u/text/302/181130/ html Открытые системы, процессы стандартизации и профили стандартов

Вид материалаДокументы

Содержание


Спецификация продукта
Рис. 2. Инженерная модель механизма
Деталь (CATPart).
Рис. 3. Механические связи
Концепция управления жизненным циклом
Рис. 4. Математические отношения
Приложения (Applications).
Внешние ссылки (External References).
Сценарии обзора (View simulation).
Множества (groups).
Бирки (3D Texts).
Закладки (Publications).
Свойства (Properties).
Описание процессов
Концепция управления жизненным циклом
Рис. 5. Пример представления структуры «Продукт — Процесс — Ресурс»
Подобный материал:
1   ...   14   15   16   17   18   19   20   21   22

Спецификация продукта


Разрабатываемое изделие — это высоко организованная система сведений о предмете промышленного бизнеса, включающая несколько категорий понятий.




Рис. 2. Инженерная модель механизма
Компонент. Представление материального объекта, входящего в состав изделия (рис. 2), например: продукт (CATProduct), деталь (CATPart), графический образ (cgr), графический образ (vrml, wrl), стереолитографическая модель (stl), DXF-модель (dxf), CATIA V4 модель (model), URL — ссылка на запись в базе данных. Всего имеется 24 типа данных, которые могут быть компонентом изделия, в том числе данные других систем — UG, Pro/E, SDRC.

Деталь (CATPart). Условное понятие, поскольку «деталь» как часть конструкции в CATIA чаще всего представлена как CATProduct, поскольку сама по себе она есть объект множественный. CATPart — это цельный, законченный по смыслу набор геометрических и других данных, из которых складывается деталь в физическом смысле.




Рис. 3. Механические связи
Механические связи (Constraints). Системное описание условий позиционирования компонентов изделия (рис. 3). Каждая связь — это спецификация участников взаимодействия и геометрических отношений между ними, например, соосность цилиндрических форм, контакт прилегающих поверхностей, равноудаленность от некой ссылки и т. д. Механические связи «живут» как самостоятельные, управляемые и ассоциированные с геометрией объекты. Их можно использовать для планирования сборочных операций, создания расчетных моделей для кинематики и прочности, и для других целей. Механическая связь в системном смысле не просто описание состояния, а инструкция к позиционированию компонента. Она исполняется системой автоматически или по команде. В ходе выполнения работы над проектом она может быть «реализована» или «нарушена», но в любой момент приведена в собранное состояние.

ссылка скрыта    ссылка скрыта    2    ссылка скрыта    ссылка скрыта    ссылка скрыта

Концепция управления жизненным циклом


Сергей Очередько

ссылка скрыта :: ссылка скрыта

Численные параметры (Parameters). Числовые значения с именами и размерностями, а так же массивы (таблицы) из них. Они применяются в основном как аргументы для задания математических отношений, но могут использоваться как переменные во встроенных средствах программирования. Численные параметры бывают неявные («implicit»), возникающие автоматически при определении объекта, и явные («explicit») — специально определяемые пользователем с определенной целью. Для представления параметров в спецификации продукта предусмотрен специальный раздел — Parameters.



Рис. 4. Математические отношения

Математические отношения (Relations). Связывают явные и неявные параметры различного рода зависимостями, причем не только алгебраическими (рис. 4). Благодаря ним облик продукта становится не статичным, а «интеллектуальным». В отличие от давно известной параметризации, математические отношения не протоколируют сценарий построения геометрии, а позволяют целенаправленно задать описание определенной функциональности изделия или особенности его поведения. И это описание будет работать не как комментарий, а как исполняемый программный код, встроенный в электронный проект. Например, геометрические параметры изделия можно описать формулами, используя отнюдь не геометрические, аргументы: давление на поверхность; поток касательных сил; результат абсолютного или относительного анализа каких-нибудь элементов.

Приложения (Applications). Процессы — часть спецификации проекта. К приложениям так же относятся те процессы, которые относятся к поведению изделия, например, кинематика механизмов. В отличие от статических объектов (не содержащих параметров времени или последовательности), процессы имеют специальную форму представления — «Simulation», или сценарий воспроизведения процесса. Simulation может иметь просчитанную (скомпиллированную) форму — «Replay». Replay пригодна не только для визуализации, но и для выполнения некоторых видов анализов, например, геометрических конфликтов или относительных расстояний между элементами.

Внешние ссылки (External References). Ядро CATIA предполагает контролируемую зависимость от источника происхождения данных. Присутствие элемента в данном документе может быть заменено его «заместителем» — облегченным двойником, поддерживающим астральную связь со своим «оригиналом» и наследующим от него его свойства. Эта интересная идея позволила расширить область ассоциативности за пределы понятий файла, диска, сайта, домена. Внешняя ссылка умеет выживать даже при разорванной связи с оригиналом — в режиме «offline». Это значит, что конструктор может прийти на работу в воскресенье, запустить свой компьютер и благополучно сделать индивидуальную часть работы. Если среди ранее произведенных данных были оригиналы чужих ссылок, то все они потом обновятся при загрузке. Если система внешних связей оказалась слишком сложной и запутанной, то к услугам пользователя имеется «ассистент» для их разбора и упорядочивания.

Сцены. В биографии изделия бывают эпизоды, которые нужно фиксировать, как «кадры из фильма», но только применительно не к графическому образу, а ко всему состоянию продукта в инженерном смысле. Это бывает нужно для анализа, контроля, презентации и других целей, например, космический челнок в момент стыковки с баком и ускорителями. Состояние компонентов изделия и наземного оборудования (наличие, положение, механические связи, нагрузки и др.) такое сложное и необычное, что требует особой, специальной формы представления.

Сценарии обзора (View simulation). Работа над сложным изделием, как правило, связана с определенными последовательностями обращения к данным, которыми приходится регулярно пользоваться. Например, осмотр участка топливопровода от насоса расходного бака до узла стыковки пилона двигателя. Эту виртуальную инспекцию можно записать как самовоспроизводящийся сценарий и использовать по мере надобности. Все входящие в сценарий осмотра данные динамически обновляются соответственно изменению содержания проекта.

Множества (groups). Различные процессы жизненного цикла изделия используют различные подмножества его компонентов. Традиционный путь селекции компонентов множеств — применение разного рода фильтров, основанных на определенной системе критериев. Критерии основываются на булевых операциях над свойствами (атрибутами) объектов: сложение, вычитание, пересечение, однако, этому методу не хватало присутствия группы (множества) в структуре изделия как объекта, наделенного спецификацией с параметрами. Для пользователя группа — это документально представленное множество, которым можно манипулировать непосредственно, без предварительной селекции (исполнения поиска по запросу). Вот пример практического применения. Цех производства листовых деталей из алюминиевых сплавов следит за наличием в проекте объектов данного класса, просчитывает их характеристики, планирует и оптимизирует их производство в соответствии с планом поставки на сборку. Для того чтобы часто не повторять запросы по критериям, можно пользоваться специально созданной группой. Все листовые детали в группе будут выделены в отдельное окно.

Бирки (3D Texts). Компоненты продукта могут иметь текстовые ярлыки для удобства их нахождения и представления в системе.

Гиперссылки (Hyperlinks). К описанию продукта могут относиться присоединенные документы инородного происхождения, открывать и редактировать которые могут соответствующие приложения: Excel, Word, иллюстрации JPEG, TIFF, BMP, видеоклипы AVI, MPEG, звуковые файлы WAV, адреса в Сети и др. Ссылки на них можно хранить в спецификации продукта и обращаться к ним прямо из структуры данных. Для этого служит встроенный интерфейс OLE. Наиболее часто встречаемый пример применения гиперссылок — это интеграция проектных данных с документами. Деталь или сборка, кроме данных о самой себе, имеет массу процедурных, отчетных и сопроводительных документов: служебных записок, технических условий, инструкций, сертификатов, протоколов.

Закладки (Publications). Это разновидность ссылок, которые позволяют организовать быстрый доступ к элементам проекта. Ярлык удаленного доступа к этим элементам может быть помещен «на видное место» — в специально предназначенный для публикаций раздел структуры проекта. Например, контур профиля нервюры крыла — это исходный элемент для построения теоретических обводов, на основе которых строится обшивка, от которой строятся полки нервюры и т. д. Он находится на шестом уровне иерархии компонента номер N, в удаленном файле, да еще и спрятан в невидимое состояние. Быстро обратиться к такому элементу не так просто. Для того чтобы им можно было часто пользоваться как аргументом для других построений, его нужно «иметь под рукой», например, для проектирования шаблона контрольного контурного. Лучший способ не тратить время на поиски и опознание нужного контура профиля — создать на него закладку на уровне макроструктуры проекта, которую видно из любого положения в структуре и любой роли. Закладка может иметь собственную, отличную от самого элемента, идентификацию. Закладками часто помечаются ключевые элементы, участвующие в историях построения большого числа других элементов или используемые многими участниками работы.

Свойства (Properties). Любой объект в описании продукта наделен негеометрическими характеристиками, как минимум, следующих категорий.
  • Графические атрибуты, представляющие объект средствами диалога системы.
  • Идентификация, определяющая систему именования, обозначения и представления продукта в служебной документации.
  • Физические свойства, определяющие механические и геометрические характеристики компонентов изделия - объем, площадь поверхности, координаты центра тяжести, ориентация векторов моментов инерции и другие.
  • Технологические свойства, определяющие производственные характеристики компонентов изделия - термообработка, покрытие, маркировка, клеймение, чистота поверхности, допуски и другие.
  • Административные свойства, определяющие характеристики объекта применительно к процессам его жизненного цикла - статус готовности, ревизия, авторизация, сертификация и другие.
  • Функциональные свойства, характеризующие целевые параметры изделия - производительность, ресурс, удельная себестоимость эксплуатации и другие. Большинство из них имеют непосредственное отношение к экономике промышленного бизнеса и контролируются особенно тщательно.
  • Специальные (нерегулярные) свойства, провозглашенные для данного изделия в связи с какими-то уникальными его особенностями - давление наддува отсека коммерческой нагрузки (как для самолета "Белуга"), габариты в транспортном положении (как для аппарата "V22 Osprey"), и другие.

Между разнородными характеристиками могут быть выражены отношения различных типов: логические, алгебраические, основанные на массивах значений или определяемые сценариями — скриптами.

Описание процессов


Ядро CATIA «уравняло в правах» объект проектирования и описание процессов, которые над ним будут выполняться в течение всего жизненного цикла. Процесс — это преобразование ресурса в качество, который характеризуется следующими элементами описания.
  • Объект - это то, чье качество в ходе данного процесса меняется. Для промышленного производства основной объект - создаваемое изделие. Он может быть представлен как физически, так и виртуально (информационно).
  • Инструментарий - средства преобразования ресурсов в качество: производственное оборудование, оснастка, инструмент, компьютер.
  • Метод - сценарий, по которому выполняется процесс, например, инструкция по сборке, управляющая программа для станка ЧПУ, программное приложение для компьютера.
  • Ресурс - ценность, расходуемая на выполнение процесса: заготовки, расходные материалы, энергетика, время использования программ и оборудования, территория, рабочее время персонала и др.
  • Условия - наличие и доступность (пригодность к реализации) ресурсов. Обеспечить условия выполнения процесса - значит подготовить ресурсы к их реализации.

Применительно к машиностроительному производству, важнейшие из процессов: разработка, производство, сертификация, дистрибуция и продажа (S&D); взаимодействие с заказчиком (CRM); управление поставками (SCM); планирование производственных ресурсов (MRP); планирование ресурсами на корпоративном уровне (ERP); поддержка продукта при эксплуатации.

ссылка скрыта    ссылка скрыта    ссылка скрыта    3    ссылка скрыта    ссылка скрыта

Концепция управления жизненным циклом


Сергей Очередько

ссылка скрыта :: ссылка скрыта

Каждый из процессов характеризуется своим набором компонентов — объектов, инструментария, методов и ресурсов. С этой спецификой связано понятие дисциплина или отрасль знаний. Для определения различных процессов традиционно существовали специализированные приложения, которые интегрировались с описанием продукта и между собой посредством интерфейсов обмена данными, работающих на базе нейтральных языков. Такая схема пока еще не исчерпала всех своих возможностей и будет еще развиваться, но последние тенденции мировой промышленности уже заставляют искать менее дорогостоящую и быстрее настраиваемую модель интеграции — такую, где исходные данные для поддержания любого из процессов будут иметь общие корни и общий язык описания. Для этого и потребовалось ядро, которое может обрастать существующими и еще не родившимися видами процессов и станет для них единым источником достоверных, а не интерпретированных нейтральными языками данных.




Рис. 5. Пример представления структуры «Продукт — Процесс — Ресурс»
Из рис. 5 видно как выглядит представление структуры «Продукт-Процесс-Ресурс» в CATIA применительно, например, к механической обработке.

Для эффективной разработки или планирования процесса, инженеру предоставляется возможность непосредственно пользоваться всеми тремя важнейшими разделами описания проекта: Продуктом, Процессом и Ресурсом. Результат его труда документируется со всеми относящимися к делу причинно-следственными связями. Для повышения результативности специалиста и снижения рисков из-за человеческого фактора разрабатываются средства стандартизации метода разработки процессов. Разработке процессов на корпоративном уровне посвящено семейство программных продуктов DELMIA.

Заключение


Информационные и промышленные технологии развиваются в ответ на инициативы и тенденции рынка. Конец прошлого века был ознаменован началом кризиса в их развитии, который привел к радикальному пересмотру традиционных подходов к ведению промышленного бизнеса.

Разрабатываемый продукт, происходящие с ним процессы и расходуемые на него ресурсы сближаются на уровне их определений, чтобы обеспечить управление жизненным циклом изделия. Для этого создана научная и технологическая основа — ядро CATIA. Разработки в сфере управления жизненным циклом изделия изменили представления об экспертных знаниях как одном из ресурсов, влияющих на характер промышленной деятельности. Знания стали доступными для их интерпретации из неявного вида в явный (встроенный в спецификацию проекта). Благодаря концепции «Базы Знаний» проект изделия стал адекватно реагировать на условия и зависимости, наложенные на него со стороны разработчика, изготовителя и потребителя.

Благодаря развитию Web-технологий современный электронный проект перестал быть чисто «внутренним делом» его разработчика. У него существенно расширился круг пользователей, от партнера — поставщика комплектующих до эксплуатирующей организации. Соответственно выросла его ценность, а значит и удельная эффективность инвестиций, а для многих предприятий владение передовыми средствами PLM становится одним из основных пропусков к международному сотрудничеству.

Сергей Очередько (S_Ocheredko@ru.ibm.com) — инженер систем поддержки жизненного цикла, IBM Eastern Europe/Asia.

ссылка скрыта    ссылка скрыта    ссылка скрыта    ссылка скрыта    4