Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы САПР в машиностроении. Учебное пособие
.pdf
других, смежных областей знаний: физико-математических, технических и даже педагогических. Кстати, это нередко встречается в технике: например, «Конструкции и проектирование» самолетов или автомобилей, «Технология машиностроения» и многие другие прикладные науки также являются комплексными.
Проблемы и вопросы, относящиеся к той или иной комплексной
науке, определяются по отношению к общим объектам, целям и задачам
и объединяются единым понятийным и терминологическим аппаратом.
2.1. СТАНДАРТЫ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Стандартизация и унификация в машиностроении неоспоримо
считаются одними из важнейших условий эффективности производства и показателями уровня технической культуры предприятия. Безусловное уважение к ГОСТам в российской технике зиждется на вековой традиции, опирающейся на единые системы стандартов конструкторской (ЕСКД) и технологической документации (ЕСТД), в которых собран и многократно выверен многолетний опыт промышленного производства. По аналогии с этими выдающимися достижениями в области технического регулирования в нашей стране вслед за
появлением вычислительной техники стали утверждаться стандарты
в области компьютерных технологий.
2.1.1. РОССИЙСКОЕ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВО ПО СТАНДАРТАМ
В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Стандартизация в такой динамичной области, как компьютерная
техника и технологии, хронически не успевает за новыми фактами и
реалиям глобальной компьютеризации, с чем связано немало практических и теоретических проблем. Многие, даже относительно недавно разработанные, стандарты в области информационных технологий
уже полностью или частично устарели и не отвечают потребностям
современного развития науки и техники. Эти проблемы хорошо известны самим разработчикам стандартов.
31
Характерной особенностью современных информационных техно-
логий являются чрезвычайно высокие темпы их развития; как следствие,
принятие официальных стандартов в этой области значительно отстает
от фактически сложившейся у профессионалов системы терминов, обозначений и правил. Причем этот факт отмечается не только в России, но
и в развитых зарубежных странах. В качестве примера можно привести
кодировку кириллицы, созданную компанией Microsoft для нужд операционной системы Windows. Эта кодировка превратилась в России в фактический стандарт, в то время как ни один государственный орган ее так
официально и не признал. Парадоксальный факт: Интернет-сайт Госстандарта сегодня не следует требованиям ГОСТ 19768-93, представляя
свое содержимое в кодировке Win-1251.
Известно, что даже общепринятая компьютерная терминология,
фактически используемая при разработке и внедрении автоматизированных систем, не всегда полно отражена в стандартах, иногда противоречива и часто неоднозначно трактуется практикующими специалистами. В силу сложившейся традиции ИТ-специалисты используют главным образом английские термины, зачастую не имеющие русскоязычных аналогов.
Однако можно отметить, что практически безусловно выполня-
ются следующие отечественные информационные стандарты:
− стандарты на документирование программных продуктов, в
первую очередь входящие в ЕСПД, что связано в основном с
требованиями госорганов, для которых разрабатывается та или
иная система;
− стандарты на алгоритмы шифрования и ЭЦП, что связано с
обязательным лицензированием деятельности в этой области.
В отечественном положении по созданию единого комплекса стан-
дартов автоматизированных систем отмечается следующее важное обстоятельство: «Практика применения стандартов на АСУ, САПР, АСУ
ТП, АСТПП показала, что в них применяется одинаковый понятийный
аппарат, имеется много общих объектов стандартизации, однако требования стандартов не согласованы между собой, имеются различия по
32
составу и содержанию работ, различия по обозначению, составу, содержанию и оформлению документов и пр.» [33].
Объективно оценить и в какой-то мере исправить сложившееся
положение призвано новое российское законодательство. Если ранее
требовалось непременное подчинение требованиям государственных
стандартов, то действующим в настоящее время в России законом дается определение стандартизации как деятельности «по установле-
нию правил и характеристик в целях их добровольного многократного использования, направленной на достижение упорядоченности в
сферах производства и обращения продукции, работ или услуг».
В соответствии с Федеральным законом от 27 декабря 2002 г.
N184-ФЗ «О техническом регулировании», стандартизация в Российской Федерации осуществляется в целях:
− повышения уровня безопасности жизни или здоровья граждан,
имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества, экологической безопасности, безопасности жизни или здоровья животных и растений;
− повышения уровня безопасности объектов с учетом риска воз-
никновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;
− обеспечения научно-технического прогресса;
− повышения конкурентоспособности продукции, работ, услуг;
− рационального использования ресурсов;
− технической и информационной совместимости;
− сопоставимости результатов исследований (испытаний) и из-
мерений, технических и экономико-статистических данных;
− взаимозаменяемости продукции.
Действующая система стандартов в области ИТ имеет отчетливый уклон в сторону разработки и использования автоматизированных систем, причем главным образом производственного класса
(САПР, СУТП и т. п.). В настоящее время выделяют два основных
направления деятельности по стандартизации в области информационных технологий:
33
− обеспечение технической и информационной совместимости
информационных систем и продуктов, и в первую очередь
стандартизация протоколов информационного обмена;
− упорядочение компьютерной методологии в сферах производ-
ства и обращения продукции, и в первую очередь унификация
и определение понятийного аппарата ИТ.
Согласно Общероссийскому классификатору стандартов (ОКС),
насчитывается более 500 формально действующих стандартов, касающихся информационных технологий.
Наиболее важными для разработчиков и пользователей автомати-
зированных систем являются следующие группы стандартов:
− ГОСТ 2 (ЕСКД) – Единая система конструкторской докумен-
тации в части, касающейся правил выполнения схем и чертежей с использованием средств вычислительной техники и вводящей в последних изменениях понятия «электронный документ» и «электронная модель» [36-38];
− ГОСТ 19 – Единая система программной документации. Ис-
пользуется разработчиками автоматизированных систем в
полном объеме;
− ГОСТ 34 – Стандарты области информационных технологий.
Содержит основную массу стандартов ИТ, и в первую очередь
стандарты, относящиеся к взаимодействию открытых систем и
интеграции автоматизированных систем производственного
назначения [33];
− ГОСТ 24 – единая система стандартов автоматизированных
систем управления, распространяющихся на АСУ, АСУП,
АСУ ТП и другие организационно-экономические системы;
− комплекс стандартов группы 23501, распространяющихся на
системы автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства [31, 32].
При этом, фактически, старые стандарты находят избирательное
применение в силу их заметного морального устаревания.
34
В 90-х годах в рамках 34-й системы стандартов была принята серия ГОСТ, призванных заменить большую часть документов трех последних групп. Предполагалось, что единый комплекс стандартов и
руководящих документов, относящихся к 34-й системе, должен распространяться на автоматизированные системы различного назначения: АСНИ, САПР, ОАСУ, АСУП, АСУТП, АСУГПС, АСК, АСТПП,
включая их интеграцию. Однако до сих пор часть стандартов на автоматизированные системы продолжают действовать в силу того, что
соответствующих им новых стандартов в серии 34 не существует.
2.1.2. МЕЖДУНАРОДНЫЕ СТАНДАРТЫ ИНФОРМАТИЗАЦИИ
В качестве рекомендаций и в соответствии со ст. 12 закона «О
техническом регулировании» предусматривается принцип применения международного стандарта как основы разработки национального стандарта, за исключением случаев, при которых такое применение признано невозможным.
Стандарты по информационным технологиям разрабатывает и предлагает к внедрению целый ряд международных организаций, в том числе:
− Международная организация по стандартизации – ИСО (Inter-
national Organization for Standardization – ISO);
− Международная электротехническая комиссия – МЭК
(International Electrotechnical Commission – IEC);
− Международный союз электросвязи – МСЭ (International Tele-
communication Union – ITU).
В 1987 г. ИСО и МЭК объединили свою деятельность по стандартизации в области информатизации, создав Совместный технический
комитет №1 – СТК1 ИСО/МЭК «Информационные технологии» (Joint
Technical Committee N1 – ISO/IEC JTC1 Information Technology), основной задачей которого является разработка базовых стандартов информационных технологий вне зависимости от их конкретных приложений. Членами этого комитета являются более 50 стран, включая все
промышленно развитые страны, в том числе и Российская Федерация.
35
В структуре СТК1 функционирует свыше 20 подкомитетов и ра-
бочих групп, охватывающих своей деятельностью практически весь
спектр стандартизации в области информационных технологий и
осуществляющих разработку стандартов по всем основным направлениям, от таких как «Наборы символов и кодирование информации»
и «Машинная графика и обработка изображений» – до «Интерфейсов
пользователя» и «Методов обучения».
Применение международных стандартов в России сдерживается
по ряду объективных и субъективных причин. В числе основных
можно отметить следующие:
− низкая информированность субъектов автоматизации на всех
уровнях – от государственных служащих и вузовских преподавателей до работников предприятий и фирм;
− отсутствие адаптированных переводов стандартов на русский
язык;
− несоответствие правовой и терминологической базы на Западе
и в странах Содружества независимых государств.
2.1.3. ПРАКТИЧЕСКИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СТАНДАРТОВ
Несмотря на условие преимущественной добровольности, стандарты все-таки должны в ряде случаев исполняться обязательно (так
называемая обязательная сертификация). Это касается государственных заказов, работ, связанных с экологически опасными и вредными
производствами, требований охраны труда и т. д. Таким образом,
обязательной сертификации полностью или частично подлежат объекты машиностроения, затрагивающие вышеперечисленные факторы.
А это вся военная техника, авиа- и автомобилестроение, грузоподъемные машины, механизмы и многое другое. Для российского машиностроения государство всегда было и в видимой перспективе останется одним из основных работодателей.
Отмечается осознанное стремление к использованию стандартов и
методик, документов и действий по обеспечению качества заказчиками
36
и покупателями программного обеспечения и АС. Действительно, для
заказчиков необходимы критерии, по которым можно сравнивать раз-
личные системы, однозначно формировать ТЗ, осуществлять приемку.
Не могут обойтись без общепринятых условий и правил организации, осуществляющие внедрение и интеграцию автоматизированных систем. Это дает им инструмент, на который они могли бы рассчитывать в непростых ситуациях для обоснования и защиты проекта
системы, приемки заказанного продукта от субподрядчиков, обеспечения полноты и качества сопровождения.
Важную роль в распространении стандартизации играют развивающиеся в российской экономике тенденции к сертификации предприятий по требованиям системы управления качеством в рамках
международных стандартов серии ISO 9000. В этом случае предприятие добровольно принимает на себя обязательства следовать определенным регламентам.
Использование стандартов передачи информации совершенно
необходимо в условиях, когда разрабатывается все больше сложных
комплексных АС, например, типа CAD-CAM, которые включают в
свой состав АСУТП, АСУП, САПР-конструктора, САПР-технолога,
АСНИ и др. системы.
Из действующих на настоящее время российских стандартов на
автоматизированные системы наиболее популярными можно считать
следующие:
− ГОСТ 34.003-90 (Автоматизированные системы. Термины и
определения);
− ГОСТ 34.601-90 (Стадии создания АС);
− ГОСТ 34.602-89 (ТЗ на создание АС) и методические указания
РД 50-34.698-90 (Требования к содержанию документов);
− РД 50-680-88 (Автоматизированные системы. Основные поло-
жения);
− Р50.1.031-2001 (Терминологический словарь. Часть 1. Стадии
жизненного цикла продукции);
37
− ГОСТ 23501.101-87 (Системы автоматизированного проекти-
рования. Основные положения).
Ключевым документом, регламентирующим взаимодействия за-
казчиков и разработчиков информационных технологий, является ТЗ –
техническое задание на создание АС. ТЗ является основным исходным
документом для создания АС и его приемки, ТЗ определяет важнейшие
точки взаимодействия заказчика и разработчика. При этом ТЗ разрабатывает организация-разработчик (по ГОСТ 34.602-89), но формально
выдает ТЗ разработчику заказчик (по РД 50-680-88).
В стандартах подробно описано содержание документов, разра-
батываемых на каждом этапе. Этими же стандартами устанавливается
обязательный состав эксплуатационных документов.
Как утверждают методические рекомендации по стандартизации,
создание АС требует, как правило, изменения (совершенствования)
организационной структуры объекта автоматизации. При создании
АС следует обращать внимание:
− на интеграцию экономических и информационных процессов,
технических, программных и организационно-методических
средств;
− на углубление взаимодействия человека и вычислительной
техники на основе диалоговых методов и средств;
− на создание гибких систем управления, способных адаптиро-
ваться к изменяющимся условиям производства.
На объекте, на котором функционируют АС различных видов,
следует осуществлять постепенное объединение их на основе единого
банка данных. Автоматизированные системы, функционирующие на
одном объекте, должны обладать способностью к интеграции и необходимой совместимостью, позволяющей осуществлять обмен информацией между ними.
Создание и эффективное функционирование автоматизирован-
ных систем в организациях, на предприятиях и других объектах ав-
38
томатизации требует специальной подготовки пользователей и обслуживающего персонала системы.
В заключение можно еще раз отметить, что действующие российские и международные стандарты по сути перестали быть системой законов, а являются методической поддержкой для заказчиков,
разработчиков и пользователей автоматизированных систем.
При этом польза применения стандартов может многократно возрасти в случае совместного использования понятных и последовательных российских стандартов в комбинации с более актуальными и
гибкими международными нормативными актами, а также общепринятыми в компьютерном мире англоязычными терминами. Кстати, в
современных российских стандартах уже в обязательном порядке
приводятся англоязычные аналоги, соответствующие отечественным
нормам языка.
2.2. КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
ПО СТАНДАРТУ
Общепринятая международная классификация промышленных автоматизированных систем чрезвычайно проста и предусматривает деление САПР на три основных класса, которые отражают в основном уровень развития и широту охвата области автоматизации. Многие специалисты по САПР отмечают узость и несовершенство такого подхода.
Для использования в задачах сравнительной оценки, обоснования, выбора и комплексирования автоматизированной системы для
конкретного предприятия целесообразно рассмотреть более подробную классификационную схему, предлагаемую отечественными
стандартами по САПР.
В соответствии со стандартом ГОСТ 23501.108-85 «Системы автоматизированного проектирования. Классификация и обозначения»
системы автоматизированного проектирования регламентируется
классифицировать по следующим признакам:
− тип объекта проектирования;
39
− разновидность объекта проектирования;
− сложность объекта проектирования;
− уровень автоматизации проектирования;
− комплексность автоматизации проектирования;
− характер выпускаемых проектных документов;
− количество выпускаемых документов;
− число уровней в структуре технического обеспечения.
Можно видеть, что это объектно-ориентированная классифика-
ция, в которой признаками системы предлагается считать особенности объектов проектирования, качественные и количественные параметры системы.
По типу объекта проектирования все САПР должны иметь опре-
деленный классификационный номер, например, САПР объектов машиностроения и приборостроения – №3. Но на практике классификация по
номерам не используется, а употребляются следующие обозначения:
− строительств и архитектура – AEC-CAD (от Architecture Engi-
neering and Construction);
− электрика и электроника – E-CAD (от (Electronic);
− машиностроение – M-CAD (от (Mechanical).
В дальнейшем мы будем обсуждать только САПР объектов маши-
ностроения. Для разновидностей объектов проектирования стандарт не
устанавливает специальных обозначений, поэтому на практике используют устоявшиеся наименования объектно-ориентированных подсистем: проектирование штампов и пресс-форм, САПР фрез и т. п.
Для разделения САПР ТП предлагается использовать оценки ре-
зультатов их деятельности: маршрутная технология, операционная
технология, маршрутно-операционная технология, управляющая программа для станка с ЧПУ [3].
Сложность объекта проектирования имеет количественную оценку:
− САПР простых объектов с числом составных частей до 102;
− САПР объектов средней сложности с числом составных частей
2
-103;
10
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]