СОВРЕМЕННЫЕ САПР ТП И ИХ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ

Современное машиностроительное производство испытывает постоянно возрастающую потребность в полноценных высокоэф­фективных САПР ТП различного назначения.

До начала 90-х гг. XX в. в отечественном машиностроении, за редким исключением, применялись САПР ТП отечественной раз­работки. Многие предприятия и, прежде всего оборонно-промыш­ленного комплекса создавали, эксплуатировали и тиражировали собственные системы. Наряду с эффективно работавшими САПР ТП существовало значительное число систем, не отвечавших предъявляемым к подобным системам требованиям, имевших весь­ма ограниченные области применения, малую надежность и т.д. Необходимость работы с такими системами часто вызывала у тех­нологов-проектировщиков негативное отношение к самой идее автоматизации проектирования ТП.

В конце XX в. политика предприятий в области САПР ТП серьез­но изменилась. Предприятия перестали разрабатывать собственные системы и начали покупать лицензионные САПР ТП необходи­мой конфигурации и функционального назначения. Число отече­ственных разработчиков САПР ТП резко сократилось. На рынок стали поступать зарубежные системы. Однако, если адаптация САПР К зарубежной разработки к отечественным условиям при­менения и ее «русификация» проходят сравнительно просто, то аналогичные действия с САПР ТП часто вызывают серьезные за­труднения. Прежде всего, сказываются различия в нормативных базах (отечественные стандарты не совпадают с зарубежными). Не совпа­дают марки используемых материалов, разнятся методики опреде­ления их характеристик. Не совпадает общая методология проек­тирования ТП, подходы к определению режимов обработки, оценки возможных сил резания и т. д. Все это накладывает серьезные огра­ничения на конкурентоспособность САПР ТП зарубежной разра­ботки на отечественном рынке.

Рыночной «нишей» САПР зарубежного производства на отече­ственном рынке можно считать САПР К и САП. Создание САПР маршрутной и операционной технологий для использования на отечественных предприятиях следует считать прерогативой отечественных разработчиков. На некоторых отечественных предприя­тиях уже начали применять «связки» САПР зарубежной и отечественной разработки: автоматизированное конструирование изделия и его элементов выполняют с помощью зарубежной САПР, а технологическую подготовку - с помощью отечественной САПР ТП. При интеграции систем становятся первоочередными проблемы совместимости форматов экспортируемых (импортируемых) данных.

Рассмотрим реализации некоторых отечественных САПР ТП, находящих применение в промышленности.

КОМПАС-Автопроект . Разработчик - компания АСКОН. Комплекс КОМПАС-Автопроект ориентирован на использование в интегрированных системах автоматизированной поддержки ЖЦИ на базе CALS-технологий, как средство автоматизации ТПП.

КОМПАС-Автопроект начиная с версии 9.3 является сервером автоматизации, предоставляющим клиентским приложениям для использования свыше 300 различных методов и сервисных программ.

Внешние приложения, работающие с КОМПАС-Автопроект, могут:

Реагировать на события, происходящие на сервере: открытие и закрытие баз данных, смена подсистем, таблиц, изменение данных, завершение приложения и др.;

Получать данные о текущем состоянии системы: содержание активной таблицы, последний выполненный SQL-запрос, конфигурационные настройки, имя пользователя, его ранг и т.д.;

Управлять системой: загружать требуемые базы данных, авто­матически перемещаться по таблицам, копировать информацию из справочников, выделять блоки записей, производить их удале­ние или вставку и т. д.

Открытая архитектура системы позволяет предприятиям самостоятельно разрабатывать новые программные модули, встраивать их в программный комплекс. Использование возможностей серве­ра автоматизации КОМПАС-Автопроект облегчает разработку при­ложений, практически снимает ограничения по адаптации систе­мы под специальные требования заказчиков и обеспечивает реше­ние разнообразных задач ТПП, включая возможности интеграции с уже работающими на предприятии системами ERP/MRP/PLM.

Основным техническим средством рабочего места системы яв­ляется персональный компьютер стандартной конфигурации с операционной системой Windows.

Реализованные технологические модули обеспечивают:

Расчет норм расхода материала;

Расчет режимов резания;

Определение режимов сварки;

Нормирование затрат труда;

Оформление технологической документации на разработан­ный ТП;

Поиск ТП в архиве.

При автоматизированном расчете норм расхода материала учи­тывают нормативы технологических потерь, отходы вследствие некратности размеров исходного материала и т. д. В зависимости от вида и профиля заготовки предусмотрены различные методы рас­чета, например, расчет норм расхода листового материала при индивидуальном раскрое и т.д. Возможна настройка системы на алгоритмы нормирования материала, действующие на предприя­тии. Для оптимального раскроя листового материала предусмотре­на входящая в состав программного комплекса САПР Интех-Рас­крой W/L.

Подсистема расчета режимов резания для методов механичес­кой обработки позволяет определять основное и вспомогательное время соответствующего технологического перехода. Учитывают тип и геометрию обрабатываемого конструктивного элемента, физи­ко-механические свойства материала и состояние поверхностного слоя заготовки, жесткость технологической системы, паспортные данные станка, параметры режущего инструмента и т.д. Вспомога­тельное время на основной переход определяют по общемашино­строительным нормативам. Возможна настройка на различные ал­горитмы расчета, в том числе с использованием методик, приня­тых на предприятии.

При определении режимов для различных способов сварки выполняют выбор необходимых сварочных материалов (электро­дов, сварочной проволоки, защитных газов) и норм их расхода. Учитывают конструктивные элементы сварных швов по действую­щим стандартам, положение шва в пространстве и используемое оборудование.

Предусмотрено нормирование операций по укрупненным ти­повым нормам, а также нормирование отдельных технологических переходов. Нормирование по укрупненным типовым нормам при­меняют в единичном и мелкосерийном производствах. Подробное нормирование по каждому переходу - в крупносерийном и мас­совом. При нормировании учитывают время на установку заготов­ки, на контрольные измерения, а также необходимое подготови­тельно-заключительное время. При определении штучно-кальку­ляционного времени учитывают тип производства, а также все основные составляющие штучного времени.

Возможно оформление различных технологических документов:

Ведомостей для своевременного обеспечения производства ма­териалами, оснасткой или расчета себестоимости изготовления заказа;

Карт (например, операционных).

Программа оформления технологических документов использует специальную пошаговую среду набора и настройки их параметров. Возможно формирование документов в среде MS Ехсе1, их вставка в карты эскизов из CAD-систем, добавление в карты любых текстовых документов, в том числе и подготовленных в редакторе Microsoft Word.

Поиск ТП в архиве выполняют по содержанию технологических операций и переходов. Пользователь может вести поиск ТП по используемому оборудованию, режущему инструменту, средствам измерения и т.д. Технологические решения, реализованные в найденном ТП, можно использовать в дальнейшем, как решения-аналоги.

КОМПАС-Автопроект комплектуется по модульному принципу. Это позволяет организовать рабочие места технологов для различных видов производства, а также рабочие места специалистов по расцеховке, материальному и трудовому нормированию. При создании на предприятии единого комплекса автоматизации конструкторско-технологической подготовки хранение информации, созданной в КОМПАС-Автопроект, выполняет система управления ЖЦИ ЛОЦМАН: PLM (или другая PDM/PLM система).

КОМПАС-Автопроект может взаимодействовать с системой трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС 3D, выполняющей функцию САПР К, к тому же дополняемой системой прочностного анализа. Последнюю используют для обоснованного выбора материала детали из встроенного справочника, содержащего информацию более чем о 500 металлических и таком же числе неметаллических материалов.

Комплекс КОМПАС-Автопроект 9.4 клиент-серверная версия состоит из двух подсистем КОМПАС-Автопроект-Технология и КОМПАС-Автопроект-Спецификации.

Подсистема КОМПАС-Автопроект-Технология обеспечивает:

Автоматизированное проектирование ТП основных видов производств;

Автоматическое формирование стандартного комплекса технологической документации и документов произвольной формы формате MS Excel;

Оперативный просмотр графики: чертежей деталей, инструмен­тов, операционных эскизов, карт наладок и т.д.;

Интеграцию с системами ЛОЦМАН: PLM, PartY Plus, Team-Center, Baan;

Расчет режимов резания;

Трудовое нормирование технологических операций;

Возможность настройки образцов технологических документов;

Перевод технологий на иностранные языки;

Возможность разработки пользователем подсистем проектирования технологий для различных видов производств;

Автоматизированное формирование кода детали в соответствии
с ЕСКД и ТКД;

Выполнение расчетных процедур.

Автоматизированное проектирование ТП выполняют в следую­щих режимах:

На основе ТП-аналога с автоматическим выбором соответ­ствующей технологии из архива по различным критериям, в том числе и по конструкторско-технологическому коду детали;

С использованием типового ТП;

С использованием библиотеки типовых технологических операций и переходов;

Автоматическая доработка типовой технологии на основе данных, переданных с параметризованного чертежа или эскиза КОМПАС;

Автоматическая доработка типовой технологии на основе расчет­ных данных или таблицы типоразмеров изготавливаемых деталей.

Продукты КОМПАС успешно интегрируются с зарубежными САПР. При автоматизации проектирования изделий и их элементов на некоторых предприятиях используют «связку» Unigraphics-KOM-ПАС 3D. При автоматизации ТПП применяют «связку» КОМПАС-Автопроект-Cimatron (подготовка управляющих программ для обо­рудования с ЧПУ).

T-FLEX (интегрированный комплекс программ). Разработчик - компания «Топ Системы» включает:

САПР К (CAD-систему) T-FLEX CAD;

САП (САМ-систему) T-FLEX ЧПУ;

систему автоматизации инженерных расчетов (САЕ-систему) T-FLEX/Euler;

САПР ТП (САРР-систему) T-FLEX/ТехноПро;

PDM-систему T-FLEX DOCs.

Комплекс ориентирован на использование в качестве основы (ядра) интегрированной системы автоматизированной поддержки и управления ЖЦИ и реализуется на персональных компьютерах стандартных конфигураций с операционной системой Windows.

Каждый компонент комплекса может использоваться автоном­но, иметь современный интерфейс. В набор выполняемых функций входят все стандартные операции, производимые системами сред­него уровня.

Одной из основных идей, заложенных в программные продук­ты T-Flex, является идея параметризации - стремление получить конкретный объект проектирования, например, модель конкрет­ной детали, путем соответствующего изменения (или задания) необходимых значений параметров имеющейся параметризован­ной модели объекта.

Компонент САПР К представлен системой плоского (T-FLEX CAD 2D) и трехмерного (T-FLEX CAD 3D) моделирования среднего уровня. Система плоского моделирования позволяет создавать параметрические модели деталей неограниченной сложности. Tpeхмерное твердотельное моделирование базируется на использовании ядра Parasolid фирмы EDS.

После создании чертежа или трехмерной модели в T-FLEX САЕ данные о ее геометрии, размерах и технических условиях мог быть переданы в полуавтоматическом или автоматическом режиме в систему T-FLEX/ТехноПро, где будет получен комплект документов в соответствии с ЕСТД.

Разработчики комплекса считают, что параметрические изменения исходных конструкторских моделей деталей приведут к необходимым автоматическим изменениям в технологической доку­ментации. Аналогичная ситуация прослеживается и на примере связки T-FLEX CAD-T-FLEX ЧПУ: благодаря полной интеграции этих систем технологу становятся доступны все параметрические инструменты конструктора. При изменении чертежа или трехмерной модели изменяется управляющая программа, которая по отдельной команде может быть сохранена в PDM-системе.

В САПР ТП T-FLEX/ТехноПро используют параметрическое технологическое проектирование. В базе данных системы хранят параметрические ТП, соответствующие параметрическим моделям изделий в интегрированной с ней САПР К. Процесс проектирования сводят к адаптации параметрической модели ТП, играющей роль ТП-аналога, к конструктивно-технологическим характеристикам конкретной детали, корректировке полученного единичного ТП и его редактированию. Последние действия обязательны, так как количественные изменения параметров модели детали могут привести к качественным изменениям технологических решений. Для спроектированного процесса формируют новый комплект технологических документов, который в виде объектов T-FLEX DOCs сохраняют в базе PDM-системы.

Входящие в комплекс T-FLEX системы подготовки программ для станков с ЧПУ - системы T-FLEX ЧПУ 20 и T-FLEX ЧПУ 30 - позволяют создавать управляющие программы практически для всех существующих сегодня видов обработки: электроэрозионной, лазерной, токарной, сверлильной, фрезерной (2 - 5-координатной) и гравировки. Архитектурно эти системы встроены в конструкторскую систему T-FLEX CAD, т.е. имеют общий интерфейс моделирования и общее параметрическое ядро. Это позволяет создавать программы ЧПУ, ассоциативно связанные с конструкторской геометрией 2D- и ЗD-моделей. При изменении геометрии деталей по определенным параметрам происходит автоматизированное изме­нение управляющих программ для их обработки.

Используя ассоциативно связанные модели деталей и программ ЧПУ, специалисты могут применять на предприятиях типовые решения путем заимствования проектов в базе знаний T-FLEX DOCs с последующим изменением параметров в T-FLEX CAD и с получением управляющих программ в T-FLEX ЧПУ.

Созданные управляющие программы сохраняют в T-FLEX DOCs, где для их просмотра (имитации обработки с учетом съема материала) может использоваться ряд модулей, входящих в блок САМ-систем комплекса T-FLEX-T-FLEX NC Tracer. Имитация осуществляется для фрезерной (2 -5-координатной), токарной и сверлильной обработок.

Цикл подготовки и отработки управляющей программы вклю­чает в себя:

Моделирование изготавливаемой детали - CAD/CAM-система, построение траектории с использованием линейной аппрокси­мации;

Трансформация - пересчет координат траектории с учетом вылета инструмента, габаритов оснастки;

Постпроцессор - пересчет координат траектории с учетом кинематики станка;

Стойка ЧПУ - интерполяция координат в управляющей про­грамме.

Применение единого математического обеспечения для ТПП и управления станками с ЧПУ позволяет минимизировать погреш­ности математических преобразований, накапливающиеся в уп­равляющей программе. Библиотека постпроцессоров ориентиро­вана на широкий спектр систем ЧПУ, применяющихся в промыш­ленности.

Система T-FLEX /Технология, по замыслу разработчиков, по­зволяет осуществить параллельную работу конструкторских и тех­нологических подразделений предприятия. Конструктор создает чертежи изделия в T-FLEX CAD, затем эти чертежи поступают к технологу, который связывает параметры конструкции с исход­ными данными для формирования технологических операций, вносит недостающую технологическую информацию (сведения об элементах конструкции). Таким образом, исходные данные систе­ма считывает с конструкторского чертежа и далее использует для расчета параметров ТП изготовления изделия. Любые изменения размеров, допусков, шероховатостей или других обозначений на чертеже приведут к перерасчету параметров переходов. Совмест­ное использование данных систем также позволяет избежать двой­ного ввода информации и избежать ошибок, связанных с «челове­ческим фактором».

Разработаны локальная и коллективная (работающая в среде T-FLEX DOCs) версии системы, при этом использована мощная промышленная СУБД MS SQL Server.

Система создана как средство, не подменяющее технолога, но существенно ускоряющее и упрощающее проектирование техно­логии, расчет режимов обработки, норм и технологических размерных цепей, формирование текстов переходов, выбор необходимой технологической оснастки, формирование документации и операционных эскизов.

T-FLEX/Технология обеспечивает автоматизированную разработку маршрутной, маршрутно-операционной и операционной технологий, включая следующие операции: заготовительные, механической и термической обработки, нанесения покрытий, слесарные, сборки и др. Диалоговый режим обеспечивает формирование ТП путем выбора необходимых операций, переходов и оснасткой из справочников системы, причем создаваемые таким образом ТПмогут служить основой для их использования в дальнейшем в качестве ТП-аналогов. Используя диалоговые средства системы, можно добавлять или изменять операции, переходы, их последовательность и технологическое оснащение в них.

Выбор технологического оснащения производится из информационной базы системы. В ней содержатся данные о наименова­ниях операций, оборудовании, приспособлениях, вспомогательных материалах, режущих, измерительных и вспомогательных инструментах, заготовках, комплектующих для сборочных ТП и др. К каждому типу технологического оснащения в информационной базе можно добавлять параметры, признаки классификации и иллюстрации. Ускоренный подбор оснащения позволяет управлять каждым последующим этапом подбора в зависимости от выбора на предыдущем этапе.

Средства проектирования дополнены базами данных, содержа­щими расчеты режимов обработки, трудоемкости, межоперационных размеров и расхода материалов. Базы данных открыты для изменения и добавления методик, расчетных алгоритмов и табличных данных.

Technologi CS . Разработчик - компания Consistent Software. Комплекс, объединяющий программные продукты Mechani CS и Technologi CS, может рассматриваться как интегрированная САПР, формирующая единую систему технической подготовки производ­ства и общую базу конструкторско-технологической информации.

Система Mechani CS обеспечивает:

Формирование чертежей и спецификаций по ЕСКД, конструкторской информации в единой системе ТПП;

Автоматизацию нормоконтроля.
Система Technologi CS обеспечивает:

Автоматизированное проектирование ТП;

Материальное и трудовое нормирование;

Выполнение автоматизированных расчетов на узел, изделие, производственную программу:

Определение потребности в материалах, стандартных изде­лиях, комплектующих, инструменте и т.д.;

Определение сводной трудоемкости;

Оценку загрузки оборудования;

Расчет длительности производственного цикла.

Каждая из систем может использоваться автономно и реализоваться на базе персональных компьютеров стандартной конфигу­рации в операционной системе Windows.

Система Technologi CS наряду с автоматизацией проектирова­ния ТП позволяет формировать необходимую информацию для планирования, диспетчеризации и управления производством.

Проектирование ТП в системе выполняют на основе процес­сов-аналогов. Разработчики системы при ее создании исходили из следующих основных принципов:

Технолог не должен многократно описывать ТП (т. е. единож­ды разработав типовой или групповой ТП, он должен использо­вать его при работе с единичным);

Документация (в том числе ведомости деталей, включающие перечень операций по типовому ТП и их индивидуальные особен­ности) должна формироваться автоматически;

Система должна хранить в единичном ТП связи операций, выполняемых по типовому (групповому ТП), с процессом-анало­гом, чтобы обеспечить в нем необходимые изменения;

Технолог, работая со сквозным единичным ТП, должен иметь информацию о том, какие операции этого ТП принадлежат различным типовым и групповым процессам.

Для разработки и хранения процессов-аналогов в системе пред­назначен отдельный справочник.

Процесс-аналог (например, типовой ТП), содержит исчерпы­вающий перечень технологических операций, характерных для всех деталей, изготавливаемых на его основе. Для каждой операции могут указываться оборудование, переходы, инструмент, вспомогатель­ные материалы и режимы, являющиеся общими для всей сово­купности деталей, изготавливаемых по данному ТП.

Перенос информации о типовом ТП при проектировании на его основе единичных ТП проводят, используя параметры двух типов:

Технологический передел (вид обработки);

Уникальный номер операции в типовом ТП.

Параметр «Технологический передел» - ссылочного типа: он ссылается на специально заведенный справочник переделов. Такой параметр должен иметь каждый элемент типового (группового) ТП, поскольку именно он служит тем самым признаком, который в единичных ТП отличает элементы типового ТП от остальных. Каждому технологическому переделу соответствует собственный вид комплекта документации.

Параметр «Уникальный номер операции в типовом ТП» необ­ходим для автоматического формирования перечня операций для деталей в ведомостях (используется для групповых ТП): он под­ключается только к операциям ТП.

Детали, обрабатываемые по типовому ТП, группируют в виде спецификации к соответствующему элементу номенклатуры (в данном случае - к элементу справочника ТП). Для создания спецификации технологу предоставляются средства поиска, группировки и сортировки деталей по различным признакам, например, по типу покрытия.

Структуру единичного ТП определяет технолог. Используя типовые ТП, он помещает в нужные (по его мнению) места фрагменты процесса-аналога или даже процесс целиком, например, процесс нанесения гальванического покрытия. Включение фрагментов типового ТП в единичный проводят методом копирования и вставки: Выделить все/ Копировать/ Вставить. После завершения проектирования единичного ТП необходимая технологическая документация формируется автоматически.

Информация о единичных ТП хранится в соответствующей базе данных и может быть использована для формирования производственных планов и пооперационного учета их выполнения.

ТехноПро (комплекс технологического проектирования и подго­товки производства). Разработчик - корпорация «Вектор-Альянс».

Комплекс ориентирован на использование в качестве техноло­гического ядра системы автоматизированной поддержки ЖЦИ на базе CALS-технологий.

Предусмотрена поставка комплекса в трех версиях:

ТехноПро Базовая - базовая версия для работы на локальных рабочих местах или в сетях для нескольких пользователей;

ТехноПро Стандартная - клиент-серверная стандартная версия для работы в больших сетях с сотнями пользователей и единой SQL-базой;

ТехноПро Основная - клиент-серверная версия с максимальными возможностями, содержит уникальные средства автомати­ческого проектирования и создана для работы в больших сетях с сотнями пользователей и единой SQL-базой.

Здесь под SQL-базой понимают базу данных с промышленной СУБД MS SQL Server для хранения больших объемов информации.

Являясь минимальным компонентом комплекса, система Тех­ноПро Базовая содержит все средства, необходимые для проекти­рования ТП.

ТехноПро Базовая обеспечивает поддержку проектирования операционной технологии, включая заготовительные операции, операции механической и термической обработки, нанесения по­крытий, слесарные операции, операции технического контроля, сборки, штамповки, сварки и др. Система формирует операцион­ные, маршрутно-операционные и маршрутные технологические карты, ведомости оснастки, карты контроля, материалов и ком­плектующих, титульные листы и прочие технологические доку­менты.

Пользователь сам определяет структуру единичного маршрут­ного ТП, применяя диалоговое редактирование или ТП-аналог. Широко использована конструкторско-технологическая парамет­ризация. Параметрические ТП, названные разработчиками комп­лекса общими технологическими процессами (ОТП), содержат описание технологии изготовления групп, деталей без указания конкретных размеров или исполнений.

При использовании на предприятии типовых или групповых ТП ТехноПро Базовая обеспечивает возможность их параметриза­ции. Такие параметрические ТП могут автоматически пересчитываться, причем информацию для пересчета (описание конструк­ции) можно получить из конструкторских САПР или вести вруч­ную с чертежа, выполненного на бумаге.

Информационное обеспечение комплекса ТехноПро включает пять взаимосвязанных баз данных: изделий и спецификаций, кон­кретных (единичных) ТП (КТП), ОТП, информационной базы (ИБ), базы условий и расчетов (БУР).

Общие технологические процессы используют для параметри­ческого проектирования, как исходный ТП-аналог, единичных, типовых и групповых ТП. В случае проектирования групповых ТП достаточно ввести в систему список деталей, для которых будет формироваться ТП, и варианты размеров или других параметров из таблицы группового чертежа.

В сформированном ТП и в операционных картах система Тех­ноПро автоматически создает таблицы с указанием перечня дета­лей и соответствующих значений технологических (выполняемых) и чертежных значений размеров или иных параметров обрабатыва­емых элементов. Групповые ТП могут быть спроектированы в сис­теме ТехноПро для любых видов производства: литья, штамповки, механообработки, гальванопокрытия, окраски, термообработки и др. После формирования ТП пользователь просматривает и ре­дактирует его в диалоговом режиме.

Интеграция ТехноПро с САПР К создает основу для одновремен­ного (параллельного) выполнения конструкторского и технологи­ческого проектирования. Комплекс обладает интерфейсами с систе­мами T-FLEX CAD, SolidWorks, Pro/ENGINEER, Unigraphics и др.

Для использования комплекса в интегрированных системах ав­томатизированной поддержки ЖЦИ предусмотрены разные вари­анты его взаимодействия с системами PDM и ERP. При формиро­вании такой системы для расширения возможностей PDM или ERP в части управления технологическими данными разработаны подсистемы:

ТехноПро/Производство - сбор любых сводных данных по спроектированным ТП и формирование документов в MS Excel;

ТехноПро/Симас - формирование материальных специфи­каций для расчета потребностей в заготовках и комплектующих;

ТехноПро/Материалы - справочник (база данных) по материалам, сортаментам и комплектующим;

ТехноПро/Планирование - планирование работ и ресурсов.

Интерфейс ТехноКад реализует считывание данных для технологического проектирования с электронных моделей и чертежей, выполненных в CAD/САМ -системах: SoildWorks, Pro/ENGINEER, Unigraphics, Solid Edge, CATIA, Inventor, AutoCAD, T-FLEX CAD; и др.

Интерфейс ТехноКом осуществляет обмен и синхронизацию данных. Этот интерфейс настраивается «под ключ», с учетом конфигурации систем PDM и ERP на конкретном предприятии. Такой подход позволяет организовать комплексы, включающие ТехноПро и следующие системы:

PDM - SmarTeam, Windchill, Teamcenter, Party PLUS, PDM Step Suite, T-FLEX Docs;

ERP - Baan, SyteLine, OneWorld, Sap R/3, Scala, Mfg/Pro, Axapta, Navision, Галактика, Омега, Бэст-Про, 1С;

Другие системы, в том числе разработанные силами предприятий заказчика.

ADEM (интегрированная CAPP/CAD/CAM система). Россий­ский разработчик - компания Omega ADEM Technologies Ltd.

Интегрированная система ADEM, вышедшая на отечественный и зарубежный рынки в середине 90-х гг. XX в., появилась в результате научных исследований, проведенных совместно специалиста­ми России, Израиля и Германии. Задача этих исследований состояла в определении параметров программного комплекса для автоматизации основного объема проектно-конструкторско-технологических работ для предприятий машиностроительного профиля.

Комплекс ADEM состоит из нескольких модулей:

ADEM САРР - система проектирования ТП, которая позволяет с различной степенью автоматизации разрабатывать единичные, групповые и типовые ТП по многим направлениям (механообработка, гальваника, сварка, сборка, термообработка и т.д.);

ADEM CAD - инструмент конструктора, который объединя­ет известные методы геометрического 2D и 3D (твердотельного и поверхностного) моделирования;

ADEM САМ - подготовка управляющих программ для стан­ков с ЧПУ;

ADEM Vault - электронный архив технических документов позволяющий объединить в одном информационном пространств работу конструкторов, технологов и других участников конструкторско-технологической подготовки производства;

ADEM TDM - инструментальная среда, предназначенная для разработки пользовательских приложений.

В системе ADEM САРР сделана попытка повышения эффек­тивности технологического проектирования за счет:

Дружественного пользовательского интерфейса (представле­ние ТП в виде дерева, контекстно-зависимое меню и др.);

Интеграции с другими модулями системы;

Использования эффективных методов и способов модификации структуры и состава ТП;

Возможности сохранения частей ТП (операций, переходов и пр.) с целью дальнейшего их использования;

Возможности использования общей для предприятия норма­тивно-справочной информации, актуальной в любой момент проектирования.

Входную информацию о детали, для которой проектируют ТП (обозначение, наименование, сведения о материале и др.) или импортируют из CAD-системы, либо вручную вводят с клавиату­ры. Предусмотрен выбор информации из справочников базы дан­ных системы.

Последовательность операций (маршрутный ТП) определяет пользователь-технолог. Наименования операций и оборудование выбирают из соответствующих справочников. С каждой операцией может быть связан операционный эскиз или карта наладки. Чер­теж или эскиз может быть подготовлен как в системе ADEM, так и импортирован из других систем. Для этого ADEM содержит ряд встроенных конверторов (DXF/DWG, SAT, IGES, STEP и др.). Предусмотрена возможность проектирования ТП на основе типо­вых ТП-аналогов, путем модификации структуры и параметров последних их редактированием.

Переходы, образующие операции, условно разбиты на три груп­пы: установочные, основные и технического контроля. Основные переходы соответствуют конкретной выбранной операции. При формировании текста перехода технолог может использовать чер­теж (скалывание размеров и другой различной текстовой инфор­мации). На основе заданных или определенных по нормативам ре­жимов резания система рассчитывает основное время на переход.

При выборе технологической оснастки используют базы дан­ных приспособлений, вспомогательного, режущего, слесарного, мерительного (универсального и специального) инструмента.

Вся введенная и полученная в процессе проектирования ТП информация помещается в макеты технологических документов. Макеты создают в модуле ADEM CAD, поэтому для их создания и просмотра дополнительное программное обеспечение не требует­ся. С системой ADEM стандартно поставляется набор макетов для формирования полного комплекта документации технологическо­го назначения в соответствии с ЕСТД.

Модуль ADEM CAM обеспечивает подготовку управляющих программ для токарных, фрезерных (с управлением по 2,5 - 5 координатам, в том числе и высокоскоростных), электроэрозион­ных (с управлением по 2-4 координатам) и других станков с широким спектром систем управления.

TECHCARD (комплекс средств автоматизации ТПП). Разработчик - НПП «ИНТЕРМЕХ» (Республика Беларусь). Являясь сис­темным центром компании Autodesk, НПП «ИНТЕРМЕХ» постав­ляет отечественным предприятиям, кроме указанного комплекса, широкий спектр программных продуктов, в частности:

SEARCH - система ведения архива технической документа­ции предприятий и управления данными об изделиях;

CADMECH - многофункциональное приложение для систем трехмерного моделирования;

ROTATION - система проектирования деталей типа тел вращения;

LCAD - программный комплекс автоматизации разработки
технологического планирования производственных цехов и участков.

В состав комплекса TECHCARD для организации рабочего ме­ста технолога входят:

САПР ТП изготовления деталей для различных видов произ­водств (механообработка, термообработка, сварка, сборка, гальваника, окраска и т.д.);

САПР машиностроительных чертежей для построения и оформ­ления операционных эскизов или любых графических изображе­ний, вводимых в технологический документ, работающая в среде AutoCAD;

Система организации и ведения архива конструкторской и технологической документации;

База данных технологического назначения, включающая в себя нормативы времени на основные и вспомогательные работы; иллюстрированный классификатор оборудования с указанием его характеристик и размещения по цехам и участкам; иллюстриро­ванный классификатор средств технологического оснащения с ука­занием их характеристик; данные об основных, вспомогательных материалах, видах заготовок и их применяемости; классификатор технологических операций и типовых переходов; справочные дан­ные для определения параметров операционной технологии; биб­лиотеки типовых ТП; рекомендуемые режимы резания.

Проектирование ТП выполняют в диалоговом режиме по ТП-аналогу или с использованием базы данных. Возможна организа­ция параллельного проектирования сквозного ТП несколькими исполнителями по различным видам производства. Подбор оснаст­ки, оборудования, материалов и исполнителей проводят в автома­тизированном режиме по алгоритмам, настраиваемым пользова­телем. Возможна разработка типовых и групповых ТП.

Комплекс позволяет работать на отдельных специализирован­ных АРМ (расцеховщика для создания и редактирования расцеховочных маршрутов; специалистов материального и трудового нор­мирования; конструктора оснастки; переводчика технологических документов на иностранные языки).

Технологическая документация формируется в полном соответ­ствии с действующими стандартами. Возможно создание любых новых форм документов и ведение архива технологической доку­ментации посредством взаимосвязи с системой SEARCH.

Комплекс интегрируется с любой системой управления и пла­нирования, используемой или выбранной на предприятии. Он ори­ентирован на использование в технологических подразделениях, как крупных предприятий, так и небольших производственных орга­низаций, применяющих АРМ технологов на базе персональных компьютеров и локальных сетей. Работает под управлением про­мышленных СУБД Oracle/Interbase/MS SQL.

Усложнение конструкций деталей, необходимость использова­ния в процессах формообразования управления по нескольким координатам, резкое усложнение траекторий формообразования, реализующихся на оборудовании с ЧПУ, требуют постоянного совершенствования систем автоматизированной подготовки управ­ляющих программ (САП). На рис. 7.1 показана схема современной подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ с использованием средств автоматизации. В той или иной форме данная схема реализуется при применении практически всех САП. Рассмотрим примеры некоторых систем, использующихся в совре­менном отечественном машиностроении.

EdgeCAM. Разработчик - ЗАО «Русская Промышленная компания». Предназначена для автоматизации подготовки управляющих программ токарных, фрезерных, электроэрозионных и других станков с ЧПУ. Реализуется на АРМ технолога-программиста поддержкой 3D моделей деталей.

3D модель детали разрабатывает конструктор, используя программы AutoCAD, CADMECH, Inventor. По окончании разработ­ки конструкторская документация и модель детали поступают архив Search, находящийся на общем сервере организации. При поступлении задания на изготовление данной детали технолог-программист, используя конструкторскую документацию и 3D модель детали, разрабатывает операционную технологию и соответствующую управляющую программу в системе EdgeCAM.

По окончании работы управляющая программа по локальной сети копируется на сервер управления программ. При поступлении заготовки оператор станков с ЧПУ вызывает программу с сер­вера и после ее проверки и наладки станка приступает к обработке заготовки.

ГеММа-ЗБ (система геометрического моделирования и программирования для станков с ЧПУ). Разработчик - НТЦ ГеММа.

Обеспечивает подготовку управляющих программ для токар­ных, фрезерных (2-, 3-координатная обработка), электроэрозион­ных (2-, 4-координатная обработка), гравировальных станков с ЧПУ, а также оборудования лазерной плазменной резки и листо-пробивной обработки. Система реализует функции обработки по­верхностей по различным стратегиям, что важно для изготовле­ния деталей по моделям, импортированным из других систем. Воз­можна перманентная коррекция подачи при отработке сложных траекторий с целью оптимизации условий резания и обеспечения высокого качества обработки.

FeMMa-3D работает в едином технологическом комплексе с системой КОМПАС 3D. Модель будущего изделия строится в КОМПАС 3D, а затем передается в систему FeMMa-3D, где созда­ется программа для станков с ЧПУ на изготовление данной мо­дели.

Интерфейс с другими системами реализован через распространенный стандартный формат IGES, который имеется практиче­ски во всех российских и зарубежных CAD-системах. Этот формат позволяет передать любую геометрию, построенную в конструк­торской системе. Модель, переданная в систему FeMMa-3D, без всяких доработок может служить основой для построения управ­ляющих программ для станка с ЧПУ.

Компьютер с системой ГеММа может подключаться непосредст­венно к устройству ЧПУ. Система имеет собственный язык макро­программирования GML (Gemma Macro Language), предназначен­ный для создания макропроцедур (макросов). С помощью макросов по желанию пользователей могут быть описаны необходимые им процедуры, не вписывающиеся в рамки уже действующей систе­мы, например, циклы движения инструментов, не предусмотрен­ные базовой конфигурацией системы.

Анализ состояния отечественных средств автоматизированной поддержки ЖЦИ машиностроения показывает, что отечественный рынок динамично развивается. Расширяется номенклатура средств автоматизации, постоянно растет их качество, расширяются их функции. Пользователями автоматизированных систем представ­ляется все больше возможностей.

Разработка средств автоматизации носит все более комплекс­ный характер. Все большее число разработчиков создает и выстав­ляет на рынок интегрированные системы CAD/CAM/CAPP, CAD/ CAM/CAPP/PDM и др. Проблема системной интеграции, созда­ние единого информационного пространства поддержки ЖЦИ или даже управления им является одной из актуальных проблем разви­тия современных средств автоматизации. С разрешением этой про­блемы связано одно из важнейших направлений совершенствова­ния автоматизированных систем.

Совершенствование систем происходит неравномерно. Наи­больших успехов добились разработчики САПР К и САП (CAD-, САМ-, CAD/CAM-систем). На базе мощных ядер геометрического моделирования созданы весьма совершенные системы 2D-, 3D-моделирования (поверхностного и твердотельного). Проблему ав­томатизации подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ следует считать в принципе решенной. Современные САП по­зволяют разрабатывать управляющие программы для 2 - 5-ко-ординатной обработки с визуализацией траектории относитель­ного движения инструмента и автоматизированным контролем про­граммы.

Вместе с тем уровень CAD-, САМ-, CAD/CAM-систем отече­ственной разработки пока уступает лучшим зарубежным аналогам. На отечественном рынке программных средств автоматизации за­рубежные системы данных классов, несмотря на их относительно высокую стоимость, пока успешно конкурируют с отечественны­ми. Некоторые отечественные системы используют базовое про­граммное обеспечение от зарубежных разработчиков, например, ядра геометрического моделирования. Все это указывает на необ­ходимость проведения постоянной работы по совершенствованию и повышению уровня рассматриваемых систем.

Значительно большее число нерешенных проблем связано с автоматизацией проектирования ТП. Практически все отечественные САПР ТП (САРР-системы) не позволяют на сегодняшний день полноценно автоматизировать разработку маршрутного ТП изготовления детали, не говоря уже о сборке. В современных САШ ТП используют в основном проектирование маршрутных ТП на основе аналогов (типовых, групповых ТП, параметризованных моделей ТП, «общих» ТП для группы деталей). Применяют различ­ные методические подходы: уровневое представление ТП, представ­ление ТП в виде «деревьев» и т.д. Роль технолога-проектировщика остается решающей, так как он формирует маршрутный ТП, осно­вываясь на собственных знаниях, опыте, интуиции, предпочтет (зачастую ошибочных). Проектное решение является субъективным.

Между тем ТП - это, в первую очередь, маршрутный ТП и сопровождающая его дополнительная информация о месте его ре­ализации, используемом оборудовании, ожидаемых трудозатратах. Разработанный ТП является носителем информации, используемой в дальнейшем различными подразделениями предприятия для управления текущим производством, анализа и прогнозирования нового.

По-настоящему творческим является именно формирование маршрутного ТП и определение средств технологического оснащения. Все остальное - производное от этого процесса. Однако именно на этом, важнейшем этапе проектирования существую­щие САПР ТП практически не оказывают технологу необходимой интеллектуальной поддержки. Все последующие этапы проектиро­вания менее сложны, но связаны со значительным объемом ру­тинной работы - оформлением технологической документации, составлением различных ведомостей и спецификаций. Эти функции в современных САПР ТП успешно автоматизируют.

Можно утверждать, что подавляющее большинство существующих САПР ТП (как отечественной, так и зарубежной разработ­ки) являются системами автоматизации уровня технологической; операции. Эти системы позволяют поднять производительность труда технолога за счет автоматизации рутинной работы, связанной с процессом проектирования, упорядочения взаимосвязей проекти­ровщиков в процессе работы, предоставления широкого спектра удобных сервисных функций ведения автоматизированных архи­вов и т.д. Указанные факторы способствуют повышению качества труда технологов, так как упорядочивают их работу и позволяют сосредотачивать больше внимания на принятии эффективных тех­нологических решений.

Однако основной резерв повышения качества проектных тех­нологических решений - формирование их высокоэффективных структур, в настоящее время является неиспользованным при созда­нии САПР ТП.

Сходство и неоригинальность используемых при разработке систем научно-методических подходов делает некоторые САПР ТП, похожими и малоразличимыми по возможностям, что существен­но снижает их конкурентоспособность.

Уровень автоматизации ряда областей технологического проек­тирования, например, разработки ТП сборки с выбором необхо­димых методов обеспечения ее качества, остается крайне низким. Некоторые системы, претендующие на автоматизацию проекти­рования процессов сборки, на самом деле предлагают пользовате­лю лишь не совсем удобные текстовые редакторы с не слишком полно разработанными макетами текстов отдельных переходов и операций. Собственно проектирование ТП выполняет человек при минимальной информационно-интеллектуальной поддержке системы.

Причинами подобного состояния автоматизации технологиче­ского проектирования являются сложность поставленных проблем автоматизации; неформализуемый на сегодняшнем уровне разви­тия методологии автоматизированного проектирования характер задач; отсутствие эффективных научно-методических подходов к их решению, а иногда и неосведомленность разработчиков о нали­чии таких подходов; необходимость значительных затрат на реше­ние поставленных проблем и т.д.

Объективный ход развития техники, технологии и средств ав­томатизации делает решение поставленных проблем автоматиза­ции проектирования исключительно актуальным, что и определя­ет основные направления совершенствования САПР ТП.

1

Здравствуйте! Я работаю инженером-технологом на одном из крупнейших предприятий города Минска в области машиностроения. В своей работе, да и в процессе учебы, сталкивался с разного рода САПР ТП. Практически все, в чем мне приходилось работать (TechCard, ADEM, Вертикаль и пр.), а также читать и слышать, это, так называемые, "оформлялки" технологических процессов. Я, как человек увлекающийся программированием, называю их еще программы-КОМПИЛЯТОРЫ .

Работа с этими системами - это издевательство над инженерами-технологами в век современных технологий!!!

Возможно лет этак надцать назад это было бы актуально, но сегодня???

Мне посчастливилось познакомиться и пообщаться с людьми которые стояли у истоков разработки программного обеспечения для задач автоматизации технической подготовки производства (технологического проектирования) в ЦНИИТУ(Центральный научно-исследовательский и проектно-технологический институт организации и техники управления) на просторах Союза в далеких 60-х годах. Их задумки, идеи и их реализация меня просто поразили.

Уже тогда, когда ни у кого еще не было персонального компьютера, они разрабатывали и внедряли на предприятиях программу-ИНТЕРПРИТАТОР построения ТП, работа которого основана на таблицах принятия решений.

Я сам немного работал в таких программах, реализованых еще под DOS, где вводишь исходные данные(размеры, точность поверхностей, шероховатость, термообработку) и получаешь технологический процесс.

Только вдуматься, 50 лет назад, уровень САПР ТП был гораздо выше, чем сейчас, в век современных технологий.

А самое страшное это то, что дальнейшее развитие САПР ТП идет по пути появления новых или улучшения существующих "программ-оформлялок" ТП.

______________________________________________________________________________________

P.S.: Уважаемые разработчики САПР ТП, когда вы начнете разрабатывать интеллектуальные системы проектирования технологических процессов???

Изменено 20 октября, 2015 пользователем AlexanderSa

Итак, запускаем её.

Давайте попробуем прикинуть, какие входные данные нам потребуются для реализации подобной большой красной кнопки:

На начальном этапе развития данного направления, я считаю, их количество должно быть минимальным . Обойдемся двумя: квалитет точности размера (лучше конечно сам размер с отклонениями, а комп будет определять квалитет сам) и шероховатость поверхности.

Если это единичное, мелкосерийное производство и нам нужен маршрутный ТП, данные выводятся на бланк маршрутной карты (МК). Или, возможно, инженер-технолог немного "колдует" над ними (например, ставит основное время и др.) и выводит на печать.

Это ли ни есть автоматизация ТП и конкуренция Ms Word?)))

Если это среднесерийное, крупносерийное, массовое производства наши операции отправляются в программу-оформлялку (например, TechCard) и появляюся там в виде операций. А дальше как обычно, начинает трести бубном технолог)))

Возможно вы скажите, так какая тут автоматизация (сокращение времени проектирования)? Она может и не большая, но это открывает для нас дальнейшие возможности для автоматизации на следующем этапе.

Этапы, автоматизации:

1)программы-оформлялки;

2)внедрение "Большой Красной Кнопки" в программы оформлялки (то про что сейчас речь);

и 3)Чертеж конструктора - это параметрическая модель с исходными данными (размерами, шероховатостью, твердостью) и т.д. Вот тогда количество входных данных в "Большую Красную Кнопку" можно делать максимальным (их же вводит конструктор, создавая чертеж, а не технолог)))). А далее эти данные передаются в программу-оформлялку.

Другими словами "Большая Красная Кнопка" - это искусственный интеллект, который возможно для разных производств, следует, специализировать. То есть разрабатывать, например, для инструментального производства свой, для ремонтного свой и т.д. Или предоставлять инструменты для его разработки пользователям.

_________________________________________________________________

Вот как то так.

Возможно это не лучшая идея реализации и кто-то придумает лучше, но идея я считаю верная: САПР ТП должны развиваться в сторону интеллектуальных САПР ТП.

1 462

модель с исходными данными

трехмерной модели с аннотациями PMI

За этим будущее. Но много ли сейчас НЕ предприятий-гигантов делают нечто подобное?

NGM 205

На начальном этапе развития данного направления, я считаю, их количество должно быть минимальным. Обойдемся двумя: квалитет точности размера (лучше конечно сам размер с отклонениями, а комп будет определять квалитет сам) и шероховатость поверхности. Далее получив маршрутный технологический процесс обработки инженер-технолог редактирует его (например, нам надо добавить термическую обработку, так как твердость мы не указывали и т.д.) Если это единичное, мелкосерийное производство и нам нужен маршрутный ТП, данные выводятся на бланк маршрутной карты (МК). Или, возможно, инженер-технолог немного "колдует" над ними (например, ставит основное время и др.) и выводит на печать.

Мои поздравления - вы бодрым шагом маршируете по граблям, об которые в 80-х годах разработчики разнообразных сапртыпэ оббили себе всё, что можно и нельзя.

Назвать это автоматизацией ТП - нельзя, автоматизация техпроцессов - это ЧПУ, роботы и иже с ними. Назвать это автоматизацией подготовки производства - можно с огромной натяжкой. Ваша БКК применима только для конкретного производства и для очень узкой номенклатуры. И чем больше вы будете расширять эту номенклатуру, тем сильнее вы будете привязываться к условиям конкретного предприятия/цеха. Еще раз - никто не мешает вам это делать. Но не стоит ждать, что подобные системы будут разрабатываться для массового пользования.

Другими словами "Большая Красная Кнопка" - это искусственный интеллект, который возможно для разных производств, следует, специализировать.

Искусственный интеллект? Он будет самообучаем? Он сможет моделировать неформальное мышление? Не путайте экспертную систему с искусственным интеллектом. Это родственные понятия, но между ними огромный разрыв. Кое-кто даже к пенсии не может понять этого...

Как говорит мой преподаватель по программированию: "Вы должны разрабатывать такие программы, которые будут писать другие программы. Вот это вышка...")))

NGM 205

Или даже так: что нужно предприятию, чтобы реализовать такую схему проектирования?

Шаг №1 - ввести положение, по которому трехмерная электронная модель изделия будет являться подлинником.

Назвать это автоматизацией ТП - нельзя, автоматизация техпроцессов - это ЧПУ, роботы и иже с ними. Назвать это автоматизацией подготовки производства - можно с огромной натяжкой. Ваша БКК применима только для конкретного производства и для очень узкой номенклатуры. И чем больше вы будете расширять эту номенклатуру, тем сильнее вы будете привязываться к условиям конкретного предприятия/цеха.

Вы конечно во многом правы. Но я говорю об автоматизации технологической подготовки производства.

Еще раз - никто не мешает вам это делать. Но не стоит ждать, что подобные системы будут разрабатываться для массового пользования.

Проблема вся в том, что инженеры-технологи, не знающие языков программирования и не являющиеся программистами, не могут сами разработать эти БКК под свои производства. Поэтому, почему бы, например, как вариант, в рамках программы-оформлялки, не разработать какие-либо инструменты для этого. То есть например некий язык программирования, понятный инженеру технологу и в котором он мог бы создать эту БКК под специфику своего производства. Или отредактировать БКК написанную кем-то.

Например, если не ошибаюсь, NX содержит в себе такое решения для автоматизации подготовки производства как создание управляемых знаниями приложений (Knowledge Fusion).

Я не говорю, что БКК должна полностью выдавать готовый ТП. Но если она уменьшит время на разработку ТП, хотя бы на какой-то небольшой промежуток времени, это уже будет хоть какая-то автоматизация. А главное, что это создаст предпосылки, для широкого внедрения "трехмерной модели с аннотациями PMI".

Так как, например, начертил конструктор трехмерную модель с параметрами в CAD-системе. И что дальше с ней делать? Одно дело, когда по ней технолог написал программу обработки на какой-либо один обрабатывающий центр в CAM-системе и все ОК (это конечно идеальный вариант, но много ли у нас таких производств?). Другое, когда эта деталь обрабатывается на множестве станков, то есть операций много, и надо знать какой операции какие параметры передать. А кто это будет делать? Пока это все делается по сути вручную.

Например, там где я работал раньше, конструктор чертит 3D модель(чертеж) в CAD-е. Далее цеховой технолог, знающий свое оборудование, отрабатывает ее на технологичность(война за уменьшение точности))) и возможность её изготовить в принципе), и пишет маршрутный ТП ВРУЧНУЮ РУЧКОЙ! на поле чертежа. Так как это наиболее эффективный и быстрый способ. Обработка включает множество операций, часть из которых выполняют станки с ЧПУ. И для этих операций другой технолог, пишущий программы ЧПУ, по бумажным эскизам цехового технолога! (не по CAD-модели конструктора, так как эти операции промежуточные) на эти операции разрабатывает программу обработки.

Тут конечно можно, возражать, по поводу организации производства и её уровня. Но давайте спустимся на землю и будем реалистами.

А вот если бы между конструктором, разработавшим CAD-модель с параметрами и технологом, пишущим программу на ЧПУ, существовала БКК под надзором цехового технолога, появилась бы возможность автоматизировать труд инженера-технолога пишущего программу с ЧПУ, в полной мере воспользовавшись преимуществами 3D модели с параметрами.

Или предоставлять инструменты для его разработки пользователям.

Как говорит мой преподаватель по программированию: "Вы должны разрабатывать такие программы, которые будут писать другие программы. Вот это вышка...")))

Опять же - мечты многих "автоматизаторов" 70-80 годов. Программист должен разрабатывать программы, которые будут выполнять требуемые функции и обеспечивать необходимый функционал, а не "писать другие программы".

Я имею ввиду это в таком контексте: Большинство заказов в отечественных IT-компаниях, ориентировано на разработку программного обеспечения задач, информационных систем и технологий по модели аутсорсинга (доработка, сопровождение, тестирование разработанных и функционирующих за рубежом информационных систем). То есть наши программисты задействованы на выполнение "черновой" работы. Программное обеспечение с высокой добавленной стоимостью разрабатывают зарубежные компании, зачастую с помощью наших специалистов. То есть системное ПО, языки программирования и др. нам продают для разработки прикладного ПО и внедрении информационных систем в организации нашей страны.

Мы с вами можем много спорить о том, какими на самом деле крутыми были программисты, алгоритмизаторы и разработчики в СССР, но давайте смотреть правде в глаза - пока они думали над тем, как создать кнопку, по нажатию которой из принтера полезет техпроцесс, на западе и в США думали об организационных вопросах производства и обработке на станках с ЧПУ. Наверное, не будь так силен культ чертежа и техпроцесса, мы бы сейчас имели достойного отечественного конкурента NX, Creo и CATIA. А имеем мы то, что имеем...

Я придерживаюсь принципа, что развиваться нужно во всех направлениях. И каждый должен заниматься своим делом. И говорю в контексте проблем развития САПР ТП (программ-оформлялок).

Можно конечно говорить много как у "них" все хорошо, и как мы отстали и ждать когда придумают что-то еще новое. А можно самим попытаться что-то придумать и реализовать)

560

В прошлом году компания АСКОН представила свою новую разработку — САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ. В июньском номере журнала «САПР и графика» (№ 6’2005 (103), с. 8-10) были представлены основные новинки системы, описан новый подход к организации технологических данных и обработке информации.

В этой статье мы расскажем о том, как удобно и быстро сформировать технологический процесс в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ,о том, как система работает и использует данные в едином информационном пространстве, а также рассмотрим некоторые интересные особенности, за счет которых пользователи смогут увеличить скорость разработки технологических процессов.

Напомним, что САПР ТП ВЕРТИКАЛЬпозволяет:

Проектировать технологические процессы в автоматизированном режиме;

Рассчитывать материальные и трудовые затраты производства;

Формировать все необходимые комплекты технологической документации, используемые на предприятии;

Организовать и развивать технологические базы данных предприятия;

Передавать данные в различные системы планирования и управления (классов PDM/MRP/ERP), а также организовывать совместную работу с модулями и приложениями, разработанными на предприятии.

Максимально автоматизировать процесс разработки технологических процессов возможно только посредством связи конструкторских и технологических данных. Автоматический перенос данных из чертежа, трехмерной модели, а также данных о детали (сборке), данных по материалу и заготовке позволит на начальном этапе разработки ТП сразу же использовать эти данные — без дополнительного назначения и поиска их в справочниках.

Рассмотрим упрощенную схему взаимодействия компонентов комплекса систем компании АСКОН для автоматизации технологической подготовки производства (рис. 1), показывающую, как происходит движение данных.

ВЕРТИКАЛЬ получает конструкторскую информацию об изделиях (трехмерные модели, чертежи) из системы трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС-3D . Кроме того, в КОМПАС-3D разрабатываются операционные эскизы и другие графические документы.

Модуль ЛОЦМАН-Технолог обеспечивает связь САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ с ЛОЦМАН:PLM , системой управления данными об изделии. Таким образом организуется централизованное хранение технологических процессов. С помощью модуля формирования отчетов (входящего в состав системы ЛОЦМАН:PLM) можно получить сводные отчеты и ведомости. В отсутствие этих компонентов разработанные технологические процессы хранятся локально, например на рабочем месте технолога или в структурированном электронном архиве системы ВЕРТИКАЛЬ.

При разработке техпроцесса технологу постоянно требуется различная справочная информация — данные о материалах, оборудовании, инструменте и т.п. Ее предоставляют «Универсальный технологический справочник» и «Корпоративный справочник ”Материалы и сортаменты”» . «Универсальный технологический справочник» можно использовать во всех системах, входящих в комплекс; он предоставляет единую технологическую справочную информацию для всех служб предприятия.

Разнообразные прикладные модули позволяют производить расчет трудовых и материальных затрат. Все приложения получают технологические данные из системы ВЕРТИКАЛЬ, а справочные данные — из «Универсального технологического справочника» и корпоративных справочников.

Кратко проиллюстрируем схему взаимодействия компонентов комплекса на примере работы технолога.

Основные функциональные характеристики САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ Виды производства Комплексный ТП (с использованием баз данных для различных производств: механообработка, штамповка, сварка, резка, гальваника, покрытия, термообработка, литье металлов, сборка), ТП на сборочные единицы. Учитываются особенности структуры ТП и данных для каждого вида производства. Реализована возможность добавления новых видов ТП и переделов средствами администрирования. Методы проектирования технологических процессов: Проектирование на основе техпроцесса-аналога; Проектирование с использованием библиотеки часто повторяемых технологических решений; Проектирование с применением библиотеки конструкторско-технологических элементов (КТЭ). Автоматическое формирование фрагментов ТП на основе типовых планов обработки КТЭ; Заимствование технологических решений из ранее разработанных технологий; Диалоговый режим проектирования с использованием баз данных системы. Режимы формирования текстов переходов: Ручное написание текста с использованием динамического словаря и переменных модели ТП (с применением спецзнаков и спецсимволов); Автоматическое формирование текстов переходов по алгоритмам выбранного плана обработки; Автоматическое формирование текстов переходов по нормируемой операции ТП; Формирование стандартизованных переходов (по ЕСТД или СТП) с помощью справочников; Копирование готовых переходов из библиотеки пользователя или из других ТП.

Этапы создания нового технологического процесса

Шаг 1. В системе ВЕРТИКАЛЬ открываем приложение ЛОЦМАН-Технолог. Выбираем в базе данных ЛОЦМАН:PLM деталь, технологический процесс изготовления которой будем разрабатывать. Создаем объект «Технологический процесс» в дереве объектов ЛОЦМАН:PLM и загружаем ТП в ВЕРТИКАЛЬ (рис. 2). Важно отметить, что все действия выполняются в окне одной программы — САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ, не требуя загрузки других систем или переключения между окнами различных программ.

В новый технологический процесс автоматически будут переданы все необходимые данные, зарегистрированные в PDM-системе: наименование, обозначение, чистовой вес детали, данные о материале заготовки, норме расхода материала. Кроме того, автоматически подключатся чертеж и 3D-модель детали.

Если же используются только КОМПАС-3D и ВЕРТИКАЛЬ, то, подключив чертеж (3D-модель), все данные о детали можно в автоматическом режиме перенести в параметры ТП.

Шаг 2. Рассмотрим некоторые наиболее интересные методы проектирования текста технологических процессов.

В системе ВЕРТИКАЛЬ можно работать сразу с несколькими технологиями как с обычными документами. Перенести информацию из одного техпроцесса в другой очень просто: выделив нужный нам фрагмент разработанной ранее технологии и удерживая нажатой левую кнопку мыши, перетаскиваем данные в новый ТП (рис. 3). Таким образом, проектирование технологии на основе заимствования технологических решений становится быстрым, наглядным и удобным.

В случае разработки техпроцесса с нуля ВЕРТИКАЛЬ предоставляет уникальный метод автоматизированного проектирования технологии на основе типовых планов обработки КТЭ.

В САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ пользователь может оперировать конструкторско-технологическими элементами (КТЭ). Они объединяют конструкторскую и технологическую информацию об элементах, из которых состоит деталь. Для отображения конструкторско-технологической информации служат дерево конструкторско-технологических элементов и панель для отображения планов обработки.

Формирование дерева КТЭ осуществляется с помощью специальной библиотеки, в которой конструктивные элементы связаны с типовыми технологическими планами их обработки. Библиотека содержит инструменты визуализации и быстрого поиска необходимых элементов (рис. 4).

Помимо увеличения скорости принятия решения при проектировании технологического процесса данная библиотека предоставляет возможность создавать базу знаний, сохранять и передавать опыт, накопленный за долгие годы работы.

Более подробно идея функционирования КТЭ в системах автоматизированного проектирования была рассмотрена в статье «ВЕРТИКАЛЬ: новое поколение технологических САПР» («САПР и графика» № 6’2005 (103)), поэтому отметим только некоторые ее преимущества.

Между структурами КТЭ и ТП существует двусторонняя синхронизация. Выделив элемент в дереве КТЭ, мы автоматически видим план его обработки и соответствующий переход в тексте технологии. Этот механизм удобен для проверки технологического процесса (рис. 5). Выбираем в дереве КТЭ, например, элемент «Отверстие». На закладке «План обработки» отобразятся все переходы, описывающие его обработку: «Сверлить…», «Рассверлить…», «Расточить…», «Шлифовать…».

Удаление элемента из дерева КТЭ приводит к автоматическому удалению подчиненных переходов из технологии. Данная функциональная возможность удобна при проектировании ТП на основе техпроцесса-аналога. Достаточно отредактировать состав дерева КТЭ, удалив элемент поверхности, отсутствующий в новой детали. Это автоматически удалит связанные переходы в тексте технологии.

В системе ВЕРТИКАЛЬреализована возможность удобного доступа ко всем часто используемым данным, ко всей информации, которую необходимо быстро найти. Практически у каждого технолога есть записная книжка (тетрадь), где хранятся такие данные. Есть такая записная книжка и в ВЕРТИКАЛИ — это библиотека пользователя . Данные в ней можно расположить в произвольном виде и оперативно использовать при разработке ТП. Это могут быть и операции, например контрольная или слесарная, и инструмент (любимый резец или фреза), и часто используемая последовательность переходов. Плавающая панель сворачивается и не закрывает рабочее окно системы, но при наведении на нее курсора открывается, предоставляя доступ к данным (рис. 6).

При проектировании ТП можно применять библиотеку пользователя, атакже базы данных системы, выбирая в диалоговом режиме необходимую информацию с помощью «Универсального технологического справочника».

Как видим, инструментов для формирования техпроцессов много. При этом технолог может комбинировать их произвольным образом, выбирая оптимальные варианты.

Режимы работы с конструкторской документацией/эскизами: Тесная интеграция с КОМПАС-3D: работа с 3D-моделью и чертежом КОМПАС непосредственно в окне ВЕРТИКАЛИ (применение ActiveХ-технологии), автоматический перенос данных из чертежа (и 3D-модели) в текст ТП; Работа с любыми САD-системами и растровыми изображениями; Подключение графических моделей к элементам ТП и подключение произвольного количества эскизов к каждому элементу «Операция»; Обеспечение визуально настраиваемой связи графических данных (конструкторской информации) со структурными элементами ТП (технологической информацией): просмотр и редактирование планов обработки поверхностей КТЭ в привязке к элементам 3D-модели. Навигация в тексте ТП по 3D-модели и (или) по чертежу. Автоматизация выбора средств технологического оснащения: Автоматический подбор инструмента и оснастки по параметрам, заданным для выбранного типового плана обработки КТЭ; Выбор из справочников с учетом возможных связей инструмента с оборудованием и других заданных ограничений на выборку.

Шаг 3. В качестве графического редактора в системе ВЕРТИКАЛЬ используется система КОМПАС-3D. В отдельном окне системы ВЕРТИКАЛЬ отображается 3D-модель детали, на которую разрабатывается технология, а также чертеж детали. При этом технологу доступен функционал по работе с графическими данными непосредственно в самой технологической системе.

Создавать и подключать технологические эскизы в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ очень легко. Специальное приложение Мастер создания технологических эскизов позволяет сформировать эскиз на основе шаблона; подключенного чертежа детали; созданных ранее эскизов к операциям данной технологии; 3D-модели (рис. 7). Например, можно быстро сделать эскиз на Контрольную операцию, выбрав режим создания эскиза на основе чертежа (рис. 8). Эскиз формируется автоматически и подключается к указанной операции. В окне ВЕРТИКАЛИ редактируем его, выделив поверхности для контроля. Эскиз готов!

К операции ТП можно подключить любое количество эскизов; при этом использование любых графических форматов документов и функция их редактирования открывают перед технологом дополнительные возможности. Например, если технологу некогда разбираться в CAD-системах, то к операции ТП можно подключить сканированный документ бумажного варианта эскиза или чертежа.

Шаг 4. Подбор инструмента и оснастки является одной из самых сложных задач при проектировании ТП, особенно для начинающих технологов. В системе ВЕРТИКАЛЬ эта задача реализована с помощью фильтров. Следует отметить, что фильтрация данных производится не только по применяемости, но и по ассоциативным связям между различными справочниками: «Материал» — «Типоразмер сортамента», «КТЭ» — «Режущий инструмент», «Станок» — «Приспособление», «Станок» — «Режущий инструмент» и т.д.

Выбрав из справочника оборудования, например, токарно-винторезный станок, мы видим только тот инструмент, который может работать именно с этой моделью или с этим типом станков. Из всех возможных вариантов операций будут предложены только те, которые удовлетворяют условиям логического фильтра, заданного пользователем или заложенного в системе. Для перехода «Точить…» система выберет только резцы и специализированный инструмент предприятия. При этом если на переход рассчитаны режимы резания и известно время Т О , то автоматически будет выполнен расчет процента износа инструмента.

Все это позволит уменьшить риск ошибок, ускорить разработку и повысить качество принимаемых технологических решений.

Шаг 5. Нормирование расхода СОЖ, а также основных и вспомогательных материалов позволяет провести специальные приложения дляВЕРТИКАЛИ — систему нормирования материалов и расчет площади поверхности детали .

Расчет трудовых затрат осуществляется с помощью системы расчета режимов резания , а также Универсальной системы трудового нормирования по общемашиностроительным укрупненным нормативам времени (УНВ) . О последней мы расскажем более подробно.

Система трудового нормирования по УНВ позволяет рассчитать Т ШТ , Т ПЗ , Т В на операции механообработки, штамповки, гальваники, лакокраски, сварки, на слесарные и слесарно-сборочные работы.

После выполнения расчета времени данные хранятся на закладке «Трудовое нормирование»всистеме ВЕРТИКАЛЬ (рис. 9). В любой момент можно посмотреть не только полученную норму времени, но и используемые при нормировании параметры и коэффициенты. Важно отметить, что систему трудового нормирования по УНВ можно подключить к любой системе класса PDM, ERP или MRP.

Шаг 6. Если предприятие полностью не перешло на электронный документооборот, то после утверждения ТП и сохранения его в едином электронном архиве можно сформировать комплект документации. Приложение Мастер формирования технологической документации позволяет сформировать технологические карты или комплект карт, при этом выбор формы карт и распределение данных осуществляются согласно ГОСТам, ОСТам и СТП. Технологические карты разработаны в распространенном формате Microsoft Excel. Это очень удобно, так как их можно использовать в любом подразделении предприятия — даже там, где не установлена система ВЕРТИКАЛЬ.

Кроме того, напомним, чтоВЕРТИКАЛЬ предоставляет полную информацию в систему управления инженерными данными для формирования сводных отчетов и ведомостей, а также для обработки и учета технологических данных.

Функциональные характеристики САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ Процессы выпуска технологической документации Электронные формы технологических карт (файлы формата Microsoft Excel) и распределение информации по картам соответствуют ГОСТам. Создание новых и редактирование имеющихся форм бланков технологической документации обеспечивается средствами администрирования без привлечения программистов (за исключением сложных требований СТП к распределению информации). Эскизы могут размещаться на картах различного формата с автоматическим масштабированием по размеру поля, выделенного в карте для эскиза. При формировании комплекта карт производится сквозная нумерация страниц с выводом их общего количества на титульном листе. Характеристики базы данных Поддерживает работу с СУБД: FireBird, MS SQL Server и Oracle. Администрирование БД обеспечивается как средствами СУБД, так и специальной подсистемой (поставляется в дистрибутиве ВЕРТИКАЛИ). Базы данных представлены как единый источник информации для группы приложений. Средствами администрирования можно модифицировать структуру массивов, создавать и подключать новые БД. Объектно-ориентированный подход к работе с данными дает возможность быстро настроить собственную (оригинальную) БД предприятия на работу в системе ВЕРТИКАЛЬ без процедур ручного переноса данных. БД (для различных видов производств) наполнены данными, соответствующими ГОСТам и ОСТам, табличные данные сопровождаются графическими изображениями. Средства и методы защиты информации Реализована полнофункциональная система идентификации пользователей с разграничением прав доступа к различным уровням информации (как к данным, так и к функциям). Ведение учета действий пользователей Автоматически ведется подробный журнал работы и действий пользователей, регистрация времени работы пользователя в системе, а также типов выполняемых ими действий. По итогам опытных работ специалистами отдела машиностроения было высказано единодушное мнение о целесообразности применения САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ для автоматизации технологической подготовки производства изделий машиностроения в соответствии с требованиями ГОСТов, ОСТов и стандартов ФГУП ПО «СЕВМАШ». Татьяна Николаевна Кутузова, зам. начальника ОСАПР службы ИТ ООО «Тольяттинский Трансформатор»: «“Тольяттинский Трансформатор” — крупнейший производитель электротехнического оборудования в России и странах СНГ. Решение об использовании программного обеспечения компании АСКОН было принято дирекцией предприятия в 2004 году. Критерием отбора стало соответствие системы потребностям завода, а также простота и доступность процесса настройки под нашу специфику. Совместно со специалистами АСКОН выполнен пилотный проект по применению систем конструкторско-технологической подготовки производства. В рамках данного проекта при создании на предприятии единого информационного пространства мы оснастили подразделения ПО КОМПАС-3D, ВЕРТИКАЛЬ, ЛОЦМАН:PLМ, составляющими комплекс для подготовки производства и хранения информации. После обучения поэтапно была проведена опытная эксплуатация систем инженерно-техническими работниками предприятия при поддержке специалистов АСКОН-Тольятти. На предприятии хорошо помнят период первого знакомства с системами КОМПАС-Автопроект и КОМПАС-Менеджер, разработанными АСКОН. А сегодня компания представляет новые решения, которые никого не оставляют равнодушным. Одно из таких решений — САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ. ВЕРТИКАЛЬ — система, имеющая все необходимые инструменты для интеграции в единое информационное пространство предприятия. Наличие различных баз данных технологического назначения: оборудования, технологических операций и переходов, профессий; иллюстрированный классификатор режущего, вспомогательного инструмента и других средств технологического оснащения; возможность формирования необходимого комплекта технологической документации, выполненной по требованиям ГОСТа, позволяют нам успешно использовать данное ПО в процессе проектирования». Информацию о новинках системы, ее развитии можно найти на сайте http://www.vertical.ascon.ru . Посетив его, вы сможете принять участие в опросах по наиболее актуальным проблемам автоматизации технологической подготовки производства, а также сообщить, что вам необходимо в САПР ТП сегодня и что хотелось бы видеть завтра.

В машиностроении все шире используют системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП), что вызывается все возрастающим ростом объема машиностроения, усложнением конструкций изделий и технологических процессов, сжатыми сроками технологической подготовки производства и ограниченной численностью инженерно-технических кадров. САПР ТП позволяет не только ускорить процесс проектирования, но и повысить его качество путем рассмотрения большего числа возможных вариантов и выбора самого лучшего по определенному критерию (по себестоимости, производительности и др.).

Автоматизация проектирования предусматривает систематическое использование ЭВМ в процессе проектирования и в обоснованном распределении функций между технологом-проектировщиком и ЭВМ.

Использование автоматизированного проектирования не только повышает производительность труда технолога, но и способствует улучшению условий труда проектировщиков; количественной автоматизации умственно-формальных (нетворческих) работ; разработке имитационных моделей на воспроизведение деятельности технолога, его способности принимать проектные решения в условиях частичной или полной неопределенности в возникающих ситуациях проектирования.

Проектирование технологического процесса включает ряд уровней: разработку принципиальной схемы технологического процесса, проектирование технологического маршрута, проектирование операций, разработку управляющих программ для оборудования с числовым программным управлением.

Проектирование сводится к решению группы задач, которые относятся к задачам синтеза и анализа. Понятие «синтез» технологического процесса в широком смысле этого слова близко по содержанию к понятию «проектирование». Однако здесь есть разница, которая заключается в том, что проектирование означает весь процесс разработки технологического процесса, а синтез характеризует создание варианта технологического процесса, не обязательно окончательного. Синтез как задача может выполняться при проектировании много раз, сочетаясь с решением задач анализа. Анализ технологического процесса или операции – это изучение их свойств; при анализе не создаются новые технологические процессы или операции, а исследуются заданные. Синтез направлен на создание новых вариантов технологических процессов или операций, а анализ используется для оценки этих вариантов.

Технологический процесс механосборочного производства и его элементы являются дискретными, поэтому задача синтеза сводится к определению структуры. Если среди вариантов структуры отыскивается не любой приемлемый, а в некотором смысле наилучший, то такую задачу синтеза называют структурной оптимизацией.

Расчет оптимальных параметров (режимов резания, параметров качества и др.) технологического процесса или операции при заданной структуре с позиции некоторого критерия называют параметрической оптимизацией.

На каждом уровне процесс технологического проектирования (проектирование технологических процессов и их оснащения) представляется как решение совокупности задач (рис. 5.1). Проектирование начинается с синтеза структуры по техническому заданию (ТЗ). Исходный вариант структуры генерируется, а затем оценивается с позиции условий работоспособности (например, по обеспечению заданных параметров качества изделия). Для каждого варианта структуры предусматривается оптимизация параметров, так как оценка должна выполняться по оптимальным или близким к оптимальным значениям параметра.

В современных условиях совершенно очевидна необходимость системного подхода к автоматизированному проектированию, представляющему собой комплекс средств автоматизации в его взаимосвязи с необходимыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов (пользователи системы), выполняющих проектирование. Можно формулировать ряд принципов, которые используются при создании систем автоматизированного проектирования, в том числе проектирования технологических процессов согласно ГОСТ 22487– 77:

САПР создается как автоматизированная система, где проектирование ведется с помощью ЭВМ и важным звеном которого является инженер-проектировщик;

САПР строится как открытая развивающаяся система. Разработка САПР занимает продолжительное время, и экономически целесообразно вводить ее в эксплуатацию по частям по мере готовности. Созданный базовый вариант системы может расширяться. Кроме того, возможно появление новых, более совершенных математических моделей и программ, изменяются также и объекты проектирования;

Рисунок 5.1 - Схема процесса проектирования на 1-м уровне

САПР создается как иерархическая система, реализующая комплексный подход к автоматизации на всех уровнях проектирования. Блочно-модульный иерархический подход к проектированию сохраняется при применении САПР. Так, в технологическом проектировании механосборочного производства обычно включают подсистемы: структурного, функционально-логического и элементного проектирования (разработка принципиальной схемы технологического процесса, проектирование технологического маршрута, проектирование операции, разработка управляющих программ для станков с ЧПУ). Возникает необходимость обеспечения комплексного характера САПР, т. е. автоматизации на всех уровнях проектирования. Иерархическое построение САПР относится не только к специальному программному обеспечению, но и к техническим средствам (центральному вычислительному комплексу и автоматизированным рабочим местам);

САПР как совокупность информационно-согласованных подсистем означает, что обслуживание всех или большинства последовательно решаемых задач ведется информационно-согласованными программами. Плохая информационная согласованность приводит к тому, что САПР превращается в совокупность автономных программ.

Структурными частями САПР являются подсистемы. Подсистема – выделяемая часть системы, с помощью которой можно получить законченные результаты. Каждая подсистема содержит элементы обеспечения. Предусматриваются следующие виды обеспечения, входящие в состав САПР:

методическое обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав и правила отбора и эксплуатации средств обеспечения автоматизированного проектирования;

информационное обеспечение – совокупность сведений, представленных в заданной форме, необходимых для выполнения проектирования (совокупность каталогов, справочников и библиотек на машинных носителях);

математическое обеспечение – совокупность математических методов, математических моделей и алгоритмов, представленных в заданной форме и необходимых для автоматизированного проектирования;

лингвистическое обеспечение – совокупность языков проектирования, включая термины и определения, правила формализации естественного языка и методы сжатия и развертывания текстов, представленных в заданной форме и необходимых для автоматизированного проектирования;

программное обес печение – совокупность машинных программ, представленных в заданной форме, необходимых для выполнения проектирования. Программное обеспечение делят на две части: общее, которое разрабатывается для решения любой задачи и специфику САПР не отражает, и специальное программное обеспечение, включающее все программы решения конкретных проектных задач;

техническое обеспечение – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для автоматизированного проектирования. Наиболее успешно эти требования могут быть удовлетворены на основе применения ЭВМ единой серии (ЕС ЭВМ);

организационное обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав проектной организации и ее подразделений, связи между ними, их функции, а также форму представления результатов проектирования и порядок рассмотрения проектных документов, необходимых для выполнения проектирования.

Работа САПР проводится в двух режимах – пакетном и диалоговом.

Режим пакетной обработки (автоматический) предусматривает автоматическое решение задачи по составленной программе без вмешательства проектировщика в ход решения. Оператор, пользуясь терминалом, вводит необходимые данные. Этот режим применяют в тех случаях, когда удается заранее предусмотреть все возможные ситуации при решении и формализовать выбор продолжений решений в точках ветвления алгоритма, а также когда требуется большое время счета между точками ветвления.

Диалоговый режим (оперативный или интерактивный) используется в случаях, когда: 1) существуют трудно-формулизируемые правила и процедуры для принятия решения (например, распределение переходов по позициям многооперационных станков, выбор баз и другие решения); 2) объем числовой информации, подлежащий вводу в ЭВМ в процессе диалога, невелик (при большом объеме информации диалог затягивается и аппаратура используется малоэффективно); 3) время ожидания решений должно составлять от нескольких секунд, - для часто повторяющихся процедур, до нескольких минут - для редко встречающихся процедур.

Классификация САПР

Установлены следующие признаки классификации САПР (ГОСТ 23501.108–85): тип объекта проектирования; разновидность объекта проектирования; сложность объекта проектирования; уровень автоматизации проектирования; комплексность автоматизации проектирования; характер выпускаемых документов; число выпускаемых документов; число уровней в структуре технического обеспечения.

По каждому признаку имеются классификационные группировки САПР и их коды, которые определяют принадлежность создаваемой системы к определенному классу САПР.

Коды классификационных группировок различают по признакам сложности объекта проектирования, уровню автоматизации проектирования, комплексности автоматизации проектирования и по числу выпускаемых документов определяют по отраслевым нормативно-техническим документам.

Уровень автоматизации проектирования показывает, какую часть процесса проектирования (в %) выполняют с использованием средств вычислительной техники; комплексность автоматизации проектирования характеризует широту охвата автоматизацией этапов проектирования определенного класса объектов.

По первому признаку – тип объекта проектирования – установлены три кода классификационной группировки для машиностроения (ГОСТ 23501.108– 85):

САПР изделий машиностроения – для проектирования изделий машиностроения;

САПР технологических процессов в машиностроении – для проектирования технологических процессов в машиностроении;

САПР программных изделий – для проектирования программ ЭВМ, станков с ЧПУ, роботов и ТП.

Код и наименование классификационной группировки по признаку «Разновидность объекта проектирования» определяют по действующим классификаторам на объекты, проектируемые системой:

для САПР изделий машиностроения и приборостроения – по классификаторам ЕСКД или Общесоюзному классификатору промышленной и сельскохозяйственной продукции (ОКП);

для САПР технологических процессов в машиностроении и приборостроении – по классификатору технологических операций в машиностроении и приборостроении или по отраслевым классификаторам.

Сложность объектов проектирования определяется пятью кодами классификационной группировки: САПР простых объектов (технологическая оснастка, редуктор), САПР объектов средней сложности (металлорежущие станки), САПР сложных объектов (трактор), САПР очень сложных объектов (самолет) и САПР объектов очень высокой сложности.

Существуют три классификационные группировки уровня автоматизации проектирования: система низко-автоматизированного проектирования, когда уровень автоматизации проектирования составляет до 25 %; система средне-автоматизированного проектирования – уровень автоматизации проектирования составляет 25 ... 50 %; система высокоавтоматизированного проектирования – уровень автоматизации проектирования составляет свыше 50 %.

Одноэтапная, многоэтапная, комплексная САПР определяет комплексность автоматизации проектирования.

Установлено три кода классификационной группировки уровней в структуре технического обеспечения САПР: одноуровневая – система, построенная на основе средней или большой ЭВМ со штатным набором периферийных устройств, включая средства обработки графической информации; двухуровневая – система, построенная на основе средней или большой ЭВМ и взаимосвязанных с ней одного или нескольких автоматизированных рабочих мест (АРМ), имеющих собственную ЭВМ; трехуровневая – система, построенная на основе большой ЭВМ, нескольких АРМ и периферийного программно-управляемого оборудования для централизованного обслуживания этих АРМ, или на основе большой ЭВМ и группы АРМ, объединенных в вычислительную сеть.

Пример формализованног о описания САПР

Коды классификационных группировок САПР – Станки:

1.041000.2.1.2.1.1.1.2.

Номер классификационной группировки САПР	Код классификационной группировки	Наименование классификационной группировки	Классификаторы, стандарты, методики или др. документы, в соответствии с которыми определены коды классификационных группировок
1 2 3 4 5 6 7 8	1 041000 2 1 1 1 1 2	САПР изделий машиностроения Станки и линии для обработки резанием (кроме деревообрабатывающих) САПР объектов средней сложности Система низкоавтоматизированного проектирования. Уровень автоматизации проектиро­вания 22.5 «/о САПР, одноэтапная. Выполняет один этап конструкторского проектирования (конструирования) САПР, выпускающая документы на бумажной ленте и листе ПОИСК ПО САЙТУ:

Сложность процесса проектирования зависит от конкретного объекта, размеров и структуры проектной организации. На начальной стадии проектирования принимаются решения, в основе которых лежат эвристические (опытные) соображения с учетом неполных знаний об их влиянии на обеспечение конечной цели. Эта часть проектирования называется СИНТЕЗОМ.

На окончательной стадии проектирования выполняют анализ. Проектирование является циклическим процессом. Между операциями анализа и синтеза существует обратная связь.

Линейная структура (переход к следующему этапу только по завершению предыдущего).

Позволяет вернуться на предыдущий этап

8. Состав и структура сапр тп

Составными структурными частями САПР ТП являются подсистемы. В каждой подсистеме решается функционально законченная последовательность задач. САПР ТП состоит из подсистем:

подсистемы проектирования;

подсистемы обслуживания.

Подсистема – совокупность взаимосвяз-х эл-в, спос-х вып-ть относительно независимые ф-ции и реализовывать подцели, направл-е на достиж-е общей цели системы.

Подсистемы проектирования выполняют процедуры и операции получения новых данных. Они имеют объектную ориентацию и реализуют определенный этап проектирования или группу взаимосвязанных проектных задач, например, подсистема проектирования детали, ТП и т.д.

Обслуживания подсистем имеют общее системное применение и служат для обеспечения функции проектирований систем, например, систем управления БД, системы ввода/вывода данных, передачи данных и т.д.

9. Виды обеспечения сапр тп

Методическое обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав и правила отбора и эксплуатации средств обеспечения проектирования.

Информационное обеспечение – совокупность данных, необходимых для проектирования, представленных в заданной форме.

Математическое обеспечение – совокупность математических методов, математических моделей, алгоритмов, необходимых для проектирования.

Программное обеспечение – совокупность машинных программ, необходимых для программирования, представленных в заданной форме на машинных носителях.

Техническое обеспечение – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для автоматизации проектирования.

Лингвистическое – совокупность языков проектирования, включая термины и определения, правила формализации и методы развертывания и сжатия текстов, необходимых для проектирования, представленных в заданной форме.

Организационное обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав проектной организации и её подразделений, связи между ними, функции, а также форму представления и рассмотрения проектных документов, необходимых для проектирования.

12. Информационное обеспечение сапр тп. Исходная инф-я и создание информационных баз

Исходной информацией для проектирования ТП является конструкторская документация на бумажном носителе или в электронном представлении, а также файлы, содержащие плоские и объемные модели изделий. Для выполнения проектирования необходимо использовать различную справочную информацию (ГОСТ, станки, нормали и т.д.).

Вся эта информация, описанная формализовано, составляет информационный фонд САПР ТП. Основным средством ведения информационного фонда является СУБД.

СУБД – программный комплекс, обеспечивающий создание структуры, ввод, модификацию, удаление и поиск данных, а также язык программирования, с помощью кот-х формируются указанные операции. Совок-ть БД и СУБД – банк данных.

К БД предъявляются следующие требования:

min избыточность;

независимость;

целостность данных;

секретность.

При создании любой БД разрабатывается модель данных, при этом интересующая пользователей информация существует в двух представлениях:

логическом; физическом.

Логическое представление данных отражает структуру данных, модель не содержит конкретных значений, а только отражает структуру; в дальнейшем структура не изменяется, а данные могут меняться при вводе и редактировании информации.

Применяют следующие модели данных:

реляционные (табл.);

• иерархические.

Большинство современных САПР ТП используют реляционные модели данных.