2012_Посібник_з_дисципліни_ТКП. Кафедра автоматизованих систем обробки інформації І управління посібник з дисципліни
 Скачать 3.1 Mb.
|
|
виробів 5.1 Системи автоматизованого проектування різноманітного призначення (CAD/CAM/CAE - системи) Структура теми : – Функції та огляд CAD/CAE систем. – Функції та огляд CAM систем. Функції та огляд CAD/CAE систем. Абревіатура Computer Aided Design і Computer Aided Engineering - (Комп'ютерне засоби проектування та аналізу), комп'ютерна підтримка проектування, підготовка документації, інженерних розрахунків і аналізу міцності, якості нового виробу. Основна мета - підвищення ефективності праці інженерів, включаючи: – скорочення трудомісткості проектування і планування; – скорочення термінів проектування; – скорочення собівартості проектування і виготовлення, зменшення витрат на експлуатацію; – підвищення якості і техніко-економічного рівня результатів проектування; – скорочення витрат на натурне моделювання та випробування. Забезпечується шляхом: – автоматизації оформлення документації; – інформаційної підтримки та автоматизації прийняття рішень; – використання технологій паралельного проектування; – уніфікації проектних рішень і процесів проектування; – повторного використання проектних рішень, даних і напрацювань; – стратегічного проектування; – заміни натурних випробувань та макетування математичним моделюванням; – підвищення якості управління проектуванням; – застосування методів варіантного проектування і оптимізації. Ansys (ANSYS, Inc.) Ansys вже більше 25 років входить до числа лідируючих важких кінцево-елементних розрахункових комплексів. Починався як система для внутрішнього використання фірми Westinghouse Electric, Ansys проник зі своєї «материнської» області, ядерної енергетики, в усі області промисловості. Creo Elements/Pro (Pro-ENGINEER) Повнофункціональна САПР для розробки виробів будь-якої складності. Завдяки потужним можливостям автоматизації всіх машинобудівних дисциплін, Creo Elements / Pro (раніше Pro-ENGINEER) є загальновизнаним 3D рішенням для моделювання та розробки конкурентоспроможних комерційних виробів Autodesk .Сімейство AutoCAD AutoCAD LT 2012 - професійна 2D-САПР для підготовки і деталювання креслень; AutoCAD 2012 - один зі світових лідерів серед рішень для 2D-і 3D-проектування; 78 AutoCAD Architecture 2012 - спеціалізований AutoCAD для архітектурного проектування.; AutoCAD MEP 2012 - спеціалізований AutoCAD для проектування інженерних систем будівель. Autodesk Inventor. Технологія Inventor iLogic пропонує користувачам, які не мають навичок програмування, можливість створювати моделі виробів, що функціонують за правилами, заданими користувачемiCopy об'єднує методи каркасного моделювання та адаптивної технології. Замість трудомісткою ручної підгонки розмірів кожної копії елемента можна змінити її розміри і вставити копії у виріб за допомогою функції iCopy Функції та огляд CAM систем. CAM (Computer-aided manufacturing) - підготовка технологічного процесу виробництва виробів, орієнтована на використання ЕОМ. Під терміном розуміються як сам процес комп'ютеризованої підготовки виробництва, так і програмно-обчислювальні комплекси, використовувані інженерами-технологами. Аналогом терміна є АСТПВ- Автоматизована система технологічної підготовки виробництва. Технологічна підготовка зводиться до автоматизації програмування обладнання з ЧПУ: (2 - осьові лазерні верстати); (3 - і 5-осьові фрезерні верстати з ЧПУ; токарні верстати; ювелірне і об'ємне гравірування. Десятки провідних виробників СAM систем по рівню прибутків 2009 р. представлена на рисунку 5.1. Рисунок 5.1 – Десятка виробників CAM по рівню прибутків Десятки провідних виробників СAM систем по кількості проданих у промисловості робочих місць за 2009 р. представлена на рисунку 5.2. 79 Рисунок 5.2 - Десятка виробників СAM по кількості проданих робочих місць Питання для самоперевірки 1. Яке основне призначення CAD/CAE систем? 2. Наведіть приклади CAD/CAE систем. 3. Яке основне призначення CAМ систем? 4. Наведіть приклади CAМ систем. Література: [16]; Завдання на СРС: [17]. 80 5.2 Процеси управління PLM, та PDM/CALS технології Структура теми : – Основні принципи PLM. – Принципи PDM. – Схема PLM/ CALS. – Перспективи області застосування PLM. Основні принципи PLM. PLM (Product lifecycle management) – це технологія керування життєвим циклом виробів. Керування повним циклом виробу - від його концепції, через проектування і виробництво до продажів, післяпродажного обслуговування та утилізації. PLM - це набір можливостей, які дозволяють підприємству ефективно оновлювати свої продукти і релевантні послуги протягом повного бізнес-циклу. PLM - це один з чотирьох наріжних каменів в ІТ-структурі виробничого підприємства, поряд з ERP, SCM та CRM. PLM об'єднує ряд передових підходів і технологій – управління даними про продукт (PDM) – колективні розробляння – візуалізація – цифрове виробництво – вибір стратегічних постачальників, перевірка і керування відповідностями. Галузь застосування PLM: від збору вихідних вимог і розробляння концептуальної моделі нового виробу до сервісного обслуговування та поточного ремонту виробів і установок до моменту їх виведення з експлуатації. Принципи PDM. PDM (Product Data Management) - система управління даними про виріб - організаційно- технічна система, що забезпечує управління всією інформацією про виріб. Дані, що відносяться до одного виробу і організовані PDM-системою, називаються цифровим макетом. Задачі, які вирішують використовуючи PDM-технології – Створення ЄІП для всіх учасників ЖЦ виробу; – Автоматизація керування конфігурацією виробу; – Створення електронного архіву креслень та іншої технічної документації; – Система PDM як засіб інтеграції використовується протягом всього життєвого циклу виробу в рамках концепції управління цим циклом (PLM). Більшість PDM-систем дозволяють одночасно працювати з інженерними даними, отриманими від різних CAD-систем. 81 PDM-система Прикладні системи Прикладні системи Прикладні системи Прикладні системи Прикладні системи стандартний інтерфейс взаємодії ЖЦ Маркетинг Проектування Виробництво Поставка Експлуатація Рисунок 5.3 - Життєвий цикл виробництва Користувачі PDM – конструктори – технологи – працівники технічного архіву – співробітники, що працюють в інших областях: – збут, маркетинг, постачання, фінанси, сервіс, експлуатація і т.п. Головним завданням РDМ-системи є надання відповідному співробітнику потрібної йому інформації в потрібний час в зручній формі (відповідно до прав доступу). Технології PDM У PDM-системах узагальнені такі технології, як: – керування інженерними даними (engineering data management - EDM) – керування документами – керування інформацією про виріб (product information management - PIM) – керування технічними даними (technical data management - TDM) – керування технічною інформацією (technical information management - TIM) – керування зображеннями і маніпулювання інформацією, яка всебічно визначає конкретний виріб. Функціональні можливості PDM Базові функціональні можливості PDM-систем охоплюють такі основні напрямки: – Керування зберіганням даних і документів – Керування процесами – Керування складом виробу – Класифікація – Календарне планування Функції PDM-системи Керування зберіганням даних і документів Всі дані та документи в PDM-системі зберігаються в спеціальній підсистемі - сховище даних, яка забезпечує їх цілісність, організовує доступ до них відповідно до прав доступу і дозволяє здійснювати пошук даних різними способами. При цьому документи, що зберігаються в системі, є електронними документами. 82 Керування процесами PDM-система виступає в якості робочого середовища користувачів і відстежує всі їхні дії, в т.ч. стежить за версіями створюваних ними даних. Крім того, PDM-система керує потоком робіт (наприклад, в процесі проектування виробу) і займається протоколюванням дій користувачів і змін даних. Керування складом виробу PDM-система містить інформацію про склад виробу, його виконаннях і конфігураціях. Важливою особливістю є наявність кількох представлень складу виробу для різних предметних областей (конструкторський склад, технологічний склад, маркетинговий склад і т.д.), а також керування вживаністю компонентів виробу. Класифікація PDM-система дозволяє проводити розподіл виробів і документів у відповідності з різними класифікаторами. Це може бути використано при автоматизації пошуку виробів з потрібними характеристиками з метою їх повторного використання або для автоматизації присвоювання позначень компонентів виробу. Календарне планування PDM-система містить функції формування календарного плану робіт, розподілу ресурсів по окремим завданням і контролю виконання завдань з боку керівництва. За допомогою PDM-систем здійснюється відстеження великих масивів даних та інженерно-технічної інформації, необхідних на етапах проектування, виробництва або будівництва, а також підтримка експлуатації, супроводу та утилізації технічних виробів. Однією з цілей PDM-систем є забезпечення можливості групової роботи над проектом, тобто, перегляду в реальному часі і спільного використання фрагментів загальних інформаційних ресурсів підприємства. Користь від використання РDМ-системи Основною користю від використання на підприємстві РDМ-системи є: – скорочення часу розробляння виробу; – скорочення часу виходу на ринок за рахунок підвищення ефективності процесу проектування виробу; – позбавлення конструктора від витрат свого часу, пов'язаних з пошуком, копіюванням та архівуванням даних; – поліпшення взаємодії між конструкторами, технологами та іншими учасниками ЖЦІ за рахунок підтримування методики паралельного проектування; – значне скорочення терміну проведення зміни конструкції виробу або технології його виробництва за рахунок поліпшення контролю за потоком робіт у проекті. Етапи впровадження РDМ на підприємствах 1 етап – Введення в систему всієї інформації по обраному виробу; наповнення даними інформаційного простору (банк знань); – забезпечення коректності моделей, створених в системах САПР; – реалізація структури збереження даних та облік документів на паперових носіях; 83 – реалізація маршрутної технології; – інтеграція з системою підготовки технологічних процесів; – налаштування в системі бізнес-процесів першої черги; – розробка методики, що забезпечує одночасний електронний і паперовий документообіг; – розробка механізму внесення змін та їх відстеження; розробка програми завантаження даних з системи АСУ. 2 етап Реалізація в електронному вигляді бізнес-процесів затвердження та узгодження електронної документації та підключення до системи ряду цехів основного виробництва. 3 етап Передбачається інтеграція з системою ERP і системою організаційного документообігу, а також розширення області застосування PDM на всі вироби основного виробництва. 4 етап Проводитися впровадження електронного цифрового підпису відповідно до чинного законодавства, створення єдиного інформаційного простору з розробником і експлуатантами. Покоління PDM-систем – Перше покоління (кінець 80-х - початок 90-х) – Друге покоління (початок - середина 90-х) – Третє покоління (1996 - 1998 рр.) – Четверте покоління (1999 р - наш час) Покоління PDM-систем 1 покоління PDM (кінець 80-х - початок 90-х) PDM мали прямий інтерфейс в САПР збірок, вбудовану СУБД і генератор звітів для виведення специфікацій на виріб загалом; Розробкою PDM першого покоління займалися виробники «важких» САПР; Областю застосування систем PDM першого покоління були групи проектувальників; Типові представники: EDM Information, EDM Control у складі САПР промислового рівня CADDS 5. 2 покоління (початок - середина 90-х) Дозволило раціоналізувати інформаційний обмін даними між підрозділами підприємства в цілому; В інформаційний контур PDM входять керівна ланка, технологічні та планові підрозділи; Стиковка з системами ERP; Представники на вітчизняному ринку: Optegra компанії Computervision і I-MAN компанії EDS Unigraphics. 3 покоління (1996 - 1998 рр.) Базові принципи – контроль структури виробу, – контроль життєвого циклу виробу, – контроль версій і релізів інформаційних об'єктів, – генератор специфікацій, – повна реалізація ідеології «клієнт-сервер», – контролю потоку робіт кожного конкретного виконавця. 4 покоління (1999 р - наш час) 84 На перший план виступають структури виробничих відносин, їх зміна і упорядкування в ході виконання сформованого портфеля замовлень; Повноцінна організація зв'язків з замовниками, безпосередньо або через мережу дилерів- постачальників через Інтернет за допомогою Web-технологій; cPDm - collaborative Product Definition management (дослівно: спільне управління визначенням виробу. PDM сьогодні – Керування структурою виробу – Відстеження дії внесених змін і модифікацій – Відстеження приналежності до модельного ряду («baseline») – Відстеження посилань і багаторівневих посилань на документи – Відстеження змін – Порівняння структур виробу – Керування змінами Приклади PDM систем – Autodesk Vault – Teamcenter Express – Лоцман:PLM – SmarTeam – ENOVIA Схема PLM/ CALS. Маркетингові дослідження Проектування Підготовка виробництва Експлуатація Виробництво Утилізація CRM ERP SCM MRP-2 IETM PDM CAM CAD CAE MES SCADA CNC PLM Рисунок 5.4 - Схема PLM/CALS Перспективи області застосування PLM. Бізнес-моделі для користувачів САПР: 1. будуть розвиватися альтернативні: 85 а) Low-cost-клони, безкоштовні/open-source платформи; б) SaaS і оренда ПО; 2. наступні переваги: а) не потрібно покупка ліцензії та її оновлення; б) не потрібна установка ПО; в) незалежність від ОС; г) незалежність від обладнання; д) інженерні розрахунки в реальному часі; е) збереження і глобальна доступність даних. Пряме моделювання та параметризація Більшість сучасних MCAD середнього класу базуються на концепції параметричного моделювання з використанням історії побудови моделі для її модифікації (Inventor, SolidWorks, Pro/E, Solid Edge) Буде розвивається концепція прямого моделювання, яка дозволяє змінювати модель простими користувацькими діями, але без параметричного контролю над моделлю. Рисунок 5.5 -Приклад використання користувацької моделі Розвиток інтерфейсів Прогрес у технологіях дисплеїв обіцяє появу екранів розмірності аж до А1-А0. Екрани будуть оснащуватися засобами тактильного управління (Multi-touch). Рисунок 5.6 – Приклад дисплеїв розмірності А0 86 Технологія створення стереозображень стане стандартом де-факто для професійних робочих місць. Рисунок 5.7 - Приклад створення стереозображень Зниження вартості до $ 1000 і нижче для найпростіших пристроїв. Поява нових матеріалів, включаючи металеві, прозорі, еластичні. Можливість керувати властивостями матеріалу всередині моделі, що виготовляється. Збільшення швидкості виготовлення. Питання для самоперевірки: 1. Які основні принципи PLM ? 2. Яке основне призначення технологій PLM ? 3. Які основні принципи PDM ? 4. Яке основне призначення технології PDM ? 5. Які перспективи розвитку PLM/CALS Література: [16]; Завдання на СРС: [17]. 87 6 Основна література 1. ДСТУ ISO/IEC 15288:2005. ПРОЦЕСИ ЖИТТЄВОГО ЦИКЛУ СИСТЕМИ. 2. Ларман К. Применение UML и шаблонов проектирования.: Пер. с англ.: Учебн. пос. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. – 496 с. 3. Браудэ Э. Технология разработки программного обеспечения. – СПб.: Питер, 2004. – 655с. 4. Справочник по САПР. Будя Александр Петрович, Кононюк Анатолий Ефимович, Куценко Георгий Павлович ,Лященко Анатолий Антонович, Маньковский Виктор Иванович, Печурин Николай Капитонович Справочник по САПР - К.: Тэхника, 1988. - 375 с. 5. Марка Д.А., МакГоуен К. SADT – методология структурного анализа проектирования., - М.: Метатехнология, 1993. 6. Рубцов С.В. Методология структурного анализа и проектирования. http://or-rsv.narod.ru. 7. Г. Буч. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++. 2-е изд.: Пер. с англ. – М.: Издательство Бином, СПб.: Невский диалект, 1999. 8. Дж. Рамбо , Г. Буч , А. Якобсон. UML. Специальный справочник: Пер. с англ. – СПб: Питер, 2002. 9. Буч Г., Рамбо Д., Джекобсон А. Язык UML . Руководство пользователя. 2-е изд.: Пер. с англ. – Мухин Н. – М.: ДМК Пресс, 2006. – 496 с.: ил. 10. Visio: справка и инструкции. http://office.microsoft.com/ru-ru/visio-help/ 11. С.В. Маклаков BPwin и ERwin: CASE-средства для разработки информационных систем. – М.: Диалог-МИФИ, 1999. – 256 с. 12. Калянов Г.Н. CASE-технологии. Консалтинг в автоматизации бизнес-процессов. – 3 е издание. – М.: Горячая линия–Телеком, 2002, – 320 с. 13. А.А. Павлов, С.Н. Гриша, В.Н. Томашевский и др. Основы системного анализа и проекторования АСУ; Под редакцией А.А. Павлова. – К.Выща шк.; 1991. – 367 с.:ил. ISBN 5-11-002093-0 14. Э. Гамма, Р. Хелм, Р. Джонсон, Дж. Влиссидес Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования = Design Patterns: Elements of Reusable Object- Oriented Software. — СПб: «Питер», 2007. — С. 366. — ISBN 978-5-469-01136-1 15. Черемных С.В., Ручкин В.С., Семенов И.О., Структурный анализ систем. IDEF – технологи. – М: Финансі и статистика, 2001. 16. CAD/CAM/CAE Observer, http://www.cadcamcae.lv/ 17. САПР в Украине, http://cad.in.ua/ 7 Додаткова література I. «Logic Work’s BPWin Evaluators Guide», http://www.logicworks.com II. «Logic Work’s ERWin Evaluators Guide», http://www.logicworks.com III. William J. Brown, Raphael C. Malveau, Hays W. McCormick III, and Thomas J. Mowbray AntiPatterns: Refactoring Software, Architectures, and Projects in Crisis. — John Wiley & Sons, 1998. — ISBN 0471197130 IV. С.В. Маклаков. Создание информационных систем с AllFusion Modeling Suite. – М.: Диалог-МИФИ. V. Кальянов Г.Н. Структурный системный анализ. – М. Лори, 1996. VI. Cтандарти IDEF. http://www.idef.com/Downloads.htm 88 Робоча навчальна програма складена на основі навчальної програми дисципліни "Технології комп’ютерного проектування", затвердженої деканом ФІОТ Павловим О.А. 26 квітня 2010 року Розробник посібника: асистент кафедри АСОІУ _______________ Олійник Ю.О. |