2178

CALS-технологии. И интегрированные автоматизированные системы управления

Шпаргалка

Информатика, кибернетика и программирование

Интегрированные автоматизированные системы управления КИП. Базовые технологии управления данным и информационные модели. Преимущества использования CALS, общие представления об интегрированной информационной среде (ИИС)

Русский

2013-01-06

160.34 KB

141 чел.

  1.  понятие калс

cals – это концепция, объединяющая принципы и технологии информационной поддержки жизненного цикла продукции на всех его стадиях, основанная на исползованнии интегрированной информационной среды (единого информационного пространства), обеспечивающая единообразные способы управления процессами и взаимодействие всех участников этого цикла: заказчиков продукции, поставщиков ( производитнлей) продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала, реализованная, в соответствии с тербованиями система международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия, приимущественно по средствам электронного обмена данными.

КАЛС – иформацинная стратегия, перес

Цель применения – повышение эффективности деятельности предприятия за счет:

  1. Ускорения процессов исследования, проектирования и разработки продукции
  2. Приданию изделию новых свойств
  3. Сокращение издержек в процессах произвлдства и эксплуатации
  4. Повышения уровня сервиса в процессах ее эксплуатации и техничекого обслуживания.

Стратегия CALS объединяет в себе

  1. Применение современных информационных технологий
  2. Инжиниринг и реинжиниринг бизнес-процессов
  3. Применение методов «параллельной разработки» (проектирования)
  4. Высокий уровень стандартизации в области совместного использования данных и электронного обмена данными
  5. Интеграцию образования и производства, подготовки и переподготовки специалистов, связь эффективности производства с качеством подготовки специалистов.

CALS –порождение новых информационных технологий, сонов на:

  1. Высокой степени стандартизации в производстве и информатизации
  2. Интеграции вычислителььных и техничнских средств
  3. Электронизации информационных ресурсов
  4. Развитием систем телекоммуникаций

2. Этапы развития информационных технологий при производстве изделий

1960-е автоматизация выполнения простейших функций

1970-е интеллектуальная направленность информационных технологий

80-е расширение областей применения инф технологий

90 стремление к объединению информационных технологий. Появились интегрированные системы.

  1. Совместное использование информации
  2. Создание виртуальных предприятий
  3. Информация стала основным товаром.

Недостатки инф тех и авт производств

  1. Фрагментация информации
  2. Многократное дублирование данных
  3. Несовместимость различных представлений об одном и том же изделии
  4. Невозможность интеграции различных ИАСУ
  5. Противоречивость и не применение стандартов
  6. Неэффективное использование средств вычислительной техники.

Указанные проблемы решаются за счет:

  1. Согласование информационных представлений об изделиях и процессах
  2. Организация активного обмена согласованной информацией об изделия х и процессах между деловыми партнерами
  3. Исчерпывающего анализа всех факторов, влияющих на конкурентноспособность изделий…

ГПС гибкие производственные системы и интегрированные компьтеризированные производства(КИП)

  1. Появление – начало 80-х годов ХХ века
  2. ГПС (ГОСТ 26228-90) – управляемая средствами вычислительной техники соваокупность техноолгического оборудования, состоящего из разных сочетаний гибких производственных модулей и (или) гибких производственных ячеек, автоматизированной системы техноолгической подготовки производства и системы обеспечения функционироваия, обладающая свойством автоматизированной переналадки при изменении программы производства изделий.
  3. Особенность ГПС – наличие новой компоненты – компьютерной ситемы…

Эффект от ГПС

  1. Уменьшение размеров предприятий
  2. Увеличение коэффициента использования оборудования и снижение накладных расходов
  3. Уменьшение объема незавершенного производства
  4. Сокращение затрат на рабочую силу в результате организации «безлюдного производства»
  5. Ускорение сменяемости моделей выпускаемой продукции в соответствии с требованием рынка, сокращенеи сроков поствок продукции и повышение ее качества.

Компьютеризированное интегрированное производство (КИП) (computer integraited manifectori CIM)

Появляется в конце 80-х начале 90-х

Новизна КИП – не только в применении компьтерных технологий для автоматизации тех процуессов и операций., но создание интегрированной информационной системы предприятия.

Информационная интерграция процессоа достигается путем использования общих баз данных, позволяющих более эффективно решать вопросы разработки и проектирования изделий, подготовки производста, планирование и управление производством,……

КИП в россии

Разработке и практическому воплощение концепции КИП был посвящен целый ряд …

КИП за рубежом

Был реализован в компании MAZAK. С 1985 по 1995 было открыто много заводов. Около 20 КИП с различным уровнем …

Интегрированные автоматизированные системы управления КИП (ИАСУ)

Появились в ГПС, в концепции КИП

В КИП на ИАСУ были возложены функции:

  1. Автоматизации процессов проектирования и производства деталей
  2. Совршенно новые задачи, связанные с обеспечением информационной интеграции процессов. Эта интеграция должна была осуществляться за счет совместного использования одной и той же информации (в электронном виде) для решения различных задач.

Состав ИАСУ:

  1. Автоматизированная система управления предприятием
  2. АСУ конструкторско технологической подготовкой производства
  3. АСУ гибкими производственными участками
  4. АСУ транспортно-складской системойАСУ АТСС
  5. АСУ инструментального обеспечения АСИО
  6. АСУ научными исследованиями АСНИ

Практика показала, что из всех задач наиболее типизированными оказались задачи авт проектир и подготовки призводства, а также задачи…

MRP

MRP (materials requirement planning – планирование потребностей в материалах)

В начале 90-х появился ERP (управление ресурсами предприятия)

Сегодня термин мрп2 и ерп практически полностью вытеснили термины АСУП

В рамкакх концепции КИП возник и был опробован ряд идей, приципов, технологий:

  1. Задачи автоматизации спздания традиционной (бумажной) конструкторской документации
  2. При помощи систем технологической подготовки производства (САМ) разрабатывались программы для ЧПУ.
  3. В КИП впервые не только решались задачи автоматизации отдельных производственных процессов, но и начали частично реализоватья принципы информационной интеграции.

(CAD = САПР; CAM = САП; CAPP = САПР ТП; CAE = АСМИ)

Понятие жизненного цикла продцкыии

Предпосылки

  1. Гпс решали задачи, касающиеся исклюсительно производства изделия
  2. В кип круг задач решительно расширился
  3. Анализ развития информационных технологий в производстве

Определение ЖЦ

Жизненный цикл продукции (ISO 9004) – совокупость процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции, до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации продукции.

Основные стадии ЖЦ

  1. Маркетинг (сначала выяснить, что нужно, в каком объеме);
  2. Проектирование и разработка продукции (инженерный этап. Используется CAD и CAE)
  3. Планирование и разработка процессов
  4. Закупка материалов и комплектующих
  5. Производство или предоставление услуг
  6. Упаковка и хранение
  7. Реализация
  8. Монтаж и ввод в эксплуатауию
  9. Техническая помощ и сервисное обслуживание
  10. Утилизация и переработка в конце полезного срока службы

Категории продукции:

Технияеские средства, обработанные материалы, услуги, ПО.

Возникновение концепции CALS и ее эволюция

  1. Потребности рынка производства (вынудающая причина)
  2. Естественная эволюция

Жесткая конкуренция на международном рынке ставит перед промышленниками и предпринимателями следующие проблемы:

  1. Проблема критичности

Способы повышения конкурентоспособности

Традиционные:

  1. Снижение стоимости
  2. Повышение качества, надежности и эффективности
  3. Расширение функциональных возможностей

Новые:

  1. Снижение затрат на эксплуатацию, ремонт и утилизацию
  2. Обеспечение простоты и удобства эксплуатации и обслуживания
  3. Быстрота реакции на потребности рынка
  4. Доступность актуальной документации и  простота ее обработки
  5. Сниженеие временных и материальных затрат на обучение персонала по эксплуатации
  6. Снижение временных и материальных затарат на переобучение персонала.

CALS КОМПЬЮТЕРНАЯ ПОДДЕРЖКА ПРОЦЕССА ПОСТАВОК

Впервые бла бла бла

Новая концепция – инструмент совершенствования управления материально-техническим обеспечение армии США

Реализация новой концепции, получившей название cals

Появилась реальная потребность в оргонизации ИИС, обеспечивающей обмен обмен данными между заказчиком, производителями и потребителями пвоенной техники, а так же повышение уравляемости,

Исторический факт

Большой объем бумажной документации приводил к тому, что вес документов превышал вес оружия. Необходимость сокращение цикла от возникновения потребности до реализации. Было в калс в 1980.

Calscontinous

Непрерывная поставка и информационная поддержка жизненного цикла продукции. Так называется и до сих пор.

Развитие калс

Концептуальная модель cals 

Базовые принципы CALS 

  1. Системная информационная поддержка ЖЦ
  2. Информационная интграция за счет стандартизации информационного описания объекта управления
  3. Разделение программных данных, ориентация на готовые коммерческие программно-технические решения.
  4. Безбумажное представление информации, использование электронной подписи.
  5. Параллельный инжиниринг
  6. Непрерывное совершенствование бизнес-процессов.

Базовые управленческие технологии включают:

  1. Технологии управления процессами, инвариантные по отношению к объекту (продукции)
  2. Управление проектами и заданиями.
  3. Управление ресурсами (manufacturing resource planning)
  4. Управление качеством (quality Management)
  5. Интегрированная логистическая поддержка (Integrated logistic support)

Базовые технологии управления данными:

  1. Технологии управления данными об изделии
  2. Технологии управления данными о процессе
  3. Технологии управления данными о ресурсах
  4. Технологии управления данными о среде

Системная информационная поддержка ЖЦ изделия,

Интегрированная информационная среда (ИИС) – совокупность распределенных баз данных, содержащих сведения об изделиях, производственной среде, ресурсах и процессах предприятия, обеспечивающая корректность, актуальность, сохранность и доступность данных тем субъектам производственно- хозяйственной деятельности, участвующим в осуществлении ЖЦ изделия, кому это необходимо и разрешено. Все данные в интегрированной информационной среде хранятся в виде информационных объектов.

ИИС часто представляет собой модульную систему, в которой реализуются следующие принципы:

  1. Прикладные программные средства отделены от данных;
  2. Структуры данных и интерфейс доступа к ним стандартизованы;
  3. Данные об изделии, процессах и ресурсах не дублируются, число ошибок в них минимизируется, обеспечивается полнота и целостность информации;
  4. Прикладные средства работы с данными представляют собой типовые коммерческие решения различных производителей, что обеспечивает возможность дальнейшего развития ИИС.

Безбумажное представление информации, применение электронно-цифровой подписи.

  1. Все процессы информационного обмена по средствам интегрирования информационной среды должны обеспечить переход к прямому безбумажному обмену данными. Преимущества и технико-экономическая эффективность такого перехода очевидна
  2. На переходном периоде необходимо обеспечить сосуществование и совместное использование как бумажной, так и электронной форм представления информации и гармонизировать применяемые понятия.

Структура электронного документ

Электронно цифровая подпись (ЭЦП) – гост 34.10-2002

Общая схема использования ЭЦП рис 2.

Процедура электронноц ифровоф подписи основана на математических принципов систем с отурытым ключем.

Формирование пожписи используется индивидуальное число (закрытый ключ) пользователя – этот ключ пораждается с помощью генератора случайных чисел , сохраняется пользователем в секрете все время его действия. Для проверки подлинности цифровой подписи применяется открытый ключ, который по известному алгоритму вычисляется из закрытого ключа и предоставляется всем, кому это необходимо для проверки подлинности цифровой подписи.

ЭЦП представляет собой математическую функцию содержимого подписываемых данных и секретного ключа автора, вычисляемую по стандартизованному алгоритму (ГОСТ 34.10-2002)

В результате формируется пара чисел – префикс и суффикс ЭЦП.

Для проверки подлинности подписей используют открытые ключи, которыми участники процесса должны обменяться друг с другом. Пробоема будет возникать, когда таких учатников много, решение – использование сертификатов ключа. Используется структура – центр сертификации ключей.

Для каждого открытого ключа формируется пакет данных, содержащий самооткрытый ключ и данные о его владельце и подписывает этот пакет собственное ЭЦП, такой пакет данных называется сертификатом ключа. В свою очередь открытый ключ центра сертификации заверяется центром сертификации более высокого уровня. В результате образуется цепочка сертификатов, от ключа проверки подписи конечного пользователя до самого главного центра сертификации. Сами сертификаты не содержат конфиденциальной информации, могут передаваться в открытом виде по сетям передачи данных.

Процедура проверки подленности подписи:

  1. Из эцп выделяются префикс и суффикс
  2. С использованием процедуры хэширования и открытого ключа вычисляется значение, которое должно быть префиксом ключа, оба полученные значения сравниваются, если совпадают, то данные – подлинные, если нет, то подпись не действительна.

Параллельный инжиниринг


  1. Управление качеством

Это управление процессами, направленное на обеспечение качества и их результатов. Такой подход соответствует идеям всеобщего управления качеством (Total Quality Management).

Укрупененная структура СМК

Схема в блоке

Интегрированная логистическая поддержка (ИЛП).

В настоящее время важной характеристикой наукоемкго изделия является величина затрат на поддержку его жизненного цикла. Эти затраты включают:

  1. Расходы на разработку и производство изделия
  2. Затраты на ввод изделия в дейстуие
  3. Затраты на эксплуатацию и поддержание этого изделия в работоспособном сотоянии

На рынке есть различные варианты уменьшения затрат. Дальше у димона.

Комплекс управленческих технологий, направленных на сокращение затрат на поддержку ЖЦ изделия объединяется понятием ИЛП.

Базовые технологии управления данным и информационные модели.

Информация циркулирует в системе информационной поддержки ЖЦ изделия:

  1. Данные о продукции
  2. Данные о выполняемых процессах
  3. О ресурсах, требуемых для выполнения процессов.

Информация об изделиях:

  1. Данные о составе и структуре изделия, используемых материалах и комплектующих изделиях с указанием возможных альтернатив и их взаимозаменяемости.
  2. Данные, определяющие состав возможной конфигурации изделия, в зависимости от внешних требования и условий, а также данные об отличиях конкретных экземпляров изделий, партий изделий.
  3. Данные о технических, физических и других характеристиках изделия.
  4. Классификационные и индентификационные данные об изделиях и его компонентах, в том чисел е его наименование, ОБОзначенеи, классификационные коды, данные о поставщиках, сведения, касающиеся степени конфиденциальности информации о изделии и его компонентов.
  5. Геометрические данные, представленные в форме объемных геометрических изделий, сборочных едениц и отдельных деталей, электронные и сканированные бумажные чертежи.
  6. Текстовая документация.
  7. Сведения об имеющихся версиях структуры изделия, документов, моделей и чертежей и их статусе.
  8. Данные о разработчиках.
  9. Указания и требования, касающиеся финишной обработки и качества поверхностей готового изделия.
  10. Данные о качестве изделия.
  11. Данные об эксплуатации.

Ресурс

Ресурс – это совокупность материальных, финансовых, интеллектуальных или иных ценностей, используемых и расходуемых в ходе деятельности, связанной с разработкой, проектированием, производством или эксплуатацией изделия.

Ресурсы могут иметь различную природу, свойства и характеристики.

Отношения между ресурсами могут быть разными по взаимозаменяемости.

Классификационные характеристики ресурсов: по типу производства, по характеру расхода и возобновления, по профилю доступности, по способу измерения величины.

Бизнес-процесс

Процесс (бизнес-процесс) – совокупность последовательно или/и параллейльно выполняемых операций, преобразующая материальный или/и информационный потоки в соответствующие потоки с другими свойствами.

БП протекает в соответствии с управляемыми деррективами, вырабатываемыми на основе цели деятельности. В ходе процесса потребляются финансовые, энергетические и выполняются ограничения сос стороны других процессов и внешней среды.

Информационыые модели изделия, процессов и ресурсов.

6. Преимущества использования CALS

  1. информационная интеграция процессов, обеспечивающая совместное и многократное использование одних и тех же данных.
  2. комплексная компьютерная автоматизация, позволяющая повысить производительность процессов и операций создания информации
  3. переход к безбумажной оргонизациии процессов, и применение новых моделий их оргонизации.

Факторы, влияющие на экономические показатели производства, применяющего CALS-технолгии.

  1. С
  2. С
  3. С
  4. Увеличение объемов продаж изделий
  5. Сокращение затрат на эксплуатацию, обслуживание и ремонты изделий («затрат на владение»), которые для сложной наукоемкой продукции подчас равны или повышают затраты на ее закупку.

7. общие представления об интегрированной информационной среде (ИИС)

ИИС является ядром калс технологий.

Структура ИИС во взаимодействии с процессами ЖЦ продукции предприятия.

15. общая база данных об изделии

6. маркетинг, определение требований к изделию

7. созд

8. формирование структуры и состава изделия

10. создание 3д образов детали

11. контрольная сборка

13. разработка технологий сборки и монтажа

14. разработка технологии контроля и испвтаний

Остальное у димон, схема в блоке.

16. организацилонная и

17. производство

18. постпроизводственная стадия

19. оперативно-календарное планирование

20. закупка материалов и комплектующих

21. входной контроль

22. обработка

23. контроль деталей в процемме обработки

24. сборка (монтаж)

25. проверка и испытания готового изделия

26. консерваця, упаковка, хранение

27. отгрузка, транспортировка

28. монтаж у потребителя

29. эксплуатация, обслуживание, ремонт

30. утилизация

Назначение общей базы данных изделий (ОБДИ)

ОБДИ обеспечивает информационное обслуживание и поддержку деятельности:

  1. Заказчиков
  2. Разработчиков
  3. Изготовителя
  4. Эксплуатационного и ремонтного персонала.

ОБДИ делится на 3 раздела:

  1. Нормативно-справочный
  2. Материалы
  3. Нормали
  4. Долговременный
  5. Готовые проекты
  6. Типовые узлы
  7. Типовые детали
  8. Актуальный
  9. Технические требования
  10. ОБДИ
  11. Общая база данных о технической среде (остальное у димона) схема 6

CALS в России


Стандарты CALS. Используемые в CALS программные продукты

Направления CALS стандартизации:

  1. Применение для решения задач CALS уже существующих стандартов;
  2. Разработка принципиально новых стандартов.

В первых проектах в области CALS использовались уже существующие стандарты, как правило военные. С США это ст, представляющие собой трактовку некоторых стандартов ИСО и других оргонизаций.

Стандарты первого поколения в основном регламентировали форматы данных.

К стандартам первого поколения использовались документы, регламентирующие управление и распростронение информации в электронном виде, в том числе и через сеть интернет, соответственно язык HTML тоже туда вошел.

Проблемы, возникшие при использовании стандартов первого поколения способствовали новой серии CALS стандартов, построенных на более совершенной идеологической базе. Самым первым из значимых явисля стандарт ISO 10303 STEP, преднозначенный для написание в нейтральном формате модели продукции. Вторым значимым стандартом явился стандарт ИСО 13584 PLIM. Стандарты второго поколения регламентировали не форматы, а структуры информационных моделей с использованием специально разработаннх языков.

К стнандартам CALS традиционно относят информационные стандарты и спецификации по след прелметным облостям:

  1. Общие принципы электронного обмена данными и опред
  2. Технология обеспечения безопасности данных и шифрование в процессе обмена, применение электронно цифровой подписи для подтверждения достоверности
  3. Форматы и модели данных об изделии, технологии представления данных, способы доступа и использования данных, описывающих изделия, процессы и среду, в которой протекает ЖЦ изделия.

Классификация стандартов по месту разработки:

  1. Стандарты Международной оргонизации по стандартизации ISO
  2. Военные стандарты и спецификации НАТО;
  3. Национальные стандарты, в том числе стандарты мин обороны США и великобритании.
  4. Международные спецификации Европейского авиационного консорциума (АЕСМА)

Представление информации о продукте:

  1.  ISO/IEC 10303 Standart for the Exchange of product Model Date (STEP)
  2.  ISO 13584 Industria Automation …

Представление текстовой и графической инофрмации

  1.  ISO/IEC 10179 Document style semantics and specification language (DSSSL)
  2.  Iso/iec IS 10744 (Hy time)

Стандарты общего назначения

  1.  ISO 11179
  2.  MIL-STD-974 (CITIS)
  3.  MIL-SRD-2549
  4.  MIL-HDBK-61
  5.  ISO 11179
  6.  ISO 3166
  7.  ISO 31


…на основе которого строятся последующие CALS стандарты.

Step определяет нейтральный формат представления данных об изделии в виде информационной модели. Данные об изделии включают:

  1. Состав и конфигурацию изделия, геометрические модели разных типов, административные данные и специальные данные.

Для обеспечения возможности единообразного описания изделий в различных прикладных областях предполагается, что информационные модели создаются на базе типовых блоков и интегрированных ресурсов.

Для описания схем данных используется специальный язык Express.

Стандарт ISO 10303 состоит из 8 разделов.

Содержащиеся в стандарте типовые информационные модели объектов изделий ддля ряда предм обл построены на базе интегр ресурсов, называются апликатион протокол. Стандарт отличается тем, что не только содержит готовые прикладные пратоколы для различ предм обл, но и позволяет на основе описанной методики создания, тестирования, и аттестации разрабатывать новые прикладные протоколы.

Для описания информационных моделей используется специально разработанный язык описания данных экспресс. Стандарт степ не регламентирует вопросы реализации базы данных, где хранится данные об изделии, но предусматривает формы чет данных текстового файла, имеющего строго регламентированную структуру. Обменный факл может использоваться для передачи данных между различными компьютерными мимтемами, а также для хранения результатов работы автоматизированных систем проектирования

Стандарт содержит спецификацию стандартизованного интерфейса доступа к данным спецификация представляет собой набор функций для языков С и С++, обеспечивающих доступ к объектам в репозитории.

Схема

ISO 13584 industrial automation parts library

Любая продукция включает в себя … одни и те же комплектующие могут входить в одну и тк же продукцию, поэтому существует потребность…

ISO 13584 – серия международных стандартов для предстваления и обмена доступными для компьютерной инграции данными о поставляемых компонентах и комплектующих изделий (узлах, деталях).

Разделы стандарта ISO 13584

  1. Общие стандарты и принципы
  2. Понцептуальная модель библиотеки деталей
  3. Интегрированные ресурсы
  4. Логическая модель библиотеки поставщика
  5. Данные о поставщикке
  6. Программный интерфеск к данным
  7. …..

Стандарт регламентирует:

  1. Средства описания и технолгию представления информации о компонентах и комплектующих
  2. Технологиб обработки даныых, хранения, передачи, доступа, изменения и архивирования.

Стандарты CALS

Информационня модель

Информационня модель

Стандарт представления информации

Содержание стандарта

Модель жизненного цикла и выполняемых процессов

IDNF

Функциональное моделирование жизненного циклаи выполняемых бизнес процессов

ISO 10303-239

ISO 10303

Нейтральный формат представления конструкторских данных об изделии

ISO 13584

Формат данных о библиотеках деталей у поставиков

MIL-M-87268

Требования к электронным руководствам: содержание, стиль, формат, интерфейс с пользователем

Требования к оформелению баз данных и электронных справочников по изделиям

Модель среды

ISO 15531

Для всех стадий жизненного цикла

MIL-STD1840C


Программные продукты, используемые в CALS-технологиях

Можно разделить на 2 группы:

  1. Программные продукты для
  2. Программные продукты…

К первой кгруппе относят программные продукты, традиционно применяемые на предприятиях различных отрослях промышленности и ипреднозначенных для автоматизации различных информационных и производственных процессов и процедур. …:

  1. Подготовка текстовой
  2. Автоматизация инженерных расчетов и эскизного проектирования.
  3. Автоматизация и конструирование игзотовления..
  4. Автоматизация технологической подготовки производства
  5. Автоматизация планирования производства
  6. Запасами производственными ресурсами
  7. Идентификация и аутентификация информации.

2- я группа:

  1. Управление данными об изделии и его конфигурации (ПДМ)
  2. Управление проектами (проджект менеджмент)
  3. Управление потоками заданий при создании изменений технической  документации (WF)
  4. Обеспечение интегрированной логитической поддержке изделия на пост стадиях жизненного цикла изделий.
  5. Функционального моделирования для реинжиниринга, моделирования и анализа бизнес-процессов.


Назначение, структура и основные функциональные возможности современных интегрированных САПР (CAD/CAM/CAE-систем)

Предпосылки внедрения интегрированных САПР.

Факторы, определяющие эффективность и актуальность внедрения CAD/CAM/CAE-систем

  1. Увеличение объема
  2. Высокая динамика
  3. Сокращение сроков подготовки
  4. Рост стоимости исправления ошибок
  5. Учет факторов развития рынка

2. Структура интегрированных САПР

  1. Операционные системы и сетевое ПО
  2. Системная среда САПР
  3. Пользовательский интерфейс
  4.  PDM
  5.  CASE
  6. Управление проектированием
  7. Проектирующие подсистемы

Проектирующие подсистемы САПР

  1. Обслуживающие подсистемы

3. назначение и особенности интегрированных САПР

CAD – система автоматизированного проектирования, предназначенная для автоматизации конструкторских работ.

CAE – системы, содержищие средства инженерного анализаи автоматизации инженерных расчетов

CAM – автоматизация управления техническими процессами.


CAD-модули

  1. Для построения модели проектируемого изделия в виде чертежа или трехмерной модели.
  2. Построение пространственной геометрической модели проектируемого изделия является центральной задачей компьютерного проектирования.

Применение компьютерной модели изделия

Схема в блоке

Задачи решаемые САЕ модулями

  1. Наложение сетки конечных элементов на 3-х мерную модель
  2. Задачи теплонапряженного состояния
  3. Гидрогазодинами
  4. Тепломассобмена
  5. Контактные задачи
  6. Кинематические и динамические расчеты и др.

Для развитой интегрированной сапр характерно сочетание свойств:

  1. Твердотельное моделирование
  2. Точное моделирование сложных поверхностей
  3. Автоматическое черчение и оформление чертежей
  4. Генерация программ изготовления деталей изделия и технологической оснастки на оборудовании с ЧПУ
  5. Автоматизация расчетного анализа и оптимизации конструкций
  6. Концептуальное проектирование новых изделий
  7. Прокладка и разводка соединительных систем в трехмерном пространстве
  8. Получение фотореалистичных изображений изделий
  9. Использование специализированных на машинную графику

В современных интегрированных сапр обеспечивается совмещение этапов разработки и подготовки обхектов производства за счет наличия:

  1. единой компьютерной модели
  2. за счет развитого аппарата фрагментации
  3. развитого аппарата функциональных отношений
  4. автоматизации вспомогательных операций
  5. возможность коллективной работы над проектом


4. классификация интегрированных САПР

CAD/CAM/CAE-системы

Классификация CAD/CAM/CAE-систем

CASE-технологии

Традиционная технология программирования

Специализированные

Универсальные

Многоуровневые

«Легкие»

«Средние»

«Тяжелые» (полнофункциональные)

Среднего класса обеспечивают меньшую функциональность по сравнению с тяжелыми САПР, обладают развитыми функциями твердотельного и поверхнстного и параметрического моделирования, средствами разработки управляющих программ, включают модули управления проекторами, имеют свои ограниченные по возможностям пакеты. Часто используют внешние пакеты, изначально платформой была windows.

Системы легкого класса имеет ограниченный набор муделай, могут иметь ограниченные функциональные возможности по моделировании сложных поверхностей. Как правило используют приметивные средства для инжененерных расчетов. Ограниченные возможносит по параметрическому моделированию.

Многоуровневые САПР

Специализированные системы предназначены для решения узкого класса задач, могут использоваться для выполнения некоторых конкретных функций в составе интегрированных САПР или как самостоятельная САПР.

Методология разработки программного обеспечения + набор инструментальных средств, поддерживающих процессы создания и сопровождения ПО. Анализ и моделирование предметной области, проектирование БД, создание программного кода.


5. взаимосвязь САПР и других автоматизированных систем.

Подготовка производства

MES

Утилизация

Эксплуатация

CRM

CPC

SCADA

ERP

Производство и реализация

PDM

CAM

SCM

CAD

СAE

Проектирование

PDM-системы (управление данными об изделии)

Система класс ЕРП – Выполняет бизнес функции, связанные с планированием производства, закупками, управлением финансов, персонала, учетом основных фондов.

Система МРП 2 – ориентированы на бизнес функции, непосредственно связаны с производством.

СРМ – система используется на этапе реализации продукции для решения задач анализа рыночной ситуации, определение перспективы спроса на планируемый выпуск изделия на производстве.

SCM и CPC. Совместный бизнес с применением IT.

MES – направлено на решение оперативных задач управления проектированием и маркетинга.

S&SM – решает проблем технического обслуживания.

SCADA – для выполнения диспетчерских функций, разработка ПО для встроенного оборудования. (LabView)


Технологии быстрого прототипирования (Rapid Prototyping)

www.laser.ru

www.prototipirovanie.ru

преимущества:

  1. сокращние длительности технич подготовки производства
  2. снижение себестоимости в мелкосерийном или единичном производстве
  3. повышение гибкости производства
  4. повышение конкурентоспособности
  5. сквозное использование компьютерных технологий, интеграция с системы САПР

недостатки:

  1. высокая цена установок и материалов
  2. невысокая точность
  3. низкая прочность модели

технологии послойного изготовления:

  1. лазерная раскройка листовых материалов
  2. спекание и наплавка порошков
  3. фотоинициированной…

Формат STL-файла

  1. первоналачально разработан для процесса стереолитографии, двлее был принят за основу для процессов послойного синтеза
  2. является стандартом представления данных для системы быстрого прототипирования
  3. в основе лежит метод триангуляции

Лазерная стереолитография

В основе лежит принцип фотополимеризации – химический процесс, гда жидкая смола (полимер) превращается в твердый полимер под воздействием ультрафиолетового излучения или излучение видимого участка спектра.

Типовая схема установки рис 3.0

Спроектированный на компьютере 3-х мерный объект выращивается из жидкого полимера слоями от 25 до 300 мкм, формируемые под действием лазерного излучения на платворме, погружаемого в ванну с жидкой композицией.

Объекты, создаваемые этим методом могут использоваться:

  1. как конструкторские дизайнерские прототипы при создании макетов и сборок
  2. в качестве формообразующей оснастки при различных видах точного литья.
  3. для формообразующей оснасти.
  4.  как мастер модели при изготовлении модели

производители оборудования:

  1.  3D System
  2.  F&S
  3. Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН

Технологии SLS – лазерное спекание порошковых материалов

Материалы:

  1. Порошковый пластик
  2. Металл
  3. Керамика
  4. воскресенье нейлон

описание метода:

на поверхность наносится тонкий слой порошка, который спекается лазерным лучом, формирует твердую массу и определяет геометрию детали.

Преимущества:

  1. высокая скорость построения модели
  2. возможность построения металлических изделий, которые имеют свойства инструментальной стали
  3. возможность быстрого выпуска пилотных партий изделий.

Преимущества:

  1. недорогие материалы
  2. нетоксичны
  3. различный спектр материалов
  4. не нужны поддержки
  5. низкие деформации
  6. возможность параллельного изготовления нескольких деталей

недостатки

  1. высокая шероховатость
  2. плохая проработка мелких деталей на прототипе
  3. пористость
  4. плотность модели может изменяться
  5. при изменении материала необходима чистка

Технология FDM – послойное наложение расплавленной полимерной нити

Материалы:

  1. нити из АБС
  2. поликарбоната
  3. воска

Описание технологии. Схема реализации рис 3.2

Термопластичный моделируещий материал подается через выдавливающую головку с контролируемой температурой нагреваясь там до полужидкого состояния. Головка наносит материал тонкими слоями с высокоц точностью. Слои ложаться друг на друга отвердивают и соединяются

Технология применяется для получения единичных образцов изделий по своим функциональным возможностям приближены к серийным, а также для производства выпловляемых моделям для литья металлов.


Обзор российских стандартов в области CALS

Актуальность разработки стандартов

ГОСТ 2.051-2006 «ЕСКД. Электронные документы. Общие положения»

  1. регламентирует общие требования к выполнению к выполнению электронных конструкторских документов, изделий машиностроения  и приборостроения. Также затрагивает общие приемы работы с этими документами.
  2. в стандарте используются такие понятия, как электронный документ, интерактивный электронный документ, аутентичный документ, идентичный документ и др.
  3. также следует отметить указание некоторых практических приемов работы
  4. уделяется внимание особенностям работы с электронными документами при необходимости внесения изменений
  5. имеются рекомендации по наименованию статуса версий документов, представления результатов проверки электронно-цифровой подписи

ГОСТ 2.052-2006 «ЕСКД. Электронная модель изделия. Общие положения»

  1. стандарт устанавливает общие требования
  2. определены составляющие электронные модели изделия: геометрическая модель, атрибуьы, технические требования
  3. стандартам допускается в электронных моделях изделия не показывать штриховку в разрезах и сечениях отображение осевых линий, включать ссылки
  4. допускается выполнять упращенное , таких как отверстия, резьбы
  5. отдельно описано к сборкам
  6. ведено понятие электронного макета, который предназначается для оценки взаимодействия составных частей изделия или изделия вцелом с элементами производственного и эксплуатационного изделия.

ГОСТ 2.601-2006 «ЕСКД. Эксплуатационные документы»

  1. стандарт устанавливает виды, комплектность и общие требования к выполнению эксплуатационных документов.
  2. Используются такие понятия, как электронное техническое руководство, электронное оторбражение, общая БД эл док, инет-ориентированные эксплуатационные документы
  3. В стандарте описаны особенности комплетования и оформелния документов
  4. Представлены варианты передачи документов конкретному пользователю.

ГОСТ 2.611-2011 «ЕСКД. Электронный каталог изделий. Общие положения»

  1. Правила
  2. В стандарте определены области использования электронных каталогов изделий
  3. Использование Мультемидийных данных, электорнных моделей, электронных макетов, справочных
  4. Для оформления электронных каталогов изделий рекомендуется применять ЭЦП (подпись) и системы, обеспеч проверку проведения подлинности ЭЦП и целостности каталогов

Гост 2.511-2011 «правила передачи электронных конструкторских документов. Общие положения»

  1. Регламентирует правила передачи конструкторских документов на изделия, выполненных в электронной форме и распространяется на электронную конструкторскую документацию изделия машиностроения и приборостроения.
  2. В стандарте описаны возможные причины передачи электронных документов. Для выполнения совместной разработки изделия организациями соисполнителями, для изготовления опытного образца изделия. Для проверки, согласования и утверждения документации надзорными или сертифицирующие организациями. Для освоения изделия в другой оргонизации. Для применения электронного документа изделия в изделиях, разрабатываемых в другой оргонизации. Для извешении абонентов об изменения в исходниках конструкторской документации.
  3. Описаны правила передачи и получения пакета электронных данных. Стандарт учитывает применнеи эц. В стандарте содержатся рекомендации по резервному копированию пакета электронных локументоаЮ ПО ПРОИ  другие практико ориентированные оргонизации.
  4. Стандарт допускает передачу как непосредственно электроннцх конструкторских  локументов. Передача может вестить рижлектроннвж носителях.

ГОСТ «правила выполнения пакетов данных для передачи электронных конструкторскизх документов. Общие положения»

  1. Оперирует такими понятиями, как целостность в стадарте описаны состав и структура пакета техничесарприведен .
  2. Разработчики стандарта учли и описали некоторые практические стороны работы с электронными конструкторских докуменр

Общие особенности для всех рассмотренных стандартов.

  1. Все указанные стандарты допускают при необходимости разрабатывать старлартн ьазе этих стандартоДЛЯ конкретных видов техникиЮ их сложности.

Выводы

ГОСТ 2.051-2006 «ЕСКД. Электронные документы. Общие положения»

Электронная модель изделия (модель)

(в соответствии с ГОСТ 2.052-2006) – электронная модель детали или сборочной единицы

Геометрические элементы

Электронная геометрическая модель

Вспомогательная геометрия

Геометрия модели

атрибуты

Технические требования

 

Основные требования, предъявляемые к электронному конструкторскому документу, выполненному в виде модели (в соответствии с ГОСТ 2.052-2006)

Схема в инет


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

12785. Ссылки. Что такое псевдокласс 15.12 KB
  Ссылки Всё изученное в предыдущих уроках вы можете применять и для ссылок/links например изменять шрифт цвет подчёркивание и т. д. Новым будет то что в CSS эти свойства можно определять поразному в зависимости от того посетили уже ссылку активна ли она находится ли указ...
12786. Идентификация и группирование элементов (class и id) 15.12 KB
  Идентификация и группирование элементов class и id Иногда вам нужно будет применить особый стиль к определённому элементу или конкретной группе элементов. В этой лабораторной работе мы подробно разберём как можно использовать class и id для специфицирования свойств выбран
12787. Группирование элементов (span и div) 15.67 KB
  Группирование элементов span и div Элементы span и div используются для структурирования документа часто совместно с атрибутами class и id. В этом уроке мы подробно рассмотрим как использовать span и div поскольку эти элементы HTML имеют важнейшее значение в CSS. Группиро...
12788. Боксовая модель в CSS 24.21 KB
  Боксовая модель Боксовая модель в CSS описывает боксы генерируемые для HTMLэлементов. Боксовая модель также имеет детальные опции для определения полей рамок заполнения и содержимого каждого элемента. На диаграмме далее показано как построена боксовая модель: Боксов...
12789. Поля и заполнение 13.38 KB
  Поля и заполнение В предыдущем уроке мы рассмотрели боксовую модель. В этом уроке объясним как можно изменять представление элементов свойствами margin и padding. Установим поля элемента Установим заполнение элемента Установим поля элемента У элемента ест
12790. Рамки. Примеры определения рамок 23.33 KB
  Рамки Рамки имеют многообразное применение например как декоративный элемент или для отделения двух объектов. CSS предоставляет бесчисленное множество вариантов использования рамок. borderwidth bordercolor borderstyle Примеры определения рамок border Толщи
12791. height/высота и width/ширина 12.79 KB
  height/высота и width/ширина До сих пор мы особо не заботились о размерах элементов с которыми работали. На этой лабораторной посмотрим как легко можно определять высоту и ширину элемента. width height Установка ширины [width] Свойством width вы можете определять шири
12792. Всплывающие элементы (поплавки) 39.32 KB
  Всплывающие элементы поплавки Элемент может всплывать вправо или влево с помощью свойства float. То есть бокс с его содержимым может всплывать вправо или влево в окне документа или содержащего бокса см. в лабораторной №7 описание боксовой модели. Принципы показаны на ...
12793. Позиционирование элементов 41.88 KB
  Позиционирование элементов При помощи CSSпозиционирования вы можете разместить элемент точно в нужном месте страницы. Вместе с поплавками см. лаб. № 11 позиционирование даёт вам большие возможности для создания точного и навороченного дизайна. В этом уроке мы обсуди