Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы САПР в машиностроении. Учебное пособие
.pdf
класса отмечена только фирма Autodesk, разработки которой достаточно скромно оценены в плане функциональности предлагаемых решений
(но заметна положительная динамика по комплексности).
а
121
б
Р и с. 4.1. Оценка развития ведущих фирм мирового рынка САПР:
а – итоги 2006 г.; б – итоги 2007 г.
Отмечается, что на Западе рынок тяжелых автоматизированных
систем уже полностью сложился и стабилизировался. Крупные промышленные предприятия и концерны уже определились с выбором
стратегии компьютеризации. Необходимость развития и постоянного
совершенствования программного обеспечения в значительной мере
превращают разработчиков в сервисную организацию по работе с постоянными клиентами. Существует мнение аналитиков, что дальнейшее развитие полномасштабных программно-методических комплексов САПР, предлагаемых на мировом рынке, будет идти за счет специализированных отраслевых решений. По прогнозу компании
Gartner, в ближайшие годы самой перспективной станет разработка
систем решений по заказу. Эти решения будут обладать всеми необходимыми функциональными возможностями для адаптации к условиям работы конкретного предприятия.
Критически важным фактором станет интеграция между PLM и
системами планирования и управления производством (ERP). За счет
122
использования унифицированных стандартов и моделей данных
улучшится обеспечение совместимости различных систем.
Предполагается дальнейшее совершенствование распределенных
систем на основе Internet-технологий (Intranet, WEB), виртуальных
предприятий. В промышленные системы будут широко внедряться
технологии виртуальной реальности и моделирование с использованием интеллектуальных операций и технологий управления знаниями
(knowledge-system).
Для возрождающейся российской индустрии в новом столетии
проблема выбора средств и методов как никогда актуальна. Не случайно в последние годы отмечается повышенная активность всех ведущих западных производителей на российском рынке – активно открываются представительства, проводятся фирменные конференции,
семинары и презентации.
За прошедшие с начала появления тяжелых САПР годы стоимость лицензии на них снизилась от нескольких сотен тысяч до считанных десятков тысяч долларов (примерно $10000 за одно рабочее
место у самой доступной системы высокого уровня Pro/Engineer в
2005 г.) и приблизилась к верхнему уровню цены популярных зарубежных средних систем.
Основная тенденция в развитии средних и легких систем – это
сближение функциональных возможностей базовых модулей и их основных тактико-технических характеристик. Если в 2000 г. разработчики весьма оптимистично утверждали, что средние САПР обладают 80%
функций тяжелых продуктов, а их цена составляет всего 20% от стоимости дорогих систем, то уже в 2005 г., как уверенно подтверждают аналитики, по возможностям middle range приближаются к 90%, а по стоимости – к 50% цены базовых модулей полномасштабных систем [28].
С момента появления общепринятой классификации систем на
тяжелые, средние и легкие произошли значительные изменения в
функциональности всех классов и разновидностей САПР. Системы
различного уровня развиваются параллельно, причем грань между
ними постоянно смещается.
123
В то время как системы класса high-end активно развивают мето-
ды и средства системной интеграции и управления жизненным циклом изделий, в функционале тех систем, которые относились к среднему и даже легкому классу, также появилось много новинок, которые прежде считались прерогативой тяжелых решений. Например,
отсутствие ограничений на сложность и размер моделей, использование объемной графики, сетевых возможностей и пр.
По возможностям геометрического моделирования средний класс
постепенно догоняет системы высокого уровня, да и сами MiddleCAD практически уже выровнялись по своим базовым функциям.
Сейчас уже трудно найти разницу в универсальных функциях систем
разного уровня (см. табл. 3.1) – то же гибридное геометрическое моделирование, параметризация, большие сборки и пр.
В состав комплексов, предлагаемых разработчиками САПР, до-
бавляются объектно-ориентированные подсистемы: инженерного
анализа, программирования ЧПУ и др.
В связи с быстрым прогрессом вычислительной техники имеются
объективные предпосылки, что ближайшие годы сравняются требования к минимальным характеристикам технических средств и для
систем различного класса будут использоваться практически одинаковые персональные компьютеры.
В XXI веке разработчики стали активно добавлять в mainstream
системы всевозможные средства для управления технической документацией и структурой проектов (PDM), для поддержания коллективной работы, трансляторы данных и другие средства интеграции.
На рынке появились предложения средних и даже легких PDM.
В результате средние САПР постепенно превращаются в мини-
системы для управления жизненным циклом изделия, позволяющие
создавать, хранить, администрировать и коллективно использовать
проектные данные в единой интегрированной среде. Таким образом,
расширяя возможности средних систем за пределы простого проектирования, разработчики открыли доступ к технологии PLM предприятиям малого и среднего бизнеса.
124
Итак, история повторилась на новом витке. В свое время средние
САПР позволили небольшим компаниям перейти на трехмерное проектирование. А сегодня они предоставляют им возможность начать
внедрение PLM. И хотя перейти на эту перспективную технологию
нелегко, поскольку ее внедрение сопровождается серьезными организационными и технологическими изменениями, она позволяет решить
главную задачу производственников – повышение конкурентоспособности продукции. Промышленные гиганты уже приступили к реализации PLM с помощью тяжелых продуктов, а теперь их примеру
могут последовать и предприятия малого и среднего бизнеса.
В своем развитии не отстают и изначально низкоуровневые системы промышленной автоматизации. Например, сегодня на рынке
программ САПР практически нет систем, которые не обладали бы
параметрическими возможностями. Твердотельное и даже гибридное
объемное моделирование также перестало быть признаком систем
высокого класса.
Многие фирмы-производители САПР появились, развились и
процветают благодаря продажам легких систем. Популярность локальных систем среди пользователей пока еще традиционно высока, и
благодаря этому данный класс промышленных автоматизированных
систем динамично развивается.
На российских предприятиях легкие системы составляют подавляющую массу автоматизированных рабочих мест. Медленно, но
неуклонно идущий процесс перехода промышленности и бизнеса с
контрафактного на лицензионное программное обеспечение только
усилит эту тенденцию. Действительно, зачем на рабочих местах
большинства ИТР устанавливать программное обеспечение огромной
стоимости, когда будет использоваться только незначительная часть
функций? Кроме того, отечественные программы не только дешевле
обходятся, но и полнее соответствуют отечественным стандартам,
легче осваиваются, поддерживаются местными представителями и
сопровождаются на родном языке. И, самое главное, полностью
обеспечивают решение инженерных задач массовых профессий.
125
Некоторыми учеными и специалистами в области САПР выска-
зывается предположение об эволюционном перерастании средних систем в класс высших достижений. Скорее всего, это не удастся большинству современных лидеров среднего класса.
Многие средние системы в значительной мере хуже интегрируются
в состав PLM-решения даже своей родной фирмы. В ряде случаев это
делается разработчиками сознательно, чтобы поддержать коммерческую
политику старшей фирмы. Например, до сих пор нет прямой и обратной
интеграции между CATIA и SolidWorks, хотя Solid Works Corporation с
1997 г. принадлежит Dassault Systemes. Как однозначно высказался в одном из своих интервью для известного САПР-издания «CAD/CAM/CAE
Observer» [28] основатель и многолетний руководитель DS Francis
Bernard: «Мы держим SolidWorks абсолютно отдельно от нашего PLM-
бизнеса». Этот факт неоднократно подтверждали и сами разработчики
SWR, что позволяет считать такую позицию по отношению к средним
системам официальной стратегией. Чтобы как-то сгладить эту проблему,
компании SolidWorks пришлось даже разрабатывать собственную специализированную PDM-систему SWR-PDM.
Как отмечают сами разработчики полномасштабных систем, кли-
енты выбирают тяжелые системы не из-за выдающихся CAD/СAM
функций, а из-за потребности в полноценном PLM-решении проблем
предприятия или даже целой корпорации. Если для пользователя
необходимо локальное рабочее место конструктора или технолога, то
целесообразно выбрать систему среднего класса.
Пока корпорации-поставщики систем высоких достижений одно-
временно являются и поставщиками средних систем, прогнозы о переходе SoldEdge или SWR в класс Hight-end не имеют экономических
оснований. Другое дело, Autodesk или даже независимые российские
фирмы-разработчики. У них никогда не было «старших сестер», они
избавлены хотя бы от внутренней конкуренции. У независимых производителей есть возможность занять на развивающемся российском
рынке места интеграторов PLM-решений.
126
На основе анализа тенденций развития промышленных систем
автоматизации можно сделать вывод о перспективе сохранения и развития сложившейся иерархии средств автоматизации, включающих
три следующих основных уровня.
Документо-ориентированные комплексы и компоненты, основное назначение которых состоит в автоматизации разработки и
использования технической документации, а также подержании актуальности документов при изменениях и модификациях изделий. Основным предметом и результатом профессиональной деятельности
пользователей САПР (конструкторов, технологов, производителей
работ, работников служб маркетинга и снабжения) с такими средствами автоматизации является согласованный пакет электронных
документов (Electronic Document). Главные требование к документоориентированным средствам автоматизации: максимальное соответствие разрабатываемых проектно-конструкторских и технологических документов ECКD/ЕСТД, простота освоения и использования
комплекса средств автоматизации, минимизация расходов, связанных
с приобретением техники и программного обеспечения, внедрением и
сопровождением системы.
Для таких целей и задач необходимо, прежде всего, 2Dгеометрическое моделирование, используемое для инженерной графики,
и обширное информационное обеспечение, содержащее многочисленные справочные материалы, библиотеки стандартных элементов, электронные архивы. Применение любых других методов и средств компьютерного моделирования целесообразно в той мере, насколько это способствует решению основной задачи. Например, 3D-модели могут быть
успешно использованы для получения плоских проекционных видов,
ускоряющих создание чертежей, а использование объектноориентированных подсистем позволяет автоматизировать инженернотехнические расчеты и определенные проектные процедуры.
Продукто-ориентированные комплексы и компоненты САПР,
автоматизирующие процесс создания электронной модели изделия на
127
основе объемного геометрического описания (Electronic Product Definition). Наличие 3D-модели дает возможность комплексного решения
инженерных задач: проектирования деталей сложной формы, моделирования больших сборок, моделирования кинематики и динамики
машин и механизмов, инженерного анализа работы конструкций, физического моделирования технологических процессов, программирования оборудования с числовым управлением и пр.
Подсистемы разработки технической документации логически до-
полняют такие высокопрофессиональные автоматизированные системы.
PLM-ориентированные комплексы и компоненты САПР,
обеспечивающие создание и использование полного электронного
описания объекта на протяжении всего жизненного цикла изделий
(Product Data Management).
Применение таких средств автоматизации позволяет сформиро-
вать и непрерывно актуализировать интегрированную электронную
информационную модель изделия, необходимую на всех основных
этапах ЖЦ, включая маркетинг, концептуальное и рабочее проектирование, технологическую подготовку, а также производство, эксплуатацию, ремонт и утилизацию машиностроительной продукции. Очевидно, что концепция информационной поддержки ЖЦИ включает в
себя задачи создания всех необходимых для проектирования и производства специализированных электронных моделей и поддержания
электронного технического документооборота.
В процессе комплексной автоматизации проектирования и кон-
структорско-технологической подготовки производства на базе единого информационного пространства в составе PLM-системы интегрируются CAD-, CAM-, CAE- и другие необходимые комплексы и
компоненты. Создание PLM позволяет получить новый качественный
эффект сокращения сроков, повышения качества и производительности за счет перехода от «компонентно-центрического», последовательного проектирования изделия на «изделие-центрический» про-
128
цесс, выполняемый проектно-производственными командами, работающими коллективно и параллельно.
Таким образом, предлагаемые на мировом рынке САПР программно-методические комплексы и компоненты промышленных автоматизированных систем целесообразно сопоставлять не по сложности, аппаратной платформе или цене, а по назначению. Причем средства автоматизации разных классов должны не конкурировать, а поддерживать и дополнять друг друга.
Используя эти модули, можно выбрать (скомплексировать) необходимую для конкретного предприятия конфигурацию программных
продуктов и информационного обеспечения, автоматизирующую весь
комплекс задач технической подготовки производства и пригодную
для создания интегрированной автоматизированной системы, поддерживающей все производственные этапы жизненного цикла изделий машиностроения.
5. ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ
1. Дайте определение, поясните назначение и место САПР в общем ком-
плексе задач автоматизации машиностроительного производства.
2. Расшифруйте аббревиатуру, дайте определение и поясните назначение
CAD – система.
3. Расшифруйте аббревиатуру, дайте определение и поясните назначение
CAM-системы.
4. Расшифруйте аббревиатуру, дайте определение и поясните назначение
САЕ-системы.
5. Расшифруйте аббревиатуру, дайте определение и поясните назначение
CAPP-системы.
6. Расшифруйте аббревиатуру, дайте определение и поясните назначение
PDM-системы.
7. Поясните значение и содержание концепции комплексного моделиро-
вания в САПР.
8. Дайте ретроспективный обзор развития промышленных автоматизиро-
ванных систем.
129
9. Опишите историю автоматизации машиностроения в России.
10. Перечислите основные этапы развития САПР.
11. Какие стандарты и регламенты информационных систем и технологий
вам известны?
12. Перечислите основные отечественные стандарты, касающиеся САПР.
13. Дайте определение САПР по стандарту и поясните роль системного
подхода к разработке и внедрению автоматизированных систем предприятия.
14. Приведите и прокомментируйте структурную схему САПР.
15. Перечислите основные средства обеспечения САПР.
16. Что входит в состав программно-методических и программно-
технических комплексов?
17. Поясните и подкрепите примерами международную классификацию
САПР.
18. Приведите классификацию САПР и поясните роль и назначение
специализированных систем.
19. Приведите классификацию САПР и поясните роль и назначение тяже-
лых систем.
20. Приведите классификацию САПР и поясните роль и назначение авто-
матизированных систем среднего класса.
21. Приведите классификацию САПР и поясните роль и назначение лег-
ких систем.
22. Приведите классификацию САПР и поясните роль и назначение инте-
грированных САПР.
23. Приведите классификацию САПР и поясните роль и назначение пол-
номасштабных автоматизированных систем.
24. Приведите обзор полномасштабных программно-методических ком-
плексов на примере решений, разрабатываемых UGS PLM Software.
25. Опишите отличительные особенности программно-методических ком-
плексов, разрабатываемых Dassault Systemes.
26. Дайте обзор и классификацию программно-методических комплексов,
разрабатываемых Solidworks Corporation.
27. Перечислите отечественные машиностроительные САПР.
28. Приведите обзор типовых программно-методических комплексов
САПР на примере известных решений.
29. Опишите состав и назначение САПР ТП на примере ВЕРТИКАЛЬ.
30. Опишите состав и назначение средней САПР на примере КОМПАС.
31. Опишите состав и назначение информационного обеспечения САПР.
130
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]