пометка этих различий и документирование изменений;

   - средства организации коллективной  работы пользователей над проектом через Internet в режиме реального времени с сохранением протокола обсуждения проекта.

   QuickConcept является автономной системой, принимает модели в форматах PFM и IGES, не требует знания CAD-систем. Таким образом, эта система ориентирована как на пользователей всех трехмерных CAD, применяемых в нашей стране, так и на специалистов, не являющихся пользователями (например, на руководителей проектов). Демо-версия системы распространяется свободно через Web-сайт компании Cimatron: www.cimatron.corn.

   В свою очередь, QuickConcept является составной  частью комплекса QuickTooling (быстрая подготовка инструментального производства), подробно описанного в журнале «САПР и графика» № 1 и 2'2001. 

   7.2 Автоматизированные  системы управления  технической подготовкой  производства на  машиностроительных  предприятиях 

   Автоматизированные  системы управления технической  подготовкой производства представляют многие западные фирмы под общим названием PDMS (Product Data Management System — системы управления данными о продукте (изделии)) [14]. Постоянно растущий спрос на PDMS в развитых странах и прогнозирование спроса на них в России обусловлены тем, что практически исчерпаны возможности роста технико-экономических показателей проектных подразделений от внедрения локальных автоматизированных рабочих мест (АРМ) специалистов. Требуются новые организационные структуры и эффективные информационные технологии.

   Общепризнанными направлениями повышения эффективности инженерной деятельности и сокращения сроков технической подготовки производства являются следующие:

   - создание вычислительных сетей  типа клиент-сервер;

   - включение в сеть не только  АРМ специалистов, но и АРМ  руководителей;

   - использование методов и программного  обеспечения PDMS;

   - внедрение технологий коллективного  параллельного проектирования.

   PDMS обеспечивают руководителей программными  инструментами, необходимыми для  координации работ над проектами, а также выполняют роль интерфейса, с помощью которого инженеры могут вводить в базу данных (БД) и обращаться к любым документам проектов, к любым данным об изделиях, а также входить в используемые системы автоматизированного проектирования.

   Функции PDMS конструкторских и технологических проектов аналогичны основным функциям системы управления технической подготовкой производства ниже приводится их обобщенное описание.

   Функция управления инженерной документацией и документооборотом обеспечивает решение следующих задач:

   - ввод в БД учетной информации  о документах;

   - установление прав доступа к  документам;

   - поиск документов в БД и  их просмотр;

   - вызов систем проектирования  документов;

   - архивация на машинных носителях;

   учет  твердых копий в архиве и др.

     Функция управления структурами проектов и изделий обеспечивает решение следующих задач:

   - ввод связей между документами  в проектах и связей между изделиями, т. е. создание спецификаций документов и спецификаций изделий;

   - поиск спецификаций документов  и спецификаций изделий в БД;

   - просмотр структуры проекта (структуры  изделия) по спецификациям документов (изделий) или по графическому  изображению "дерева" документов (изделий);

   - обращение из спецификации или  из "дерева" к документам или  к данным об изделии.

   Функция классификации и группирования деталей заключается в формировании групп деталей по их конструкторско-технологическому подобию. Следует обратить внимание на то, что поиск деталей-аналогов в PDM должен осуществляться посредством сравнения геометрической информации новых деталей с геометрической информацией деталей в БД. При этом используются геометрические модели, созданные в CAD-системах. Сравнение должно осуществляться автоматически с помощью специально разработанных процедур.

   Использование функции классификации и группирования деталей в технологических проектах может дать значительный экономический эффект за счет разработки и использования групповых и типовых технологических процессов. Однако авторы не имеют информации о коммерческих версиях программного обеспечения для реализации данной функции и выполняют собственную разработку, используя в качестве базовой системы для проектирования изделий CAD-систему Симатрон.

   Функция планирования и контроля выполнения заданий обеспечивает решение следующих  задач:

   - ввод сроков выполнения и фамилий исполнителей каждого документа;

   - диспетчеризация выполнения заданий;

   - формирование и диспетчеризация  сетевых графиков выполнения работ;

   - учет работы исполнителей и  др.

   Функция управления и учета изменений  обеспечивает решение следующих задач:

   - управление правами доступа на  изменение;

   - предупреждение участников проекта  о том, что документ находится  на изменении;

   - создание копии изменяемого документа  для истории;

   - учет изменений (что, кто, когда).

   Функция управления данными об изделиях обеспечивает решение задач формирования сводных данных об изделиях с выводом их в виде текстовых файлов и в виде системы вторичных документов.

   Рассмотрим  схему работы систем этого класса на примере системы CPDM (Cimatron PDM), которая является новой системой на российском рынке программных продуктов, но уже используется в ряде организаций страны.

   CPDM является системой коллективного  пользования в конструкторских и/или технологических подразделениях предприятия. Рабочие места руководителей подразделений, конструкторов изделий, технологов, конструкторов оснастки оборудованы персональными компьютерами, объединенными в единую вычислительную сеть по схеме клиент-сервер, которая обеспечивает каждому сотруднику доступ и возможность использовать в своей работе информацию, созданную его коллегами.

   Все рабочие места оснащены программным  обеспечением CPDM. На рабочих местах конструкторов и технологов, кроме того, установлены соответственно CAD или CAD/CAM системы Симатрон, а также другие автоматизированные системы. Сотрудники, не использующие автоматизированные рабочие места, включаются в CPDM через АРМ своих руководителей. На сервере созданы базы данных текстовой учетной и справочной информации по схеме клиент-сервер и базы графической информации по схеме файл-сервер. Каждый сеанс работы всех участников проекта начинается и заканчивается в CPDM.

   В CPDM используются объектно-ориентированные модели данных с наследованием заданных характеристик в пределах классов объектов. Например, все объекты, входящие в класс "Проекты", имеют характеристики "Обозначение" и "Наименование". Объекты могут иметь иерархические и логические связи, причем для иерархических связей возможны свои характеристики, например, число деталей, входящих в данную сборочную единицу (СЕ), является характеристикой связи детали с данной СЕ, так как эта деталь может входить в другую СЕ в другом количестве. Каждый объект (документ), который требуется ввести в проект, проходит регистрацию в CPDM путем заполнения реквизитов учетной карточки. После учета объекта в системе может быть установлен тип связи с уже существующими объектами. Иерархическая связь (например, объект "Деталь" входит в объект "Сборочная единица") устанавливается указанием непосредственно в графическом "дереве" проекта.  Логическая связь устанавливается в специальной карточе объекта от которого логически зависит даный объект. Например, если объект "Служебная записка" логически относится к объекту (описывает объект) "Чертеж детали", то эта логическая связь устанавливается в карточке объекта "Чертеж детали".

   В CPDM имеется механизм задания статуса (состояния) разрабатываемых документов. В зависимости от статуса допустимы только определенные действия над данным документом. Например, если документ имеет статус "В архиве автора", то доступ к этому документу имеет только автор, а если статус "На рассмотрении", то доступ к этому документу на просмотр имеют все специалисты, а "на редактирование" — только автор и т. д.

   CPDM имеет различную глубину интеграции  с пользовательскими приложениями. Наибольшая глубина интеграции реализована для CAD-системы Симатрон, являющейся в этом случае как бы составной частью CPDM и "подчиняющейся" ей. Так, поиск требуемого объекта осуществляется в CPDM с последующим автоматическим входом в CAD Симатрон. При создании в CAD-системе новой модели детали управление автоматически передается в CPDM для регистрации учетной информации об этой детали. При выходе из CAD-системы автоматически создается слайд созданной модели и также передается в систему управления. Наличие слайдов облегчает просмотр и поиск объектов проекта.