История развитие систем автоматизированного проектирования. История сапр в машиностроении
Екатерина Слуднева, начальник отдела САПР, ЗАО «Метровагонмаш» (г.Мытищи)
Первые САПР на нашем предприятии появились более семи лет назад. А наше сотрудничество с «Русской Промышленной Компанией» продолжается приблизительно два года.
Сегодня мы в основном используем AutoCAD. В настоящее время в конструкторском отделе у нас порядка 40 автоматизированных рабочих мест, в отделе перспективных разработок - около 80, а в проектном бюро - также около 40. Конечно, у нас на предприятии сохранились и обычные кульманы, поскольку некоторые виды работ конструкторам удобнее выполнять именно на кульмане, а не на компьютере. Кроме того, большинство первоначальных проработок осуществляется вручную на кульмане. Это связано с тем, что у нас многие руководители проектов не умеют работать на компьютере. Но есть и такие молодые сотрудники, которые могут с самого начала вести проект с помощью компьютера. Нами была разработана специальная методика по обучению работе в AutoCAD, и в результате на обучение уходит примерно полтора месяца.
К сожалению, наши вузы дают выпускникам лишь приблизительное представление о реальном производстве. Молодому конструктору необходимо проработать три года, а технологу пять лет, прежде чем им можно будет доверить серьезный проект. На обучение новым САПР нужно время, а работнику требуется выполнить план. Поэтому даже среди молодежи мы не видим большого рвения к освоению новых методов проектирования.
Большинство наших конструкторов - предпенсионного возраста, и мы вынуждены с этим мириться. Наши сотрудники пока еще не готовы к работе с современными высокоуровневыми САПР - для этого необходимо изменение культуры проектирования и всего производства. Проблема заключается в том, что переходить на трехмерное проектирование необходимо всем и сразу. Если часть проектировщиков будет работать в трехмерном пространстве, а часть - в плановых проекциях, то это еще больше усложнит весь процесс. К тому же тем, кто работает в объеме, фактически придется дублировать работу тех, кто работает в проекциях. Поэтому необходима комплексная, а не лоскутная автоматизация. Пока две имеющиеся у нас лицензии на Inventor реально не используются. Несколько лет назад мы приобрели Pro/ENGINEER, но этот продукт до сих пор фактически не задействован в силу целого ряда причин организационного характера.
Несмотря на сказанное, применение AutoCAD позволило нам снизить количество ошибок. Во-первых, даже при традиционном двумерном проектировании AutoCAD позволяет проводить на чертеже точные измерения. Во-вторых, появилась возможность групповой работы над проектом. И в-третьих, становится легче и удобнее использовать уже имеющиеся наработки. Наше производство нельзя назвать динамичным: геометрия изделия меняется медленно, в основном используются унифицированные изделия. Поэтому для нас проще взять готовые чертежи с видами и проекциями, а не трехмерную модель, и уже на основе имеющихся готовых чертежей разрабатывать новое изделие.
Для проведения прочностных расчетов в конструкторских отделах применяется ANSYS. На нашем производстве длительное время использовалась CAM-система PEPS. На более совершенные решения у нас просто нет средств, но пока сложившаяся ситуация нас удовлетворяет.
Конструкторско-технологическая документация хранится у нас преимущественно в бумажном виде. Для работы с документацией в одном из наших отделов установлена широкоформатная система Ocе. Иногда файлы проектов хранятся по папкам в виде примитивного электронного архива.
Можно сказать, что на данный момент у нас на предприятии нет полностью внедренного комплекса САПР - пока мы находимся в процессе выбора. У нас еще нет и работающей сквозной технологии проектирования, хотя бы в силу того, что конструкторский и технологический отделы территориально удалены друг от друга. К тому же дополнительные сложности в общий процесс вносит согласование в «секретных» отделах.
У нас устарели материальные фонды, и большая часть оборудования нуждается в замене. Поэтому мне кажется, что кардинально помочь нашему предприятию может лишь комплексная автоматизация, затрагивающая не только конструкторов и технологов, но и производство.
Как и любой другой производственный процесс, внедрение САПР необходимо начинать с планирования, и отнестись к этому процессу нужно очень серьезно. Необходимо разработать план оптимального развития и уже на его основе выполнять конкретные задачи с учетом существующих ресурсов.
Андрей Пузанов, ведущий инженер, СКБ приборостроения и автоматики (г.Ковров)
Внедрение САПР на нашем предприятии начиналось постепенно. Такие программы, как AutoCAD ранних версий, использовались еще до того, как СКБ ПА было выделено в отдельную структуру. В области САПР мы сотрудничаем с «Русской Промышленной Компанией» с момента основания СКБ как самостоятельной организации в 1995 году.
Вслед за AutoCAD на предприятии появились продукты фирмы НПП ИнтерМех - CADMech, Search и др. В определенный момент у нас произошел довольно болезненный переход с DOS-версий AutoCAD, CADMech и системы документооборота Search на Windows-платформу. Этот переход должен был произойти в один момент, что потребовало проведения очень большой подготовительной работы, ведь производство нельзя остановить. Конечно, компании НПП ИнтерМех и «Русская Промышленная Компания» нам помогли - были написаны специальные программы-конверторы и созданы особые типы шрифтов. Сейчас весь наш документооборот также осуществляется в системе Search. У нас налажено очень тесное сотрудничество с НПП ИнтерМех - все наши пожелания к разработчику находят отражение в новых версиях Search.
Сегодня в ОАО «СКБ ПА» внедрена и функционирует комплексная система конструкторско-технологической подготовки производства, включающая модули трехмерного моделирования, виртуальных испытаний, выпуска документации и управляющих программ для ЧПУ. В качестве системы трехмерного моделирования применяется пакет программ Inventor Series 7 и Autodesk Mechanical Desktop v6, на котором работает большинство конструкторов. Для проведения кинематических, прочностных и тепловых расчетов мы используем MSC.visualNASTRAN 4D. Для аэрогидродинамических вычислений применяется CFD-комплекс Flow-3D. Ресурсоемкие задачи решаются на мощных двухпроцессорных системах, которые нам также поставила «Русская Промышленная Компания».
Когда появилась программа Inventor, некоторые наши компоновщики были несказанно счастливы. По сравнению с Autodesk Mechanical Desktop в Inventor улучшена работа с большими сборками и очень хорошо реализована визуализация.
Что касается методики проектирования, то мы пришли к компромиссному решению: иногда наши проектировщики изначально работают с трехмерными моделями, а иногда основой является плоский чертеж. Мы считаем, что создавать простые детали в 3D экономически и идеологически невыгодно. У нас уже есть довольно много чертежей, созданных в AutoCAD, и переводить их в геометрические модели для внесения незначительных изменений не имеет смысла. Конечно, есть продукция, например элементы гидросистем, имеющая сложную пространственную конфигурацию, и проектировать такие элементы гораздо удобнее в трехмерном пространстве - это позволяет избежать многих ошибок. Моделирование сборок также производится в 3D при помощи продуктов Inventor Series. В частности, разработанную в Inventor 3D-модель гидравлической развязки системы питания экскаватора не пришлось дорабатывать «по месту». Таким образом, внедрение продуктов Inventor Series позволило нам снизить количество итераций при доработке изделия.
Когда мы занимались выбором САПР, то поняли, что ассортимент предлагаемых решений очень велик и изучить все системы нам не удастся. К тому времени нами уже были выработаны своеобразные стандарты предприятия на электронную документацию. Серия продуктов Inventor Series хорошо вписывалась в сложившиеся на нашем предприятии подходы к проектированию, поэтому в определенный момент мы приняли решение прекратить метания от одной САПР к другой и начать работу.
Проанализировав решаемые нами задачи проектирования, мы убедились, что существующие решения в обозримом будущем будут удовлетворять нашим потребностям. Только пару раз нам пришлось прибегнуть к возможностям Pro/ENGINEER (в то время Inventor еще не было), но эти частные случаи не могут заставить нас перейти с Autodesk Mechanical Desktop/Inventor Series на другую САПР среднего или высокого уровня.
Для подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ мы используем два рабочих места с системой EdgeCAM. Сейчас мы закупаем новые станки и обрабатывающие центры. В ближайших планах - покупка 15 пятикоординатных фрезерных станков с ЧПУ. Это даст нам возможность отказаться от услуг некоторых поставщиков и больше ориентироваться на собственное производство.
Наш технологический отдел использует как трехмерные модели, так и чертежи - в зависимости от необходимости.
Мы делаем ставку на безбумажные технологии, но зачастую вынуждены чертежи распечатывать, брошюровать, регистрировать, хранить и рассылать заказчикам или соразработчикам. Таким образом, то, на чем мы планировали сэкономить, нас сегодня разоряет, хотя это, возможно, лишь вопрос времени.
Николай Зыкин, начальник отдела САПР, КНААПО (г.Комсомольск-на-Амуре)
На нашем предприятии используются 32 лицензии стандартного AutoCAD и 45 инсталляций Autodesk Mechanical Desktop. Сейчас мы проводим плавное обновление Autodesk Mechanical Desktop до Inventor Series. Со временем планируем все больше работ выполнять в системе Inventor - нас очень привлекает в ней удобство работы со сборками. Мы уже опробовали новую разработку «Русской Промышленной Компании» для Inventor - программу auto.ЕСКД, и она нам очень понравилась. Для выполнения несложных расчетов мы будем использовать программу MechSoft, которая также интегрируется с Inventor. Inventor - это второе поколение технологии трехмерного моделирования, отличительными признаками которой являются интеллектуальная среда и адаптивные сборки. При этом сохраняется основное достижение систем трехмерного моделирования первого поколения - параметризация.
Все сложные работы по геометрическому моделированию у нас выполняются в системе верхнего уровня Unigraphics. Сейчас мы начали переход на Unigraphics NX, хотя могли сделать это значительно раньше. К сожалению, нас задерживает ОКБ «Сухой». Пока основная польза, полученная от внедрения Unigraphics, - возможность выполнять компоновку и провязку конструкции.
В основном из ОКБ к нам приходят чертежи, которые содержат множество всевозможных геометрических ошибок. Иногда мы обнаруживаем очень грубые конструктивные просчеты на уровне сборок. В итоге нам самим приходится по чертежам строить трехмерные модели, чтобы убедиться в отсутствии ошибок.
Электронный макет позволяет избежать многих грубых ошибок. В опытных экземплярах вскрываются более мелкие промахи, которые исправляются «по месту». Но даже на серийных образцах нам приходится самостоятельно вносить изменения и исправлять ошибки.
Собрать полный трехмерный электронный макет планера, к сожалению, пока не удается из-за колоссального объема сборки. Cобрать сборку, конечно, можно, но работать с ней практически нельзя - мощности наших компьютеров для этого явно недостаточно.
Современный истребитель имеет весьма сложную внутреннюю компоновку, поэтому приходится признать, что традиционная работа в проекциях с использованием чертежной технологии морально устарела. Появилась реальная возможность нового, то есть трехмерного, описания деталей, узлов и агрегатов. При этом электронный макет (электронная модель с атрибутами) не только легче читается и несравнимо наглядней, но и может нести массу дополнительной информации. Однако, чтобы сделать целиком электронный проект, нужны серьезные ресурсы. ОКБ таких ресурсов не имело и раньше, при командно-административной системе, тем более не имеет и сейчас. Фактически мы получаем от ОКБ концептуальные решения, поэтому большая часть работы по созданию виртуального изделия выполняется у нас. Не говоря уже об оснастке, объем работ по которой превышает само изделие.
Не так давно для выполнения прочностных расчетов мы приобрели две сетевые лицензии NASTRAN. Система достаточно дорогая, поэтому она используется в основном для решения оптимизационных задач по заказу различных отделов. Мы решили выделить одного специалиста исключительно для работы с NASTRAN. Возможно, в ближайшее время мы опробуем и другие CAE-системы.
Приблизительно шестая часть всех деталей планера изготавливается на станках с ЧПУ, причем эта величина непрерывно растет. Сейчас мы столкнулись с тем, что у технологов-программистов заметно добавилось работы. За счет трехмерного проектирования производительность работы конструкторов существенно выросла, и технологи уже не справляются с таким объемом работ. Недавно технологический отдел закупил еще 15 рабочих мест Vericut.
На мой взгляд, внедрению новых технологий препятствует прежде всего пресловутый человеческий фактор. Кто-то не хочет перестраивать свое сознание, некоторые боятся перемен - есть очень много субъективных причин. Кроме того, комплексное внедрение САПР подразумевает изменение производственных отношений. К примеру, электронный макет изделия не имеет такого же официального юридического статуса, как чертеж, и поэтому непонятно, кто и как несет ответственность за допущенные в нем ошибки. И это одна из причин, почему в производство передается не только электронный макет изделия, но и комплект чертежей - получается двойная работа. При этом часто в спешке изменения отражаются по старинке, то есть только в чертежах, а значит, провязка - одна из главных целей - теряет смысл.
Производственные процессы сложились на отечественных предприятиях авиационной отрасли еще полвека тому назад и поэтому требуют коренного пересмотра. Как известно, все высокоуровневые САПР (и Unigraphics здесь не исключение) плохо приспособлены для оформления конструкторской документации. По идее, это правильно: за бесчертежной технологией - будущее, и мы все идем в этом направлении и благодаря, и вопреки. Однако реалии сегодняшнего дня заставляют возвращаться к морально устаревшим понятиям: чертеж, шаблон и пр.
Сейчас у нас в штате много молодых талантливых специалистов, которые хотят работать и готовы к переменам. В некоторых «элитарных» конструкторских отделах КНААПО средний возраст сотрудников составляет менее 30 лет. Многие из них прошли путь от AutoCAD до Unigraphics. И хотя для технологов опыт практической работы важнее, то есть они более консервативны, «революционная ситуация» развивается и многие организационные вопросы уже можно решать.
САПР верхнего уровня была внедрена на нашем предприятии приказом сверху, поэтому производство оказалось не готовым к переменам. На мой взгляд, до комплексного внедрения высокоуровневой САПР необходимо еще дорасти, и в первую очередь руководству, чтобы система заработала в полную силу. Одного энтузиазма здесь явно недостаточно.
Александр Кудрявцев, главный конструктор СВП, ЗАО «ЦКБ Нептун» (г.Москва)
ЗАО «ЦКБ Нептун» занимается проектированием катеров на воздушной подушке. Особенностью нашего КБ сегодня является то, что мы используем наработки 80-х годов, когда ЦКБ «Нептун» работало на полную мощь. В 90-х годах фирма фактически распалась, и от нее осталось лишь несколько специалистов, владеющих AutoCAD. Сейчас в нашем конструкторском отделе работают всего три человека. В основном мы используем наработки, доставшиеся нам по наследству от советских времен. Нам удалось найти спонсора, который заинтересован в производстве судов на воздушной подушке.
Сотрудничество с «Русской Промышленной Компанией» началось год назад, мы познакомились через НПП ИнтерМех. Нас заинтересовали разработки НПП ИнтерМех, в значительной мере удовлетворяющие нашим требованиям, мы начали искать дистрибьютора в Москве и вышли на «Русскую Промышленную Компанию».
Сегодня мы используем CADMech Desktop, AVS, Search и другие разработки компании НПП ИнтерМех, а также Spotlight и RasterDesk компании Consistent Software. Работа в двумерном CADMech значительно облегчает работу с документацией. Это я могу утверждать с полной уверенностью, так как начинал работать еще в плоском AutoCAD в конце 80-х. К сожалению, на продукты Inventor Series у нас не хватило финансовых средств. Лично мне жаль, что продукт Autodesk Mechanical Desktop признан компанией-разработчиком тупиковой ветвью - мне он нравился.
В основном мы модернизируем существующие конструкции, и о разработке новых типов судов речь пока не идет. На данный момент с поставленными задачами мы справляемся с помощью имеющихся САПР. К тому же для проектирования судов требуются специализированные САПР для судостроения типа FORAN, AutoShip или FastShip. Но стоимость одного такого рабочего места составляет десятки тысяч долларов.
Среди полученных нами преимуществ в работе выделю несколько. Во-первых, сегодня фирма имеет крайне мало производственных площадей - нам попросту негде ставить кульманы и хранить документацию. Исторически так сложилось, что ЦКБ «Нептун» расположено практически в самом центре Москвы, возле здания Моссовета (ныне - мэрии). Когда стоимость аренды повысилась, значительная часть площадей была сдана в аренду коммерческим структурам, и у ЦКБ «Нептун» фактически осталось всего несколько комнат.
Часть документации нам удалось спасти от полного уничтожения на предприятиях, где строились наши проекты. Очень большая работа была проведена нами по сканированию и векторизации чертежей. Сканирование чертежей решило проблему хранения документации - несколько проектов теперь умещается на четырех компакт-дисках. Мы размещаем заказы по всей России, поэтому нам стало удобно обмениваться информацией.
Для редактирования чертежей мы используем гибридные графические редакторы Spotlight и RasterDesk. Новые чертежи мы стараемся прорабатывать в трехмерном пространстве при помощи CADMech Desktop. Если необходимо просто незначительно отредактировать существующий чертеж, то для этого также применяются Spotlight и RasterDesk.
В последнее время нашу документацию на производство мы передаем в электронном виде в формате DWF или PDF. В качестве системы документооборота мы используем Search. У нас мало рабочих мест, и пока возможности Search даже превышают наши потребности. Кроме того, из-за нехватки времени мы приобрели Search без обучения, так что нам все приходится постигать самим. Сейчас мы осознали, что обучение необходимо. Не понимая глобальной логики системы, самостоятельно разобраться бывает очень сложно даже при наличии всей документации.
Основная проблема, с которой мы сталкиваемся, заключается в том, что иногда мы вынуждены вносить изменения в проекты непосредственно на производстве исполнителя. В цех документация поступает в бумажном виде. Когда в цеху делаются изменения в конструкции, то местные конструкторы вносят правки в чертежи с помощью карандаша и ластика, и нам бывает сложно перенести их в электронную форму. Как правило, на предприятиях отсутствуют широкоформатные сканеры, ведь чертежи в судостроении, как и в авиастроении, больших форматов. Времени на редактирование электронного чертежа прямо на производстве всегда не хватает. Возможно, мы попробуем использовать для этой цели цифровой фотоаппарат, если нам удастся решить проблему исправления нелинейных искажений изображения.
Внедрение САПР позволило нам повысить качество проектной документации. Иногда конструктору бывает лень сходить в архив и найти там требуемый бумажный чертеж; часто на чертежах встречаются неоднократные ссылки на другие чертежи, но найти нужный документ бывает непросто. В результате конструктор может сам додумать конструкцию, что чревато проблемами на этапе сборки. Система электронного документооборота Search оказывает нам здесь неоценимую услугу. Другой аспект - за счет наследования элементов конструкции в AutoCAD значительно упростилось создание новых чертежей и стало легче редактировать существующую документацию.
Сергей Молодов, начальник бюро САПР, СП ОАО «Брестгазоаппарат» (г.Брест)
СП ОАО «Брестгазоаппарат» является ведущим производителем высококачественных газовых и электрических плит в странах СНГ. И хотя наше предприятие находится в Белоруссии, торговая марка Gefest хорошо знакома и российским потребителям.
Нашим основным партнером по САПР в Белоруссии является НПП ИнтерМех, а с «Русской Промышленной Компанией» сотрудничество началось в 2002 году: сначала мы обучили группу наших специалистов в Академии САПР и ГИС в Москве, а затем заключили договор с РПК на поставку нескольких пакетов Autodesk Inventor Series с последующей годовой подпиской.
На СП ОАО «Брестгазоаппарат» используется весь спектр САПР: от высокоуровневых систем до «электронных кульманов». Разработка и подготовка производства всех новых изделий производится при помощи САПР.
Если раньше мы конкурировали в основном с российскими производителями бытовой техники, то сейчас соперничаем и с западными брендами. Современный потребитель в первую очередь обращает внимание на дизайн изделия. Использование тяжелых пакетов САПР позволило нам разработать современный дизайн новых моделей со сложными поверхностями. Все разработки мы ведем самостоятельно. Из САПР верхнего уровня мы до недавнего времени применяли пять рабочих мест на базе системы Euclid и графических RISC-станций Silicon Graphics, которые приобрели в 1996 году у французской фирмы Matra Datavision. Однако после фактической ликвидации этой фирмы уровень поддержки и сопровождения Euclid резко снизился. В 2001 году мы перешли на комплекс Power Solution английской фирмы Delcam plc, а теперь для моделирования сложных геометрических форм используем PowerSHAPE из этого пакета.
Средний уровень САПР у нас на предприятии до недавнего времени был представлен Autodesk Mechanical Desktop. В середине 2002 года мы приобрели через НПП Интермех две первые лицензии Autodesk Inventor. Конструкторы сразу же оценили преимущества этого дружелюбного пакета перед тяжеловесным Mechanical Desktop. Продукт, как говорится, «пошел». А затем при содействии руководства «Русской Промышленной Компании» нам удалось обменять на специальных условиях четыре уже не нужных нам пакета Euclid на Autodesk Inventor Series. Успешное сотрудничество с «Русской Промышленной Компанией» и Академией САПР и ГИС продолжилось и в этом году. Мы пригласили к себе сотрудника «Русской Промышленной Компании», который непосредственно на предприятии обучил работе с Autodesk Inventor большую группу наших конструкторов и технологов. Пользуясь случаем, хочу выразить благодарность специалистам «Русской Промышленной Компании», которые в режиме горячей линии оперативно помогают нам и консультируют по всем вопросам, возникающим при работе с Inventor.
Еще несколько лет назад сроки изготовления технологической оснастки были для нас больным вопросом. С помощью Autodesk Inventor мы решили эту проблему. Конструкторам оснастки передается сложная геометрия деталей, выполненная в PowerSHAPE, а все остальные элементы штампов они создают в Inventor. Нас также привлекает в этой системе простота работы со сборками.
И наконец, из САПР нижнего уровня мы используем AutoCAD для двумерного проектирования. Знание этой программы обязательно для молодых специалистов при приеме их на работу в качестве конструкторов. Применяется AutoCAD с программной надстройкой CADMECH фирмы НПП ИнтерМех. Архив электронной конструкторской документации ведется средствами пакета Search, также разработанного НПП ИнтерМех. Учитывая «всеядность» Search, мы используем этот пакет также для хранения трехмерных моделей, рисунков и других объектов, созданных в разных системах.
Наше инструментальное производство - одно из крупнейших в Белоруссии. Инструментальный цех имеет большой парк импортных станков с ЧПУ. Для подготовки управляющих программ мы используем различные CAM-системы: английскую PowerMILL из пакета Power Solution, французскую Euclid Milling, российскую ГеММа-3D, эстонскую UniCAM. Каждая из них имеет свою нишу, так как, к сожалению, нет универсального CAM-пакета, который смог бы успешно обслуживать весь наш станочный парк.
Мы постоянно следим за развитием САПР, применяемых в машиностроении, и знакомы с большинством систем, предлагаемых на рынке. Что-то лучше в одном пакете, что-то - в другом, но по большому счету на каждом уровне основные продукты в целом равнозначны. Как показала практика, решающими критериями для окончательного выбора системы являются качественная поддержка и сопровождение продукта.
«САПР и графика» 12" 2003
1. Актуальность и необходимость применения сапр.
Ускорение темпов развития науки и техники привели к следующим особенностям при проектировании РЭА:
1) непрерывному росту тактико-технических требований (масса, надежность, стоимость, электрические показатели и др.);
2) резкому сокращению сроков морального старения РЭА;
3) увеличению стоимости разработок;
4) сокращению сроков, отводимых на разработку новых изделий.
Эффективно решать эти противоречивые проблемы возможно лишь, применяя в процессе проектирования различные САПР, что в частности позволит:
1) проанализировать большое количество вариантов, различных решений;
2) создавать конструкции, оптимально учитывающие, предъявляемые к ним требования;
3) использовать более точные методы расчета и проектирования, сводящие к минимуму подстроечно - регулировочные операции;
4) сократить сроки и снизить стоимость разработки аппаратуры.
При создании САПР учитываются принципы:
системного единства, т.е. целостность системы, взаимосвязь между подсистемами и ее элементами;
совместимости, т.е. обеспечиваются совместное функционирование составных частей САПР и сохранность открытости системы в целом;
типизации (ориентирует на преимущественное создание и использование типовых и унифицированных элементов САПР с последующей их модернизацией);
развития (способствует совершенствованию и обновлению составных частей САПР, а также взаимодействию и расширению взаимосвязи с автоматизированными системами различного уровня и функционального назначения);
иерархичности (проектирование по уровням структуры САПР).
19. Виды обеспечения САПР
математические методы и построенные на них математические модели;
формализованное описание технологии автоматизированного проектирования.
прикладное ПО реализует математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных процедур. Включает пакеты прикладных программ, предназначенные для обслуживания определенных этапов проектирования или решения групп однотипных задач внутри различных этапов (модуль проектирования трубопроводов, пакет схемотехнического моделирования, геометрический решатель САПР).
общесистемное ПО предназначено для управления компонентами технического обеспечения и обеспечения функционирования прикладных программ . Примером компонента общесистемного ПО является операционная система.
В лингвистическом обеспечении выделяют класс различного типа языков проектирования и моделирования (VHDL, VERILOG, UML, GPSS).
Техническое обеспечение (ТО) - совокупность связанных и взаимодействующих технических средств (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое оборудование, линии связи, измерительные средства).
Математическое обеспечение (МО), объединяющее математические методы, модели и алгоритмы, используемые для решения задач автоматизированного проектирования. По назначению и способам реализации делят на две части:
Программное обеспечение (ПО). Подразделяется на общесистемное и прикладное :
Информационное обеспечение (ИО) - совокупность сведений, необходимых для выполнения проектирования. Состоит из описания стандартных проектных процедур, типовых проектных решений, комплектующих изделий и их моделей, правил и норм проектирования. Основная часть ИО САПР - базы данных.
Лингвистическое обеспечение (ЛО) - совокупность языков, используемых в САПР для представления информации о проектируемых объектах, процессе и средствах проектирования, а также для осуществления диалога "проектировщик - ЭВМ" и обмена данными между техническими средствами САПР. Включает термины, определения, правила формализации естественного языка, методы сжатия и развертывания.
Методическое обеспечение (МетО) - описание технологии функционирования САПР, методов выбора и применения пользователями технологических приемов для получения конкретных результатов. Включает в себя теорию процессов, происходящих в проектируемых объектах, методы анализа, синтеза систем и их составных частей, различные методики проектирования. Иногда к МетО относят также МО и ЛО .
Организационное обеспечение (ОО) - совокупность документов, определяющих состав проектной организации, связь между подразделениями, организационную структуру объекта и системы автоматизации, деятельность в условиях функционирования системы, форму представления результатов проектирования… В ОО входят штатные расписания, должностные инструкции, правила эксплуатации, приказы, положения и т. п.
В САПР как проектируемой системе выделяют также эргономическое и правовое обеспечения.
Эргономическое обеспечение объединяет взаимосвязанные требования, направленные на согласование психологических, психофизиологических, антропометрических характеристик и возможностей человека с техническими характеристиками средств автоматизации и параметрами рабочей среды на рабочем месте.
Правовое обеспечение состоит из правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании САПР, и юридический статус результатов её функционирования.
20. Классификация САПР. Стадии проектирования электронных средств.
В области классификации САПР используется ряд устоявшихся англоязычных терминов, применяемых для классификации программных приложений и средств автоматизации САПР по отраслевому и целевому назначению.
По отраслевому назначению
MCAD - автоматизированное проектирование механических устройств. Это машиностроительные САПР, применяются в автомобилестроении, судостроении, авиакосмической промышленности, производстве товаров народного потребления, включают в себя разработку деталей и сборок (механизмов) с использованием параметрического проектирования на основе конструктивных элементов, технологий поверхностного и объемного моделирования (SolidWorks,Autodesk Inventor,КОМПАС,CATIA);
EDA или ECAD - САПР электронных устройств, радиоэлектронных средств, интегральных схем, печатных плат и т. п., (Altium Designer, OrCAD);
AEC CAD или CAAD - САПР в области архитектуры и строительства. Используются для проектирования зданий, промышленных объектов, дорог, мостов и проч. (Autodesk Architectural Desktop,AutoCAD Revit Architecture Suite,Piranesi,ArchiCAD).
По целевому назначению
По целевому назначению различают САПР или подсистемы САПР, которые обеспечивают различные аспекты проектирования .
CAD - средства автоматизированного проектирования, в контексте указанной классификации термин обозначает средства САПР, предназначенные для автоматизации двумерного и/или трехмерного геометрического проектирования, создания конструкторской и/или технологической документации, и САПР общего назначения.
CADD - проектирование и создание чертежей.
CAGD - геометрическое моделирование.
CAE - средства автоматизации инженерных расчётов, анализа и симуляции физических процессов, осуществляют динамическое моделирование, проверку и оптимизацию изделий.
CAA - подкласс средств CAE, используемых для компьютерного анализа.
CAM - средства технологической подготовки производства изделий, обеспечивают автоматизацию программирования и управления оборудования с ЧПУили ГАПС (Гибких автоматизированных производственных систем). Русским аналогом термина являетсяАСТПП- автоматизированная система технологической подготовки производства.
CAPP - средства автоматизации планирования технологических процессов, применяемые на стыке систем CAD и CAM.
Многие системы автоматизированного проектирования совмещают в себе решение задач, относящихся к различным аспектам проектирования CAD/CAM, CAD/CAE, CAD/CAE/CAM. Такие системы называют комплексными, или интегрированными.
С помощью CAD-средств создаётся геометрическая модельизделия, которая используется в качестве входных данных в системах CAM и на основе которой в системах CAE формируется требуемая для инженерного анализа модель исследуемого процесса.
Стадии проектирования
На стадии эскизного проекта
Стадии проектирования - это проектные исследования, технические задания, техническое предложение, эскизного, технического и рабочего проектов, испытаний и внедрения.
Стадия научно─ исследовательской работы определяет назначение, принципы построения (создания) ЭВМ и формирует техническое задание на его проектирование.
На стадии эскизного проекта проверяется корректность и реализуемость основных принципов и положений, определяющих функционирование будущей ЭВМ, и создается эскизный проект.
На стадии технического проекта ведется всесторонняя проработка всех частей проекта, конкретизация и детализация технических решений.
На стадиях рабочего проекта, испытаний и внедрений формируется вся необходимая документация для изготовления изделия. Далее создается и испытывается опытный образец или пробная партия изделий, по результатам испытаний вносятся необходимые коррективы в проектную документацию, затем - внедрение в производство.
21. Способы организации процесса проектирования электронных средств.
Способ организации процесса проектирования заключается в создании модели процесса проектирования, основанной на концепции управления.
Первый вариант модели – это схема процесса проектирования. Она включает в себя:
Цель проектирования, которая неизменна;
Знания технологии определенного типа для создания проекта;
Информацию (проект), которая может быть документирована и использована для производства тем или иным способом в процессе проектирования.
Второй вариант – это модель процесса производства. Если цель не достигнута, то проектные решения корректируются. Данные об отклонении предварительного проекта от спецификации передаются к операции синтеза. В среде проектирования находятся вычислительные средства, методическое обеспечение, сам проектировщик.
Проектные процедуры подразделяются на задачи анализа и синтеза. Синтез заключается в создании описания вычислительной системы, а анализ – в определении свойств и исследовании работоспособности объекта по его описанию, т.е. при синтезе создаются, а при анализе оцениваются проекты ВС.
Процедуры анализа могут быть одновариантные и многовариантные. Одновариантный анализ предполагает задание значений внутренних и внешних параметров и определение значений выходных параметров объекта. Задача анализа с одним вариантом сводится к однократному решению уравнений, составляющих математическую модель. Многовариантный анализ заключается в исследовании свойств ВС в некоторой области пространства внутренних параметров. Такой анализ требует многократного решения систем уравнений.
Процедуры синтеза – параметрические и структурные. Целью структурного синтеза является определение структуры ВС перечня типов элементов, составляющих ВС, и способа связи элементов (оборудования) между собой в составе ВС. Параметрический синтез заключается в определении числовых значений параметров элементов при заданных значениях структуры и условиях работоспособности выходных параметров объекта, т.е. при параметрическом синтезе необходимо определить точку или область в пространстве внутренних параметров, в которых выполняются те или иные условия.
Системы CAD представляют собой , которые используются для выполнения разнообразных проектных процедур с задействованием компьютерной техники. Также при помощи такого программного обеспечения создается технологическая и на отдельные здания, изделия или сооружения. Современные системы CAD используются в самых разнообразных сферах деятельности современного человека, и практически для каждой есть свой уникальный тип таких утилит.
Что это такое?
Зачастую аббревиатуру CAD принято считать стандартным англоязычным аналогом термина САПР, но на самом деле это не совсем так. Системы CAD нельзя рассматривать как полноценный аналог САПР в качестве организационно-технической системы, так как ГОСТ приводит данное словосочетание в виде стандартизированного англоязычного эквивалента термина «автоматизированное проектирование». Таким образом, на английский язык термин САПР переводится больше как CAE system, но в ряде зарубежных источников указывается, что термин САЕ представляет собой обобщенное понятие, в которое входит применение любых компьютерных технологий в инженерной работе, включая также CAM и CAD.
Зачем это нужно?
Системы CAD используются в основном для того, чтобы максимизировать эффективность и производительность работы инженеров за счет полной автоматизации проектирования и дальнейшей подготовки производства. Таким образом, за счет их применения достигаются следующие преимущества:
- существенно сокращается срок проектирования;
- сокращается количество труда, необходимого для планировки и проектирования;
- существенно снижается общая себестоимость изготовления и проектирования, что напрямую сказывается на эксплуатационных затратах;
- увеличение технико-экономического уровня, а также качества результатов проведенных проектных работ;
- сокращение затрат, необходимых для испытания и натурного моделирования.
В качестве входных данных современные CAD-системы используют различные технические знания экспертов, которые занимаются уточнением результатов, введением различных проектных требований, проверкой полученной конструкции, ее изменением и множеством других вещей.
Реализация системы автоматизированного проектирования осуществляется в качестве комплекса прикладных утилит, с помощью которых обеспечивается проектирование, а также дальнейшее черчение и трехмерное моделирование конструкций или же объемных и плоских деталей.
В преимущественном большинстве случаев CAD-системы включают в себя модули моделирования трехмерных конструкций, а также оформления чертежей и различной конструкторской текстовой документации.
Классифицируются же они в основном по нескольким параметрам:
- разновидность и тип рассматриваемого объекта;
- уровень автоматизации процедуры проектирования;
- сложность создаваемого объекта;
- комплексность процесса автоматизации;
- количество используемых документов;
- характер используемых документов;
- общее количество уровней, которые будут присутствовать в структуре технического обеспечения.
Целевое назначение
В зависимости от того, какие реализуются задачи CAD-систем, они разделяются на несколько групп:
- Автоматизация трехмерного или двухмерного геометрического проектирования, а также создания различной технологической или конструкторской документации.
- Проектирование и дальнейшее создание чертежей.
- Ведение геометрического моделирования.
- Автоматизация различных инженерных расчетов, проведение динамического моделирования, а также анализа и симуляции физических процессов с последующей проверкой и оптимизацией изделий.
- Подкласс средств САЕ, использующихся для компьютерного анализа.
- Средства, предназначенные для технологической подготовки производственного процесса различных изделий, что позволяет обеспечить автоматизацию процедуры программирования и дальнейшего управления оборудованием с ГАПС или ЧПУ.
- Средства, предназначенные для автоматизации процессов планировки различных технологических процессов, используемые на стыке систем CAM и CAD.
Большинство систем автоматизированного проектирования могут совместить в себе решение различных задач, которые относятся к разным аспектам проектирования - это комплексная или интегрированная система автоматизированного проектирования (CAD).
Общепринятая международная классификация
Современная классификация распределяет их на несколько категорий:
- чертежно-ориентированные системы, которые впервые появились в семидесятые года прошлого века, но до сих пор могут использоваться в некоторых ситуациях;
- системы, создающие трехмерные электронные модели объектов, за счет чего появляется возможность решения различных задач, связанных с моделированием вплоть до процедуры производства;
- системы, с помощью которых поддерживается концепция полного электронного описания объекта.
Последний тип представляет собой технологию, обеспечивающую разработку и последующую поддержку информационной электронной модели на протяжении всего ее жизненного цикла, включая концептуальное и рабочее проектирование, полноценный маркетинг, производство, технологическую подготовку, эксплуатацию, а также утилизацию и ремонт.
В современной технической и учебной литературе, а также различных государственных стандартах аббревиатура САПР трактуется как «Система автоматизированного проектирования», но при этом наиболее точно здесь соответствует понятие «Система автоматизации проектных работ», но оно является более тяжелым для восприятия, поэтому встречается на порядок реже. Нередко случается так, что, проводя проектирование в системах CAD, можно заметить некорректное толкование «Система автоматического проектирования», хотя на самом деле это по своей сути ошибочно. Не стоит забывать о том, что понятие «автоматический» предусматривает полностью самостоятельную работу системы без необходимости в каком-либо участии человека, в то время как САПР все-таки требует исполнения некоторых задач самим человеком, а полная автоматика относится только к отдельным процедурам и операциям.
Не совсем верным является также такое понятие, как «Программное средство автоматизированного проектирования», так как его можно назвать слишком узконаправленным. Конечно, на данный момент САПР рассматривается исключительно в качестве прикладного программного обеспечения, необходимого для проведения проектной деятельности, однако на самом деле в отечественной литературе и различных государственных стандартах САПР рассматривается как более объемное понятие, в которое входят не только программные инструменты.
САПР в стоматологии
Преимущественное большинство современных стоматологических клиник использует CAD. CAD-системы в стоматологии применяются для производства высококачественных зубных протезов, уже более чем десять лет используются для изготовления абатментов для имплантов, коронок и всевозможных протезов, причем все эти изделия отличаются отменным качеством и высокой точностью. Суть данной технологии заключается в том, что изначально проводится трехмерное моделирование создаваемой конструкции на компьютере, и только потом уже, используя проектную модель, осуществляют изготовление на фрезерном блоке.
Таким образом, стоматологи получают массу преимуществ за счет применения в своей работе технологии CAD. CAD-системы в стоматологии применяются чаще всего следующим образом:
- сначала врач проводит снятие слепка, который потом отправляется в лабораторию;
- после доставки слепок помещают в специализированный сканер, создающий модель будущего изделия;
- в дело вступает CAD-система: 3D-модель превращается в специализированный файл, который будет служить источником данных для фрезерного блока;
- используя полученный файл, на фрезерном блоке осуществляют производство каркаса из специальной заготовки, сделанной из оксида циркония;
- в конечном итоге получившийся каркас тщательно покрывается керамической массой и запекается.
CAD/CAM-системы в стоматологии позволяют изготавливать коронки из диоксида циркония, которые отличаются от металлосодержащих изделий массой преимуществ. Сами по себе эти изделия практически не имеют никаких отличий по цвету от естественных зубов, так как выбор оттенка осуществляется еще в процессе производства каркаса. Далее каркас тщательно покрывается особой керамической массой, имеющей полупрозрачную и светопроницаемую структуру, а также включает в свою палитру достаточно широкий спектр цветов, благодаря чему получается изготавливать коронки, похожие на естественные зубы.
Сам по себе отличается высокой биосовместимостью, даже если сравнивать его с драгоценными металлами, и представляет собой гиппоаллергенный материал, что подтверждено в процессе проведения целого ряда научных клинических исследований. Однако на самом деле коронки, основанные на каркасе из оксида циркония, являются далеко не единственным видом изделий, для изготовления которых используются CAD/CAM-системы. ЧПУ-станок на основе таких технологий позволяет изготавливать:
- различные мостовидные протезы;
- индивидуальные абатменты.
Помимо уже указанного диоксида циркония, в процессе изготовления могут применяться самые разнообразные материалы, включая пластмассу, воск, кобальт и титан, хром.
В чем преимущества?
Данные технологии обеспечивают такие преимущества, как:
- максимально возможная точность изготовления с незначительными отклонениями;
- полная автоматизация процессов производства, которая практически полностью исключает вероятность появления ошибок;
- возможность использования целого ряда материалов;
- возможность проведения процедур моделирования и производства изделий в разных местах;
- предельная производительность любых проводимых процессов.
САПР в машиностроении
CAD-система (T-FLEX CAD и другие) нашла достаточно широкое распространение в области машиностроения, которое различается на три уровня - нижний, средний и верхний. Такое разделение появилось на рубеже восьмидесятых-девяностых годов прошлого века.
Нижний уровень включает в себя CAD/CAM/CAE-системы с небольшой стоимостью, которые в основном ориентируются на 2D-графику, то есть направлены в основном на обеспечение автоматизации чертежных работ. В качестве легких САПР использовались персональные ЭВМ, которые уже на тот момент существенно уступали по функционалу полноценным рабочим станциям.
Системы верхнего уровня, или, как их еще принято называть, тяжелые САПР, разрабатывались для того, чтобы использоваться на всевозможных мейнфреймах или рабочих станциях. Такие системы оказались гораздо более универсальными, но в то же время имели и довольно высокую стоимость, ориентируясь в основном на поверхностное и твердотельное моделирование. Оформление разнообразной чертежной документации в них зачастую проводится посредством предварительной разработки специальных геометрических трехмерных моделей. После этого системы, в которых функция 3D-моделирования ограничивалась исключительно твердотельными моделями, то есть занимающие промежуточное положение между тяжелыми и легкими, получили собственный, средний уровень.
На сегодняшний день развитие САПР уже привело к тому, что в большинстве систем среднего уровня начали появляться специальные средства поверхностного моделирования, а функции, доступные для использования в персональных ЭВМ, стали также приемлемыми и для современных систем верхнего уровня. За счет этого изменились даже те принципы, по которым раньше осуществлялось различие средних и тяжелых систем. Современные CAD-системы тяжелого уровня теперь принято называть CAE/CAD/CAM/PDM, то есть такими, которые одновременно включают в себя такие возможности, как:
- технологическое и конструкторское проектирование;
- инженерный анализ;
- управление проектной информацией;
- расширенный состав специальных программных модулей.
В отличие от них, современные системы среднего уровня принято называть mainstream, mid-range или просто серийными.
Системы одного уровня можно назвать по функциональным возможностям примерно равноценными, так как какие-то новые достижения, появляющиеся в определенном программно-методическом комплексе, уже в ближайшее время будут реализованы в новых версиях других. В САПР крупных компаний достаточно часто принято комбинировать одновременно несколько систем разных уровней. Зачастую это связано с тем, что практически все процедуры конструирования могут проводиться на CAD-системах среднего и нижнего уровней, а помимо этого, тяжелые являются слишком дорогостоящими. Именно по этой причине предприятия покупают лицензии программ верхнего уровня в довольно ограниченном количестве, а преимущественное большинство современных клиентских баз обеспечивается за счет нижнего и среднего уровней.
При этом достаточно часто случается так, что CAD/CAE-системы могут иметь определенные проблемы в плане обмена информацией между собой, но подобные неурядицы решаются за счет применения специальных форматов и языков, принятых в CALS-технологиях, хотя для обеспечения неискаженной передачи геометрических данных через промежуточные унифицированные языки приходится преодолевать некоторые сложности.
Структура
Как и любые другие сложные системы, CAD включают в себя несколько подсистем, которые могут быть проектирующими или обслуживающими.
Первые занимаются непосредственным выполнением разнообразных проектных работ. В качестве примера таковых можно привести подсистемы трехмерного геометрического моделирования всевозможных механических объектов, схемотехнического анализа, создания конструкторской документации или же трассировки соединений печатных плат.
Обслуживающие подсистемы предназначаются для того, чтобы обеспечить нормальную работоспособность проектирующих, а их комбинацию довольно часто среди специалистов принято называть системной средой САПР. В качестве типичных обслуживающих подсистем часто используются базы управления проектными данными, всевозможные подсистемы разработки и последующего сопровождения программного обеспечения CASE, а также обучающие, предназначенные для облегчения освоения пользователями технологий, реализованных в CAD.
Структурирование по различным аспектам позволило появиться видам обеспечения САПР, которых сегодня выделяют всего семь:
- техническое, которое включает в себя различные ;
- математическое, объединяющее всевозможные математические методы, алгоритмы и модели;
- программное, представляющее собой компьютерные программы САПР;
- информационное, в состав которого включены базы данных, системы управления этими базами, а также множество другой информации, использующейся в процессе проектирования;
- лингвистическое, выражающееся в виде языков общения между ЭВМ и проектировщиками, языками обмена данными между техническими средствами CAD и языками программирования;
- методическое, в которое входят всевозможные технологии проектирования;
- организационное, выполненное в виде должностных инструкций, штатных расписаний и прочей документации, при помощи которой осуществляется регламентирование работы проектных предприятий.
Стоит отметить, что вся совокупность информации, которая применяется в процессе проектирования, специалистами называется информационным фондом CAD. База данных представляет собой упорядоченную совокупность информации, в которой отражаются различные характеристики объектов и их взаимосвязь в определенной Доступ к базе данных для изучения, записи и последующей корректировки данных проводится через СУБД, а совокупность СУБД и БД принято называть БнД, то есть банк данных.
Классификация
Системы проектирования CAD/CAM классифицируются по целому ряду признаков, таких как приложение, целевое предназначение, масштабы (насколько комплексно решаются поставленные задачи), а также характер базовой подсистемы.
По приложениям среди наиболее популярных и представительных стоит выделить следующие группы САПР:
- использующиеся в сфере общего машиностроения (за счет чего их принято называть машиностроительными);
- использующиеся в сфере радиоэлектроники;
- использующиеся в сфере строительства и архитектуры.
Помимо этого, существует также достаточно большое количество специализированных систем или выделяемых в перечисленных группах, или представляющих собой полностью самостоятельное ответвление классификации. В качестве наглядного примера можно привести САПР крупных интегральных схем, электрических машин, летательных аппаратов и еще целый ряд других.
По масштабам различаются отдельные программно-методические комплексы, включая комплекс проверки прочности различных механических изделий согласно методу конечных элементов или же комплекс проверки электронных схем, а также системы с уникальной архитектурой не только программного, но еще и технического обеспечения.
Базовая подсистема
Здесь существуют следующие разновидности CAD:
- На основе подсистемы геометрического моделирования и машинной графики. Такие САПР в основном ориентируются на различные приложения, в которых в качестве основной процедуры проектирования выступает конструирование, то есть четкое определение пространственных форм, а также взаимного месторасположения объектов. Именно поэтому в эту группу входят многие САПР из сферы машиностроения, основанные на базе графических ядер. В наше время достаточно часто принято использовать унифицированные графические ядра.
- На основе СУБД. Они в основном ориентируются на те приложения, в которых есть возможность, проводя относительно несложные математические расчеты, переработать достаточно большой объем информации. Их часто можно встретить в технико-экономических приложениях, таких как проектирование бизнес-планов, но при этом нередко их используют и в процессе проектирования крупных объектов наподобие щитов управления в автоматических системах.
Помимо этого, существуют также комплексные САПР, в которые входят подсистемы всех предыдущих видов. В качестве характерных примеров таких комплексных систем стоит привести программное обеспечение, которое активно используется в современном машиностроении, или же САПР БИС. Последний включает в свой состав СУБД и различные подсистемы проектирования компонентов, функциональных и логических схем, топологии кристаллов, а также тесты для анализа годности изготовленных изделий. Для того чтобы обеспечить нормальное управление такими сложными программами, принято использовать специализированные системные среды.
По мнению ведущих мировых аналитиков, основными факторами успеха в современном промышленном производстве являются: сокращение срока выхода продукции на рынок, снижение ее себестоимости и повышение качества. К числу наиболее эффективных технологий, позволяющих выполнить эти требования, принадлежат так называемые CAD/CAM/CAE-системы (системы автоматизированного проектирования, технологической подготовки производства и инженерного анализа).
Необходимость автоматизации всех этапов проектирования, подготовки производства, выпуска продукции в рамках единого решения по управлению предприятием, осознает сейчас подавляющее большинство руководителей отечественных промышленных предприятий. Постепенно это становится залогом удержания своих позиций не только на мировом, но уже и на внутреннем рынке.Свое начало термин САПР (Система Автоматизированного Проектирования) берет в 1970-х годах. САПР или CAD (Computer-Aided Design) обычно используются совместно с системами автоматизации инженерных расчетов и анализа CAE (Computer-aided engineering). Данные из СAD-систем передаются в CAM (Computer-aided manufacturing) - систему автоматизированной разработки программ обработки деталей для станков с ЧПУ или ГАПС (Гибких автоматизированных производственных систем)).
Под термином «САПР для машиностроения» в нашей стране обычно подразумеваются пакеты, выполняющие функции CAD/CAM/CAE/PDM, т. е. автоматизированного проектирования, подготовки производства и конструирования, а также управления инженерными данными.
Первые CAD-системы появились еще на заре вычислительной техники - в 60-х годах. Именно тогда в компании General Motors была разработана интерактивная графическая система подготовки производства, а в 1971-м ее создатель - доктор Патрик Хэнретти (его называют отцом САПР) - основал компанию Manufacturing and Consulting Services (MCS), оказавшую огромное влияние на развитие этой отрасли. По мнению аналитиков, идеи MCS составили основу почти 70% современных САПР.
На начальном этапе пользователи CAD/CAM/CAE-систем работали на графических терминалах, присоединенных к мэйнфреймам производства компаний IBM и Control Data, или же мини-ЭВМ PDP/11 (от Digital Equipment Corporation) и Nova (производства Data General). Большинство таких систем предлагали фирмы, продававшие одновременно аппаратные и программные средства (в те годы лидерами рассматриваемого рынка были компании Applicon, Auto-Trol Technology, Calma, Computervision и Intergraph). У мэйнфреймов того времени был ряд существенных недостатков. Например, при разделении системных ресурсов слишком большим числом пользователей нагрузка на центральный процессор увеличивалась до такой степени, что работать в интерактивном режиме становилось трудно. Но в то время пользователям CAD/CAM/CAE-систем ничего, кроме громоздких компьютерных систем с разделением ресурсов (по устанавливаемым приоритетам), предложить было нечего, т.к. микропроцессоры были еще весьма несовершенными.
В начале 80-х годов, когда вычислительная мощность компьютеров значительно выросла, на сцену вышли первые CAM-пакеты, позволяющие частично автоматизировать процесс производства с помощью программ для станков с ЧПУ, и CAE-продукты, предназначенные для анализа сложных конструкций.
Таким образом, к середине 80-х системы САПР для машиностроения обрели форму, которая существует и сейчас. Но наиболее бурное развитие происходило в течение 90-х годов - к тому времени на поле вышли новые игроки «средней весовой категории».
Усиление конкуренции стимулировало совершенствование продуктов: благодаря удобному графическому интерфейсу значительно упростилось их использование, появились новые механизмы твердотельного моделирования ACIS и Parasolid, которые сейчас используются во многих ведущих САПР, значительно расширились функциональные возможности.
Можно сказать, что переход в новый век стал для рынка САПР переломным моментом. В такой ситуации на первый план вышли две основные тенденции - слияние компаний и поиск новых направлений для роста. Яркий пример первой тенденции - покупка компанией EDS в 2001 г. двух известных разработчиков тяжелых САПР - Unigraphics и SDRC, а второй - активное продвижение концепции PLM (Product Lifecycle Mana-gement), подразумевающей управление информацией об изделии на протяжении всего его жизненного цикла.
ИСТОРИЧЕСКИ РЫНОК САПР РАЗДЕЛИЛСЯ НА НЕСКОЛЬКО СЕГМЕНТОВ Тяжелые системы - полнофункциональные системы автоматизации проектно-конструкторской и технологической подготовки производства (в англоязычной терминологии CAD-/CAM), предназначенные для черчения, двумерного и трехмерного геометрического, твердотельного и поверхностного моделирования (включая моделирование сложных поверхностей); поэлементного проектирования и проектирования с комплексной увязкой параметров. Они включают встроенные подсистемы инженерного анализа (CAE), подготовки программ для станков с ЧПУ и многие другие специализированные средства разработки. С их помощью можно создавать очень сложные и большие сборки, состоящие из десятков тысяч деталей. Кроме того, они интегрированы с подсистемой управления инженерными данными (PDM), способной охватить целое предприятие, включая поставщиков и партнеров, а также поддерживать работу с данными, поступающими из других CAD/CAM. Стоимость тяжелых систем варьируется от 7 тыс. до 20 тыс. долл. и более за рабочее место (в зависимости от количества и типа необходимых функций). На долю поставщиков таких систем приходится большая часть объема рынка САПР. Системы среднего класса - надежные и многофункциональные продукты, которые содержат многие компоненты своих тяжелых собратьев, за исключением средств моделирования сложных поверхностей, встроенных подсистем инженерного анализа (CAE), подготовки производства (CAM) и специализированных приложений - многие из них можно купить у независимых разработчиков. «Середняки» поддерживают сборки, включающие от сотни до нескольких тысяч деталей, и имеют встроенную подсистему управления инженерными данными (PDM), которая, как правило, может работать только с «родными» данными и обладает более ограниченными возможностями, чем PDM-продукты масштаба предприятия. Такие системы стоят от менее 5 тыс. долл. до немногим более 7 тыс. долл. за одно рабочее место (в зависимости от набора функций). Легкие системы - предназначены для черчения, а также для двумерного и трехмерного геометрического каркасного моделирования. Обычно они не включают дополнительные приложения и не имеют встроенных средств управления инженерными данными. С их помощью можно создавать небольшие сборки и отдельные детали. Но это не значит, что такие продукты мало распространены. Напротив, они находят применение на предприятиях самого разного масштаба. Нередко компании, имеющие тяжелые и средние системы, используют их для чертежных работ. Стоимость таких САПР гораздо ниже, чем систем более высокого класса, - от 1 тыс. долл. до немногим более 4 тыс. долл. за рабочее место. Персональные системы - самые легкие САПР, включающие только базовые средства черчения и двумерного/трехмерного геометрического каркасного моделирования. Они поставляются в виде коробочного продукта (без обучения) и, как правило, не способны поддерживать проектирование деталей в контексте сборки. Персональные системы стоят менее 1 тыс. долл. и применяются архитекторами, дизайнерами, издателями технической литературы, индивидуальными пользователями и небольшими компаниями.В сегменте тяжелых САПР работают лишь те поставщики, которые предлагают многофункциональное решение, тесно интегрированное с PDM-системой масштаба предприятия, поддерживающее выполнение сложных функций, в частности моделирование крупных сборок или создание цифровых макетов, и включающее описания передовых отраслевых методик и специализированные настройки для конкретных отраслей. Кроме того, в них входят дополнительные подсистемы для контроля исходных требований, цифрового производства, управления проектами, визуализации и другие средства, позволяющие создавать решения, охватывающие весь жизненный цикл изделия. Важная особенность тяжелых систем - тесная интеграция всех подсистем, которая дает возможность организовать высокопроизводительную проектную среду.
В итоге недавних перемен, связанных со слияниями и поглощениями, тяжелых систем осталось всего три: NX компании Siemens PLM Software, CATIA (Computer Aided Three-dimensional Interactive Application) французской фирмы Dassault Systemes (которая продвигает ее вместе с IBM) и Pro/Engineer от РТС (Parametric Technology Corp.). Эти компании - лидеры в области САПР, а их продукты занимают особое положение: на них приходится львиная доля объема рынка в денежном выражении.
Главная особенность тяжелых систем состоит в том, что их обширные функциональные возможности, высокая производительность и стабильность достигнуты в результате длительного развития. Все они далеко не молоды: CATIA появилась в 1981 г., Pro/Engineer - в 1988-м, а NX, хотя и вышла недавно, является результатом слияния двух весьма почтенных систем - Unigraphics и I-Deas, приобретенных вместе с компаниями Unigraphics и SDRC.
Характерная особенность поставщиков тяжелых САПР заключается в том, что они работают в самых разных странах мира, продвигая продукты с помощью прямых продаж и через партнерские сети, предоставляющие услуги внедрения и поддержки. Другие игроки рынка САПР отстают от них с точки зрения функционала, общемирового охвата и прочных связей с заказчиками из числа лидеров мировой промышленности.
Несмотря на то что тяжелые системы значительно дороже своих более «легких» собратьев (свыше 10 тыс. долл. на одно рабочее место), затраты на их приобретение окупаются, особенно когда речь идет о сложном производстве, например машиностроении, двигателестроении, авиационной и аэрокосмической промышленности. По мнению аналитиков, этот сегмент рынка уже практически насыщен и поделен между лидерами индустрии.
В настоящее время общепризнанным фактом является невозможность изготовления сложной наукоемкой продукции (кораблей, самолетов, танков, различных видов промышленного оборудования и др.) без применения CAD/CAM/CAE-систем.
За последние годы CAD/-CAM/CAE-системы прошли путь от сравнительно простых чертежных приложений до интегрированных программных комплексов, обеспечивающих единую поддержку всего цикла разработки, начиная c эскизного проектирования и заканчивая технологической подготовкой производства, испытаниями и сопровождением. Современные CAD/-CAM/CAE-системы не только дают возможность сократить срок внедрения новых изделий, но и оказывают существенное влияние на технологию производства, позволяя повысить качество и надежность выпускаемой продукции (повышая, тем самым, ее конкурентоспособность). В частности, путем компьютерного моделирования сложных изделий проектировщик может зафиксировать нестыковку и экономит на стоимости изготовления физического прототипа.
Тяжелые системы могут использоваться любыми предприятиями дискретного производства, однако каждая из них наиболее сильна в определенных отраслях.
Другая особенность данной отрасли состоит в том, что автомобилестроительные предприятия предъявляют очень высокие требования к функциям моделирования сложных поверхностей. Эти функции предусмотрены только в тяжелых САПР и специализированных системах, таких, как ICEM. Чтобы обеспечить всю необходимую функциональность, некоторые из них даже создают собственные САПР, например PDGS (Ford) и Caelum (Toyota).
В автомобилестроении доминируют три поставщика тяжелых САПР, причем системы Dassault и Siemens широко применяются как самими производителями, так и партнерами первого уровня, а многие поставщики более низких уровней работают с САПР среднего класса этих компаний - SolidWorks и Solid Edge. Продукты PTC имеют сильные позиции в области создания силовых цепей, а также у некоторых партнеров автогигантов.
Авиакосмическая и оборонная отрасли. Как и в автомобилестроении, здесь доминируют несколько крупнейших производителей, сотрудничающих с многоуровневой сетью поставщиков. Однако самолет и его двигатель - гораздо более сложные продукты, чем автомобиль и детали машин. Поэтому для их разработки нужны САПР, поддерживающие очень большие сборки и тесные взаимосвязи между отдельными деталями. На это способны только тяжелые системы.Еще одно отличие этих отраслей состоит в том, что здесь изделия обычно служат очень долго - 40, 50 и даже 60 лет. Отсюда возникает длительная потребность в запасных частях, из-за чего их производители не могут при желании поменять САПР, так как им приходится долго обращаться к одним и тем же исходным проектным данным. Это создает серьезную проблему для этих отраслей.
Здесь признанными лидерами являются Dassault и Siemens, причем продукты первой наиболее сильны в проектировании корпусов самолетов, а второй - в создании авиационных двигателей. Но PTC тоже имеет много заказчиков в данных отраслях и получает от этого значительную долю дохода.
Электроника и телекоммуникации. Эти отрасли ориентированы на потребительские и высокотехнологичные продукты: компьютеры, телефоны, медицинское оборудование и т. д. Проектирование таких устройств не представляет особых сложностей с точки зрения количества деталей, но предъявляет высокие требования к средствам поверхностного моделирования (хотя и не такие высокие, как автомобилестроение) и к наличию специализированных приложений, например для проектирования пресс-форм и интеграции электроники и ПО. Кроме того, САПР для этих отраслей должна обладать удобным пользовательским интерфейсом и средствами ускоренной разработки, так как цикл проектирования здесь гораздо короче, чем в вышеперечисленных областях.Исторически сильные позиции на этом рынке имеет компания PTC. Однако здесь также используются системы Dassault (CATIA и SolidWorks), Siemens (NX и Solid Edge) и другие САПР. В данной области работает много компаний, выпускающих продукты самого разного масштаба - от тяжелых до легких, и особого доминирования систем какого-либо одного класса не наблюдается.
Здесь применяются все три тяжелые системы, а также САПР среднего класса. В этом сегменте работает много компаний самого разного масштаба, от небольших фирм до огромных корпораций, а сложность выпускаемых изделий сильно различается. Поэтому в данной отрасли нет заметного преобладания систем какого-либо одного класса.
Судостроение. На этом специализированном и относительно небольшом рынке работает несколько десятков крупных кораблестроительных компаний и около сотни более мелких фирм и проектных бюро. Однако из-за специфических требований эта отрасль пользуется значительным вниманием поставщиков САПР. Проект судна включает очень много элементов, таких, как сложные поверхности (хотя и не такие сложные, как в автомобилестроении), а также множество трубопроводов, воздуховодов и кабелей. Сборки отличаются огромными размерами, а элементы конструкций, как правило, изогнуты и тоже очень сложны. Кроме того, существует множество правил для соединения отдельных частей.Корабли находятся в эксплуатации очень долго, зачастую более 60 лет, и на всем протяжении этого жизненного цикла их нужно поддерживать, ремонтировать и обновлять. Поэтому проектировщикам приходится долго обращаться к исходным проектным данным, созданным в устаревших САПР.
Исторически судостроители применяли САПР, специально разработанные для данной отрасли, некоторые из них широко используются до сих пор. Это - Tribon (Aveva), CADDS 5 (PTC), IntelliShip и ISDP (Intergraph). Dassault Systemes разработала для судостроения специальное решение на базе систем CATIA и Enovia, пользующееся сейчас популярностью. Проникновению французской компании в этот сегмент способствуют тесные связи, которые корпорация IBM (стратегический партнер Dassault) имеет с ведущими судостроителями США. CADDS 5, широко распространенная в этой отрасли, основана на устаревших технологиях и постепенно уступает позиции более новым САПР.
Каждая из ключевых отраслей предъявляет особые требования к тяжелым САПР. Для их удовлетворения поставщики должны предусматривать в своих системах специализированные средства, которые не только создают препятствия для новых игроков, но и затрудняют самим поставщикам вход в другие отрасли. На это есть несколько причин.
Во-первых, трудно найти опытных специалистов, обладающих знаниями, достаточно глубокими для разработки и маркетинга продуктов в конкретной отрасли. Они должны знать технические требования индустрии и ее рыночные особенности, разбираться в современных САПР, уметь без лишних затрат реализовать те или иные требования отрасли, понимать динамику рынка САПР в данной индустрии. Такие специалисты работают либо у других поставщиков САПР, либо на предприятиях этой отрасли. В любом случае они представляют большую ценность, и переманить их стоит очень дорого.
Во-вторых, разработка специализированных приложений для поддержки отрасли требует много времени и денег. Их создание не ограничивается одной лишь реализацией технологических требований, но также включает определение функциональных и бизнес-процессов и использование передовых отраслевых методик. Конечно, сложность этой задачи сильно зависит от конкретных требований. На протяжении многих лет все поставщики САПР добавляли отраслевые приложения к своим системам. В результате рынок САПР становился более зрелым и всеобъемлющим.
В-третьих, необходима специальная подготовка сотрудников отдела сбыта и выпуск маркетинговых материалов, в которых нужно демонстрировать знания специфики данной отрасли и объяснять преимущества данной САПР с точки зрения возврата инвестиций. Для этого тоже требуются высокая квалификация и глубокий опыт, а также время.
Пользователи тяжелых САПР неохотно переходят на другие продукты - на переобучение сотрудников приходится затрачивать много времени и денег. Еще больше средств уходит на перенос наработанных данных из одной системы в другую.
Внедрение тяжелых систем требует перестройки бизнес-процессов, оснащения современным оборудованием, соответствующей подготовки персонала и серьезных материальных затрат. Не считая аппаратного обеспечения, настройки и обучения пользователей, только стоимость одного рабочего места может начинаться от 10 000 долларов. В этой ситуации возможность иметь на предприятии набор систем от одного производителя, построенных на одном ядре и с единым форматом данных - пока недостижимый идеал. Более того, и сами предприятия, и эксперты рынка констатируют, что сегодня ни один из поставщиков систем тяжелого класса не может предложить оптимального решения за приемлемые деньги и с реальным сроком окупаемости инвестиций. В итоге предприятия пытаются подобрать оптимальное соотношение двухуровневых систем и сталкиваются уже с другими проблемами, в частности, совместимости данных.
- Возможность коллективной работы
На функциональную оценку возможностей САПР безусловно влияют специфичные требования вашего предприятия, но есть и некоторые общие моменты. Ядром всех современных САПР является модуль геометрического моделирования, который дает возможность построить корректное описание проектируемого продукта, что является базой для всех остальных задач, решаемых в рамках системы. Современная САПР обязана иметь возможность моделировать геометрию твердого тела методом Brep. Метод получил название от сокращения термина Boundary Representation - описание тела с помощью представления границ или точного аналитического задания граней, ограничивающих тело. Это единственный метод, позволяющий создать точное, а не приблизительное представление геометрии тела. Сегодня трудно встретить систему, которая бы не имела или не декларировала бы наличие методов твердотельного моделирования. Однако функциональные возможности методов построения твердого тела в двух системах могут сильно отличаться друг от друга. Следует обращать внимание на функциональную полноту, возможность решать топологические сложные задачи: перекрывающиеся скругления переменного радиуса, построение тонкостенного тела с изменением топологии, взаимосвязь методов построения поверхностей и твердого тела, возможность параметризации и изменения модели.Необходимыми атрибутами моделирования сборок являются графический навигатор, взаимосвязь геометрических моделей, возможность построения элементов и взаимная ориентация компонентов в контексте сборки. Создание сборочной модели, состоящей из многих сотен и тысяч деталей, открывает возможность построения полной цифровой модели изделия. Современные САПР обычно не ограничивают количество компонентов, участвующих в сборке. Но чем больше в сборке деталей, тем больше вычислительных ресурсов требуется от вашей рабочей станции. Рано или поздно они будут исчерпаны. Хорошая САПР должна обладать специальными функциями, которые дают возможность бороться с подобными проблемами: фильтры загружаемых компонентов, возможность переключения между полным и упрощенным представлением геометрии.
Модули инженерного анализа должны иметь удобный интерфейс, возможность быстрого проведения многовариантных расчетов. Однако система анализа не может быть всеобъемлющей. Всегда существуют расчетные задачи, для решения которых необходимо привлечение специальных расчетных программ, не входящих в САПР. Оцените удобство передачи данных в виде расчетной сетки и твердотельной геометрической модели в те системы анализа, которые вы собираетесь использовать.
Анализ возможностей технологических модулей очень специфичен и зависит от используемого станочного парка, технологических процессов и т. п. Общих критериев здесь не существует, кроме, пожалуй, одного: изготовление «железа» не прощает ошибок и внутренних противоречий в модели. Поэтому отзыв о работе системы от пользователей очень полезен и может быть объективным показателем возможностей системы.
Лучший способ знакомства - инсталляция на базе предприятия сроком на 2-3 месяца, но польза от такого способа изучения зависит от реальной готовности специалистов воспринять возможности системы. Зачастую здесь не обойтись без обучения, и лучше купить это обучение у компании, предлагающей САПР. Польза здесь двойная: во-первых, плата за обучение служит лакмусовой бумажкой серьезности намерений купить САПР, во-вторых, даже если будет выбрана другая система, деньги не будут потрачены зря. Эффективность освоения выбранной системы прямо зависит от квалификации специалистов, а она, безусловно, вырастет.
Министерство Образования Российской Федерации
ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИСТЕТ
Автоматизации и роботизации машиностроения
факультет
Кафедра экономики, производственного менеджмента и организации машиностроительного производства
РЕФЕРАТ
по дисциплине : Организация и управление производством
Тема: САПР
Выполнил (а) студент (ка) Ам-981
Группа Подпись, инициалы, фамилия
Руководитель
Подпись, инициалы, фамилия
Воронеж 2002
Система автоматизированного проектирования организации производства.
Важным направлением интенсификации машиностроительного производства является автоматизация проектных работ различного характера путем создания специализированных систем автоматизированного проектирования. РGHHазличают САПР изделий машиностроения и приборостроения, САПР технологических процессов в машиностроении и приборостроении, САПР объектов строительства, САПР организационных систем.
Наименее разработанной является САПР организационных систем. Это объясняется как чрезвычайной сложностью и разнообразиемобъема автоматизации производственных систем, отсутствием" теоретических и методических разработок, так и недостаточным вниманием к данной проблеме руководителей предприятий.
Необходимость повышения качества разработки организационных проектов, сокращения затрат и сроков проектирования требует создания специализированной системы автоматизированного проектирования организации производства (САПР ОП).
Основной целью создания САПР ОП является разработка наиболее экономичного варианта организации производства, труда и управления производственных систем, обеспечивающего получение максимального хозрасчетного дохода.
Применение электронной вычислительной техники в организационном проектировании создает возможности для ускорения обработки большого объема информации и подготовки различных вариантов проектных решений. Использование режима активного диалога проектировщика с ЭВМ позволяет ему принимать все принципиальные решения.
САПР ОП входит в качестве подсистемы в интегрированную автоматизированную систему управления предприятием (ИАСУП) и взаимодействуют с другими подсистемами - АСНИ, САПР конструкций, САПР технологии, АСТПП, АСУП и т.д.
Архитектура САПР ОП. Любая САПР представляет собой организационно-техническую систему, объединяющую действия коллектива людей и комплекса технических средств по автоматизированному проектированию и организованную оптимальным образом в проектное подразделение.
САПР ОП - подразделение проектной организации (предприятия), коллектив которого при помощи комплекса технических средств осуществляет автоматизированное проектирование организации производства, труда и управления производственной системы.
В САПР ОП выделяют проектирующие и обслуживающие подсистемы и подсистемы обеспечения. К проектирующим относятся подсистемы, в которых выполняются проектные процедуры и операции по разработке элементов системы организации производства. В их число входят подсистемы обследования и анализа состояния организации производства, разработки организационных моделей, проектирования отдельных элементов организации производства, разработки и комплексирования организационных модулей и блоков и др. Под обслуживающими понимают подсистемы, обеспечивающие функционирование проектирующих подсистем (например, подсистемы графического отображения информации, информационно-поисковой, формирования организационной документации). В САПР ОП входят следующие виды обеспечения: методического, лингвистического, математического, программного, технического, информационного, организационного.
Методическое обеспечение САПР ОП - совокупность документов, устанавливающих состав, правила отбора и эксплуатации средств обеспечения автоматизированного проектирования.
Организационное обеспечение САПР ОП - совокупность положений, инструкций, приказов, штатных расписаний, квалификационных требований и других документов, регламентирующих организационную структуру подразделений, связи между ними, их функции, а также форму представления результатов проектирования и порядок рассмотрения проектных документов.
Лингвистическое обеспечение САПР ОП - совокупность языков проектирования, включая термины и определения, правила формализации естественного языка и методы сжатия и развертывания текстов, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования, представленных в заданной форме.
Математическое обеспечение САПР ОП представляет собой совокупность математических методов, математических моделей и алгоритмов проектирования, необходимых. Для выполнения автоматизированного проектирования.
Программное обеспечение САПР ОП представляет собой совокупность машинных программ, а также пакетов прикладных программ, предназначенных для получения конкретных проектных решений. Программное обеспечение по своему назначению разбивается на два вида: системное и прикладное (проблемное).
Техническое обеспечение САПР ОП представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств. Оно должно включать как универсальные средства ввода, обработки и вывода информации из ЭВМ, так и специализированные: автоматизированные рабочие места, пункты выпуска документации, специализированные микроЭВМ и др.
Информационное обеспечение САПР ОП содержит все данные, необходимые для проектирования организации производства в производственных системах. Прежде всего сюда относятся документы, содержащие описание нормативных и директивных документов, государственных и отраслевых стандартов, типовых проектных решений, типовых элементов, стандартных проектных процедур и др.
Общее архитектурное решение при построении САПР ОП является подобным традиционным решениям при создании всех автоматизированных систем.
При организации САПР ОП следует выделять в структуре системы следующие подразделения:
группа управления созданием САПР ОП и разработки средств организационного обеспечения;
группа технического обеспечения и эксплуатации;
группа программного и методического обеспечения;
группа информационного обеспечения.
Требования к САПР ОП как специфической системе автоматизированного проектирования. Объектом САПР ОП может быть любая производственная система (производственное объединение, предприятие, цех, участок и т.п.).
Основными целями создания САПР ОП являются:
повышение технико-экономических показателей проектируемых производственных систем за счет выбора наиболее оптимальных решений в области организации производства на стадии проектирования и увеличения выпуска продукции на стадии ее эксплуатации;
повышение производительности и качества труда инженерно-технического персонала при проектировании организации производства;
сокращение сроков разработки проектов организации производственных систем и снижение затрат на проектирование.
К САПР ОП предъявляется ряд требований: максимальная степень автоматизации процессов проектирования, универсальность, адаптивность и непрерывность развития САПР ОП, экономичность проектных решений.
Для реализации основных требований при построении САПР ОП должны быть соблюдены принципы создания систем автоматизированного проектирования, которые можно разделить на три группы: проектирования, системотехнические и организационные. К принципам проектирования относятся принципы системности, комплексности, эффективности, принципы новых задач. Системотехническими являются принципы комплексного использования вычислительной техники и программных средств, типизации решений, единства информационной базы, организации непосредственного общения пользователя с системой, развития системы. К организационным относятся такие принципы, как обеспечение необходимой готовности предприятия и использования САПР ОП, концентрации, специализации и кооперации персонала и технических средств. При традиционном проектировании организационных систем недостаточно учитывать роль «человеческого фактора» в их функционировании. В условиях автоматизированного проектирования имеется возможность смоделировать поведение персонала в новых организационных условиях. Таким средством может стать экспертная система, с помощью которой определяется ожидаемое поведение работников производственной системы. Исходными данными при этом являются соответствующие вероятностные оценки поведения работников в зависимости от изменения различных параметров системы организации производства.
В САПР ОП должно быть обосновано распределение функций между автоматизированным и неавтоматизированным проектированием. Большинство проектных задач следует решать в диалоговом режиме.
Высокие требования предъявляются к методам автоматизированного проектирования организационных решений. Правильный выбор метода, средств и технологии проектирования создает условия для снижения затрат и сокращения сроков проектирования. К числу основных методов, которые целесообразно использовать при автоматизированном проектировании организационных задач, следует отнести метод поиска аналога, метод синтеза на базе оргмодулей и типовых организационных решений, метод моделирования.
Внедрение систем автоматизированного проектирования.
Непрерывное усложнение современных технических средств и процессов их изготовления, повышающиеся требования к надежности и качеству продукции, а также необходимость сокращения сроков подготовки производства, снижения трудоемкости и стоимости инженерных работ неизбежно ведут к широкому внедрению вычислительной техники в процессы создания новых изделий.
В последние годы в нашей стране и за рубежом разрабатываются и внедряются системы автоматизированного проектирования (САПР). САПР представляет собой комплекс технических средств, программного и математического обеспечения, предназначенный для выполнения в автоматическом режиме инженерных расчетов, графических работ, выбор вариантов технических и организационных решений и т.д.
САПР успешно применяются при разработке новых изделий в радиоэлектронной промышленности, при проектировании самолетов, автомобилей, станков и другой продукции, при разработке технологических процессов и оснащения. Применение систем автоматизированного проектирования весьма эффективно. Так, при проектировании многошпиндельных головок автоматических линий традиционным способом на сборочную единицу затрачивается 10-12 дней. С помощью ЭВМ проектные работы выполняются за 15 мин. Весь цикл проектирования при этом занимает один-полтора дня.
Внедрение САПР требует создания соответствующей системы организации работ, ибо только в этом случае может быть обеспечено эффективное использование сложной и высокопроизводительной техники.
В организационной структуре научно-технических подразделений предприятий при введении САПР необходимо выделить специальную службу, призванную заниматься автоматизацией проектно-конструкторских и технологических работ. В этой службе должны работать: конструкторы и технологи-постановщики задач, математики-программисты, соответствующий технический персонал. Служба призвана обеспечить необходимые условия для создания, эксплуатации и развития САПР.
При подготовке к внедрению системы автоматизированного проектирования необходимо разработать различного рода классификаторы изделий, материалов, видов оборудования, оснастки и т.п.
Классификатор деталей и сборочных единиц, например, содержит характеристику конструктивных элементов по определенным признакам, описание выполняемых ими функций, предусматривает стандартизацию сборочных единиц и деталей.
На каждом предприятии, внедряющем САПР, надо разработать положения, регламентирующие организационную структуру подразделений и систему связей между ними в процессе подготовки производства, а также инструкции, определяющие функции, обязанности и права всех исполнителей работ.
В настоящее время ведутся работы по решению задач комплексной автоматизации инженерного труда. Заметная веха на этом пути - создание автоматизированных проектно-конструкторских бюро. В его функции входит выполнение работ от автоматизированной разработки эскиза изделия до выдачи управляющих программ для станков с ЧПУ и роботов. Документы, создаваемые в этих бюро, могут быть выпущены как в виде традиционных чертежей, так и на магнитных носителях, в виде микрофиш и микрофильмов.
Литература.
Организация производства под ред. Туровца О. Г.
Организация и планирование машиностроительного производства
под ред. Ипатова М. И., Постникова В. И., Захаровой М. К.
