Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы автоматизации проектно-конструкторских работ. Курс лекций. Учебное пособие
.pdf
задающие требования к процессам ЖЦ, например международные
стандарты качества серии ISO 9000.
2. Информационные стандарты предназначены для описания
структуры данных об изделии, используемой всеми участниками ЖЦ.
Также эту структуру можно называть интегрированной информационной моделью изделия. Базовым стандартом этой группы является международный стандарт для обмена данными об изделии ISO 10303
STEP. Кроме него сюда
входят родственные ему стандарты на описание каталога деталей (ISO 13584 PLIB), описание производственной
среды (ISO 15531 MANDATE).
3. Коммуникационные стандарты предназначены для описания
способов передачи данных между компьютерными системами. В силу
географической распределенности участников ЖЦ данные между ними должны передаваться с использованием глобальных компьютерных
сетей, в частности сети Internet. Таким образом, основой коммуникационных CALS-стандартов являются
стандарты сети Internet, в том
числе стандарты на такие Internet-сервисы, как www, ftp, электронная
почта, конференции. В частности, в этот перечень попадают и стандарты на представление документов: ISO 8879 SGML (Standard Gene-
ralized Markup Language), а также его подмножества – HTML (HyperText Markup Language) и XML (eXtensible Markup Language). Кроме
того, данная группа стандартов включает криптографические стандарты типа DES, RSA и ГОСТ.
4. Стандарты на программную архитектуру предназначены для
описания
архитектуры программных средств, позволяющей им взаимодействовать и обмениваться данными без непосредственного участия человека.
5. Стандарты на интерфейс с пользователем предназначены
для описания интерфейса, который программные системы предоставляют для диалога с пользователем, а также процедуры взаимодействия
пользователя и программной системы. Например, стандартизация интерфейса руководств с пользователем позволяет значительно
повысить
производительность и снизить сроки освоения новых изделий.
4.2. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛОМ ИЗДЕЛИЯ
Система управления жизненным циклом изделия (Product Lifecycle
Management – PLM) – организационно-техническая система, обеспечи-
вающая управление всей информацией об изделии и связанных с ним
21
процессах на протяжении всего его жизненного цикла, начиная с проектирования и производства до снятия с эксплуатации (рис. 3). При
этом в качестве изделий могут рассматриваться различные сложные
технические объекты (корабли и автомобили, самолеты и ракеты, компьютерные сети и т. д.). Информация об объекте, содержащаяся в
PLM-системе, является цифровым макетом
этого объекта.
Рис. 3. Product Lifecycle Management
Фактически PLM-система представляет собой совокупность различных систем, используемых на протяжении жизненного цикла изделия, интегрированных друг с другом. В качестве ядра PLM-системы
используется PDM-система. На рис. 4 приведена концептуальная схема
реализации PLM-системы. Двусторонняя связь показывает интеграцию
на уровне функциональных возможностей.
В настоящее время нет единой системы, которая сочетала бы в себе
все аспекты управления жизненным циклом изделия. Программные
продукты, позиционируемые как PLM-системы, на самом деле таковыми не являются, хотя и объединяют множество функций ранее реализованных в отдельных системах.
22
Рис. 4. Система управления жизненным циклом
изделия
Примеры PLM-систем: Dassault Systemes ENOVIA, IFS PLM,
Lotsia PLM, Oracle PLM, PTC Windchill, SAP PLM, Siemens A&D PLM
Software TeamCenter, T-FLEX DOCs, ЛОЦМАН:PLM.
ЦИФРОВОЙ МАКЕТ ИЗДЕЛИЯ
Цифровой макет – это совокупность электронных документов,
описывающих изделие, его создание и обслуживание. Содержит электронные чертежи и/или трехмерные модели изделия и его компонент,
чертежи и/или модели необходимой оснастки для изготовления компонент изделия, различную атрибутивную информацию по компонентам (номенклатура, вес, длина, особые параметры), технические требования, директивные
документы, техническую, эксплуатационную и
иную документацию.
Состав цифрового макета
Система управления документами – один или несколько программных комплексов, организующих документы цифрового макета в
единое целое и управляющих их жизненным циклом. В настоящее
время в качестве системы управления используются системы PDM или
PLM.
Система управления составом изделия дает возможность созда-
абстрактную структуру изделия, не имеющую жесткой связи с
вать
23
файлами САПР-систем, что позволяет легко изменять состав изделия в
зависимости от конфигурационных вариантов или целевого исполнения. При наличии системы управления составом изделия возможно
применять один и тот же цифровой макет для выпуска и обслуживания
всех модификаций и исполнений изделия.
Система управления жизненным циклом документов включает в
средства коллективной работы по просмотру, верификации и
себя
утверждению новых документов и по внесению изменений в ранее
утвержденные документы. При использовании электронной подписи
или принятого на предприятии ее аналога возможна разработка и эксплуатация изделия по полностью безбумажной технологии.
Система управления жизненным циклом изделия – набор средств
и настроек для представления цифрового
макета на различных этапах
создания и существования изделия: конструировании, производстве,
обслуживании и утилизации.
Трехмерная модель – совокупность файлов одной или нескольких САПР-систем, представляющих объемные модели частей и компонент изделия. Взаимное и абсолютное позиционирование в небольших
изделиях может управляться САПР-системой, для больших проектов
управление позиционированием осуществляется PDM-системой.
Облегченная трехмерная модель – модель, полученная при помощи фасеточной аппроксимации модели из исходной САПР. Применяется для просмотра и анализа модели изделия средствами системы
управления документами без использования САПР. Также, из-за
меньшего объема и простоты, требует гораздо меньше машинных ресурсов для своего отображения. Наиболее употребимыми форматами
облегченного представления
являются JT и CGR.
Атрибутивные данные – данные, характеризующие и описывающие элементы цифрового макета. Например, атрибутивные данные
для разработанной на предприятии детали: имя и отдел разработчика,
материал, вес, набор и значения контролируемых параметров; для
стандартных изделий: обозначение ГОСТа, типоразмер; для покупных
изделий: наименование поставщика, номенклатура поставщика, список
альтернатив.
Технологические данные –
данные, содержащие необходимые
указания для производства: используемые инструменты, материалы,
технологии, средства контроля и т. д., результаты расчетов различных
средств CAE.
Производственные данные – данные по организации производства: проектирование и изготовление оснастки, технологические процессы, библиотеки операций и переходов.
24
Документация – всевозможные документы, так или иначе связанные с изделием. Например, директивные документы, изменяющие
этапы жизненного цикла элементов цифрового макета. Эксплуатационная и ремонтная документация, связанная как с изделием в целом,
так и с отдельными деталями и узлами изделия.
4.3. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМИ ОБ ИЗДЕЛИИ
Одной из ключевых CALS-технологий
интеграции данных об изде-
лии является технология PDM.
PDM-технология – это технология управления всеми данными об
изделии и информационными процессами жизненного цикла изделия.
Для реализации PDM-технологии существуют специализированные
программные средства, называемые PDM-системами, т. е. системами
управления данными об изделии.
PDM-система (англ. Product Data Management – система управле-
ния данными об
изделии) – организационно-техническая система, обес-
печивающая управление всей информацией об изделии (рис. 5). При
этом в качестве изделий могут рассматриваться различные сложные
технические объекты (самолеты и ракеты, корабли и автомобили, компьютерные сети и т. д.). PDM-системы являются неотъемлемой частью
PLM-систем.
Рис. 5. Задачи, решаемые PDM-системами
В отличие от автоматизированных систем управления производством, которые управляют информацией обо всех ресурсах предприятия и ориентированы на экономические и плановые службы предприятия, PDM-системы направлены на управление информацией об изде-
25
лии (электронные модели, тексты, таблицы, результаты расчетов, различные изображения, анимация, медиа-данные и т. д.), при этом используется объектно-ориентированный подход. Основными потребителями и
производителями информации являются инженерно-технические работники. Таким образом, PDM-система – инструмент управления информацией о продукте, который помогает конструкторам, технологам, инженерам, плановикам и
другим специалистам управлять не только данными об изделии, но и процессами разработки и изготовления изделия на
предприятии, в компании, холдинге.
Системы PDM обобщают такие широко известные технологии, как
управление инженерными данными (EDM), управление документами,
управление информацией об изделии (PIM), управление техническими
данными (TDM), управление технологической информацией (TIM).
PDM-системы работают с информацией любых форматов и
типов,
поступающей из различных источников, предоставляя ее пользователю
уже в структурированном виде. Структуризация привязана к особенностям конкретного предприятия. Разнообразие проектных данных
поддерживается их классификацией и соответствующим выделением
групп с характерным множеством атрибутов.
Наиболее распространенная форма представления структуры изделия – древовидная структура. Элементы дерева могут соответствовать
отдельным сборочным узлам, деталям, технологическим
процессам,
операциям. На рис. 6 представлен пример древовидной структуры приспособления. В PDM-системах существуют модули CDO – для подготовки, хранения и сопровождения необходимых документов. Также в
составе PDM-системы имеются специализированные системы управления документами и документооборотом. Причем некоторые системы
делопроизводства либо интегрированы в САПР, либо имеют средства
для управления проектной, в том
числе чертежно-конструкторской до-
кументацией.
Наряду с данными система PDM управляет и проектом, т. е. процессом разработки изделия, при этом контролируя информацию об изделии-продукте, о состоянии объекта, об утверждении вносимых изменений, осуществляя авторизацию и другие операции, которые влияют на данные об изделии и режим доступа к ним
конкретного пользователя. На рис. 7 изображен процесс утверждения КД. По окончанию
разработки инженером конструкторского документа в электронной
форме (ДЭ) запускается процесс утверждения. Выпускается служебная
записка (СЗ), определяющая серию внедрения, перечень КД, и определяется задел деталей. ДЭ передается в PDM-системе в службу, ответственную за расцеховку, которая определяет маршрут изготовления
26
Рис. 6. Древовидная структура в PDM-системе
ДЭ
Служебная
СЗ
запи ска
Цех 1 5 Цех 3 2
Цех
117
Расцеховка
Технологический
контроль
Определениесерии
внедрения
Утверждение
660001‐UP
660001‐UP
Цех15Цех32Цех
Цех15Цех32Цех
Цех15Цех32Цех
117
117
117
ПроцессутвержденияКД
Рис. 7. Процесс утверждения конструкторской
документации
27
детали, указывает цех-потребитель и основные цеха, участвующие в
изготовлении (механообработка, штамповка, раскрой), определяются
услуги (термообработка, покраска, химические покрытия), требуемые
для изготовления детали или сборочной единицы (СЕ). Далее ДЭ отправляется в отдел технологического контроля (ОТК). После ОТК документ ограничивают серией внедрения, указывают машины, для которых изготавливается деталь
или СЕ. На этом этапе происходит непосредственное управление изменениями. На конечном этапе ДЭ утверждается и становится действующим, т. е. нередактируемым документом со статусом «Утверждено». Весь процесс утверждения выполняется в PDM-системе, по средствам управления правами доступа на каждом этапе процесса. Получив уведомление об участии в процессе
утверждения
, ответственное лицо получает права на соответствующее
действие, выполняет процедуру подтверждения правильности данных
или определяет организационные данные, необходимые для изготовления детали или СЕ. В случае какого-либо несоответствия процесс
может быть остановлен на любом из этапов, и ДЭ отправлен на доработку. Впоследствии в случае изменения или исключения детали из
состава изделия ее производство может быть прекращено, тогда конструкторскому документу присваивается статус «Аннулировано».
Управление процессом проектирования включает в себя большое
число действий и условий, поддерживающих параллельную работу
многих пользователей над общим проектом, т. е. необходимо управление потоком работ конкретного исполнителя (workflow), которое выполняется на основе моделей вычислительных процессов. Характер
ный пример (рис. 8) параллельного выполнения работ – проектирование средств технологического оснащения (СТО) и технологическое
исполнение детали.
Технологическое исполнение детали (ТИД) – деталь, имеющая вре-
менные конструктивные отличия от конструкторской документации
согласно техническим условиям (ТУ) на поставку детали, формируемым цехом-потребителем.
ТИД проектируется на основе конструкторского документа в электронной форме (
ДЭ), ТУ на поставку детали, разработанных цехомпотребителем и цехом-поставщиком. В качестве потребителя может
выступать агрегатная сборка, а поставщиком – механообрабатывающий участок. Служебная записка определяет серию внедрения и цеха,
участвующие в производстве детали. После определения маршрута
детали цех-поставщик составляет техническое задание на проектирование оснастки. В итоге проектирование СТО
начинается практически
одновременно с проектированием ТИД. После утверждения ТИД вносятся завершающие корректировки в оснастку.
-
28
Рис. 8. Схема проектирования ТИД и СТО
Часто управление крупными проектами, включающее распределение большого числа работ по времени и между исполнителями, выполняется программами, относящимися к специальной группе систем
управления проектами.
В эту группу входят:
программы верхнего уровня – Artemis Project, Primavera Project
Planner, Open Plan;
программы среднего уровня – Time Line, Microsoft Project, Spider
Project.
Рассмотрим подробнее функциональность базовых средств PDMсистемы.
УПРАВЛЕНИЕ СТРУКТУРОЙ ИЗДЕЛИЯ
Средства управления структурой изделия позволяют создавать и обрабатывать различные виды спецификаций изделия (bill of materials –
BOM). Кроме того, имеется возможность вести управление по деталям
и узлам, составляющим изделие, а также по относящимся к ним документам: файлам, наборам файлов, адресам в Интернете и специальным
производственным характеристикам — атрибутам. Для управления
на уровне групп
предприятий используется динамическая структура,
29
содержащая максимально полную информацию об изделии, которая
отображает все возможные конфигурации изделия. Сервисные функции допускают просмотр структуры изделия с любой степенью детализации, можно раскрывать сборки и получать представление о входящих в ее состав подсборках и деталях.
Ведение спецификаций. Спецификация – это ассоциативная структура изделия, из которой в
соответствии с определенными критериями
конфигурации выводится представление сборки. Работая как фильтр,
критерии конфигурации определяют, какую версию детали надо вывести, в зависимости от того, что положено в основу запроса на спецификацию данного типа – конструктивное членение изделия или этап жизненного цикла, номер модификации, модельный ряд и т. д. Например,
специалист
по планированию производства хотел бы видеть структуру
изделия, основанную на степени готовности всех ее составных частей к
конкретным срокам, а специалист-технолог – структуру, в основе которой лежат применяемые материалы или технологические приемы обработки этих материалов.
Многоуровневые спецификации. Возможность вывода в окно поль-
зователя как минимум двух типов спецификаций,
а именно иерархической структуры и подетального общего списка. Спецификация первого
типа – это полное дерево сборки изделия, т. е. построчная распечатка
всех составляющих, сгруппированных в виде иерархического списка,
где отображается вхождение подсборки в сборку. Спецификация второго типа – список наименований комплектующих с подсчетом количества
каждой комплектующей в составе целого изделия. Спецификации
первого типа чаще используются в конструкторско-технологических подразделениях, а второго – на сборочных участках и при работе по заказам. Оба типа спецификаций являются механизмами получения наиболее достоверной информации в максимально короткие сроки.
Многовариантный генератор спецификаций. Участникам производственного процесса необходимо строить спецификации, соответствующие их роду деятельности
и профессиональной принадлежности.
Например, инженерам-конструкторам важна спецификация, построенная по принципу «как спроектировано», а специалистам плановопроизводственного отдела нужно иметь спецификацию, организованную по принципу «как запланировано». Многовариантный генератор
спецификаций предназначен для поддержки создания всевозможных
спецификаций, используемых разными группами одного предприятия
или различных предприятий, вовлеченных в работы по одному проекту
.
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]