Современное состояние автоматизации технологического проектирования

   Важным  элементом CALS-технологий являются программы PDM — системы ведения проектов и документооборота. Если проследить тенденцию развития САПР, то станет очевидным, что в последнее время все крупнейшие производители программного обеспечения уделяют этим системам серьезное внимание: Windеhill (PTC), iМАN (UGS) и т.д. В России также на протяжении многих лет разрабатываются подобные системы, в частности T-FLEX DOCs нашей фирмы. Эти системы вполне логично укладываются в концепцию CALS-технологий, но главное, они решают реальные задачи, стоящие перед предприятиями. Однако в последнее время, встречаясь с руководителями в основном оборонных предприятий, мы выясняем, что в рамках концепции внедрения CALS-технологий им предлагается некая новая PDM-система — разработка государственной организации, в обязанности которой входит «создание нормативной базы применения CALS-технологий (стандартов, руководящих документов, методических рекомендаций)». Безусловно, никто не возражает против новых коммерческих разработок в данной области, но подводить под использование данной системы «стандарты» и «руководящие документы», создаваемые самой организацией, а по сути — коммерческой фирмой-разработчиком, нам кажется некорректным. Стоит отметить также, что это — чисто российское изобретение, по-видимому, связанное с переходным периодом, переживаемым нашей страной. Помимо этого существует еще ряд моментов, на которых хотелось бы заострить внимание руководителей предприятий. Речь идет о том, что в качестве базовой схемы организации данных в этой системе взят формат ISO 10303 STEP, а в качестве системы хранения данных — СУБД Oracle.

   1 Стандарт STEP известен во всем  мире и применяется в основном для передачи геометрической информации между системами моделирования. Известно, что в рамках этого стандарта существуют протоколы для другой информации, но они, как правило, не задействованы при передаче данных. Например, есть протокол о структуре изделия, однако реальна  этот протокол в подавляющем большинстве систем моделирования не реализован. Поэтому на практике ввод информации о структуре изделия придется решать каким-либо иным способом как правило, вручную.

   2 Ни одна из широко распространенных  в мире систем PDM не использует STEP для хранения информации об изделии, применяя для этих целей специально разработанные средства. Естественно, общие принципы, как правило, аналогичны, однако часто реальные требования рынка и предприятий выходят за рамки данного стандарта. Никто не делает из этого никакой проблемы, поскольку достигаются все основные цели. И никто не обвиняет эти системы в том, что они не соответствуют идеологии CALS-технологий.

   3 Все указанные системы хранят  спроектированное изделие в «родном» формате системы моделирования. Если вы проектируете изделие в Unigraphics, то документ хранится Unigraphics, если проектируете в T-FLEX CAD, то хранится документ T-FLEX CAD и т.д. Только так при необходимости можно изменить модель или провести какие-либо другие операции. Если же согласно рекомендациям заставлять все системы переводить свой формат в формат STEP (при всех его преимуществах перед другими форматами передачи данных), то реальная работа с моделями будет существенно ограничена, поскольку все исходные данные, формирующие модель, будут утрачены. Поэтому никто этого и не делает. Кроме того, нет никакой гарантии, что функции экспорта/импорта будут отработаны корректно. С другой стороны, при необходимости обмена данными между различными системами, например при передаче информации из T-FLEX CAD в SolidWorks или из SolidWorks в Unigraphics лучше делать это через формат ядра Parasolid. При этом геометрия будет гарантированно передана со 100-процентным результатом.

   4 Все системы управления проектами  должны обеспечивать защиту информации  от несанкционированного копирования и изменения. Для этого во всех системах существуют хорошо развитые специализированные средства разграничения прав доступа для пользователей и несколько уровней защиты информации. Кроме того, необходимо обеспечить высокую степень интеграции системы документооборота и системы моделирования, например T-FLEX CAD и T-FLEX DOCs. Эти задачи не могут быть решены в рамках жестких стандартов.

   И наконец, по поводу базовых механизмов хранения данных. Американская СУБД Oracle, которая фактически рекомендуется как стандарт, — не единственное решение поддержки SQL-технологии, лежащей в основе системы документооборота, и уж точно не самое дешевое. В связи с этим опять-таки весьма спорным выглядит маркетинг одной из зарубежных СУБД со стороны государственной организации, устанавливающей стандарты.  
 

   7.4 «ТехноПро» - мощная  система технологического проектирования 

   За  несколько лет система «ТехноПро» [16] стала эталоном программных средств автоматизации технологического проектирования. Все пользователи, работающие с «ТехноПро», находят здесь пути автоматизации решения поставленных перед ними задач независимо от вида проектируемой технологии.

   Разнообразие  методов автоматизации проектирования, заложенное в «ТехноПро», обеспечивает проектирование операционной технологии, в том числе следующих операций: заготовительных, механической и термической обработки, нанесения покрытий, слесарных, технического контроля, сборки и многих других. При этом система определяет имеющие отношение к технологическим процессам операции, оборудование, приспособления, комплектующие, вспомогательные материалы, формирует тексты переходов, рассчитывает технологические размеры с учетом припусков на обработку, выполняет подбор режущего, измерительного и вспомогательного инструментов.

   «ТехноПро»  формирует операционные, маршрутно-операциоиные и маршрутные технологические карты, карты контроля, ведомости оснастки, материалов и комплектующих, титульные листы и другие технологические документы. На многих предприятиях формы используемых технологических карт отличаются от установленных ГОСТом, поэтому «ТехноПро» с помощью шаблонов Microsoft Word обеспечивает создание технологических документов произвольных форм.

   Система может использоваться как автономно (с вводом информации с чертежей на бумаге), так и в составе интегрированных комплексов проектирования и производства.

   В основу «ТехноПро» легли результаты более чем двадцатилетних исследований в области автоматизации проектирования. Наряду с оригинальным методом проектирования по «общим технологическим процессам» в системе реализованы и традиционные методы: по типовому технологическому процессу (ТП), групповому ТП, технологическому процессу-аналогу.

   Задача  технолога — выбрать метод  проектирования, наиболее подходящий в конкретном случае, а также способ его использования — автоматический, полуавтоматический, диалоговый или их сочетание. Например, сборочные технологические процессы можно проектировать в диалоге, изготовление корпусных деталей — в полуавтоматическом режиме, а процессы изготовления тел вращения — в автоматическом.

   Безусловно, никакая компьютерная система не в состоянии полностью заменить квалифицированного специалиста. Поэтому «ТехноПро» создана как средство, не подменяющее технолога, а существенно ускоряющее и упрощающее проектирование технологии, расчет режимов, норм и технологических размерных цепей, формирование текстов переходов, выбор необходимой оснастки и инструментов, формирование документации и операционных эскизов. «ТехноПро» — это не просто база данных для заполнения технологических карт, а система проектирования технологических процессов.

   В «ТехноПро» заложены такие возможности, как обучение пользователей и самообучение системы на примерах технологии конкретного производства. Обучение системы происходит посредством технологических понятий, без участия программистов.

   Основой обучения системы являются технологические процессы изготовления конкретных изделий, технология изготовления которых уже отлажена на производстве. По мере наполнения баз данных система обретает возможность проектирования технологии изготовления совершенно новых изделий.

   «ТехноПро»  позволяет пополнить базу компьютера знаниями каждого технолога, что  особенно важно в настоящее время, когда опыт проектирования технологии, накопленный за десятилетия работы, утрачивается с уходом опытных технологов.

   Система дает возможность аккумулировать опыт наиболее квалифицированных специалистов предприятия, использовать и передавать его молодым специалистам. Причем для пополнения системы присутствие за компьютером технологов преклонного возраста совсем необязательно: этот процесс может быть выполнен посредством общения технологов, работающих за компьютерами, со специалистами, не освоившими новую технику, но обладающими неоценимыми знаниями и опытом.

   В отличие от «ТехноПро», в других системах проектирования технологических процессов качество конкретного ТП существенно зависит от квалификации технолога, сидящего за дисплеем и в режиме диалога выбирающего решения из предлагаемых системой вариантов. Это утомительный и малоинтересный процесс для опытного специалиста, ведь ему каждый день приходится повторять выбор и перенос в технологическую документацию заведомо известных решений. Если же в таких системах за дисплеем будет работать молодой и неопытный специалист, то разработанная им технология вряд ли заслужит одобрение его сотрудников и руководства.

   В случае с «ТехноПро» дело обстоит  иначе, так как эта система  позволяет опытному технологу один раз внести оптимальные правила  выбора того или иного маршрута, операции, перехода, инструмента, комплектующего или другого составляющего ТП и в дальнейшем использовать их автоматически. При этом гарантировано, что система спроектирует ТП, точно соответствующий опыту технолога. Автоматическое проектирование ТП происходит в считанные секунды, что освобождает специалистов от ежедневного формирования ТП и заполнения карт. Менее опытные работники могут использовать в своей работе заложенные технологические решения и правила, ограничившись при этом освоением только «проектной» части системы и не тратя время на изучение средств формирования баз данных.

   Использование системы «ТехноПро» позволяет конструкторам и технологам, не отходя от своих рабочих мест, оперативно проводить отработку конструкции изделия на производственную технологичность, формировать заказы и проектировать технологическое оснащение. При этом передача данных между подразделениями или предприятиями может осуществляться как по локальным сетям, так и через Internet. Для ускорения проектирования сборочных технологических процессов в системе служат средства ввода спецификаций. Это обеспечивает связь «ТехноПро» с системами ведения проектов — PDM-системами.

   Преимуществом системы является ее быстрая реакция  на изменения в конструкции изделия. В зависимости от требований к  качеству изготовления поверхностей детали система подбирает необходимые операции и рассчитывает технологические размерные цепи. Величины припусков на обработку, учитываемых системой, могут быть изменены технологами.

   Диалоговый  режим обеспечивает формирование ТП (без предварительного обучения системы) путем выбора курсором мыши необходимых операций, переходов, оснастки или комплектующих. Создаваемые таким образом технологические процессы могут служить основой для последующего перехода к автоматическому проектированию. Используя диалоговые средства системы «ТехноПро», можно добавлять или изменять операции, переходы, их последовательность и технологическое оснащение.

   Технологическое оснащение выбирается из информационной базы системы, содержащей каталоги всех составляющих технологических процессов: наименований операций, оборудования, приспособлений, вспомогательных материалов, текстов переходов, режущих, измерительных, вспомогательных инструментов, заготовок, комплектующих для сборочных технологических процессов.

   Любая информация, содержащаяся в базе, может быть изменена, дополнена или удалена. К каждому типу технологического оснащения в информационной базе можно добавлять параметры, признаки классификации и иллюстрации.

   Поставляемая  информационная база содержит все необходимые данные ГОСТов. При покупке «ТехноПро» можно оговорить, какие именно ГОСТы должны присутствовать в базе, так как поставка всех действующих ГОСТов по приспособлениям, инструментам, комплектующим вряд ли необходима одному конкретному производству.

   По  мере проектирования технологических процессов в информационную базу можно добавлять данные по импортному оборудованию, специальному инструменту, а также скорректировать и расширить тексты переходов.

   В «ТехноПро» предусмотрена возможность  проектирования не только технологии изготовления механообрабатываемых деталей, но и других видов технологий. Наполнение баз системы определяет вид проектируемой технологии, например: нанесения покрытий, термообработки, штамповки, сварки, сборки, электромонтажа, изготовления печатных плат и многого другого.    

   Для современных предприятий крайне важна возможность быстрой оценки трудозатрат и материальных ресурсов, необходимых для изготовления продукции, чтобы оперативно определить, смогут ли они выполнить предложенный заказ и какая при этом будет получена прибыль. Для решения этой задачи в дополнение к средствам проектирования система «ТехноПро» может снабжаться базами данных, содержащими расчеты трудоемкости, режимов обработки, расхода материалов. Базы данных открыты для изменения и добавления методик, расчетных алгоритмов и табличных данных. Кроме расчетов режимов обработки и трудоемкости в систему могут входить средства формирования различных ведомостей (например, материалов, трудоемкости);— как по всему изделию, так и по отдельным узлам или сборочным единицам.