Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Основы автоматизации проектно-конструкторских работ. Курс лекций. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
07.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
☆
3. РАЗРАБОТКА
НОРМАТИВНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
КАК ОСНОВА ПРОЦЕССОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Внедрение и применение информационных технологий на пред­приятии должно опираться на нормативно-техническую базу. Для обеспечения возможности выполнения работ по конструкторско­технологической подготовке производства в информационных систе­мах и обеспечения юридической значимости разработанной конструк­торско-технологической документации необходимо разработать ряд нормативных документов (стандарты предприятия, положения, ин­струкции) и в них описать ния электронных технических документов. Начиная с 2006 г. на уровне государственных стандартов были определены основные требования при работе с электронными документами. Кроме этого были введены понятия электронной структуры изделия, что фактически разрешило применять информационные системы для управления конструкторской документацией и при этом использовать электронные документы как подлинник, лее рассмотрим комплекс стандартов ЕСКД.
а с 2012 года – и для технологической документации. Да-
правила создания, изменения, сопровожде-
3.1. ЕДИНАЯ СИСТЕМА
КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
Единая система конструкторской документации (ЕСКД) пред­ставляет собой комплекс стандартов, устанавливающих взаимосвязан­ные единые требования (нормы, правила) по порядку разработки, оформления и обращения конструкторской документации (чертежей, схем, текстовых документов), разрабатываемых и применяемых на всех стадиях и этапах жизненного цикла изделия (проектирование, из­готовление, эксплуатация, ремонт и т. д.)
Эти единые нормы и правила распространяются на изделия основ­ного и вспомогательного производства гражданского и военного назначения.
11
Основная цель ЕСКД – установление единого технического языка (требований, правил, норм) и единства терминологии, классификации
и обозначения в области разработки и применения конструкторской документации на изделия машиностроения на всех этапах и стадиях жизненного цикла изделия.
ЕСКД и система конструкторско-технологической классификации и кодирования (СКТК) призвана обеспечить:
информационную поддержку жизненного цикла
изделия;
единство и сопоставимость информации;
единство классификации и обозначения изделий и конструктор-
ских и технологических документов;
оптимальную комплектность документации;
тематический поиск аналогов в целях применения ранее разра-
ботанных конструкций и технологий в новых изделиях и технологиях;
взаимообмен документацией без ее переоформления;
расширение унификации и
стандартизации изделий и техноло-
гий;
эффективное применение средств вычислительной техники и ав- томатизированных систем (АСУ, САПР и др.);
сертификацию изделий.
В итоге ЕСКД и СКТК призваны обеспечить сокращение сроков и снижение трудоемкости конструкторской и технологической подго­товки производства.
Комплекс основополагающих стандартов ЕСКД в последние годы подвергся кардинальной переработке по
единым научно-методическим принципам с учетом сложившейся практики и на основе требований стандартов ИСО и МЭК в области информационных технологий (CASL (ИПИ)-технологий и др.) и правил логистики, в том числе тре­бований компьютерного моделирования и построения систем автома­тизированного проектирования (САПР, CAD/CAM и др.).
В ЕСКД появились новые виды КД: электронные
модели изделия
(деталей и сборочных единиц), электронные структуры изделия, ин-
терактивные и мультимедийные электронные документы, правила их выполнения, учета, хранения, передачи и изменения.
Современное состояние ЕСКД в основном устанавливает:
равноправный статус двух форм конструкторской документа- ции – бумажной (традиционной) и электронной (2D и 3Dмодели), и возможность их преобразования друг в друга
;
12
единство терминологии и понятий;
формы электронной документации;
введение электронных (математических), геометрических и то-
пологических моделей объектов всех уровней иерархии конструктор­ского проектирования;
заголовок (основная надпись), информацию, идентифицирую- щую документ и авторов;
электронную цифровую подпись (ЭЦП);
отображение электронных КД на экране;
интерактивные и аудиовизуальные (
мультимедийные) КД.
3.2. ОСНОВНЫЕ ГОССТАНДАРТЫ
ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УПРАВЛЕНИЯ ЖЦИ
ГОСТ 2.001–93 «ЕСКД. Общие положения» определяет назначе-
ние, область распространения, классификацию и правила обозначения стандартов ЕСКД, а также порядок их внедрения. Для стандартов, устанавливающих требования выполнения эксплуатационной (ЭД) и ремонтной (РемКД) документации, выделена группа 6. Установлено,
что КД может быть выполнена в бумажной и
(или) электронной
форме, при этом виды, комплектность и форму выполнения КД уста-
навливает разработчик, если это не оговорено ТЗ. В КД допускаются ссылки на стандарты организации.
В приложении к стандарту приведены термины и их определения, касающиеся конструкторских документов, выполненных как в тради­ционной, так и в электронной форме: конструкторский
документ в бу­мажной форме (бумажный документ), конструкторский документ в электронной форме (электронный документ), графический документ, текстовый документ, аудиовизуальный документ (мультимедийный документ).
ГОСТ 2.051–2006, ГОСТ 2.052–2006, ГОСТ 2.053–2006 – стандар­ты нового поколения, основа нормативной базы для создания и веде­ния КД в электронной форме. За рубежом работа над подобными стан­дартами ведется уже в
течение нескольких десятков лет в ИСО и МЭК, в отраслевых и межотраслевых международных организациях (напри­мер АЕСМА), в рамках национальных организаций (в том числе в обо­ронных ведомствах США и Великобритании), а также в НАТО. Россия в течение долгого времени оставалась в стороне от этого процесса, в связи с чем
возникло определенное отставание.
13
Информационные технологии изменили процессы разработки про­дукции и документации. Если на первых этапах компьютерные систе­мы проектирования решали задачу представления бумажного графиче­ского документа в электронном виде, то в настоящее время эти систе­мы стали моделирующими, оперирующими огромными массивами информации, накопленными в комплексных базах данных. Используя эту информацию, системы сами
могут генерировать документы в соот-
ветствии с заранее сформированными правилами.
ГОСТ 2.051–2006 «ЕСКД. Электронные документы. Общие по­ложения» устанавливает понятие электронного КД, определяет требо-
вания к его структуре и способам организации информации, а также к применению электронно-цифровой подписи (ЭЦП) как механизму ав­торизации данных.
Электронный конструкторский документ (ДЭ) определен как кон структорский документ, выполненный в электронной форме и пред­ставляющий собой структурированный набор данных, состоящий из содержательной и реквизитной частей и включающий, помимо других реквизитов, электронную цифровую подпись (подписи).
Стандартом введены понятия версии документа как реквизита, со­ответствующего определенной стадии (этапу) разработки электронно­го документа, и статуса – реквизита, определяющего состояние версии документа на стадии (этапе) его разработки. Также установлено, что ДЭ имеют два представления – внутреннее и внешнее.
Установлено также понятие твердой копии, т. е. копии, полученной на устройствах вывода ЭВМ на бумажном или ином аналогичном но­сителе.
Содержательная часть ДЭ состоит из одной или нескольких ин­формационных единиц (ИЕ), содержащих необходимую информацию об изделии, реквизитная часть – из структурированного по назначе-
нию набора реквизитов и их значений, при этом перечень реквизитов ДЭ устанавливается ГОСТ 2.104–2006, а выполняются они в виде
ЭЦП по ГОСТ Р 34.10–2012. Внешнее представление реквизитов для различных видов конструкторских документов устанавливается разра­ботчиком.
Установлено, что в реквизитную часть ДЭ допускается вводить до полнительные реквизиты с учетом особенностей применения и обра­щения документа. Номенклатура дополнительных реквизитов и прави­ла выполнения устанавливаются разработчиком документации.
В стандарте определен ряд терминов: электронный документ, атри­бут, аутентичный и идентичный документы, интерактивный электрон-
-
-
14
ный документ, информационная единица, статус версии документа, электронный носитель и др.
ГОСТ 2.052–2006 «ЕСКД. Электронная модель изделия. Общие положения» устанавливает требования к выполнению, составу ин-
формации, визуальному представлению электронных моделей изделия (ЭМИ) и в качестве КД – электронной модели детали (ЭМД) и элек-
тронной модели сборочной единицы (ЭМСЕ).
В стандарте установлено понятие
электронной геометрической мо­дели, которая представляет собой описание формы, размеров и иных свойств изделия; введены способы выполнения геометрического моде­лирования и их комбинации.
Электронная модель изделия трактуется как наборы данных, кото­рые вместе определяют геометрию изделия и иные свойства, необхо­димые для изготовления, контроля, приемки, эксплуатации, ремонта и утилизации изделия.
Понятие электронной модели изделия использу­ется как обобщающее для двух различных видов конструкторских до­кументов – ЭМД и ЭМСЕ.
Электронный макет определяется как ЭМИ, описывающая его внешнюю форму и размеры, позволяющая полностью или частично оценить его взаимодействие с элементами производственного и/или эксплуатационного окружения, служащая для принятия решений при разработке изделия и
процессов его изготовления и использования.
Установлено, что при разработке моделей следует применять так называемые электронные библиотеки (электронные каталоги) стан­дартных и покупных изделий.
В стандарте определен ряд терминов: геометрический элемент, мо­дельное пространство, виды моделей (твердотельная, поверхностная, каркасная), файл модели, атрибут модели и др.
ГОСТ 2.053–2006 «ЕСКД. Электронная структура изделия. Общие
положения» устанавливает общие требования к выполнению, составу информации и визуальному представлению электронной структуры изделия (ЭСИ) в качестве КД.
ЭСИ определена как конструкторский документ, содержащий со­став сборочной единицы, комплекса или комплекта, иерархические отношения (связи) между его составными частями и другие данные в зависимости от его назначения. Для сборочных единиц, комплексов
и комплектов ЭСИ является основным конструкторским документом. Установлено, что ЭСИ выполняется только в электронной форме.
Впервые в стандартах ЕСКД установлено положение о том, что
конструкторский документ (ЭСИ) предназначен для организации ин-
15
формационного взаимодействия автоматизированных систем. На осно­ве ЭСИ могут быть в виде отчетов сформированы вторичные доку­менты. Номенклатура формируемых видов документов устанавлива­ется ГОСТ 2.102–68, но при необходимости допускается пополнять ее другими видами документов.
Различают следующие основные разновидности ЭСИ: функцио­нальная, конструктивная, производственно-технологическая, физиче­ская, эксплуатационная.
ЭСИ используют для следующих
целей:
представление информации о составе изделия и об иерархии СЧ;
представление интегрированной разнотипной информации о
свойствах;
 (характеристиках) изделия и его СЧ;
представление вариантов состава и структуры изделия;
организация и структурирование проектной и рабочей конструк-
торской документации на изделие;
представление информации о правилах применяемости и
заме-
няемости (в том числе взаимозаменяемости) СЧ;
классификация и формирование обозначений изделия и его со- ставных частей;
управление разработкой изделия;
документирование изменений в конструкцию изделия и его СЧ,
их свойства (характеристики) и соответствующую документацию;
получение текстовых документов на изделие и его СЧ (детали, сборочные единицы, комплексы, комплекты
) в электронной и/или бу-
мажной формах.
Содержательная часть ЭСИ определяет состав сборочной единицы, комплекса или комплекта, связи его СЧ (входимость) и другие данные, которые могут быть связаны (ассоциированы) с изделием или его СЧ, и выполняется в виде набора данных, представляющих совокупность информационных объектов (ИО). Для единообразного представления ЭСИ в
компьютерной среде используют модели данных ИО, регламен-
тированные ИСО 10303.
Функциональная ЭСИ предназначена для определения назначения изделия и его СЧ и предъявляемых к ним функциональных требова­ний. Как правило, функциональная ЭСИ выполняется на стадии разра­ботки технического предложения на изделие.
Конструктивная ЭСИ (рис. 1) предназначена для отображения конкретных технических решений, определяющих конструкцию ком
-
16
плексов, сборочных единиц и комплектов. Как правило, конструктив­ная ЭСИ выполняется на стадиях разработки эскизного проекта, тех­нического проекта и рабочей конструкторской документации.
Рис. 1. Упрощенное представление конструктивной
электронной структуры изделия
Производственно-технологическая ЭСИ (рис. 2) предназначена для отображения особенностей технологии изготовления и (преимуще­ственно) сборки изделия. Производственно-технологическая ЭСИ вы­полняется на стадиях технологической подготовки производства и в процессе производства изделия.
Физическая ЭСИ предназначена для отображения информации о конкретном экземпляре изделия. Физическая ЭСИ выполняется на ста­дии производства изделия и, как правило
, корректируется в течение всего срока эксплуатации (например, отражая изменения в комплекта­ции данного экземпляра изделия).
Эксплуатационная ЭСИ предназначена для отображения инфор­мации о тех СЧ изделия, которые подлежат обслуживанию и/или за­мене в ходе использования изделия по назначению.
17
Рис. 2. Упрощенное представление производственно­ технологической электронной структуры изделия
Совмещенная ЭСИ предназначена для отображения комплексной информации об изделии и включает в себя отдельные разновидности ЭСИ (например, конструктивную ЭСИ и эксплуатационную ЭСИ).
18
4. УПРАВЛЕНИЕ ИНЖЕНЕРНЫМИ ДАННЫМИ И ПРОЦЕССАМИ, СВЯЗАННЫМИ С НИМИ
В настоящее время ни один успешный проект разработки сложных технических изделий не ведется без использования интегрированных систем управления разработкой и эксплуатацией, основанных на CALS технологиях (непрерывное развитие и поддержка жизненного цикла (ЖЦ), Continuous Acquisition and Life cycle Support). В соответствии с этой концепцией, управление проектными и инженерными данными осуществляется PDM-системой (управление данными об изделии, Product Data Management), предназначенной для хранения данных и управления электронным документооборотом. Управление данными на протяжении жизненного цикла изделия осуществляется PLM-системой (Product Lifecycle Management).
4.1. КОНЦЕПЦИЯ CALS. ЕДИНОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРОСТРАНСТВО (ЕИП). ПОЛНОЕ ЭЛЕКТРОННОЕ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ (EPD)
Среди прочих методик повышения эффективности процессов жиз­ненного цикла изделия находится CALS, направленная в первую оче­редь на повышение эффективности управления информационными ресурсами предприятия. Впервые термин CALS гда такое название получила инициатива Министерства обороны США, направленная на использование электронных данных в процес­сах закупки и сопровождения изделий. Аббревиатура CALS расшиф­ровывалась как Computer-Aided Logistics Support (компьютерное обес­печение логистической поддержки).
CALS первоначально охватывала только этапы закупок и поставки вооружений и военной техники для министерства обороны США. В дальнейшем расшифровки аббревиатуры CALS: Continuous Acquisition and Life
cycle Support (непрерывное развитие и поддержка жизненного цикла).
CALS – протокол цифровой передачи данных об изделии, обеспе-
чивающий стандартные механизмы доставки цифровых данных,
произошло расширение CALS и в 1993 г. – изменение
появился в 1985 г. То-
проектных
19
использующий как основу стандарты IGES и STEP в качестве форма­тов обмена графическими данными. Формат IGES – стандарт на пере­дачу и обмен графических данных между различными CALS­системами. STEP – международный стандарт ISO 10303, призванный облегчить хранение и обмен всех типов информации, имеющей отно­шение к изделию.
Стратегия CALS – создание единого информационного простран­ства (ЕИП) для всех участников ЖЦ
изделия, включая потребителя
изделия на основе создания полного электронного описания изделия
EPD – Electronic Product Definition.
EPD – это технология, которая интегрирует все данные об изделии и связанные с ним процессы, обеспечивая разработку и поддержку полной электронной модели изделия на протяжении всего его жизнен­ного цикла.
Реализованная в серии программных продуктов и служб EPD обес­печивает:
создание интерактивной среды совместной разработки, охваты- вающей различные дисциплины;
создание структурированного электронного описания изделия;
электронное определение всех этапов жизненного цикла изделия,
формулировку потребностей в материалах, концептуальное проекти­рование, производство, распространение и поддержку;
защиту данных и гарантированный доступ к информации об из- делии для каждого пользователя с соответствующими
правами; управление внесением изменений. Стандартные интерфейсы взаимодействия в рамках единого ин-
формационного пространства предназначены для интеграции всех про­граммных систем, используемых участниками ЖЦ изделия. Реализует­ся средствами PLM-систем.
Всего можно выделить пять групп стандартов ЕИП.
1. Функциональные стандарты предназначены для описания
процессов предприятия и их влияния на данные об
изделии, задают процедуру функционирования ЕИП и могут применяться для анализа и реинжиниринга. Примерами стандартов являются известная методоло­гия функционального моделирования IDEF0 (FIPS 183), задающая спо­соб описания процессов, спецификации коалиции производителей workflow-систем (Workflow Management Coalition – WfMC) на способ представления и обмен данными о потоках работ (workflow), стандар­ты календарного планирования. Кроме того, существуют стандарты,
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]