--I семестр-- / Лекции / ktop_l

Лекции по КТОП

Эти методы наиболее эффективны для размещения разногабаритных

элементов.

Класс дискретных методов.

Дискретные методы решают задачу размещения элементов в фиксированное количество посадочных мест, расположенных в узлах координатной сетки.

Алгоритмы случайного поиска решают задачу размещения на основе задания начального случайного размещения элементов и последовательного или итерационного размещения элементов, связанных с уже установленными элементами.

Алгоритмы назначения сводятся к назначению определенных элементов в определенные позиции координатной сетки с учетом достижения экстремума целевой функции. Задача может решаться как система уравнений.

Достоинство метода:

Разработанный спектр методов для решения данных задач, которые представлены в программных стандартных библиотеках

Недостаток метода:

·Трудоемкость решения задачи, при большой размерности

Эвристические методы сводятся к алгоритмической реализации того или иного эвристического приема (эвристики).

Достоинство метода:

·Как правило, малое время решения задач

Недостаток метода:

·Эвристические методы в редких случаях приводят к оптимальному результату

За этим размещением элементов следует этап трассировки сигнальных

соединений, который завершает процесс конструкторского (технического) проектирования печатных плат (модуля).

41 / 99

Лекции по КТОП

Этап технологической подготовки производства.

Исходными данными являются:

1.Электрическая принципиальная схема устройства

2.Техническое задание на разработку платы

3.Чертеж топологии печатной платы

4.Схема расположения элементов на поверхности платы

5.Внешний вид изделия (платы) с той и с другой стороны

Результатом технологической подготовки является маршрутная карта

создания изделия, которая отражает последовательность оборудования (последовательность включения), режимы работы оборудования и исходный материал (что передается с этапа на этап). В настоящее время этап технологической подготовки производства практически полностью автоматизирован и является неотъемлемой частью системы комплексной автоматизации производства.

42 / 99

Лекции по КТОП

Лекция №10

В настоящее время существует два подхода к реализации автоматизированных систем технологической подготовки производства

(АСТПП):

1.Создание АСТПП поискового типа

2.Разработка АСТПП генерирующего типа

АСТПП поискового типа.

АСТПП поискового типа основана на идеологии классификации и кодирования производственных процедур и соответствующих компонентов изделия или изделия в целом. При этом подходе элементы группируются в семейство, различающиеся по своим производственным технологическим характеристикам. Для каждого семейства формируется своя маршрутная карта или типовой план производственного процесса, который заносится в память ЭВМ и извлекается оттуда при появлении на входе системы элементов этого семейства. При создании плана производственного процесса для новых элементов требуется лишь редактирование уже существующих типовых планов. В отдельных случаях в базу данных может добавляться новый план (при необходимости). Система классификации кодирования позволяет осуществлять эффективный поиск необходимых планов в базе данных. Типовые технологические маршруты могут совпадать у разных изделий, но список конкретных процедур, выполняемых на станках с ЧПУ, может отличаться. Поэтому типовой план, как правило, содержит описание последовательности оборудования и описание технологического процедур. Подобные АСТПП называются вариантами.

Схема информационных потоков в АСТПП поискового типа.

1.Ввод пользователя кодоизготовляемого элемента или изделия на вход системы

2.Поиск семейства элементов, соответствующих данному полю

3.Извлечение из памяти описание типового технологического маршрута

(для данного семейства)

43 / 99

Лекции по КТОП

4.Выявление и редактирование типовых технологических

производственных процедур

5.Форматирование полученного плана

Существует набор прикладных программ преобразования формата в конкретный формат используемой производственной системы.

6.Выдача готового плана производственного процесса

7.Настройка системы на обработку следующего запроса

АСТПП генерирующего типа.

В генерирующих АСТПП ЭВМ используется для автоматического или автоматизированного синтеза конкретного плана производственного процесса на основе анализа эскиза элемента или изделия (его трехмерного изображения и, как правило, без участия человека). В основе этого класса систем лежит набор машинных алгоритмов и программ, обеспечивающих постепенное построение к окончательному плану изготовления элемента (изделия), который выполняет функции структурного анализа экспертной оценки и принятия решений на основе описания последовательности технологических процедур. Входная информация должна содержать исчерпывающее описание создаваемого элемента (изделия). Для этого может потребоваться и использование его кодового номера, как в системах поискового типа, для извлечения из базы данных системы всей необходимой дополнительной информации. Например, информации о материале, однако при этом не предполагается обращение к существующим типовым планам производственного процесса. Вместо этого генерирующее АСТПП создает наиболее рациональный план на основе анализа геометрии изделия, его материала и других факторов, влияющих на технологию производства изделия. В настоящее время генерирующие АСТПП не обладают достаточной универсальностью и используются для ограниченного круга производственных процессов. При производстве компьютеров и их комплектующих в основном они используются для создания в механических условиях.

Преимущества внедрения АСТПП.

1.Повышение рациональности принимаемых решений по организации производственного процесса (технологические маршруты при производстве сложных изделий получаются более согласованными)

2.Увеличение производительности планирующих подразделений

44 / 99

Лекции по КТОП

3.Сокращение затрат времени на подготовку производства (маршрутных

технологических карт)

4.Повышение качества входных документов

5.Возможность дополнительного включения спектра прикладных программ, обеспечивающих дальнейшее развитие системы

Системы комплексной автоматизации производства(СКАП).

СКАП – это интегрированная система, соединяющая процессы проектирования и производства изделия с учетом материальных временных факторов, а также вопросов сбыта готового изделия. Технология СКАП является базовой для создания полностью автоматизированных заводов.

Основными элементами, реализующими данную технологию, являются:

1.Система автоматизированного проектирования

2.Система изготовления чертежей и документов

3.Подсистема концептуального анализа новых изделий (автоматизация этапа АВАН – проектирования)

4.Подсистема анализа предприятия потребителей и рынка сбыта

5.Подсистема заказа нового оборудования и оснастки

6.Система планирования производственного процесса, включая АСТПП

7.Подсистема контроля качества изделий

8.Подсистема календарного планирования процесса создания изделия

9.Роботы, станки и другое оборудование с управлением от ЭВМ

Система комплексной автоматизации производства SISTEM– 4.

45 / 99

Лекции по КТОП

Это одна из серьезных систем, которая отвечает автоматизации в целом.

Разработчик этой системы IFC.

Основные идеи, заложенные в SISTEM–4:

1.Качество продукции во многом зависит от качества информации.

2.Необходимо создание гибких информационных систем с одной стороны соответствующих сегодняшней технологической базе предприятия, а с другой – позволяющих оперативно приспосабливаться к изменяющимся целям производства.

3.Информация должна попадать в систему ”из первых рук” и немедленно становиться доступной тем, кому она необходима в данный момент.

4.Система должна быть настроена на элементарные процедуры, выполняемые подразделениями, и, одновременно, должна обеспечивать интеграцию информационных потоков для принятия общих решений по всему производству, охватывая предприятия в целом.

5.Система должна удовлетворять потребностям как малых, так и больших производственных компаний.

6.Система должна работать в гетерогенной компьютерной среде (т.е. на различных компьютерных платформах с различными системными требованиями).

7.Система должна соответствовать принципам построения открытых систем.

46 / 99

Лекции по КТОП

Лекция 11

Модули SYSTEM 4.

1.System 4 Manufacturing Management – оперативное сопровождение производства продукции, контроль качества, планирование и управление производством

2.System 4 Distributing Management – управление материальным и техническим снабжением и сбытом

3.System 4 Finance – управление финансовой деятельностью предприятия, включая весь спектр бухгалтерской деятельности, финансовое планирование, контроль и учет затрат

4.System 4 Maintenance Management – это система управления технической поддержкой производства, в том числе средствами планирования, контроля и анализа текущего состояния оборудования

5.System 4 Time Order Reporting – контроль и учет рабочего времени как в отношении персонала, так и в отношении процессов проектирования и производства продукции

6.System 4 Document Management – управление потоком документов.

Управляющий комплекс программ SYSTEM 4.

1.System 4 Quality And Distributing Program – служит для контроля и документирования версий и модификаций программ и обеспечивает контроль состояния системы в целом

2.System 4 System – управляет доступом пользователей к данным, настройкой связей отчетов и настройкой интерфейса системы на национальные языки.

3.System 4 System HHS – осуществляет согласованное взаимодействие всех функциональных модулей и производственных подсистем

47 / 99

Лекции по КТОП

Опыт комплексной модернизации предприятия по созданию

модулей вычислительной техники.

(На примере Государственного Рязанского приборостроительного завода, специализирующегося на изготовлении сложных радиоэлектронных систем, комплексов и сложной бортовой техники).

Модернизация производства многослойных печатных плат.

Цикл изготовления многослойных печатных плат составляет около трех недель. При выборе базовой САПР - предприятия проводился анализ следующих САПР:

1.P-CAD 4.5 (своеобразный стандарт для России)

2.P-CAD 7.0, P-CAD 8.0, P-CAD 8.5

3.Аccel Eda

4.Caddy

5.Спектр САПР, базирующийся на использовании рабочих станций

(Mentor Graphics, Cadence и др.)

Проблемы завода:

1.Скудный бюджет на закупку САПР

2.Отсутствие подготовленных кадров для работы с современными САПР

3.Общее отставание в области компьютерных технологий

4.Невысокая заработная плата сотрудников

Врезультате анализа предпочтение было отдано Caddy (разработка Ziegler {Западно-Германская компания})

Причины выбора:

48 / 99

Лекции по КТОП

1.Удобство в эксплуатации (система полностью русифицирована, начиная

от экранных масок, меню, подсказок и системных сообщений и заканчивая руководством пользователя); [Cadence не русифицированная система, в Европе имеется лишь один учебный центр, нет русского сайта]

2.Обеспечивает возможность быстрого обучения персонала благодаря дружественному интерфейсу и хорошо продуманным функциональным возможностям

3.Обеспечивает возможность работы с разными единицами измерения

4.Содержит базы данных как отечественных, так и зарубежных элементов

5.Поддерживает технологию сквозного проектирования от создания принципиальной схемы и трассировки платы до технологической подготовки производства в реальном времени и в масштабе одного проекта

6.Позволяет автоматизировать выпуск комплекта конструкторской документации в полном соответствии с ЕСКД (единая система конструкторской документации)

7.Модулей принцип построения системы, позволяет расширить функциональные возможности как системных, так и прикладных модулей

8.Кроме того:

9.Торговая марка Caddy пользуется широкой известностью во всем мире

10.Генеральный дистрибьютор Caddy в России - компания Point, осуществляющая адаптацию всех параметров системы, известна большим опытом по распространению и поддержки САПР различным производителям в России

11.Компанией проводится широкая сервисная поддержка клиентов, включая обучение пользователей, режим «горячая линия» и различные формы консультирования информационной поддержки

12.Существует возможность ежегодного обновления версии системы при сохранении общей преемственности

13.Доступная цена системы

14.Не требует приобретение рабочей станции (достаточно ПК)

49 / 99

Лекции по КТОП

15.Формат данных, который выдает система – это формат Post Script.Этот

формат соответствует формату данных, в котором работают фотонаборное печатное оборудование.

Технология производства многослойных печатных плат.

Технология печатных плат базируется на взаимодействии двух подразделений предприятий:

1.Научно – технический центр предприятий (НТЦ)

2.Цех производства печатных плат

В НТЦ ведется проектирование печатных плат. Различные этапы

проектирования – это функционально–логическая, схемотехническая и конструкторская, ведутся на основе рабочих мест конструкторов, объединенных в ЛВС (локально – вычислительная сеть) в системе Caddy. При этом предусмотрен оперативный контроль разрабатываемого входа шаблона путем вывода его на лазерный принтер. В структуре НТЦ предусмотрен сервер локальной сети, осуществляющий сетевое взаимодействие между рабочими местами конструкторов и станций технологической подготовки производства, на которой производится верификация «узких мест» проекта, готовится программа прозвонки и сверления для станков с ЧПУ (числовое программное управление). При этом: предусмотрено создание архива проектных документов на CD-ROM-ах и на магнитной ленте. Все проектные данные через ЛВС поступают в цех печатных плат, в котором осуществляется их производство.

50 / 99