Интеграция средств САПР и АСТПП (САМ) в единый процесс.

САПР/АСТПП – интеграция средств САПР и АСТПП в единый процесс.

Разговоры о полезности интеграции велись очень давно, но стали воплощаться в практику, когда в фундамент лег объектно-центрический подход на основе пространственной, как правило твердотельной, модели. Такая модель наиболее точно и наглядно определяет проектируемое изделие и в нее может быть включена вся существенная информация.

Средства реалистичного рендеринга и виртуальной реальности позволяют представить заказчику концептуальный проект его изделия еще на самой ранней стадии проектирования. При необходимости по 3d модели могут быть построены чертежи. Современные версии программ технологического анализа воспринимают на входе геометрию твердого тела, автоматически генерируя конечно-элементную сетку, производит на ней расчет и наносит результат на 3D модель. Анализ может заключаться в расчете простейших физических величин или в выполнении более сложных видов, включая прочностной, термический, вибрационный, динамический, кинематический анализы.

Кроме того, производится имитация таких производственных процедур, как заливка и охлаждение. Для визуальной оценки динамики заполнения шаблонов и состояния пропускающих каналов строится мультипликация, которая помогает обнаружить некорректные участки на сварных швах и линиях сплавления в полости детали. Сегодня в качестве оценки изделия широко распространилось быстрое прототипирование (RP). На вход системы RP подаются STL-файлы, полученные по 3d модели. Применяются несколько разных технологий RP. Первая из них – стереолитография. При этом способе жидкие полимеры послойно отвердевают, принимая нужную форму под воздействием ультрафиолетового лазера. После построения прототип извлекается из формы, помещается в печь для окончательного затвердевания и сушки. Твердотельная модель также открывает уникальные способности для производства. Достигнуто 5-кратное улучшение точности обработки поверхности и в 4 раза уменьшилось время программирования станков с ЧПУ.

Чтобы создать программу для ЧПУ при изготовлении типовой головки цилиндра, требуется работа 3-4 специалистов приблизительно в течение 5 месяцев. При этом генерируется около 5 млн. точек. Автоматическая генерация из твердотельной модели с помощью CV Toolmaker выполняется за полчаса.

При изучении истории разработки таких систем в конкретной форме часто обнаруживается, что развитие применения этой технологии часто совсем непохоже на развитие самой индустрии САПР АСТПП. Индустрия АСТПП стимулировалась с технологией в обстановки интенсивной конкуренции. В результате возникла ситуация наличия различных систем САПР АСТПП, функционирующих многими различными способами и занимающие различные ниши рынка. Преимущества этой системы в том, что обычно удается найти систему, весьма подходящую для конкретного, довольно узкого применения. Например, система фирмы Computer Vision была первой системой «под ключ», ориентированной на применение в электронике.

По мере распространения и развития применения САПР АСТПП наступило понимание того, что генерация данных в одном приложении часто может обеспечить большую экономию в др. приложениях. Так закладывался первый камень в основании того, что теперь называется интеграцией. Проблема состоит в том, что поскольку эти различные системы разрабатывались разными фирмами, данные, генерируемые одним поставщиком системы САПР АСТПП, не распознавались другим. На самом деле поставщики СА были заинтересованы в поддержке этой несовместимости, т.к. конкурентный барьер из-за того, что пользователю трудно и дорого переключиться с одной системы СА на другую. Неизбежный результат такой политики состоит в следующем: как только автоматизация проектирования и ТПП охватывает несколько отделов крупной фирмы, в этой фирме появляются несколько систем СА, каждая из которых оптимизирована на решение в некоторой конкретной области. Фирмы, ставшие обладательницами таких «коллекций», принялись вырабатывать изощренные приёмы, чтобы заставить свои разнообразные системы общаться между собой.

Хорошим примером является CIIN (Boing), связавшая вместе Computer Vision, CDS, DEC и др. Эти ранние попытки обычно не были способны преображать любые типы данных, но проектировались для обработки определенных типов данных, весьма важных для обмена между конкретными вычислительными системами фирмы.

Системы «под ключ».

Не существует такого объекта, как интегрированной системы «под ключ». Термин «под ключ» означает, что вам достаточно только купить систему, установить её, подвести питание, повернуть ключ и система начнет делать то, что вы хотите. При этом предполагается, что ПО, необходимое для удовлетворения ваших потребностей, выполнение требуемых вами функций уже заранее написано и отлажено поставщиком. Практически, поставщик может разработать под ключ систему автоматизации чертёжных работ, систему 3D моделирования, поскольку функциональные возможности таких систем достаточно стандартны в инженерной среде. Между тем деятельность и автоматизация конкретного предприятия уникальны.

При оценке поставщику для систем СА необходимо уверить, что они представляют такие гибкие средства, которые позволят вам реализовать функциональные возможности системы с учетом специфики задач фирмы и решать эти задачи так, как требуется деятельностью вашей фирмы. При этом следует планировать создание коллектива программистов для осуществления этих разработок. Объём интегрированной системы велик, поэтому она должна создаваться поэтапно. Выбор конкретной системы СА – почти такая же проблема, как и решение о покупке ПК.

1.10 Тактическое значение применения интегрированных систем САПР/АСТТП (интегрированная система автоматизации - ИСА).

Основные преимущества можно сгруппировать в следующие категории:

ИСА – интегрированные системы автоматизации

1. Качество ИСА может оказаться мощным средством как для установления требований к продукции, так и для измерения того, на сколько хорошо эти требования удовлетворяются. Например, экспертные системы могут дать уверенность, что требования, установленные для каждой новой продукции соответствуют общим стандартам и совместимы с другой продукцией фирмы. Система просто не позволит инженеру-проектировщику забыть или нарушить спецификацию. Когда дело касается измерения качества продукции, ИССА может служить для того, чтобы:

А) Обеспечить данные для статистики системы контроля производства;

Б) Обеспечить данные для оборудования лабораторного тестирования;

В) Проводить аппаратный контроль измерения с использованием станков с ЧПУ.

2. Потребительская стоимость. Получение максимума за ваши деньги. Чем ближе продукция была спроектирована к требованию клиента, тем охотнее он будет платить деньги.

3. Время разработки. Если проанализировать, где теряют время инженеры, то обнаружится, что много времени уходит на поиск и получение информации, необходимой для проектирования продукции. Очень часто не хватает достаточно точной информации для выполнения инженерной работы. Если недоступна хорошая возможность компьютерного моделирования, то много времени уходит в ожидание проверки прототипов и их передел. и проверки снова и снова.

4. Автоматизация – тип детального проектирования (в части чертежных работ) позволяет избежать многочисленных разнообразных ошибок (размеры, не согласующиеся между собой на проекциях, отсутствуют информации о детали).

5. Поддержка производственной технологии. Многие из современных, производственных технологий не могут быть эффективно реализованы без интегрированных САПР-АСТПП. Это касается роботов, гибких производственных систем.

6. Сокращение ошибок и удобство внесения инженерных изменений

7. Широкие вычислительные сети, связи предприятия.

Современное предприятие в своей деятельности связано со многими другими предприятиями – смежниками, поставщиками комплектующих изделий, заказчиками и т.д. Время согласования производственных вопросов с ними влияет на общее время выполнения заказа, а его уменьшение требует в первую очередь автоматизации общих информатизационных потоков. Такая совокупность организационно самостоятельных организаций, но информационно связанных между собой для выполнения определенных заказов представляет собой виртуальное предприятие. Для создания нового особо сложного наукоемкого изделия нужна первоначальная разработка модели реализующего его виртуального предприятия. Она должна включать все необходимые ресурсы для его создания и состав производства и предприятий для их реализации. Программно-технической поддержкой такой организации является локальная сеть предприятия либо сеть Intranet виртуального предприятия с общим доступом к базам данных и знаний.

что не может СА:

· Решить проблему некачественной инженерной работы.

· Система СА не является методом производства, она не решит проблему хронической неоплаты труда или избыточности оплаты труда. Эти проблемы решаются автоматизацией перехода от высокооплачиваемой работы к.

· Интегрированная система не может заставить производство работать только за счет того, что она обеспечивает автоматизацию.

· Введение системы СА не может резко увеличить доходы от производства, а наоборот является долгосрочным вложением.

Смежные дисциплины

Очевидным развитием интегрированного процесса СА является его связывание СА с другими компонентами системами. К настоящему времени разработано много смежных дисциплин с новой терминологией и уже устоявшейся аббревиатурой.

Все виды инженерной деятельности, упр-й комп-ми, объединены под названием «АС инженерного обеспечения» (АСИО). Эта система включает:

1) САПР/АСТПП

2) Процедуры АСУ производством (АСУП)

3) Процедуры АС производства планирования (АСПП)

4) Планирование процесса проектирования с использованием комплексного ПО.

5) Система автоматизации проектирования инструмента и процесса обработки.

6) Система автоматизации процесса усовершенствования

7) Система автоматизации проектирования расположения оборудования на производстве, включая графическую имитацию робототехники.

Полная интеграция отраслей АСИО вместе с интегр. экон. и бух. систем, называется комп. интегр. пространством (КИП).

2 Роль САПР/АСТПП в производственном цикле.

Совокупность видов деятельности и функций, необходимых для осуществления проекта и изготовления изделий, называется производственным циклом. Поведение этого цикла определяется заказчиками изделий и потребностями рынков сбыта.

Производственный цикл может активизироваться различными путями в зависимости от особенностей той или иной группы заказчиков-потребителей. В одних случаях функции проектирования выполняет сам заказчик, а изготовление изделия – сторонние фирмы, в других и проектирование и производство выполняет одна и та же фирма. Однако, как бы это не происходило, производственный цикл всегда начинается с выработки концепций нового изделия (т.е. возникновение определенной идеи). Первоначально концепция нового изделия прорабатывается, затем в деталях уточняется, анализируется, совершенствуется и после конструктивной разработки воплощается в план выполнения нового изделия. Этот план подкреплен документацией в виде набора конструктивных чертежей, показывающих, как должно изготавливаться изделие и совокупность технических описаний, спецификаций, отражающих принципы функционирования изделия. Этим завершается деятельность по проектированию, если не считать конструкцию изделия на протяжении всего жизненного цикла.

Следующим видом деятельности становится изготовление изделия, которое начинается составлением плана, определяющего последовательность операций, необходимых для выполнения изделия. Иногда могут потребоваться новое оборудование, инструмент и оснастка.

На этапе составления графика производства выбранного плана, в соответствии с которым фирма фактически принимает на себя обязательство выпустить определенное количество изделий в конкретные сроки. После того, как сформированы планы-графики по всем изделиям, они запускаются в производство, и затем проходят через операции контроля качества и отгрузки заказчику.

В одинарной рамке – без автоматизации. При автоматизации добавляются Дв. рамки, дв. Стрелки