Раздел 1. ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВА-
НИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВАМИ ОТРАСЛИ
1.1. Основные понятия интегрированной системы проектирования и управления (ИСПиУ)
Интегрированной системой проектирования и управления (ИСПиУ) называется система, объединяющая в себе систему проектирования новой и модернизации существующей продукции предприятия и систему управления созданием и реализацией этой продукции.
Общая концепция ИСПиУ состоит в том, что все виды систем управления предприятия, как например: экономической деятельности (анализа рынка, закупки материалов, сбыта продукции и т.д.); процесса изготовления определенного вида продукции предприятия; проектирования продукции или технологического процесса ее изготовления, обращаются к единой базе данных для получения информации, необходимой для принятия решения на конкретном уровне управления.
Например, система автоматизированного проектирования (САПР), функционирующая в рамках отдела проектирования, обращается в базу данных групповых технологий при появлении технического задания отделу на проектирование новой марки продукции или совершенно ново-
го вида продукции. Суть такого обращения сводится к поиску аналогичных по свойствам и характеристикам деталей или даже целых узлов и устройств, ранее спроектированных в процессе создания некой продукции. При совпадении требований к новой детали и характеристик существующей детали появляется возможность использовать проектную документацию на эту деталь и не тратить время на ее проектирование вновь.
Пример из несколько иной области: для того чтобы иметь возможность проектировать и изготовлять продукцию, используя преимущества новейших технологий и в соответствии с ограничениями производственных мощностей и возможностей предприятия, конструкторская группа или отдел имеют доступ в оперативном режиме к самым свежим данным о новейших технологиях производства, испытаний, проектирования и моделирования, а также к данным о возможностях производственного оборудования предприятия. При возможности применения новых технологий производства и при отсутствии необходимых для реализации этих методов, производственного оборудования конструкторская группа или отдел может оформить заявку на покупку нового обо-
6
рудования с пояснительной запиской, обосновывающей необходимость такой покупки. Также в процессе проектирования появляются трех- и двухмерные модели деталей и их сборок, различные виды математических и имитационных моделей и т.д., которые вносятся в общую базу данных предприятия.
Еще пример из технологической подготовки производства: после завершения процесса проектирования новой продукции группа технологической подготовки к производству может использовать модели продукции, полученные в процессе ее проектирования, при проектировании технологического процесса ее производства для станков с ЧПУ и обслуживающего их оборудования (транспортных систем и роботовманипуляторов).
Пример для систем управления производством: для систем управления производством самого низкого (локального) уровня программных систем управления, реализующих определенные алгоритмы изменения технологических параметров производства и задающие их текущие значения для систем, обеспечивающих стабилизацию этих параметров, необходима определенная информация о технологическом процессе производства, которую они могут получать из общей базы данных предприятия.
В приложении к задаче строительства дорог может быть приведен такой пример: карта дороги из технического задания делится на типовые участки. При этом технология изготовления таких типовых участков уже прописана в базе данных групповых технологий, известны виды, марки и количество соответствующих дорожных машин, применяемые материалы и т.п.
Контрольные вопросы
1.Дайте определение ИСПиУ.
2.В чем состоит концепция ИСПиУ?
3.Дайте один пример применения ИСПиУ.
1.2. Основные достоинства применения ИСПиУ
Обмен информацией между различными составляющими автоматизированных систем проектирования и управления имеет место и при несоблюдении основных принципов ИСПиУ, но при их применении
7
обеспечиваются наибольшая гибкость, повышение скорости и уменьшение, вплоть до исключения, ошибок и потерь при передаче информации между системами проектирования и управления. Также существенно увеличивается объем перерабатываемой информации, особенно для систем автоматизированного проектирования продукции и технологии ее изготовления.
Таким образом, основными достоинствами применения ИСПиУ являются:
1.Гибкость протекания информационных процессов в системе автоматизированного проектирования и автоматизированного или (если это возможно) автоматического управления производством, заключающаяся в простоте организации информационных каналов – при существовании единой базы данных предприятия достаточно создать лишь корректный запрос этой базе данных.
2.Повышение скорости обмена информацией – скорость процесса протекания электрического сигнала по проводам неизмеримо выше, чем скорость передвижения курьера с папкой бумаг, и более эффективно, чем осуществление телефонного разговора, поскольку системы сетевого общения позволяют передавать зрительные образы.
3.Уменьшение количества ошибок при передаче информации, вплоть до их полного отсутствия, при исключении человеческого фактора при организации информационного обмена.
4.Также следствием трех предыдущих достоинств является повышение объема перерабатываемой системой проектирования информации, обусловленное увеличением скорости ее передачи и уменьшением количества ошибок при ее передаче.
Контрольные вопросы
1.Назовите четыре достоинства применения ИСПиУ.
2.Обоснуйте одно из четырех достоинств применения ИСПиУ.
1.3. Базовые составляющие ИСПиУ и их функции
Базовыми составляющими ИСПиУ являются:
1. Система автоматизированного проектирования (САПР), основной задачей которой является автоматизированное проектирование с
8
использованием ЭВМ, которое невозможно без имитационного моделирования деталей и их сборок в цифровом представлении.
Эта составляющая включает в себя следующие основные возможности:
-параметрическое программирование, целью которого является автоматизация процесса создания детали с определенными (требуемыми) параметрами;
-трехмерное поверхностное и каркасное представление (моделирование), а также твердотельное моделирование (которое является на настоящий момент основным при геометрическом трехмерном моделировании).
2.Автоматизированная система инженерного обеспечения (АСИО), основной задачей которой являются анализ и имитация, с использованием моделей, полученных в процессе моделирования в рамках САПР, а также обеспечение анализа технологических моделей производства продукции.
Эта составляющая включает в себя следующие основные возможности:
- прочностной анализ методом конечных элементов, включая учет нелинейности характеристик материалов;
- кинематический и динамический анализ движущихся сборок любой сложности;
- тепловой и электромагнитный анализ; - анализ электронных и электрических силовых схем; - анализ литейных форм; - анализ технологических процессов;
- испытание опытных образцов; - поддержка заказных данных по новейшим технологиям.
3.Система автоматизированной подготовки чертежной и текстовой проектной документации (САПЧ), основной задачей которой является автоматизированная подготовка двухмерной чертежной и текстовой проектной документации, используя модели, разработанные в САПР.
Эта составляющая включает в себя следующие основные возможности:
- двухмерное черчение с использованием трехмерных моделей, разработанных в САПР;
9
-подготовка и коррекция существующей текстовой проектной документации, отвечающей требованиям соответствующих стандартов;
-распечатка проектной документации;
-архивирование готовой проектной документации;
-подготовка материальных ведомостей.
4.Автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП), основной задачей которой является разработка или подготовка технологического процесса изготовления конкретных деталей с учетом возможностей существующего оборудования.
Эта составляющая включает в себя следующие основные возможности:
- расчет траекторий движения инструмента для станков с ЧПУ; - постпроцессирование; - программирование роботов-манипуляторов;
- проектирование процесса движения изготавливаемой детали через ГПС (точки перекладки с транспортных лент на станки с ЧПУ робо- тами-манипуляторами).
5.Гибкая производственная система (ГПС), основной задачей которой является производство продукции различной номенклатуры.
Эта составляющая включает в себя следующие основные возможности:
- транспортирование материалов; - системы роботов-манипуляторов;
- конвейерные линии (транспортные системы цеха); - станки с ЧПУ;
- систему контроля качества производства (может быть станок с ЧПУ, оборудованный измерительным инструментом).
6.Автоматизированная система управления предприятием (АСУп), основной задачей которой являются: экономически обоснованное производство (и при необходимости – проектирование) определенное требуемым сбытом объема конкретной продукции с обеспечением необходимого для этого процесса объемом материала.
Эта составляющая включает в себя следующие основные возможности:
- систему поддержки материальных ведомостей; - контроль материальных запасов; - поддержку заказов на сбыт;
10