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

Вид материала

Документы

Содержание 7.9. CATIA: орудие производителя ХХI века CATIA – Assembly Design 1 – моделирование сборок. CATIA – Part Design 1 – ядро геометрического моделирования. CATIA – Wireframe and Surface 1 – трехмерное каркасное моделирование и поверхности. CATIA – Sheetmetal Design 1 – проектирование листовых деталей. CATIA – GENERATIVE DRAFTING 1 – производство чертежей на основе трехмерных моделей. CATIA – Interactive Drafting 1 – интерактивное черчение. CADAM Drafting for V5 – чертежный пакет CADAM. CATIA - DMU Space Analysis 1 - анализ геометрических конфликтов на уровне Электронного Цифрового Макета. CATIA - DMU Navigator 1 - навигатор Электронного Цифрового Макета. САТIА - Generative Part Structural Analysis 1 — приложение для анализа на прочность.

Подобный материал:

• Впроцессе обучения рассматривается комплекс вопросов, общих для современных систем, 50.1kb.
• «Галактика», 145.38kb.
• 02 02 02 отдел автоматизации и механизации производства, 74.5kb.
• Язык и межкультурная коммуникация: современное состояние и перспективы Сборник материалов, 7160.54kb.
• Современное состояние рыночной экономики предполагает жесткие требования к управленческой, 804.07kb.
• Лекция Методы автоматизации обработки, 46.06kb.
• Пушкинская библиотека-музей в информационном и культурном пространстве г. Белгорода, 68.06kb.
• Нормы технологического проектирования нормы технологического проектирования предприятий, 1926.43kb.
• Утверждено Советом Факультета Председатель 200 г. Санкт Петербург 2010 оглавление пояснительная, 105.7kb.
• Ведомственные нормы технологического проектирования нормы технологического проектирования, 4907.42kb.

7.8 САПР LKAD


На рынке САПР НПП «ИНТЕР-МЕX» хорошо известно своими раз­работками в области автоматизации проектирования конструкторских работ (системы CADMECH, CADMECH Desktop, AVS), автома­тизации технологической подготов­ки производства (система TеchCARD), технического документооборота и управления информацией об изде­лиях (система Search). Многолетний опыт работы компании с сотнями предприятий-пользователей показал, что одним из наименее охваченных автоматизацией видов деятельности на предприятии является разработка планировок [20].

По сей день разработка плани­ровок предприятий является од­ной из наиболее трудоемких за­дач. На большинстве предприя­тий процесс разработки планиро­вок представляет собой расклады­вание бумажных «фишек» на миллиметровке. Это тяжело, мед­ленно и не всегда точно. При этом планировки получаются весьма условными с точки зрения соблю­дения норм СНиП, что не может не сказаться на условиях труда и технике безопасности. В нынеш­ней экономической ситуации у предприятий существует необхо­димость оперативно перестраивать производство в соответствии с запросами рынка. В этой ситуа­ции «ручная» разработка плани­ровок становится тормозом для развития производства.

Система автоматизации проекти­рования технологических планиро­вок предприятий, разработанная в НПП «ИНТЕР-МЕХ», призвана облегчить труд планировщика и на данный момент уже нашла широ­кое применение на предприятиях раз­личных отраслей промышленности, занимающихся проектированием новых или реорганизацией уже имеющихся помещений.

Система LCAD (от Layout CAD — расстановка оборудования с помо­щью компьютера) предназначена для автоматизации процесса про­ектирования графической и текстовой документации технологических планировок производственных или административно-бытовых помеще­ний с размещением (компоновкой) основного и вспомогательного обо­рудования, имею­щегося в достаточно развитой справочно-информационной базе данных.

Система LCAD функционирует в среде AutoCAD версии 14 или 2000 и представляет­ собой комплекс программ для организации рабочего места техно­лога-проектировщика:

- «Строитель» — для построения строительной подосновы (планов этажей зданий) по промышлен­ным или административно-бытовым сооружениям;

- «Планировка» — для обеспече­ния основных функций систе­мы проектирования, в том числе формирование генплана пред­приятия, размещение оборудо­вания по производственным по­мещениям, оформление и вы­вод пакета графических документов и др;

- «Темплет» — для редактирования и расширения базы данных темплетов («габариток») оборудова­ния;

- система разработки специфика­ций планировок;

- редактор бланков — для созда­ния и редактирования любых форм текстовых документов в со­ответствии с ЕСТД или со стандартами предприятий;

- редактор документов — для ге­нерации, просмотра, редактирования и вывода на печать тек­стовых документов;

- система организации и ведения архива конструкторской и технологической документации Search.

Информационную поддержку всего комплекса программ обеспечивает иерархическая база данных технологического назначения, со­держащая классификатор наиболее распространенных моделей обору­дования, а также информацию о паспортных данных и размещении оборудования. База данных уже при поставке содержит порядка ты­сячи единиц оборудования. Про­цесс пополнения базы данных идет постоянно как силами самих раз­работчиков, так и силами конечных пользователей.

Система позволяет создать ассо­циативный генплан предприятия, из которого визуально можно по­лучить представление о располо­жении корпусов, цехов и приле­гающих к ним проездов, а также легко выйти на планировку вы­бранного объекта (корпуса, цеха, участка и т.д.) для ее просмотра, редактирования и получения необходимой справочной информации.

Проектирование планировки но­вого корпуса или цеха начинает­ся с создания строительной подо­сновы здания. При помощи под­системы «Строитель» можно отрисовать все необходимые элементы строительного чертежа, такие как продольные и поперечные оси с их условными обозначениями, колон­ны, наружные и внутренние сте­ны, перегородки, ворота, окна, про­езды и другие элементы, выби­раемые из соответствующих меню. В этой подсистеме указываются границы цехов и участков, автоматически рассчитываются их площади, а также производятся не­обходимые надпи­си на планировке.

В дальнейшем в процессе проекти­рования эта стро­ительная под­основа является как бы подложкой для расстановки оборудования. В модуле «Планировка» реализованы все необходимые инструменты для создания различных вариантов ком­поновок размещения оборудования, имеется функция визуального и ав­томатического контроля зон безо­пасности при установке станков друг от друга, от стен или колонн в со­ответствии с рекомендациями СНиП. База данных условных точечных обозначений (место рабоче­го, подвод эмульсии, газа и др.) и линейных обозначений (транспор­теры, конвейеры, скаты и др.) по­зволяет выбрать, установить, при­вязать к оборудованию нужный объект в процессе проектирования.

Расстановку оборудования можно производить либо «перетаскивая», с возможностью одновременного поворота, выбранный станок по строительной подложке, либо за­давая конкретное расстояние от выбранной точки до оборудования в реальных единицах или в мил­лиметрах чертежа, при этом мож­но сделать видимыми зоны огра­ничения. Имеется возможность вставить сразу линию или массив оборудования.

С установленным оборудовани­ем можно связать любой графический объект, например трап или емкость для стружки. После это­го над связанными объектами мож­но производить действия (перенос, поворот и т.д.) как над единым объектом.

После расстановки оборудования производится регистрация его в базе данных, то есть оборудованию присваивается инвентарный номер, номер по плану и принадлежность к административной единице предприятия (цеху, участку) и другая информация. На основе этой информации можно производить вы­борки и составлять спецификации оборудования.

В системе LCAD реализован ре­жим редактирования планировки, получение оперативной информа­ции о любом расставленном оборудования, изме­рение реального расстояния между объектами.

При отсутствии в базе данных необходимого обо­рудования или его темплета предос­тавляется удобный инструментарий для заполнения анкеты и созда­ния темплета. Подсистема созда­ния темплета мак­симально автома­тизирована, по­этому пользовате­лю, знакомому с AutoCAD, не со­ставит труда со­здать новый темплет. При этом автоматически предлагается заполнить карточку оборудования. Внесенные в карточку сведения заносятся в базу данных оборудования. После этого данная информация стано­вится доступной как для системы LCAD, так и для системы технологической подготовки производ­ства TechCARD.

В исходной поставке системы база данных по оборудованию пред­ставлена в виде каталога с выхо­дом на анкеты оборудования, содержащие основные паспортные данные и геометрические параметры (темплеты).

Пользователь имеет возмож­ность получить любую справоч­ную информацию из базы данных системы в виде текстового доку­мента, причем автоматически формируется спецификация (ведомость) оборудования по цеху, участку или предприятию с раз­личным набором настраиваемых полей в документе. При работе с фрагментами общей планировки можно вырезать ее часть в отдель­ный чертеж, зарегистрировать его в архиве и при необходимости вывести на печать.

При создании системы были вы­полнены следующие основные тре­бования:

- системное единство, то есть на всех стадиях функционирования системы обеспечиваются унифи­цированные связи между ее модулями;

- обеспечено наращивание функ­ций и открытые базы данных;

- инвариантность программного обеспечения системы, то есть возможность его применения на предприятиях различных отраслей;

- возможность автономного функционирования отдельных подсистем, исходя из задач, реша­емых на предприятии;

- доступность в освоении и эксп­луатации для инженеров-технологов, не являющихся специалистами в области программирования. Следует отметить, что система LCAD может работать как автоном­но, так и совместно с комплексом автоматизации технологической подготовки производства TechCARD. Это возможно благодаря единству баз данных по оборудованию, це­хам и участкам, то есть одна и та же информация используется в обе­их системах. В перспективе в ком­плексе TechCARD будут решаться задачи планирования, определения трудозатрат на изделие (заказ), расчет загрузки оборудования и др., поэто­му без четкой связи с технологическими планировками и привязкой маршрутов к конкретному оборудо­ванию эти задачи реализовать бу­дет значительно сложнее.

Использование системы LCAD позволит расширить область применения средств автоматизации тех­нологического проектирования и сделать еще один шаг к компью­теризации производства.


^ 7.9. CATIA: орудие производителя ХХI века


В последнее время в зарубежной прессе, освещающей CAD/CAM – проблемы, все чаще появляется идея о том, что мировое промышленное производство меняет свой характер. Во-первых, оно становится все более кооперативным и интернациональным. Кооперация расширяется как по агрегатному, так и по технологическому признаку. Во-вторых, работа компаний – разработчиков изделий машиностроения становится все более привязанной к конкретной производственной теме6 не изделие формируется под существующие ресурсы, а ресурсы создаются под определенное изделие. Это относится не только к производственной базе, но и к программно-техническому комплексу, кадрам и базе знаний [21].

В-третьих, на баланс бюджета разработки современных изделий в новой форме кооперации становятся не только материальные ресурсы, но и время:

- время использования лицензии на программное обеспечение;

- время пользования средствами коммуникаций;

- контрактное время специалистов – участников разработки;

- консалтинг.

В-четвертых, заказчик продукции машиностроения уже почти выбирает из готовой продукции, все реже выступает в роли поставщика задач и все чаще – в роли наблюдателя (инспектора) хода выполнения работ и даже становится участником процесса разработки изделия. Поэтому он все глубже вовлекается в работу программно-технических средств, используемых при разработке конечного продукта. И последним важным фактором является то, что развивается отношение к объекту разработки. Понятие проекта изделия расширяется и детализируется за счет новых дисциплин. В состав его определения, например, «втягивается» производственное оборудование и оснастка, производственные процессы и многое другое. Проект изделия в системе будущего – это не статическое его описание, пусть даже и очень подробное. Проект «оживает» и становится динамически меняющимся во времени. В него на равных правах с геометрией включаются его поведение – в реальной жизни, при производстве, при обслуживании. В него также могут входить и последствия жизненного цикла продукта – от начала разработки до утилизации.

Соответственно этим тенденциям и развивается CATIA версии 5. Этот продукт открывает принципиально новое направление в семействе программных продуктов CATIA, удовлетворяющее самым последним требованиям промышленных производителей и учитывающее прогнозы на начало следующего тысячелетия. В нем реализована концепция независимости от аппаратного обеспечения – система работает как в среде UNIX, так и в среде Windows. Формат и структура производимых данных при этом не имеют различий. Новая архитектура программных продуктов опирается на современные стандарты STEP, JAVA, COBRA и OLE.

В настоящее время CATIA пятой версии поставляется в двух вариантах – платформы Р1 и Р2. Платформа Р1 по функциональности есть часть функций платформы Р2. Это позволяет системе CATIA успешно конкурировать с системами среднего уровня по критерию «цена/производительность».

Платформа Р1. CATIA Р1 обеспечивает базовые инструменты моделирования для мелких и средних промышленных предприятий, планирующих развитие своего спектра деятельности до внедрения концепции электронного цифрового макета (Digital Mock-Up). Платформа Р1 работает в Windows 95/98/NT, а также в UNIX. Интерфейс, эргономика и поведение системы для всех платформ одинаковы и просты для понимания и освоения конечными пользователями.

Рассмотрим основные модули, входящие в состав Р1.

^ CATIA – Assembly Design 1 – моделирование сборок. Модуль сборки Assembly Design 1 обеспечивает легкость создания и управления структурой сборки двумя путями. Компонент может быть вставлен в определенное место в структуре сборки и наделен механическими связями с другими компонентами либо создан «по месту», опираясь на окружающую его конструктивную обстановку. Структура сборки может иметь неограниченное количество уровней.

В CATIA V5R2 обеспечено параллельное проектирование несколькими пользователями благодаря тому, что каждый компонент сборки имеет свою собственную спецификацию, но может быть применен в различных местах сборки несколько раз, без дублирования данных. Когда модули трехмерного проектирования и сборки используются вместе, любой элемент, вовлеченный в сборку, может быть изменен как индивидуально, так и в контексте сборки.

Конструктор может позиционировать компонент в пространстве относительно других компонентов несколькими способами: буксировкой курсором мыши, трансформацией типа переноса и вращения и совмещением по граням и кромкам. Одновременно к компоненту могут быть приложены механические связи с другими компонентами (соосность, компланарность, эквидистанта, угловая константа и др.). Они являются полноправными элементами описания изделия и входят в его спецификацию.

Компоненты сборки можно модифицировать (изменять геометрические параметры), «растаскивать» в пространстве произвольным образом, при этом не разрушая присвоенные им механические связи, а затем автоматически приводить всю конструкцию в собранное состояние.

^ CATIA – Part Design 1 – ядро геометрического моделирования. CATIA – Part Design разработан в целях решения задач трехмерного проектирования и конструирования деталей для всех отраслей машиностроения и обеспечения их использования для инженерного анализа, технологической подготовки производства, графического документирования и других задач машиностроительного предприятия.

Важнейшими критериями для разработчика этого модуля были требования заказчиков по обеспечению высокой производительности, единого представления всей системы данных о разрабатываемом изделии во всех его аспектах, интеграции всех дисциплин, вовлеченных в процесс разработки и обеспечения их параллельной согласованной работы.

Модуль CATIA – Part Design имеет возможность выполнять обновление (рекалькуляцию) измененной геометрии как на каждом шаге модификации, так и по требованию пользователя. Это также относится к его совместному использованию с другими программными продуктами CATIA (черчение, прочность, кинематика, сборка и др.).

^ CATIA – Wireframe and Surface 1 – трехмерное каркасное моделирование и поверхности. Дополняет CATIA – Part Design инструментами создания базовой каркасной геометрией (точками, прямыми, кривыми, сплайнами, плоскостями и граничными условиями) и построением поверхностей. В соответствии с общей стратегией CATIA V5R2, эти геометрические элементы имеют редактируемую историю построения (систему свойств и параметров). Продукт существенно расширяет сферу применения CATIA за счет поддержки дисциплин, связанных со сложными способами формоопределения. Как и система в целом, модуль обладает высокоэргономичным пользовательским интерфейсом и контекстной поддержкой диалога.

^ CATIA – Sheetmetal Design 1 – проектирование листовых деталей. Модуль посвящен созданию деталей из листового материала. Реализован подход методом конструктивных элементов – типовых схем построения, наделенных редактируемыми параметрами и свойствами. Позволяет вести параллельное проектирование как конечной детали, так и ее плоской развертки. Моделирование может быть начато как с типовой схемы построения, так и с набора предварительно заданных параметров.

Продукт полностью интегрирован с остальными продуктами CATIA пятой версии (проектирование на основе твердых тел (солидов) и поверхностей, выпуск чертежей, создания сборок, инженерный анализ и др.), поскольку выполнен с единым по структуре объектно-ориентированным подходом. Предусмотрены меры по обеспечению взаимодействия с предприятиями-смежниками.

^ CATIA – GENERATIVE DRAFTING 1 – производство чертежей на основе трехмерных моделей. Модуль предназначен для автоматизированного создания чертежной графики на основе трехмерных моделей. Для этой цели специально разработан «Ассистент чертежника», упрощающий действия пользователя по созданию видов, сечений и разрезов до простейших манипуляций мышью. Создав базовую графику, пользователь вносит в оформление чертежа необходимые тексты и размеры. Чертежные размеры могут быть автоматически перенесены из параметризованной 3D-геометрии на поле чертежа. Чертежная графика сохраняет свою связь с трехмерной моделью и может обновляться как автоматически, так и по команде пользователя. Конструктор может одновременно работать над созданием трехмерной геометрии и ее чертежа. Для обмена данными с другими чертежными приложениями предусмотрен интерфейс, поддерживающий форматы DXF и DWG.

^ CATIA – Interactive Drafting 1 – интерактивное черчение. Модуль представляет собой инструмент высокопроизводительного производства чертежей деталей, независимо от того, были ли они созданы в трехмерном режиме. Продукт разработан таким образом, чтобы его освоение пользователями устаревших систем или людьми, незнакомыми с компьютерами было делом одного-двух дней. Низкий уровень требований к подготовке пользователей, простота диалога и эргономичность – это те отличительные качества модуля, которые создают условия для массового вовлечения специалистов второго уровня в компьютеризированный цикл разработки изделия. Интерактивный модуль черчения имеет два функциональных раздела – двухмерный геометрический моделлер и средства оформления чертежа (штриховки, аннотации, размеры, поддержка стандартов).

^ CADAM Drafting for V5 – чертежный пакет CADAM. Предназначен для адаптации пользователей приложения CADAM к новой технологии CATIA V5R2 и переноса чертежных данных из CADAM в CATIA V5R2. Содержит функцию востановления сканированной чертежной графики в векторном формате.

^ CATIA - DMU Space Analysis 1 - анализ геометрических конфликтов на уровне Электронного Цифрового Макета. Содержит высокопроизводительные алгоритмы измерения, вычисления и представления результатов анализа зазоров, контактов и пересечений компонентов изделия, независи­мо от их количества, сложности и расположения. В резуль­тате применения модуля пользователь получает список «кон­фликтующих» компонентов и подробное описание каждого конфликта (характер столкновения, абсолютный минималь­ный зазор, минимальный зазор вдоль данного направления, величина зазора, глубина пересечения, объем области пересечения и направление кратчайшего разнесения элемен­тов для ликвидации конфликта). Для большей наглядности результатов анализа в системе имеется средство динамической визуализации сечения объектов.

Для просмотра и изучения результатов анализа пользо­ватель может выделять конфликтующие элементы цветом и автоматически позиционировать их по центру экрана. Одновременно эти элементы можно видеть выделенными на древовидной структуре сборки. К элементам сборки можно добавлять текстовые аннотации для упрощения выполнения исправлений в конструкции. Результат и условия выполне­ния сеанса контроля сборки на геометрические конфлик­ты может быть легко документирован в специальном фай­ле, хранящем условия выполнения анализа, аннотации и результаты расчета. Его можно применять для повторного или контрольного анализа и использовать как протокол серти­фикации создаваемого изделия.

DMU Space Analysis применим не только к объемным объектам, но и к точкам, линиям, кривым, плоскостям и поверхностям.

Конструктор может несколькими разными путями опре­делить одно, два или несколько множеств объектов, подле­жащих анализу, используя любые наборы свойств и призна­ков — тип, имя, цвет и т.д.

^ CATIA - DMU Navigator 1 - навигатор Электронного Цифрового Макета. Навигатор является превосходным средством визуального кон­троля больших и сложных конструкций без привлечения специальных дорогих аппаратных средств. Пользователь может имитировать свое движение («полет» или «прохождение») внутри сборки. Объекты изделия, которые видит и анализирует инспектор, имеют то же происхождение, что и конструкторские модели, в соответствии с объектно-ориентированной идеологией CATIA пятой версии. Важное преимущество состоит в том, что система не перегружает себя информацией, не относящейся к задаче навигации сборки, до тех пор, пока пользователь сам не переходит от режима навигации к режиму проектирования.

Модуль позволит создавать текстовые аннотации непосредственно на объектах сборки и присваивать им URL-связи с любыми другими документами, вовлекая тем самым специалистов разных областей знаний со всего предприятия в раз­работку изделия на основе электронного цифрового макета.

DMU Navigator — удобное средство для проведения рабочих совещании, конференций, зашиты и презентации проекта.

^ САТIА - Generative Part Structural Analysis 1 — приложение для анализа на прочность. Предназначен для выполнения быстрого предварительного анализa конструкции на прочность. Модуль адресован спе­циалистам, не имеющим специальных знаний в области рас­четов методом конечных элементов. Схема его использова­ния сведена к простейшим процедурам:

- присвоения марки материала;

- указания мест и условий закрепления;

- указания мест и условий нагружения.

После автоматической генерации сетки конечных элемен­тов, выбора оптимального расчетного метода и собственно расчета, модуль представляет результаты в наглядной и легко понимаемой форме. На основании этих результатов конструктор может легко сделать вывод о том, как нужно изменить деталь, чтобы оптимизировать ее механические характеристики.