Вопрос 32Способы обмена чертежной информацией между различными системами проектирования.

Скажу сразу от себя. Что помню от лекций это то что при переносе чертежей история не сохраняется…………

Информатизация машиностроительных предприятий страны все более

остро обозначает проблему отсутствия автоматизированной передачи данных

между системами различного целевого назначения. В настоящее время на пред-

приятиях используются системы автоматизированного проектирования (САПР

или CAD), системы технологической подготовки производства (АСТПП или

CAM) и системы управления производством (АСУП). Поэтому актуальным яв-

ляется решение вопросов, связанных с разработкой передачи информации,

представленной в виде обычных документов и машинных кодах. При исполь-

зовании автоматизированных систем (АС) имеется возможность создания ин-

тегрированных систем, позволяющих автоматизировать все стадии производст-

венного процесса.

Используемые на большинстве предприятий АС имеют локальный ха-

рактер, так как внедрялись разными подразделениями в разное время и для раз-

личных целей. Следовательно, существует проблема - приходится вводить в

разные системы одну и ту же информацию. Наиболее отчетливо видна про-

блема при совместном использовании АС конструкторского и технологиче-

ского назначения.

Установлено, что на практике применяется два способа передачи ин-

формации из конструкторской системы проектирования в техноло-

гическую: автоматизированный, использующий внутренний формат данных

сквозных CAD/CAM-систем (в 19,2% исследованных АС) и ручной, предпола-

гающий повторный ввод одной и той же информации в локальные системы раз-

личного целевого назначения (80,8% АС).

Предприятия, использующие отдельные программные средства, несут по-

тери из-за неоднократного ручного ввода информации в различные АС. Не-

смотря на имеющиеся разработки, проблему передачи данных между система-

ми нельзя считать решенной, так как отсутствует автоматизированная передача

информации из САПР в АСТПП. Решение проблемы может быть получено пу-

тем разработки программного модуля, преобразовывающего информацию из

формата САПР в формат АСТПП.

Системы CAD/CAM позволяют в масштабе целого предприятия:

- связывать логически всю информацию об изделии;

- обеспечивать быструю обработку и доступ к ней пользователей рабо-

тающих в разнородных системах;

- поддерживать технологию параллельного проектирования и функцио-

нирования различных подразделений.

Они согласовано выполняют в рамках единой компьютерной модели

операции проектирования, сборки, тестирование изделия, подготовку произ-

водства и поддержку изделия в течение всего его жизненного цикла. Создавае-

мая системой модель основывается на интеграции данных и представляет собой

полное электронное описание изделия, где присутствует конструкторская, тех-

нологическая, производственная и другие базы данных по изделию. Это обес-

5

печивает значительное улучшение качества, снижение себестоимости и сокра-

щение сроков выпуска изделия на рынок.

CAD/CAM - системы в зависимости от функциональных возможностей,

набора модулей и структурной организации условно разделены на три группы:

легкие, средние и тяжелые системы.

Легкие системы. Это первый в сложившемся историческом развитии

класс систем. К этой категории можно отнести такие системы, как AutoCAD,

CAD-KEY, Personal Designer, ADEM, КОМПАС - График. Они, как правило,

используются на персональных компьютерах отдельными пользователями. Та-

кие системы предназначены в основном для качественного выполнения черте-

жей. Также они могут использоваться для двухмерного (2D) моделирования и

несложных трёхмерных построений. Эти системы достигли в последнее время

высокого уровня совершенства. Они просты в использовании, содержат множе-

ство библиотек стандартных элементов, поддерживают различные стандарты

оформления графической документации.

Системы среднего класса. Сравнительно недавно появившийся класс от-

носительно недорогих трёхмерных CAD систем. К нему относятся системы

AMD, Solid Edge, Solid Works, КОМПАС и так далее. Их появление связано с

увеличением мощности персональных компьютеров и развитием операционной

системы. С их помощью можно решать до 80% типичных машиностроительных

задач, не привлекая мощные и дорогие CAD/CAM системы тяжёлого класса.

Большинство систем среднего класса основываются на трёхмерном твёр-

дотельном моделировании. Они позволяют проектировать большинство дета-

лей общего машиностроения, сборочные единицы среднего уровня сложности,

выполнять совместную работу группам конструкторов. В этих системах воз-

можно производить анализ пересечений и зазоров в сборках.

Системы тяжёлого класса. Такие системы предоставляют полный набор

интегрированных средств проектирования, производства и анализа изделий. К

этой же категории систем можно отнести CATIA, Unigraphics, Pro/ENGENEER,

CADDS5, EUCLID, Cimatron, T-Flex. Они используют мощные аппаратные

средства, как правило, рабочие станции с операционной системой UNIX.

Системы тяжёлого класса позволяют решать широкий спектр конструк-

торско-технологических задач. Кроме функций, доступных системам среднего

класса, тяжёлые CAD/CAM - системы выполняют:

- проектирование деталей самого сложного типа, содержащих очень

сложные поверхности;

- выполнение построения поверхностей по результатам обмера реальной

детали, сглаживание поверхностей и сложных сопряжений;

- проектирование массивных сборок, требующих тщательной компонов-

ки и содержащих элементы инфраструктуры (кабельные жгуты, трубопроводы);

- работа со сложными сборками в режиме вариантного анализа для бы-

строго просмотра и оценки качества компоновки изделия.

6

2.2 Стандарты данных

Для комплексного решения задач автоматизации конструирования, ин-

женерного анализа и технологической подготовки производства на предпри-

ятиях создаются свои интегрированные информационные системы. На рабочих

местах конструкторов и технологов устанавливают программные среды раз-

личных фирм – разработчиков.

В настоящее время ведутся работы по созданию интегрированного об-

мена данными. Разрабатываются стандарты в области ИПИ – технологий (тех-

нологий информационной поддержки изделий или CALS – технологий) в меж-

дународной организации стандартизации ISO. В ее состав входит более 80

стран. В рамках ISO и международной электротехнической комиссии (IEC) ра-

ботает совместный комитет по компьютерной графике (ISO/IEC JTC1 SC24).

Международные и национальные стандарты определяют формат и содержание

информационных моделей продукции, ее жизненный цикл и производственные

среды.

Основным преимуществом этих стандартов ISO является их независи-

мость от операционной системы и физических устройств. Для GKS, GKS-3D,

CGI, PHIGS опубликованы и готовятся стандарты на интерфейс с языками про-

граммирования (C, Pascal, Fortran, Ada), которые однозначно определяют син-

таксис функциональных вызовов API и передаваемые параметры. Это позволя-

ет осуществлять перенос программ без существенных переделок на уровне ис-

ходных текстов (при использовании стандартных версий языка программиро-

вания). Другое преимущество связано со стандартизацией двух- и трехмерного

графического ввода, включая ввод координат графического курсора.

Недостатком стандартов ISO является неполная совместимость различ-

ных реализаций одного стандарта. Например, GKS определяет набор всего из

шести примитивов вывода, в то время как в реальных библиотеках их исполь-

зуется гораздо больше. Один из примитивов GKS является обобщенным при-

митивом вывода, который обеспечивает расширение набора графических эле-

ментов в конкретной реализации. На практике большинство примитивов биб-

лиотеки (окружность, эллипс, дуга и другие) являются расширением стандарт-

ного набора. Аналогичные проблемы возникают и с другими стандартами ISO,

имеющими обобщенный примитив. Главным препятствием использования

стандартов является отсутствие достаточной поддержки в реальных системах.

Графические интерфейсы ISO/ANSI получили ограниченное распространение

на рабочих станциях и практически не поддерживаются на персональных ком-

пьютерах. Исключение составляет лишь CGM, который используется для обме-

на изображениями между программами, а не для организации диалога. Это

можно объяснить сложностью реализации и недостаточным быстродействием

вследствие многоуровневых геометрических преобразований. Другое препятст-

вие - отставание стандартов от новаций в машинной графике. Время рассмот-

рения стандарта в ISO доходит до пяти лет, что не позволяет учитывать новей-

ших тенденций.

7

Проблемы, возникшие при использовании стандартов первого поколе-

ния, способствовали разработке новой серии ИПИ – стандартов. Первым из них

стал стандарт ISO 10303 STEP, предназначенный для описания в "нейтральном"

формате модели продукции, затем стандарт ISO 13584 PLIB. В рамках STEP

предпринята попытка создания единых информационных моделей целого ряда

приложений. В этом формате содержатся данные на языке моделирования Ex-

press, которые описывают информационные модели и прикладные протоколы.

Необходимо отметить, что все же этот стандарт не разработан окончательно и

многие разделы, относящиеся к обмену информации между системами, содер-

жат только рекомендации. Другой особенностью является поддержание разны-

ми производителями отличных друг от друга протоколов. Непосредственного

обмена данными между системами не удается осуществить.

На основе анализа определено распределение систем по функциональ-

ным возможностям и поддерживаемым форматам данных, которое представле-

но в виде рисунка 2. Диаграмма показывает, что распространенными являются

системы среднего класса. Большинство систем независимо от функциональных

возможностей поддерживают формат DXF.

Наиболее используемые форматы представлены в таблице 1, где опреде-

лены их достоинства и недостатки.