Глава 3. МЕТОДОЛОГИИ САПР

CASE-методология

При создании и приобретении САПР и их составных частей необходимо руководствоваться принципами: системного единства, совместимости, типизации, развития [1, 7].

Принцип системного единства обеспечивает целостность системы и иерархичность проектирования отдельных частей и объекта в целом.

Принцип совместимости обеспечивает совместное функционирование составных частей САПР и сохраняет открытой систему в целом.

Принцип типизации предусматривает разработку и использование типовых и унифицированных элементов САПР. Типизируют элементы, имеющие перспективу многократного использования.

Принцип развития дает возможность пополнения, совершенствования и обновления составных частей САПР. Современные САПР, в том числе и САПР ТП, базируются на новых информационных технологиях. Вследствие этого для них характерен ряд признаков.

Объектно-ориентированное взаимодействие человека и ЭВМ.Пользовательработает в режиме манипулирования изображениями заготовок, деталей, сборочных единиц, со схемами, текстом и т.д. в реальном масштабе времени. В основу манипулирования заложено программирование соответствующих процедур, выполняемых ЭВМ. Человек видит информационные объекты, получаемые посредством средств вывода информации, и воздействует на них за счет средств ввода информации.

Сквозная информационная поддержка на всех этапах обработки информации на основе интегрированной базы данных. База данных предусматривает единую унифицированную форму представления, хранения, поиска, отображения, восстановления и защиты информации.

Безбумажный процесс обработки информации. Все промежуточные варианты и необходимые численные данные записываются на машинных носителях и доводятся до пользователя через экран монитора. На бумаге фиксируется только окончательный вариант документа: технологическая карта, карта эскизов.

Интерактивный режим решения задач, выполняемый в режиме диалога пользователя и ЭВМ. Новые информационные технологии требуют высокого интеллектуального уровня, профессиональной и психологической подготовки пользователя. Пользователь должен досконально знать принципы и все нюансы работы САПР, ее возможности, уметь свободно пользоваться средствами общения с компьютером, квалифицированно ставить задачи и осмысливать результаты их решения.

Несмотря на достаточно широкие возможности существующих универсальных систем автоматизации инженерной деятельности, все они недостаточно эффективны для выполнения комплексной автоматизации подготовки производства конкретного изделия на конкретном заводе. Для каждой САПР обязательно существует круг задач, выпадающих из списка решаемых в той или иной универсальной системе.

В связи с этим, очевидным является требование адаптации к условиям эксплуатации, т.е. в системе должны быть средства для ее модернизации непрограммирующим пользователем.

Средством для сокращения трудоемкости разработки программных средств является использование инструментальной среды и ее мобильность.

Средством для сокращения трудоемкости адаптации систем к условиям эксплуатации на конкретном предприятии являются системы управления базами данных и знаний, ориентированные на конечного пользователя. Это означает, что система должна быть оснащена языками описания и манипулирования данных, доступными непрограммирующему пользователю.

Средством уменьшения трудоемкости является модульность, открытость и модернизируемость программных средств САПР. Это обеспечивает простоту замены и дополнения процедур, данных и знаний.

CALS-методология

Суть CALS-методологии состоит в непрерывной информационной поддержке разработчиков на всех этапах жизненного цикла изделия (ЖЦИ). Переход к CALS-технологиям предполагает применение интегрированных решений по следующим направлениям [1, 7]:

- сквозная компьютеризация всего спектра инженерных задач в проектировании и подготовке производства с выбором базовых CAD/CAM/CAE-систем и поддержкой необходимых форматов данных для обмена конструкторской и технологической информацией;

- организация единой базы данных проекта для поддержки всех этапов ЖЦИ, компьютеризация управления проектированием и подготовкой производства на основе применения PDM-систем (Product Data Management);

- учет фактора кооперации предприятий при работе над проектом. Применение специальных средств, поддерживающих оперативный обмен конструкторско-технологической информацией между заказчиком и исполнителем, процессы коллективного принятия решений.

Важным элементом CALS-технологий являются PDM-системы, в частности, T-FLEX DOCs. В качестве базовой схемы организации данных в этой системе взят формат ISO 10303 STEP, а в качестве системы хране­ния данных взята СУБД Oracle.

Стандарт STEP известен во всем мире и применяется в основном для передачи геометрической информации между системами моделирования. Известно, что в рамках этого стандарта существуют протоколы для другой информации, но они, как правило, не задействованы при передаче данных. Например, есть протокол о структуре изделия, однако этот протокол в подавляющем большинстве систем моделирования не реализован.

Все системы управления проектами должны обеспечивать защиту информации от несанкционированного копирования и изменения. Для этого во всех системах существуют хорошо развитые специализированные средства разграничения прав доступа для пользователей и несколько уровней защиты информации. Кроме того, необходимо обеспечить вы­сокую степень интеграции системы документооборота и системы моделирования, например T-FLEX CAD и T-FLEX DOCs. Эти задачи не могут быть решены в рамках жестких стандартов.

В общем виде создание конкурентоспособного оборудования может быть представлено в виде функциональной модели бизнес-процесса.

На первом этапе в результате маркетинговых исследований определяются будущие потребительские свойства, требуемый объем выпуска и возможная цена реализации изделий. Затем устанавливают технические характеристики изделий, достижение которых возможно при рассмотрении многовариантных конструкторских решений (второй этап), а также в процессе технологической подготовки производства (ТПП ‒ третий этап) и изготовления (четвертый этап). Из множества допустимых конструкторско-технологических решений выбирают те, которые обеспечивают наименьшие издержки производства или наименьшие суммарные затраты в случае покупки комплектующих изделий.

Одновременно формируется оптимальная структура производства по критериям привлечения необходимого и достаточного (по квалификации и численности) персонала, построения эффективной системы управления, планирования загрузки оборудования. Далее в итерационном режиме проверяется возможность достижения требуемых технических характеристик и объема выпуска (пятый этап). Поставленная задача решается посредством информационной системы, основанной на многоуровневой модели анализа и расчета показателей конкурентоспособности изделий.

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ