М. Ф. Решетнева (Сибгау) Кафедра тмс основы систем автоматизированного проектирования Конспект
 Скачать 405 Kb.
|
Понятие о CALS-технологииCALS-технология — это технология комплексной компьютеризации сфер промышленного производства, цель которой — унификация и стандартизация спецификаций промышленной продукции на всех этапах ее жизненного цикла. Основные спецификации представлены проектной, технологической, производственной, маркетинговой, эксплуатационной документацией. В CALS-системах предусмотрены хранение, обработка и передача информации в компьютерных средах, оперативный доступ к данным в нужное время и в нужном месте. Соответствующие системы автоматизации назвали автоматизированными логистическими системами или CALS (Computer Aided Logistic Systems). Поскольку под логистикой обычно понимают дисциплину, посвященную вопросам снабжения и управления запасами, а функции CALS намного шире и связаны со всеми этапами жизненного цикла промышленных изделий, применяют и более соответствующую предмету расшифровку аббревиатуры CALS — Computer Acquisition and LifeCycle Support. Применение CALS позволяет существенно сократить объемы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в базах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологии CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности,, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т. п. Ожидается, что успех на рынке сложной технической продукции будет немыслим вне технологии CALS. Развитие CALS-технологии должно привести к появлению так называемых виртуальных производств, при которых процесс создания спецификаций с информацией для программно управляемого технологического оборудования, достаточной для изготовления изделия, может быть распределен во времени и пространстве между многими организационно автономными проектными студиями. Среди несомненных достижений CALS-технологии следует отметить легкость распространения передовых проектных решений, возможность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках и др. Построение открытых распределенных автоматизированных систем для проектирования и управления в промышленности составляет основу современной СALS-технологии. Главная проблема их построения — обеспечение единообразного описания и интерпретации данных независимо от места и времени их получения в общей системе, имеющей масштабы вплоть до глобальных. Структура проектной, технологической и эксплуатационной документации, языки ее представления должны быть стандартизованными. Тогда становится реальной успешная работа над общим проектом разных коллективов, разделенных во времени и пространстве и использующих разные CAE/CAD/CAM-системы. Одна и та же конструкторская документация может быть использована многократно в разных проектах, а одна и же технологическая документация адаптирована к разным производственным условиям, что позволяет существенно сократить и удешевить общий цикл проектирования и производства. Кроме того, упрощается эксплуатация систем. Следовательно, информационная интеграция является неотъемлемым свойством CALS-систем. Поэтому в основу CALS-технологии положен ряд стандартов, обеспечивающих такую интеграцию. Важные проблемы, требующие решения при создании комплексных САПР -управление сложностью проектов и интеграция ПО. Эти проблемы включают вопросы декомпозиции проектов, распараллеливания проектных работ, целостности данных, межпрограммных интерфейсов и др. Комплексные автоматизированные системы Известно, что частичная автоматизация зачастую не дает ожидаемого повышения эффективности функционирования предприятий. Поэтому предпочтительным является внедрение интегрированных САПР, автоматизирующих основные этапы проектирования изделий. Дальнейшее повышение эффективности производства и конкурентоспособности выпускаемой продукции возможно за счет интеграции систем проектирования, управления и документооборота. Такая интеграция лежит в основе создания комплексных систем автоматизации, в которых помимо функций собственно САПР реализуются средства для автоматизации функций управления проектированием, документооборота, планирования производства, учета и т. п. Проблемы интеграции лежат в основе технологии Юпитер, пропагандируемой фирмой Intergraph. Пример сращивания некоторых подсистем из САПР и АСУ — программный продукт TechnoDOCS (российская фирма Весть). Его функции: интеграция программ документооборота с проектирующими пакетами (конкретно с AutoCAD, Microstation и другими программами, исполняемыми в Windows-средах и поддерживающими взаимодействие по технологиям DDE или OLE, разработанным фирмой Microsoft); ведение архива технической документации; маршрутизация работ и прохождение документации, контроль исполнения; управление параллельным проектированием, т. е. координацией проектных работ, выполняемых коллективно. В основу CALS-технологии положен ряд стандартов и прежде всего это стандарты STEP, а также Parts Library, Mandate, SGML (Standard Generalized Markup Language), EDIFACT (Electronic Data Interchange For Administration, Commerse, Transport) и др. Стандарт SGML устанавливает способы унифицированного оформления документов определенного назначения — отчетов, каталогов, бюллетеней и т. п., а стандарт EDIFACT — способы обмена подобными документами. Одна из наиболее известных реализаций CALS-технологии разработана фирмой Computer-vision. Эта технология названа EPD (Electronic Product Definition) и ориентирована на поддержку процессов проектирования и эксплуатации изделий машиностроения. В CALS-системах на всех этапах жизненного цикла изделий используется документация, полученная на этапе проектирования. Поэтому естественно, что составы подсистем в CALS и комплексных САПР в значительной мере совпадают. Технологию EPD реализуют: CAD — система автоматизированного проектирования; САМ — автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП); САЕ — система моделирования и расчетов; CAPE (Concurrent Art-to-Product Environment) — система поддержки параллельного проектирования (concurrent engineering); PDM — система управления проектными данными, представляющая собой специализированную СУБД (DBMS — Data Base Management System); 3D Viewer—система трехмерной визуализации; CADD — система документирования; CASE — система разработки и сопровождения программного обеспечения; методики обследования и анализа функционирования предприятий. Основу EPD составляют системы CAD и PDM, в качестве которых используются CADDS5 и Optegra соответственно. В значительной мере специфику EPD определяет система Optegra. В ней отображается иерархическая структура изделий, включающая все сборочные узлы и детали. В Optegra можно получить информацию об атрибутах структуры любого элемента, а также ответы на типичные для баз данных вопросы типа «Укажите детали из материала Х» или «В каких блоках используются детали изготовителя Y ?» и т. п. Важной для пользователей особенностью Optegra является работа вместе с многооконной системой визуализации 3D Viewer. Пользователь может одновременно следить за информацией в нескольких типовых окнах: информационный браузер, в котором высвечиваются данные, запрашиваемые пользователем, например, из почтового ящика. Internet, корпоративных ресурсов, его персональной БД; окно структуры изделия, представляемой в виде дерева. Можно получать ответы на запросы подсветкой деталей D, (листьев дерева), удовлетворяющих условиям запроса; 3D визуализатор, в этом окне высвечивается трехмерное изображение изделия, ответы на запросы даются и в этом окне цветовым выделением деталей Dn; Окно пользовательского процесса, в котором в нужной последовательности в виде иконок отображается перечень задач, заданный пользователю для решения. В системе Optegra связи между объектами задаются по протоколам стандартов STEP, внешний интерфейс осуществляется через базу данных SDAI. Системы управления в составе комплексных автоматизированных систем Системы управления в промышленности, как и любые сложные системы имеют иерархическую структуру. Если рассматривать предприятие как систему верхнего уровня, то следующими уровнями по нисходящей линии будут уровни завода, цеха, производственного участка, производственного оборудования. Автоматизация управления реализуется с помощью автоматизированной системы управления (АСУ). Среди АСУ различают автоматизированные системы управления предприятием (АСУП) и автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП). АСУП охватывает уровни от предприятия до цеха, АСУТП — от цеха и ниже (на уровне цеха могут быть средства и АСУП, и АСУТП). В АСУП выделяют подсистемы, выполняющие определенные функции (рис. 1.2), типичными среди них являются: календарное планирование производства, потребностей в мощностях и материалах; оперативное управление производством; сетевое планирование проектов; управление проектированием изделий; учет и формирование трудозатрат; учет основных фондов; управление финансами; управление запасами (складским хозяйством); управление снабжением (статистика закупок, контракты на закупку); маркетинг (статистика и анализ реализации, контракты на реализацию, прогноз, реклама). Оперативное управление Планирование   проектирование производство маркетинг финансы снабжение |