Реферат: Современное состояние автоматизации технологического проектирования 1 Компьютеризация подготовки производства в едином информационном пространстве предприятия

7.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ


7.1 Компьютеризация подготовки производства в едином информационном пространстве предприятия


Компьютеризация инженерных задач — один из основных путей повышения производительности в сфере у подготовки производства машиностроительного предприятия. Конструирование специального оборудования и средств технологического оснащения на основе объемного моделирования, разработка чертежной документа­ции, подготовка управляющих программ для оборудо­вания с ЧПУ — все эти задачи можно решать с приме­нением целого ряда CAD/CAM-систем. САЕ-системы позволяют выполнить анализ и оптимизацию проект­ных решений. Подобные системы нашли широкое при­менение во всех отраслях промышленности, и за пос­леднее десятилетие в нашей стране накоплен достаточ­но большой опыт их использования [13].

Однако в условиях жестких требований рынка к со­кращению сроков проектирования и подготовки про­изводства, к повышению качества изделий необходим выход на качественно новый уровень компьютеризации. Этот уровень обеспечивает применение CALS-методологии, суть которой состоит в непрерывной информационной поддержке разработчиков на всех этапах жизненного цикла изделия (ЖЦИ).

Стратегическое решение задачи перехода к CALS-технологиям предполагает применение интегрированных решений по следующим направлениям:

- сквозная компьютеризация всего спектра инженерных задач в проектировании и подготовке производства, с выбором базовых CAD/CAM/CAE-систем и под­держкой необходимых форматов данных для обмена конструкторской и технологической информацией;

- организация единой базы данных проекта для под­держки всех этапов ЖЦИ, компьютеризация управ­ления проектированием и подготовкой производства на основе применения PDM-систем;

- учет фактора кооперации предприятий при работе над проектом. Применение специальных средств, поддер­живающих оперативный обмен конструкторско-технологической информацией между заказчиком и испол­нителем, процессы коллективного принятия решений.

^ Компьютеризация инженерных задач. Как правило, даже небольшое предприятие использует сегодня несколько CAD/CAM-систем. Далеко не всегда разнообразие применяемых систем оправданно, однако в целом наличие систем разных уровней в зависимости от типа и сложности проектируемых изделий и решае­мых задач экономически целесообразно. Рынок CAD/ САМ-систем весьма динамичен, поэтому даже группе специалистов предприятия, которое выбирает подобную систему, зачастую бывает нелегко оценить достоинства нескольких систем. Количество примеров успешного использования различных CAD/CAM постоянно растет, и специалисты получают все больше возможностей пред­ставить себе объективную картину этого рынка.

Пользуясь случаем и подкрепляя тезис о динами­ке рынка CAD/CAM-систем, мы хотим впервые объявить в центральном печатном издании о появлении на российском рынке еще одной новой разработки - CAD/CAM Cimatron E. Данная система основывает­ся на современных промышленных стандартах, компьютерных технологиях, являющихся сегодня базо­выми для инженерных систем, учитывает самые по­следние тенденции в развитии CAD/CAM-систем и включает весь потенциал широко применяемой в мире, в том числе и в России, системы Cimatron IT.

CAD/CAM — это один из ключевых инструментов в технической подготовке производства. Исходя из анализа работы многих крупных предприятий и малых фирм можно утверждать, что еще большее распространение в ближайшие годы получат системы анализа технологичес­ких процессов, такие как Moldflow — для литья пластмасс. MSC.Superforge — для ковки и штамповки, MSC.Autoforge — для листовой штамповки и др. Совме­стное использование контрольно-измерительных машин и CAD/CAM также представляет собой большой резерв для улучшения качества изделий и применения технологий «обратного проектирования» (Revers Engineering). Наблюдается постоянный рост интереса к технологиям быстрого изготовления натурных образцов (Rapid Prototyping, Rapid Tooling), в которых CAD-модели яв­ляются исходной информацией. Современные компью­терные технологии позволяют создать в инженерных бюро по существу «виртуальные цеха» и выполнить мо­делирование процессов изготовления изделий. К сожа­лению, в реальных цехах сегодня иная картина: отсут­ствие современных станков или использование станков с технологически устаревшими стойками ЧПУ зачастую не позволяет производить продукцию с тем качеством и в такие сроки, как было запланировано.

Конечно, все эти и многие другие проблемы новы для большинства руководителей и инженеров, однако уже сформировался определенный круг специалистов, кото­рые могут передавать опыт работы с CAD/CAM-системами, одновременно ставя перед собой новые задачи по компьютеризации служб технической подготовки произ­водства.

Одной из таких задач является интеграция всех дан­ных, получаемых с помощью различных CAD-систем. В странах, где доля конструкторского проектирования с использованием CAD-систем уже весьма значительна, специалистами и специализированными фирмами в рам­ках крупных проектов выполняется значительный объем работ по преобразованию форматов данных, «лечению моделей». Однако отработка информационного взаимо­действия разных систем с использованием нейтральных форматов или прямых интерфейсов — только часть ре­шения данной проблемы. Большую сложность представ­ляет интеграция всей информации (результатов деятель­ности всех специалистов), с обеспечением возможности ее многократного использования. На практике по-пре­жнему всю информацию выводят на бумажные носите­ли, и это объясняется не только устаревшим содержа­нием наших ГОСТов, но и неготовностью участников процесса принять информацию в электронном виде, неспособностыо наших служб технической документации управлять электронными архивами и т.д. Решение этой проблемы создатели CALS-технологий видят в примеяении PDM-систем.

^ Информационная интеграция и управление. Информация, создаваемая на этапе технической подго­товки производства, составляет большую часть обшей информации ЖЦИ. Сюда входит информация конст­рукторских проектов изделий основного производства и конструкторских проектов оснастки для изготовления этих изделий, информация технологических процессов изготовления изделий и технологических процессов из­готовления оснастки, информация о стандартных изде­лиях и материалах и т.д. Вся эта информация форми­руется в различных системах пользователей.

Компания «Би Питрон» представляет на нашем рынке PDM-систсму SmarTeam. Это разработка фирмы Smart Solutions, являющейся независимой дочерней компанией JBM/Dassault Systemes. Мы акцентируем внимание на данной системе, поскольку в течение ряда лет шло со­здание организационно-методического комплекса по адап­тации и внедрению системы на российских предприятиях и, самое главное, разрабатываются проекты в реальных условиях наших машиностроительных предприятий. Целями внедрения PDM-системы являются:

- ускорение процессов проектирования за счет парал­лельного выполнения работ и электронного обмена данными между специалистами в едином информа­ционном пространстве;

- повышение качества и достоверности информации за счет прозрачности системы и взаимоконтроля учас­тников процессов проектирования;

- сохранность информации в электронном виде;

- ускорение передачи опыта проектирования молодым специалистам;

- подготовка информации и кадров к внедрению CALS-технологий.

РDМ-система организует единое информационное пространство предприятия, обеспечивая прием инфор­мации от различных систем проектирования, автомати­чески поддерживая механизм ведения версий информации и документов и многое другое. В течение трех пос­ледних лет читатели журнала «САПР и графика» имели возможность ознакомиться с основными характеристи­ками PDM-систем. Представляется, что в этом году по­явятся статьи, обобщающие первый опыт внедрения и использования PDM-систем. Те, кто реально занят се­годня подобными проектами, решают чрезвычайно слож­ные задачи, причем не только технические и организа­ционные, но и социальные — это работа по формиро­ванию нового класса специалистов, которые будут ис­пользовать технологии коллективной работы в среде единого информационного пространства.

Из сказанного в предыдущем разделе важно подчер­кнуть, что PDM SmarTeam интегрирована практичес­ки со всеми зарубежными CAD-системами, распрост­раняемыми сегодня в России. Уровень интеграции PDM- и CAD-систем заслуживает отдельного обсуж­дения. Но, в любом случае, ни в коей мере не отри­цаются отечественные системы, документы и модели которых включаются в жизненный цикл информации. SmarTeam интегрируется также со всеми программа­ми Microsoft Office. И нельзя не отметить тот факт, что в SmarTeam осуще­ствляется интерактивное проектирование маршрутных и операционных технологических процессов.

Распространяемые сегодня системы проектирования технологических процессов можно разделить на универсаль­ные и специализированные. Универсальные системы, как правило, представляют собой специализированные редак­торы, позволяющие формировать технологическую доку­ментацию. По мере развития эти системы пополняются базами данных, программами расчетов ряда технологичес­ких параметров. Однако уровень автоматизации проектирования в таких системах низок; все решения, связан­ные с проектированием структуры технологического про­цесса, принимает технолог. Специализированные систе­мы (такие системы можно действительно называть САПР ТП) ориентированы на определенные классы деталей. Вы­сокая степень автоматизации достигается за счет исполь­зования алгоритмов проектирования, отражающих знания технологии и опыт экспертов-технологов, участвующих в разработке систем. Удовлетворительные промышленные результаты по интеграции САПР ТП и CAD-систе на основе трехмерных моделей, по нашим сведениям, пока не получены (вследствие разных подходов к геометричес­кому описанию изделий в этих системах), хотя подоб­ные исследования проводятся в ряде технических универ­ситетов нашей страны, а также за рубежом, например в рамках развития стандарта STEP. Адаптация к условиям предприятия и развитие специализированных САПР ТП требуют значительных трудозатрат.

Общим является то, что большинство существующих сегодня систем разрабатывались как автономные и вследствие этого при интеграции их с другими систе­мами необходимы серьезные доработки с привлечени­ем высококвалифицированных программистов. Принципиальное отличие подхода к проектированию техно­логических процессов в SmarTeam заключается в том, что технологи работают в единой информационной среде с конструкторами и всеми другими специалистами и могут использовать в работе получаемую от них информацию.

Таким образом, SmarTeam обеспечивает прием информации, созданной на разных этапах ЖЦИ, причем ее ввод может выполняться либо в системах проектирования, либо, в самой SmarTeam. Хранение информации осуществля­ется в базе данных известных СУБД, например Oracle, InterBase, MS/SQL. Использование информации под уп­равлением SmarTeam осуществляется как в процессе конструкторско-техиологического проектирования, ведения информации службы маркетинга, ведения информации системы качества и т.д., так и в системах управления про­изводством. Например пользователи SAP R/3 могут по­лучать данные непосредственно из базы SmarTeam. Уда­ленный доступ к базе данных SmarTeam осуществляется с помощью подсистемы SmartWeb. Наличие обшей базы данных об изделии позволяет организовать процесс параллельного проектирования, при котором каждый пос­ледующий этап может быть начат еще до того, как за­кончен предыдущий. Это существенно сокращает сроки конструкторско-технологического проектирования.

В состав поставки SmarTeam включаются: исходные структуры баз данных, обеспечивающие решение типо­вых задач конструкторского и технологического проек­тирования, в том числе с использованием CAD-систем и с учетом требований стандартов ЕСКД и ЕСТД: про­граммы формирования текстовых конструкторских и технологических документов; методические материалы (ин­струкции, рекомендации). Простые средства создания структур баз данных и экранных форм представления ин­формации под решаемые задачи без использования язы­ков программирования позволяют легко адаптировать SmarTeam к любым условиям предприятия. Пользователи могут создать базы данных стандартных и типовых деталей, используемых материалов, складов оснастки и любые другие, необходимые для решения их задач. Со­здание новых или включение в систему ранее создан­ных программ выполняется путем использования API-интерфейса, с привлечением программистов.

Очень важной и актуальной является задача органи­зации электронных архивов различных типов докумен­тов. Зачастую термин «электронный архив» понимает­ся как набор файлов отсканированных конструкторских или технологических документов безотносительно к из­делиям и проектам, то есть как полная аналогия «бу­мажным» архивам. В SmarTeam имеется возможность создавать не только базу данных документов в элект­ронном виде (полученных как из систем проектирова­ния, так и со сканера), но и «настоящие» электронные архивы, в которых отслеживаются все этапы эксплуа­тации документов (оригиналов, подлинников и т.п.) при изготовлении, ремонте и утилизации изделий.

PDM SmarTeam позволяет руководителям подразде­лений работать в единой информационной среде вмес­те со своими сотрудниками-специалистами. Для этого существуют специальные функции, такие как RedLining (использование «красного карандаша» для внесения за­мечаний при проверке результатов деятельности своих подчиненных); WorkFlow Manager — с помощью этой подсистемы руководители могут контролировать и уп­равлять «потоками работ» (деловыми процессами). Кро­ме того, в распоряжении руководителя имеются все воз­можности поиска и просмотра всей информации по проектам. Быстрое получение ответов на воп­росы, какие документы должны быть сделаны к указанной дате, но не сделаны, где находится данный документ и т.д., позволяют своевременно и правильно принимать решения по планированию работ и управ­лению подразделениями.

Таким образом, применение PDM является одним из эффективных способов решения проблемы инфор­мационной интеграции задач технической подготовки производства.

^ Компьютеризация распределенной работы. Применение CAD/CAM-, CAE- и PDM-систем не только обеспечивает предприятия современными эффек­тивными средствами, но и способствует возникновению новых эффективных форм их кооперирования. Так, с начала 90-х годов в мире разрабатывается методология создания и функционирования «виртуальных предприятий». Более широкие возможности виртуальных предприятий, по сравнению с обычными формами коопе­рации, заключаются прежде всего в высоком уровне организационной гибкости, что позволяет быстрее реа­гировать на изменчивые условия рынка. На сегодняш­нем этапе зарубежный опыт использования эффектив­ных форм кооперации весьма важен для российских предприятий. Реструктуризация промышленного производства в нашей стране сопровождается такими процес­сами, как сегментация или расформирование крупных предприятий, появление большого количества малых фирм, специализирующихся на отдельных видах продукции или услуг. В этих условиях эффективно организованная кооперация малых и средних предприятий может составить серьезную конкуренцию крупным фирмам с известными именами.

Рассмотренные выше вопросы компьютеризации про­изводства и информационной интеграции являются важнейшими техническими предпосылками для эффек­тивной кооперации. Учитывая отмеченные тенденции использования новых форм организации работы (например, в виде виртуальных предприятий), разработчики CAD- и PDM-систем уделяют при планировании но­вых версий все большее внимание коммуникационным технологиям. В основном такие технологии использу­ются сейчас при выполнении проектно-конструкторских работ и изготовлении опытных образцов изделий, где Internet и CAD-технологии позволяют объединить лучших в своих классах специалистов и упростить их взаимодействие. Однако и на предприятиях, выпуска­ющих серийную продукцию, также ставятся задачи по переходу на новые технологии взаимодействия с проектными КБ и субподрядчиками, занятыми производ­ством комплектующих или технологической оснастки.

Одной из сфер, где успешно может быть использо­ван данный подход, является производство изделий из пластмасс, легких сплавов, резины и т.п. Такие изде­лия и детали широко применяются в самых разных от­раслях промышленности, включая автомобильную, аэрокосмическую, компьютерную, электронную, меди­цинскую, оборонную, телекоммуникационную, оптику, производство товаров народного потребления и др. Вы­пуск подобных видов изделий предполагает использо­вание сложного формообразуюшего инструмента и раз­витое инструментальное производство.

Ориентируясь на этот сегмент рынка промышленно­сти, компания Cimatron разработала специализированную систему QuickConcept, предназначенную для пред­варительного проектирования и оценки оснастки с орга­низацией диалога заказчика и исполнителя через средства Internet.

Система включает следующие возможности:

- просмотр геометрических моделей разных CAD-сис­тем, аннотирование и простановка размеров на про­ектных данных;

- автоматическое создание формообразующих поверх­ностей оснастки для множественных направлений разъема оснастки без необходимости лечения моде­лей, анимация формообразующих движений оснаст­ки с динамическим показом сечений модели, анализ углов уклона поверхностей с целью выявления воз­можных поднутрений, расчет объема, плошали и про­ецированной площади поверхностей детали для оп­ределения усилия замыкания;

- математическое сравнение моделей с целью выявле­ния геометрических различий их версий, определе­ние как новых элементов модели, так и даже незна­чительных модификаций существующих, пометка этих различий и документирование изменений;

- средства организации коллективной работы пользо­вателей над проектом через Internet в режиме ре­ального времени с сохранением протокола обсуж­дения проекта.

QuickConcept является автономной системой, прини­мает модели в форматах PFM и IGES, не требует зна­ния CAD-систем. Таким образом, эта система ориен­тирована как на пользователей всех трехмерных CAD, применяемых в нашей стране, так и на специалистов, не являющихся пользователями (например, на руково­дителей проектов). Демо-версия системы распространя­ется свободно через Web-сайт компании Cimatron: www.cimatron.corn.

В свою очередь, QuickConcept является составной частью комплекса QuickTooling (быстрая подготовка ин­струментального производства), подробно описанного в журнале «САПР и графика» № 1 и 2'2001.


^ 7.2 Автоматизированные системы управления технической подготовкой производства на машиностроительных предприятиях


Автоматизированные системы управления технической подготовкой производства представляют многие западные фирмы под общим названием PDMS (Product Data Management System — системы управления данными о продукте (изделии)) [14]. По­стоянно растущий спрос на PDMS в развитых стра­нах и прогнозирование спроса на них в России обу­словлены тем, что практически исчерпаны возмож­ности роста технико-экономических показателей проектных подразделений от внедрения локальных автоматизированных рабочих мест (АРМ) специали­стов. Требуются новые организационные структуры и эффективные информационные технологии.

Общепризнанными направлениями повышения эффективности инженерной деятельности и сокра­щения сроков технической подготовки производства являются следующие:

- создание вычислительных сетей типа клиент-сервер;

- включение в сеть не только АРМ специалистов, но и АРМ руководителей;

- использование методов и программного обеспе­чения PDMS;

- внедрение технологий коллективного параллель­ного проектирования.

PDMS обеспечивают руководителей программными инструментами, необходимыми для координа­ции работ над проектами, а также выполняют роль интерфейса, с помощью которого инженеры могут вводить в базу данных (БД) и обращаться к любым документам проектов, к любым данным об изделиях, а также входить в используемые системы автомати­зированного проектирования.

Функции PDMS конструкторских и технологиче­ских проектов аналогичны основным функциям системы управления технической подготовкой производства ниже приводит­ся их обобщенное описание.

Функция управления инженерной документаци­ей и документооборотом обеспечивает решение следующих задач:

- ввод в БД учетной информации о документах;

- установление прав доступа к документам;

- поиск документов в БД и их просмотр;

- вызов систем проектирования документов;

- архивация на машинных носителях;

учет твердых копий в архиве и др.

Функция управления структурами проектов и изделий обеспечивает решение следующих задач:

- ввод связей между документами в проектах и свя­зей между изделиями, т. е. создание спецификаций документов и спецификаций изделий;

- поиск спецификаций документов и спецификаций изделий в БД;

- просмотр структуры проекта (структуры изделия) по спецификациям документов (изделий) или по графическому изображению "дерева" документов (изделий);

- обращение из спецификации или из "дерева" к документам или к данным об изделии.

Функция классификации и группирования дета­лей заключается в формировании групп деталей по их конструкторско-технологическому подобию. Сле­дует обратить внимание на то, что поиск дета­лей-аналогов в PDM должен осуществляться по­средством сравнения геометрической информации новых деталей с геометрической информацией де­талей в БД. При этом используются геометрические модели, созданные в CAD-системах. Сравнение должно осуществляться автоматически с помощью специально разработанных процедур.

Использование функции классификации и груп­пирования деталей в технологических проектах мо­жет дать значительный экономический эффект за счет разработки и использования групповых и типо­вых технологических процессов. Однако авторы не имеют информации о коммерческих версиях про­граммного обеспечения для реализации данной функции и выполняют собственную разработку, ис­пользуя в качестве базовой системы для проектиро­вания изделий CAD-систему Симатрон.

Функция планирования и контроля выполнения заданий обеспечивает решение следующих задач:

- ввод сроков выполнения и фамилий исполните­лей каждого документа;

- диспетчеризация выполнения заданий;

- формирование и диспетчеризация сетевых гра­фиков выполнения работ;

- учет работы исполнителей и др.

Функция управления и учета изменений обеспе­чивает решение следующих задач:

- управление правами доступа на изменение;

- предупреждение участников проекта о том, что документ находится на изменении;

- создание копии изменяемого документа для ис­тории;

- учет изменений (что, кто, когда).

Функция управления данными об изделиях обес­печивает решение задач формирования сводных данных об изделиях с выводом их в виде текстовых файлов и в виде системы вторичных документов.

Рассмотрим схему работы систем этого класса на примере системы CPDM (Cimatron PDM), которая является новой системой на российском рынке про­граммных продуктов, но уже используется в ряде ор­ганизаций страны.

CPDM является системой коллективного пользова­ния в конструкторских и/или технологических подраз­делениях предприятия. Рабочие места руководителей подразделений, конструкторов изделий, технологов, конструкторов оснастки оборудованы персональны­ми компьютерами, объединенными в единую вычис­лительную сеть по схеме клиент-сервер, которая обеспечивает каждому сотруднику доступ и возмож­ность использовать в своей работе информацию, созданную его коллегами.

Все рабочие места оснащены программным обеспечением CPDM. На рабочих местах конструк­торов и технологов, кроме того, установлены соот­ветственно CAD или CAD/CAM системы Симатрон, а также другие автоматизированные системы. Со­трудники, не использующие автоматизированные рабочие места, включаются в CPDM через АРМ сво­их руководителей. На сервере созданы базы данных текстовой учетной и справочной информации по схеме клиент-сервер и базы графической информации по схеме файл-сервер. Каждый сеанс работы всех участ­ников проекта начинается и заканчивается в CPDM.

В CPDM используются объектно-ориентирован­ные модели данных с наследованием заданных ха­рактеристик в пределах классов объектов. Например, все объекты, входящие в класс "Проекты", имеют характеристики "Обозначение" и "Наименование". Объекты могут иметь иерархические и логические связи, причем для иерархических связей возможны свои характеристики, например, число деталей, входящих в данную сборочную единицу (СЕ), является характеристикой связи детали с данной СЕ, так как эта деталь может входить в другую СЕ в другом ко­личестве. Каждый объект (документ), который требуется ввести в проект, проходит регистрацию в CPDM путем заполнения реквизитов учетной карточки. После учета объекта в системе может быть установлен тип связи с уже существующими объектами. Иерархиче­ская связь (например, объект "Деталь" входит в объ­ект "Сборочная единица") устанавливается указани­ем непосредственно в графическом "дереве" проек­та. Логическая связь устанавливается в специальной карточе объекта от которого логически зависит даный объект. Например, если объект "Служебная записка" логически относится к объекту (описывает объект) "Чертеж детали", то эта логическая связь ус­танавливается в карточке объекта "Чертеж детали".

В CPDM имеется механизм задания статуса (со­стояния) разрабатываемых документов. В зависи­мости от статуса допустимы только определенные действия над данным документом. Например, если документ имеет статус "В архиве автора", то доступ к этому документу имеет только автор, а если статус "На рассмотрении", то доступ к этому документу на просмотр имеют все специалисты, а "на редактиро­вание" — только автор и т. д.

CPDM имеет различную глубину интеграции с пользовательскими приложениями. Наибольшая глубина интеграции реализована для CAD-системы Симатрон, являющейся в этом случае как бы состав­ной частью CPDM и "подчиняющейся" ей. Так, поиск требуемого объекта осуществляется в CPDM с по­следующим автоматическим входом в CAD Симатрон. При создании в CAD-системе новой модели де­тали управление автоматически передается в CPDM для регистрации учетной информации об этой дета­ли. При выходе из CAD-системы автоматически соз­дается слайд созданной модели и также передается в систему управления. Наличие слайдов облегчает просмотр и поиск объектов проекта.

Выше рассмотрена только небольшая часть технологий PDMS-систем. По убеждению многих специалистов, внедрения таких систем в настоящее время представляет не столько техническую проблему, сколько организационную, так как требует изменения и формализации производственного процесса как проектных коллективов в целом, так и на каждом рабочем месте руководителей и специалистов. Актуальным также является изучение технологий управления проектными работами с использованием PDM-систем в технических университетах.


7.3 « Топ системы » - T-FLEX


^ Методы комплексной автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства предприятий. Сегодня многие предприятия все чаще предпочита­ют комплексную автоматизацию всего жизненного цикла изделия, выигрышную во многих отношени­ях, автоматизации отдельных элементов процесса подготовки производства, которая дает достаточно ограниченный эффект. Для этого существуют различ­ные подходы и методы, эффективность которых мо­жет существенно различаться.

Фирма «Топ Системы» предлагает комплексное ре­шение задач конструкторско-технологической подго­товки производства на базе программных продуктов T-FLEX. В цепочке программных продуктов T-FLEX все части взаимосвязаны между собой: T-FLEX CAD 2D, T-FLEX CAD 3D, T-FLEX ЧПУ 2D, T-FLEX ЧПУ 3D — одно целое, T-FLEX/ТехноПро интег­рировано с T-FLEX CAD на уровне разработчиков. Назовем это предложение — путь фирмы «Топ Системы» [15].

Рассмотрим некоторые предложения других рос­сийских фирм-разработчиков и фирм-продавцов, ра­ботающих в этом направлении. Упрощенно схема сво­дится к следующему: в области 3D предлагается из­вестная зарубежная система трехмерного моделиро­вания, в области 2D — известная российская система, в области ЧПУ — известная зарубежная или россий­ская система. Между собой эти системы обменива­ются информацией: 3D-2D-ЧПУ. Для удобства пос­ледующего повествования назовем это предложение «другой» путь.

Теперь попробуем сравнить оба предложения на конкретном примере проектирования отдельной де­тали. Путь фирмы «Топ Системы» — все создается в единой интегрированной системе T-FLEX CAD 2D/ 3D/CAM: создание ЗD-мoдeли — создание по 3D-модели чертежной документации — создание управ­ляющей программы для станка с ЧПУ. При этом воз­можен альтернативный вариант проектирования: чер­тежи детали — ЗD-модель — и т.д. Результат — еди­ный документ T-FLEX CAD, в котором хранится вся информация о детали и ее изготовлении. В любой момент можно изменить какие-либо параметры де­тали с автоматическим обновлением всех необходимых данных остальных подсистем. И разумеется, все модули построены на едином пользовательском интерфейсе в единой программной среде — среде сис­темы T-FLEX CAD. Кроме того, хранение и управ­ление данными и проектами может быть организовано с помощью системы T-FLEX DOCs, которая непосредственно взаимодействует с программами се­рии T-FLEX.

«Другой» путь — создание ЗD-мoдeли в известной зарубежной системе ЗD-мoдeлиpoвaния. Для получе­ния чертежей создаются 2D-npoeкции, которые экс­портируются из системы моделирования в стандарт­ном формате передачи геометрической информации, например DXF. Затем эти данные импортируются в несвязанную с системой моделирования 2D-системy, в которой на основе этих проекций оформляется чер­тежная документация. Для системы ЧПУ данные так­же экспортируются в промежуточный формат (напри­мер, IGES), а затем импортируются в систему ЧПУ, в которой необходимо затем ввести дополнительную информацию, связанную с обработкой, и после это­го создается управляющая программа. Альтернатив­ных вариантов при этом пути нет, а если есть — они значительно все усложняют. Результат: ЗD-мoдeль в одной системе, чертежи — в другой, программа для станка — в третьей. Помимо того что данные ото­рваны друг от друга и их общая модификация при­водит к большим сложностям, все программы по­строены на различных пользовательских интерфейсах, что значительно усложняет освоение и работу. Следует также отметить, что в ряде случаев могут возникнуть проблемы при передаче данных, поскольку экспорт и импорт промежуточных форматов данных нестабилен и не всегда может быть гарантирован.

Сделаем фантастическое предположение, что сис­темы, предлагаемые при «другом» пути, настолько хороши, что обеспечивают значительный выигрыш по времени проектирования по сравнению с путем фир­мы «Топ Системы». Но, как известно, процесс про­ектирования итерационный, то есть требует внесе­ния изменений. Посмотрим, что получается при из­менении модели детали.

Путь фирмы «Топ Системы»: необходимо только изменить параметры детали, а все остальное (проек­ции, чертежи, УП-программу), с небольшими дора­ботками оформления, система T-FLEX CAD сделает автоматически.

«Другой» путь: ЗD-модель изменяется так же лег­ко, как и в T-FLEX CAD, а вот дальше наблюдается существенная разница. Придется пройти весь после­дующий путь, как если бы вы проектировали новую деталь, то есть с теми же затратами времени. Снова нужно получить проекции, передать их через проме­жуточный формат в чертежную систему и в ней за­ново построить все недостающие элементы. Точно так же нужно заново передавать данные и в систему ЧПУ, с повторным вводом параметров обработки.

Из этого можно сделать вывод, что даже если предположить, что «другой» путь дает выигрыш во вре­мени (10, 50, 100%), время, затраченное на прове­дение изменений, будет неизмеримо больше, и оно будет расти по мере увеличения количества измене­ний модели. В данном примере мы рассмотрели толь­ко цепочку 3D-2D-ЧПУ. Если же к этой цепочке до­бавить еще и подготовку технологической документации или взять сборочную конструкцию, то разница в подходах будет еще более очевидной.

Хотелось бы также отметить, что рассматриваемый «другой» путь имеет огромное множество вариантов и пользователи могут создавать любые комбинации, ничуть не уступающие тем, что предлагаются конк­ретным продавцом. Главное, чтобы системы имели возможность принимать и передавать стандартные форматы передачи геометрической информации. Од­нако еще раз заметим, что этот путь является дале­ко не самым эффективным способом автоматизации.

Тенденции развития САПР в мире направлены именно на интеграцию программных продуктов в единую программную платформу, а не на комбина­цию различных систем. Именно поэтому все систе­мы, функционирующие на рабочих станциях и зани­мающие ведущие позиции в мире (Unigraphics, Pro/Engineer, CATIA и др.), предлагают интегрированные решения в рамках единой программной платформы.

Исходя из вышесказанного, мы считаем, что пропагандирование «другого» пути для автоматизации конструкторско-технологической подготовки произ­водства российских предприятий как «новой технологии», мягко говоря, не соответствует действитель­ности и вводит в заблуждение как руководителей, так и специалистов предприятий.

В заключение хотелось бы подчеркнуть, что все вышеизложенное не является принижением досто­инств тех или иных российских разработок, а слу­жит ответом на часто задаваемые вопросы по поводу получаемых российскими предприятиями предложе­ний по комплексной автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства.


^ Параметризация в T-FLEX CAD. Сегодня на рынке программ трехмерного твердотель­ного моделирования практически нет систем, кото­рые не обладали бы параметрическими возможнос­тями. Параметризация существенно облегчает модификацию проектируемого изделия и повторное использование уже существующих моделей, но с новыми параметрами. При этом, как правило, про­исходит параметризация на уровне эскиза (профи­ля) для трехмерной операции и значений атрибутов операций (например, величина выталкивания). Та­кая параметризация дает возможность изменять форму эскиза или величину параметров операций, что, позволяет удобно модифицировать трехмерную мо­дель.

В системах подготовки чертежей использование параметризации существенно ограничено. Кроме T-FLEX CAD, ни одна система, в том числе лучшие зару­бежные, не позволяет получать параметрические чер­тежи любой сложности, включая сборочные чертежи. В лучшем случае системы оснащаются параметричес­кими библиотеками стандартных элементов. Но ис­пользовать тысячи, десятки и сотни тысяч парамет­рически связанных между собой элементов позво­ляет только T-FLEX CAD. Это легко объяснимо. Практически во всех системах, кроме T-FLEX CAD, включая такие, например, как SolidWorks, Solid Edge, Autodesk Mechanical Desktop, Inventor, используется параметрическая подсистема фирмы D-CUBED, построенная на так называемой размерной параметри­зации. Эта подсистема ориентирована прежде всего на построение эскизов для трехмерных операций и имеет определенные количественные ограничения. Кроме того, размерная параметризация часто приво­дит к ситуациям с неоднозначными решениями параметрического пересчета. В T-FLEX CAD исполь­зуется геометрическая параметризация, которая все­гда приводит к предсказуемому результату.

Однако при рекламе своих программ многие раз­работчики по вполне понятным причинам не торо­пятся раскрывать качественную сторону дела. Заяв­ляя, что та или иная программа является параметрической, они пытаются как бы закрыть некоторый пункт в списке функциональных возможностей. Од­н