6.3. Электронная модель изделия
К числу CALS-стандартов относятся стандарты, посвященные электронной структуре изделий и описывающие требования к электронной модели и электронному макету изделия.
Электронная структура изделия (ЭСИ) (ГОСТ 2.053-2006) – электронный конструкторский документ, содержащий состав сборочной единицы, комплекса или комплекта и иерархические отношения между его составными частями и некоторые другие данные в зависимости от назначения изделия. Содержательную часть ЭСИ обычно представляют в виде текста на языке Express и визуально в форме многоуровневого списка или в виде графа, вершины которого соответствуют составным частям изделия (сборочным единицам, комплексам, комплектам, деталям), а ребра определяют связи между составными частями.
Различают функциональную, конструктивную, производственно-технологическую, физическую, эксплуатационную и совмещенную разновидности ЭСИ. В функциональной ЭСИ описывают назначение и функции изделия и его частей. Конструктивная ЭСИ предназначена для отображения конкретных технических решений, определяющих конструкцию комплексов, сборочных единиц и комплектов. Производственно-технологическая ЭСИ служит для отображения особенностей технологии изготовления и сборки изделия. Физическая ЭСИ соответствует одному конкретному экземпляру изделия и сопровождает изделие в процессе его эксплуатации. В эксплуатационной ЭСИ отображают информацию о тех частях изделия, которые подлежат обслуживанию и/или замене в ходе эксплуатации. Совмещенная ЭСИ включает в себя отдельные разновидности ЭСИ.
Электронная модель изделия (ЭМИ) (ГОСТ 2.052-2006) – набор данных, которые определяют свойства, необходимые для изготовления, контроля, приемки, сборки, эксплуатации, ремонта и утилизации изделия.
Стандарт ГОСТ 2.052 устанавливает общие требования к выполнению ЭМИ в машиностроении и приборостроении.
1. Состав данных должен соответствовать потребностям в конструкторской информации на всех стадиях жизненного цикла. В соответствии с ISO 10303 электронная конструкторская модель изделия включает в себя геометрические данные, данные о конфигурации изделия, административные данные, неструктурированные данные.
Должна обеспечиваться возможность поддержки установленных регламентов и процедур процесса проектирования в части доступа к данным, их использования и модификации. Это необходимо для того, чтобы не нарушить целостность и корректность электронной модели.
Средства поддержки электронной модели изделия должны обеспечивать возможность параллельного проектирования. Это означает, что информация, полученная на очередном этапе проектирования, немедленно должна стать доступной для решения других задач.
Состав данных и средства поддержки должны обеспечивать управление конфигурацией изделия. Например, машиностроительное изделие характеризуется многовариантным составом и конфигурацией, означающее, что изделие может иметь несколько модификаций в соответствии с требованием покупателя, может состоять из различных элементов в зависимости от условий производства, рынка и материально-технического снабжения. Стандарт ISO 10303 STEP и его подраздел AP203 определяет представление конструкторских данных о машиностроительном изделии согласно концепции управляемой конфигурации. Термин «управляемая конфигурация» означает возможность определения комплектации изделия в зависимости от условий проектирования, производства или заказа. Более того, согласно стандартам обеспечения качества ISO серии 9000, поставщик обязан предоставить потребителю возможность выбора комплектации изделия.
5. Средства поддержки электронной модели изделия должны обеспечивать преобразование информации, получаемой из различных источников в стандартный электронный вид. В общем случае информация об изделии может быть получена из следующих источников: непосредственно в формате STEP из систем CAD/CAM; преобразованием форматов электронных данных, полученных в различных автоматизированных системах; путем сканирования бумажной документации и ее перевода в электронный вид.
5.4. PDM-системы
В настоящее время для работы с электронной моделью изделия используются средства автоматизации, относящиеся к классу PDM-систем (Product Data Management – системы управления производственной информацией).
Согласно стандартам серии ISO 9000 PDM-система должна выполнять следующие функции:
- однозначно идентифицировать варианты каждого изделия;
- идентифицировать состояние изделия, находящегося в разработке или уже поставленного потребителю;
- управлять модификацией изделия, проводимой более чем одним человеком;
- обеспечивать координацию работ по модификации многочисленной продукции, производимой в одном или более местах;
- идентифицировать и прослеживать все мероприятия и изменения, вызванные изменившейся заявкой, начиная с самого зарождения до выпуска продукции.
Перечисленные функции реализуются за счет:
- хранения электронной модели изделия с использованием международных стандартов (ISO 10303, ISO 8879, и т.д.);
- организации доступа к электронной модели изделия для ПО с помощью программных интерфейсов (API), для персонала с помощью клиентских приложений;
- тесной интеграции с существующими у пользователей решениями.
Система поддержки электронной модели изделия является трехзвенной системой. Основными компонентами системы являются сервер хранения данных на основе СУБД, сервер предварительной обработки данных и клиентские части (рис. 6.1).
Рисунок 6.1. Структура PDM-системы
Сервер хранилища. Сервер хранилища содержит информацию пользователей и предоставляет доступ к ней. На сервер хранилища стекается вся информация от предприятий, участвующих в процессе проектирования, поэтому доступ к серверу производится через Интернет.
Сервер обработки данных. Сервер обработки данных выполняет предварительную обработку данных перед их загрузкой или получением от сервера хранилища. Один сервер хранилища может обслуживать несколько серверов обработки данных. Каждое предприятие в зависимости от размеров должно иметь один или несколько серверов обработки данных.
Клиентская часть. Клиентская часть представляет собой пользовательское приложение для работы с хранилищем данных. Данное приложение способно работать на разных типах компьютеров в разных операционных системах. Клиентская часть обеспечивает возможность доступа пользователя к данным об изделии в соответствии с имеющимися потребностями и полномочиями: просмотр и редактирование структуры изделия, проведение процессов утверждений или изменений в конструкции. Клиентская часть также обеспечивает программный интерфейс с другими прикладными системами, поддерживающими и управляющими процессами закупок, планирования, производства, эксплуатации.
Низкоуровневый интерфейс доступа к электронной модели изделия основан на терминах пользователя (сущностях используемых прикладных протоколов) и является более простым для освоения, но и более привязанным к модели изделия. В качестве обрабатываемых сущностей STEP выступают несколько групп данных.
Геометрические данные. Эта группа данных предназначена для работы с геометрическими сущностями: чертежами, твердотельными и поверхностными моделями и т.д.
Данные о конфигурации изделия. Эта группа данных работает с идентификационными данными, историей создания, ведомостями и спецификацией, вариантами комплектации изделия (применимостью), взаимозаменяемостью деталей, извещениях об изменениях и т.д.
Неструктурированные данные. С помощью этой группы данных удается хранить в ЭМИ документацию, программное обеспечение, мультимедийные данные и т.д.
Высокоуровневый интерфейс системы построен по аналогии с широко известным языком запросов к реляционным БД – SQL.