Содержание к диссертации
Введение
1. Основные направления автоматизации проектирования РЭА 11
1.1. Состояние уровня информационных технологий в ФГУП «НПЦ «Полюс» 11
1.2. Информационный анализ средств проектирования 17
1.2.1. Системные среды 18
1.2.2. Синтез проектных решений 20
1.2.3. Верификация проектных решений 23
1.2.4. Тестирование 27
1.2.5. Конструкторское проектирование 29
1.2.6. Схемотехническое проектирование 33
1.2.7. Компонентное (приборное) и технологическое проектирование 35
1.2.8. Специальные применения 36
1.3. Классификация САПР 38
1.3.1. Общие признаки 39
1.3.2. Программные признаки 41
1.3.3. Технические признаки 49
1.3.4. Эргономические признаки 50
Выводы 51
2. Методика построения комплексной САПР приборостроения 52
2.1. Роль автоматизированного проектирования в повышении производительности труда проектировщиков 52
2.1.1. Основные принципы создания САПР 52
2.1.2. Особенности технологии автоматизированного проектирования 57
2.2. Модель сквозной комплексной системы автоматизированного проектирования приборостроения 62
2.3- Существующие методы построения комплексных САПР 64
2.4. Выбор базовых САПР для построения комплексной САПР 67
2.4.1. Выбор электротехнической САПР 67
2.4.2. Выбор машиностроительной САПР 72
2.5. Концепция построения структурной схемы КСАПР приборостроения 73
2.5.1. Уровни автоматизации проектирования 73
2.5.2. Концепция построения сквозной КСАПР приборостроения на примере КСАПР «Полюс» 75
Выводы 85
3. Моделирование монтажно-коммутационного пространства 86
3.1. Постановка задачи на моделирование 86
3.2. Построение математической модели монтажно-коммутационного пространства 89
Выводы 101
4. Комплексная система автоматизации проектирования и производства РЭА специального назначения 102
4.1. Особенности РЭА специального назначения 102
4.2. Построение банков данных ЭРИ 103
4.3. Таблицы конденсаторов 107
4.4. Оформление принципиальной электрической схемы 110
4.5. Автоматизация выпуска текстовых документов 111
4.5.1. Перечень элементов и ведомость покупных изделий 114
4.5.2. Спецификация печатного узла 115
4.5.3. Сводная ведомость покупных изделий 119
4.5.4. Сводная спецификация 120
4.5.5. Ведомость спецификаций 121
4.5.6. Расчет содержания драгоценных металлов, надежности, составление карты режимов 122
4.5.7. Определение объема ЭРИ на печатном узле 123
4.5.8. Расчет массы печатного узла 124
4.6. Автоматизация разработки конструкторских документов 125
4.6.1. Использование P-CAD 2002 в выпуске конструкторской документации на печатные узлы 125
4.6.2. Моделирование целостности сигналов 127
4.6.3. Разработка механических узлов и блоков 128
4.6.4. Интеграция EDA-систем в CAD-системы 132
4.7. Организация конструкторского бюро по разработке документации 133
4.8. Автоматизация технологической подготовки производства 134
4.8.1. Подготовка фотошаблонов к производству 134
4.8.2. Подготовка к производству механических деталей 135
4.9. Структурная схема комплексной САПР «Полюс» 136
4.10. Организация учета, хранения и обращения электронных документов в комплексной САПР «Полюс» 139
4.10.1. Типы документооборота 139
4.10.2. Статус и обозначение электронного документа при смешанном документообороте 140
4.10.3. Методика разработки и выпуска извещений на печатный узел 142
4.10.4. Порядок внесения изменений в документы, выполненные автоматизированным способом на бумаге при наличии файла-дубликата 144
Выводы 147
Заключение 148
Список литературы 150
Глоссарий 156
Приложения 159
- Компонентное (приборное) и технологическое проектирование
- Модель сквозной комплексной системы автоматизированного проектирования приборостроения
- Использование P-CAD 2002 в выпуске конструкторской документации на печатные узлы
- Статус и обозначение электронного документа при смешанном документообороте
Введение к работе
Состояние вопроса. На предприятии, занимающемся разработкой и производством РЭА специального назначения, четко просматривается цепочка движения документации: схемотехник - конструктор - технолог -производство. Разработчик выпускает принципиальную электрическую схему, являющуюся исходной для конструктора, разрабатывающего, в свою очередь, конструкторскую документацию (КД), которую он передает технологу для производства.
В «бумажной» технологии, когда носителем подлинников всех документов служат бумажные носители, труд схемотехников, конструкторов, технологов не автоматизирован, многие операции приходится проделывать заново, проведение изменений в выпускаемые документы затруднено, встречаются несоответствия между документами. Довольно много информации приходится хранить несистематизированно на бумажных документах, причем как в каждой лаборатории, так и отдельным разработчикам. Одна и та же информации повторяется в различном изложении у нескольких инженеров одновременно.
Появление САПР печатных плат (ПП) P-CAD 4.5 и совместимого с ней технологического оборудования позволило сделать шаг в сторону автоматизации конструкторских работ и изготовления ПП: получение программ для прорисовки фотошаблона на фотоплоттере, для сверления отверстий на сверлильном станке. Но P-CAD 4.5 по сути использовался как «электронный кульман», с тем лишь отличием от традиционного, что информация для производства ПП теперь хранилась в электронном виде в соответствующем формате. Топология плат, компоновка элементов расчерчивались с помощью перьевого плоттера на кальке с последующим оформлением чертежа детали и сборочного чертежа, как правило, вручную карандашом. Таким образом, в электронном виде конструкторская документация не хранилась.
В настоящее время увеличиваются мощности персональных компьютеров, разработано профессиональное программное обеспечение, позволяющее
автоматизировать работу подразделений предприятия и хранить документацию в электронном виде в соответствующем формате.
Появляется возможность включать в работу схемотехника и конструктора этапы моделирования, анализа, синтеза и оптимизации на основе математического, программного, информационного обеспечения с использованием современных ЭВМ. Этим вопросам и посвящена данная работа.
Актуальность темы. Прикладное значение работы обусловлено потребностями в автоматизации проектирования и производства РЭА. Необходимость разработки сложных радиоэлектронных средств, требования к сокращению сроков их проектирования и повышению качества проектных работ приводят к созданию и внедрению сквозных комплексных САПР в конструкторские и технологические подразделения предприятия.
Расширение работ по созданию РЭА в «НПЦ «Полюс» (г. Томск) на фоне сокращения численности опытных инженерно-технических кадров, характерного для всей промышленности перестроечного периода, обусловило высокую актуальность вопроса создания сквозных комплексных систем автоматизированного проектирования РЭА и организации работ в данном направлении.
Целью работы является увеличение степени автоматизации труда проектировщика путем создания сквозной комплексной системы автоматизации проектирования и производства РЭА специального назначения для увеличения прибыли в хозяйственной деятельности предприятия. Для выполнения поставленной цели решаются следующие задачи:
Анализ имеющихся САПР, исходя из возможностей их применения к автоматизации проектирования и производства РЭА специального назначения;
Синтез сквозной комплексной системы автоматизированного проектирования с учетом особенностей РЭА специального назначения;
Адаптация имеющихся САПР к условиям приборостроительного предприятия, создание необходимого дополнительного программного обеспечения.
Подготовка информационного обеспечения для электронного документооборота по проектированию и производству РЭА;
Подготовка базы данных (БД) для автоматизированного выпуска конструкторской документации.
Научная новизна.
Впервые предложена концепция построения структурной схемы сквозной комплексной САПР специальной РЭА космического и морского назначения с учетом специфики проектирования и производства на основе метода динамического программирования;
Систематизированы методы проектирования конструкций космической и морской радиоаппаратуры с помощью ЭВМ и современного программного обеспечения;
Разработано программное обеспечение для автоматизированного создания текстовой конструкторской документации специальной РЭА (перечень элементов, ведомость покупных изделий, спецификация, технические требования на сборочный чертеж печатного узла) в полном соответствии с требованиями ЕСКД;
Впервые предложена методика моделирования монтажно-коммутационного пространства (МКП) указанных устройств, разработан алгоритм обхода графа жгута МКП с целью автоматизированного выпуска таблицы соединений и таблицы контактов;
Практически доказана возможность применения предложенной концепции построения комплексной САПР на предприятии приборостроительного комплекса со значительным экономическим эффектом.
Достоверность результатов теоретического исследования
подтверждается результатами практического внедрения сквозной
8 автоматизации проектирования по цепочке «схемотехник - конструктор -технолог - производство» на предприятии приборостроительного комплекса. Практическая ценность.
Определена структура и разработана база данных ЭРИ в P-CAD 2002 по месту хранения и представления графической и текстовой информации;
Синтезированная структурная схема сквозной комплексной САПР проектирования и производства РЭА специального назначения обеспечивает сквозной цикл проектирования по цепочке «схемотехник - конструктор — технолог - производство»;
Разработаны программы для формирования текстовых документов: перечня элементов, спецификации, ведомости покупных изделий, технических требований на сборочный чертеж печатного узла;
Разработаны основы электронного документооборота и проведения изменений с выпуском извещений;
Получен реальный экономический эффект от применения разработанной комплексной САПР в ФГУП НПЦ «Полюс» (г. Томск), подтвержденный актом внедрения.
Личный вклад автора в получении результатов, изложенных в диссертации, заключается в постановке задачи, анализе различных пакетов САПР, синтезе оригинальной структурной схемы сквозной комплексной САПР, разработке программного обеспечения для автоматизированного выпуска текстовой конструкторской документации, разработке методики моделирования монтажно-коммутационного пространства.
Основные положения и научные результаты, выносимые на защиту: 1. Предложенная концепция построения структурной схемы сквозной комплексной САПР специального назначения на основе метода динамического программирования позволяет синтезировать ее оптимальную структуру;
Разработанная сквозная комплексная САПР проектирования и производства РЭА специального назначения «Полюс» обеспечивает выполнение поставленной цели;
Методика моделирования монтажно-коммутационного пространства методом теории графов позволила решить задачу оптимизации МКП и автоматизации формирования конструкторской документации.
Внедрение результатов работы.
Результаты диссертационной работы внедрены: в производственный процесс проектирования и производства РЭА специального назначения в ФГУП «НПЦ «Полюс» (г. Томск); учебный процесс по специальности 200800 «Проектирование и технология РЭС» в ТУСУР на кафедре КИПР; компанией Omega ADEM Technologies Ltd. в разработку конвертора печатного узла из Р-CAD 2002 в CADXCAM систему ADEM, в разработку конвертора электротехнических САПР в систему ЛОЦМАН:РЬМ с целью применения систем инженерного документооборота на предприятиях приборостроительной отрасли.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы были представлены на XVI научно-технической конференции «Электронные и электромеханические системы и устройства», посвященной 50-летию НПЦ «Полюс» (г. Томск, 2001); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 40-летию Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники «Проблемы современной радиоэлектроники и систем управления» (г. Томск, 2002); I Международной конференции «Современные проблемы машиностроения и приборостроения» (г. Томск, 2002); Международной научно-практической конференции П-го Сибирского авиационно-космического салона (г. Красноярск, 2002); Международной научно-технической конференции «Электроэнергетика, электротехнические системы и комплексы» (г. Томск, 2003), в институте повышения квалификации
10 работников машиностроения и приборостроения (ИПК «МАШПРИБОР», г. Королев, 2004).
Результаты работы апробированы в НПЦ «Полюс» (г. Томск). Выпущен стандарт предприятия СТП 05776739.027-2002 «Система автоматизированного проектирования. Сквозное проектирование печатных плат в P-CAD 2001», Разработана документация и сданы в архив предприятия программы для формирования ТД «Перечень элементов», «Спецификация», «Ведомость покупных изделий».
По материалам диссертационной работы издана монография «Современные технологии автоматизации проектирования РЭА специального назначения», выпущено учебное пособие для студентов радиоконструкторского факультета ТУСУР «Спецкурс выпускающей кафедры (комплексная система автоматизации проектирования «Полюс»)».
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, из них одна монография, одна депонированная статья, одно учебно-методическое пособие и 8 докладов на международных и всероссийских научно-технических конференциях.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, включающей 73 наименования, глоссария, четырех приложений. Основная часть диссертации изложена на 149 страницах машинописного текста. Работа содержит 57 рисунков и 2 таблицы.
Компонентное (приборное) и технологическое проектирование
Компонентное проектирование предназначено для проектирования компонентов (приборов) и подразделяется на вертикальное проектирование, касающееся диффузионного профиля (формирования областей в направлении, перпендикулярном поверхности кристалла), и горизонтальное (формирование вида интегрального прибора в поверхностной плоскости). Компонентное проектирование называют также физическим, относя к нему процедуры экстракции параметров спроектированных межсоединений.
Моделирование технологических процессов изготовления СБИС относят к технологическому проектированию, поддерживаемому соответствующими программами ECAD.
Достаточно полный комплект программного обеспечения компонентного и технологического проектирования разработан компанией Silvaco. Комплект представлен комплексом ATLAS, в котором моделирование приборов осуществляется совместным решением урав- нений Пуассона, непрерывности, баланса энергии и теплопроводности, программным обеспечением ATHENA для моделирования технологических процессов с использованием метода конечных элементов и системой UTMOST, включающей программы CLEVER и EXACT для экстракции паразитных параметров межсоединений. Экстракция выполняется путем перехода от layout к схемным параметрам через ЗО-моделирование с использованием уравнения Лапласа. В частности, в комплексе ATLAS можно моделировать мощные и высокочастотные приборы с учетом эффекта саморазогрева.
Другим примером программ экстракции параметров соединений может служить продукт Arcadia (Synopsys), с помощью которого можно найти критический путь в разработанной топологической схеме, рассчитать паразитные параметры соединений и определить для него перекрестные помехи.
Методы и средства ECAD широко используются при проектировании радиоэлектронной аппаратуры в различных приложениях. Так, имеются специальные программы для анализа электромагнитной совместимости компонентов в конструктивах РЭА. Например, программы семейства Omega PLUS служат для определения формы сигналов в конструкциях с печатными платами, кабельными соединениями, микрополосковыми линиями и для расчета задержек с учетом паразитных емкостей и индуктивностей.
Известная программа ANSYS включает подсистему EMAG для моделирования электромагнитных полей. Метод моментов для анализа планарных структур реализован в программном продукте EMSigkt фирмы Applied Wave Research, анализ электромагнитных полей методом конечных элементов - в программе Full Wave (компания Infolytica Corp.), решение задач электростатики методом граничных элементов - в COULOMB {Integrated Engineering Software).
Существует ряд программ для проектирования вычислительных сетей, телекоммуникационных систем, систем связи, наиболее известными программами моделирования вычислительных сетей можно считать OPNET [33] и COMNETHI [34] компаний OPNET Technologies и CACI Products Company соответственно.
В OPNET имеются библиотека протоколов и приборов, моделлер, графический редактор, позволяющие осуществлять иерархическое моделирование на уровнях процессов, узлов и сетей с беспроводными, двух- и многоточечными соединениями, спутниковыми каналами, мобильными узлами. В библиотеку включены модели таких протоколов, как HTTP, TCP, IP, OSPF, BGP, EIGRP, RIP, RSVP, SNA, Token Ring, Frame Relay, FDDI, Ethernet, ATM, 802.11 Wireless LANs, а также модели маршрутизаторов, коммутаторов, рабочих станций и других узлов многих производителей. С помощью средства Device Creator пользователи могут генерировать собственные модели.
COMNET III предназначена для интерактивного моделирования работы локальных и территориальных вычислительных сетей. Исходные данные задаются на проблемно-ориентированных языках MODSIM или SIMSCRIPT с графическими расширениями. На экране ЭВМ изображается топология сети с указанием узлов, линий связи, источников данных (трафика). В результате моделирования определяются "узкие" места, задержки в передаче данных, загрузка линий, буферов, процессоров, длины очередей, пиковые нагрузки. Имеется библиотека моделей протоколов и аппаратных средств: маршрутизаторов {3COM, Cisco, DEC, HP и т.д.), алгоритмов протоколов {TCP/IP, SNA, RIP, OSPF, IGRP и др.) и ряда методов доступа (CSMA/CD, FDDI, ALOHA).
Компания ICUCOM разработала систему ACOLADE для моделирования радиотехнических устройств, включающую как RF/analog library с моделями фильтров, усилителей, смесителей, модуляторов, так и специализированные CDMA- и GSM- (Groupe Speciale Mobile) библиотеки с алгоритмами и моделями каналов, кодировщиков, модуляторов, детекторов, эквалайзеров и т.п.
За истекшее десятилетие индустрия EDA за рубежом продвинулась далеко вперед. Сейчас разработка САПР полностью силами самих предприятий малоперспективна. Рынок ECAD насыщен разнообразными прикладными средствами проектирования, и можно получить надежную САПР с достаточной функциональностью и с гораздо меньшими временными затратами, купив соответствующие программные продукты у фирм, специализирующихся на производстве средств САПР.
Приведенный обзор основных средств проектирования РЭА, показывает, что на сегодняшний день на рынке отсутствует САПР, решающая все задачи конструкторско-технологического проектирования РЭА специального назначения, адаптированная на специфику отечественных предприятий приборостроения. Поэтому для внедрения автоматизированного проектирования по разработке РЭА специального назначения требуется учесть специфические требования предприятий приборостроения, провести адаптацию доступных САПР и разработать дополнительные программы. Другими словами, возникает задача создания комплексной САПР (КСАПР) проектирования и производства РЭА специального назначения.
Модель сквозной комплексной системы автоматизированного проектирования приборостроения
Данное выражение логично вытекает из предлагаемой модели для анализа САПР и синтеза КСАПР: эффективность повышается при увеличении множеств выходных данных, алгоритмов и способов обработки данных, свойств системы проектирования, уменьшении множеств входных данных, управляющих воздействий проектировщика, влияния дестабилизирующих факторов, требований к аппаратному и программному обеспечению.
Полученным выражением эффективности удобно и достаточно, на наш взгляд, пользоваться для сравнения различных вариантов построения КСАПР.
Основные этапы жизненного цикла документации при разработке и производстве РЭА специального назначения представлены на рис. 2.4. Проектирование связано с получением модели прототипа РЭА в каком-либо формате представления данных. Оформление КД предусматривает выпуск полного комплекта документации на разрабатываемое устройство с получением всех документов на твердом носителе. Сопровождение КД в производстве - внесение изменений в документацию в результате отработки ее в производстве, настройки опытного образца и т.д. Разрабатываемая КСАПР, несомненно, должна опираться на основные этапы жизненного цикла документации. Рассмотрим основные направления создания сквозных систем проектирования РЭА в нашей стране. Авторы монографии [40] при создании методики автоматизации проектирования РЭА опирались на такие программные пакеты, как P-CAD 4.5, AutoCAD 12, 3D Studio МАХ. По предлагаемой ими методике принципиальные электрические схемы разрабатываются в PCCAPS пакета программ P-CAD 4.5, в этом же пакете проводится моделирование схемы. Далее осуществляется упаковка схемы в редактор PCCARDS, в котором формируется конструктив ПУ. Для оформления чертежей на ПУ (сборочный чертеж и чертеж детали) предлагается использовать систему AutoCAD 12, в которую данные передаются в формате dxf. Объемная компоновка блока производится в системе 3D Studio МАХ. Отметим недостатки предлагаемой методики: — не рассматривается получение текстовых документов, таких, как перечень элементов, ведомость покупных изделий, спецификация; — использование неконструкторского пакета 3D Studio МАХ для объемного моделирования блока не позволяет автоматизировано получать чертежные виды трехмерной модели блока; — не рассмотрен этап сопровождения документации в производстве и не создана информационная основа для его автоматизации; — невозможно наращивать систему автоматизированного проектирования различными модулями для повышения ее эффективности; — отсутствует методика создания и ведения электронного архива КД. Авторы создания интегрированной системы комплексной автоматизации проектирования (ИСКАЛ) APOCAD [41] базировались на интеграции как электрических САПР (Accel EDA 14, OrCAD Р), так и механической {AutoCAD 14). Применение методики декомпозиции и агрегирования позволило разработать систему сквозного проектирования от создания и моделирования принципиальной электрической схемы в OrCAD 9, получения конструктива печатной платы в Accel EDA 14 до оформления документации на ПУ в AutoCAD 14. Подобный способ оформления документации на ПУ в AutoCAD рассмотрен также в [42]. Предлагается программа-оболочка APOCAD, включающая основные модули используемых САПР: OrCAD, Accel EDA, AutoCAD. Предлагаемая ИСКАЛ APOCAD позволяет провести сквозное проектирование от моделирования схемы до оформления документации на печатный узел, но она также имеет рассмотренные недостатки. Фирма РодникСофт, являющаяся официальным дилером в России электрических САПР [43], предлагает программу «Документатор» [44], позволяющую создавать текстовые документы: перечень элементов, ведомость покупных изделий, спецификацию на ПУ. Исходной информацией для обработки служат текстовые отчеты по атрибутам Bill of Materials. После анализа возможностей предлагаемой программы выявлены следующие недостатки: — документы оформляются в Microsoft Excel, что затрудняет их последующую корректировку на этапе оформления документации и на этапе сопровождения документации в производстве; — отсутствует обработка функциональных групп элементов; — не учитываются подстроечные элементы (резисторы и конденсаторы); — автоматически формируется только раздел «Прочие изделия» в спецификации. Остальные разделы («Детали», «Стандартные изделия», «Сборочные единицы», «Материалы») необходимо заполнять вручную. Для оформления документации на печатные платы фирма РодникСофт предлагает пользоваться различными механическими САПР, такими как AutoCAD, Компас. Обменным форматом для передачи из P-CAD 2002 в механические САПР служит формат dxf.
Таким образом, существующие КСАПР сводятся к следующему построению Рисунок 2.5. Оформление документации на ПУ средствами механической САПР Из данной схемы видно, что разрабатываемые документы на ПУ не связаны между собой, управляющие воздействия конструктора возрастают как минимум в четыре раза, что значительно уменьшает эффективность автоматизации (см. формулу 2.9). При проведении изменений в конструктиве ПУ необходимо вручную проследить изменения в документации, что влечет появление ошибки и увеличивает время на оформление КД.
Использование P-CAD 2002 в выпуске конструкторской документации на печатные узлы
После разработки принципиальной электрической схемы файл схемы sch передается конструктору для упаковки списка цепей в редакторе РСВ с получением изображений корпусов используемых компонентов и связей между выводами. Затем конструктор разрабатывает конструктив ПУ, используя инструментарий редактора РСВ. Оформление графических документов осуществляется в P-CAD 2002 посредством системы слоев приведенной в приложении 1 (рис. 4.22) [67, 68].
Проведение каких-либо изменений в конструктиве после оформления КД приводит к изменению как на сборочном чертеже ПУ, так и на чертеже детали ПП, что значительно уменьшает управляющие воздействия конструктора. Таким образом, исходя из формулы (2.9), эффективность использования такого метода максимальна.
Посредством механизма ЕСО в P-CAD 2002 проводятся изменения с принципиальной электрической схемы в редакторе SCH на конструктив печатного узла в редакторе РСВ или обратно. Все изменения в проекте записываются в текстовый файл есо (приложение 2). Сформированный файл есо загружается в проект, в котором необходимо отразить данные изменения.
Данной методикой проведения изменений удобно пользоваться на этапе проектирования ПУ при постоянных изменениях принципиальной электрической схемы, учитывая фактическую разобщенность разработчика и конструктора. В состав P-CAD 2002 входят несколько трассировщиков: P-CAD Shape Route, Quick Route, PRO Route, PRO Route 2/4, дополнительно подключается Specctra. При анализе имеющихся трассировщиков печатных плат отмечены невозможность трассировки в автоматическом режиме с изменением размещения компонентов и невозможность сдвига переходных отверстий в режиме «проталкивания проводников», что является существенными недостатком. При сопровождении КД в производстве по результатам настройки блоков, предварительных испытаний и т.д. возникает необходимость корректировки КД. В случае, если ПП разработана в P-CAD 4.5, необходимо ее транслировать в P-CAD 2002 для дальнейшей корректировки и выпуска извещения. Для трансляции из одной системы в другую используется формат PDIF. Вследствие несоответствия способов описания компонентов в форматах pcb 4.5 и pcb 2002 после трансляции в P-CAD 2002 конструктив печатной платы претерпевает изменения. Для устранения этого несоответствия необходима замена всех компонентов конструктива на библиотечные элементы P-CAD 2002. После разработки ПУ средствами P-CAD 2002 имеется возможность проверить его на соответствие принципиальной схеме. Ранее для этого вычерчивалась на плоттере так называемая контрольная калька, где одним цветом показывались проводники верхнего слоя, а другим - проводники нижнего слоя ПУ. Затем конструктор ручным способом должен был отследить по схеме правильность трассированных цепей, т.е. соответствие трассировки 1111 принципиальной электрической схеме. На этом этапе, как правило, выявлялись ошибки. Данная проверка занимала колоссальное количество времени в зависимости от габаритов и сложности ПУ. В P-CAD 2002 проверка осуществляется сравнением списка цепей ПУ и принципиальной схемы, и в отчете предоставляется информация о несоответствии (рис. 4.23). Анализируя данный отчет, конструктор выявляет все ошибки в конструкции и устраняет их, затем заново проводит проверку. 4.6.2. Моделирование целостности сигналов P-CAD 2002 позволяет проводить моделирование целостности сигналов на ПУ (рис. 4.24). Целостность сигналов - это свойство сигналов сохранять свою форму на участках цепи. В случае трассированной цепи неоптимальным способом (рис. 4.24 а) импульс ступенчатой формы, поданный на вывод эле 128 мента DV1, на выводе элемента DV2 изменил свою форму, на фронтах импульса появились шумы. Если цепь трассирована оптимально (рис. 4.24 б) импульс не меняет своей формы. Моделирование предполагает создание IBIS-моделей используемых компонентов. Данная возможность позволяет на этапе конструирования ПУ оптимизировать по критерию целостности сигналов трассировку печатных проводников. Приборостроение специфично тем, что разрабатываются как электронные, так и механические узлы. Разработка конструкции начинается с анализа технического задания на конструирование, принципиальной электрической схемы, в которой обозначены используемые ЭРИ - элементы будущей конструкции и связи между ними. Далее конструктор проводит синтез конструкции РЭА. На этом этапе решаются общие вопросы компоновки блока: определяется корпус блока, функциональные узлы, их габариты, способы крепления в блоке. Разработанная обобщенная модель конструкции РЭА подвергается тщательным исследованиям на соответствие параметров конструкций заданным техническим требованиям [69]. Таким образом, решается задача анализа и оптимизации параметров конструкции. Начинается этап проектирования в жизненном цикле документации РЭА. Необходимо отметить, что компоновка плохо поддается формализации и с математической точки зрения относится к так называемым плохо формализуемым задачам. Решающие факторы в решении поставленной задачи синтеза образа РЭА является классификация конструктора и используемое ПО в составе сквозной КСАПР. Для проектирования образа конструкции предлагается воспользоваться параметрическими системами твердотельного моделирования, в частности в составе сквозной КСАПР «Полюс» используется система SolidWorks 2004. Что дает трехмерная компоновка блока? — наглядность; — автоматическое формирование чертежных видов; — мгновенное изменение на чертеже при изменении в модели; — формирование математической модели для дальнейшего моделирования; — получение исходных данных для передачи ЗО-детали в САМ-систему. SolidWorks позволяет формировать ассоциативно связанные чертежные виды и разрезы на смоделированные сборки и детали. Для оформления чертежа конструктору остается только проставить размеры, написать технические требования, заполнить основную надпись (рис. 4.26). При проведении каких-либо изменений в модели все сгенерированные чертежные виды автоматически обновляются, что обеспечивает отсутствие ошибок в чертежах.
Статус и обозначение электронного документа при смешанном документообороте
Изменение документов, при наличии файла-дубликата имеет некоторые особенности. Это связано с тем, что необходимо изменять подлинник на бумажном носителе и файл и при этом обеспечить их идентичность. Оформление извещения традиционным способом связано с большими трудозатратами. Как правило, конструктору значительно проще и быстрее откорректировать файл, распечатать новый подлинник и произвести замену подлинника, что значительно сокращает трудоемкость не только его собственных работ, но и работ бюро чертежного хозяйства. Еще больший эффект дает оформление предварительных извещений, так как в этом случае не нужно проводить изменение подлинника. Кроме того, современные CAD-системы {AutoCAD, P-CAD 2002) позволяют оформлять и хранить извещения непосредственно в файле документа. Сформулируем некоторые рекомендации, которые позволяют систематизировать работу по оформлению извещений.
Изменения в подлинники на бумаге преимущественно вносятся заменой подлинника с оформлением нового файл а-дубликата (далее - файла). При этом если задел дорабатывается по эскизу, а по измененному чертежу будет изготавливаться следующая партия, то в извещении должно быть указание:
В копии документа АБВГ.ХХХХХХ.ХХХ изм.ХХ выше основной надписи внести: «Оставить в действии на партию № ХХХХХХХ.» На каждый документ оформляется отдельное извещение. На спецификацию и сборочный чертеж допускается оформлять одно извещение. На взаимосвязанные изменения нескольких чертежей, в том числе на извещения разработчиков, оформляются дробные извещения (на каждый документ своя дробь). Оформляется и хранится извещение в новом файле заменяемого чертежа (дробные извещения - каждая дробь в соответствующем файле). Новому файлу присваивается имя по примеру: Извещение на спецификацию (ведомость спецификаций) оформляется и хранится в файле сборочного чертежа, одновременно изменяется файл самой спецификации (с расширением doc). Имя файла, в котором находится извещение, для справок указывается на нижнем поле рамки первого листа извещения. В извещении на спецификацию там же указывается и имя соответствующего файла спецификации. Файлы сдаются в архив. Если заменяется только спецификация или ведомость спецификаций без изменения сборочного чертежа, то к имени файла сборочного чертежа, в котором оформлено извещение, прибавляются два дополнительных символа, начиная с 01. Файл с дополнительными символами в имени служит основой для последующих замен файлов, также указывается на нижнем поле рамки первого листа извещения, но хранится в архиве подразделения и в архив не сдается. Если заменяются некоторые листы документа и не заменяется первый лист, то в извещении должно быть указание об изменении на первом листе имени файла документа и информационно-поисковой характеристики: Допускается простые изменения (проставить литеру, вписать текст, зачеркнуть фрагмент и т.п.) по согласованию с архивом проводить обычным порядком (без замены подлинника), но с обязательным изменением файла. Для ускорения оформления извещений и доведения изменений до производства, сокращения трудозатрат и расхода бумаги рекомендуется оформлять ПИ. На каждый документ оформляется отдельное ПИ. На спецификацию и сборочный чертеж допускается оформлять одно ПИ. На взаимосвязанные изменения нескольких чертежей, в том числе на ПИ разработчиков, оформляются дробные ПИ (на каждый документ своя дробь). На постоянные извещения разработчиков допускается выпускать на рабочие чертежи дробное ПИ со своим номером. При этом для обеспечения возможности контроля комплектности и полноты проведения изменения на левом поле рамки извещения разработчиков указывается номер соответствующего ПИ, а на левом поле рамки ПИ - соответствующий номер извещения разработчиков. Такие извещения подаются на нормоконтроль и сдаются в архив совместно. Оформляется и хранится ПИ в файле изменяемого чертежа (дробные ПИ - каждая дробь в соответствующем файле). При этом к имени файла через дефис добавляются дополнительные символы: -01 при оформлении первого ПИ, -02 при оформлении второго ПИ, и т.д. Файл с дополнительными символами в имени должен иметь три области: — «ИМЕЕТСЯ» - область, в которой размещены все листы чертежа, соответствующие основному файлу, находящемуся в архиве; — «ДОЛЖНО БЫТЬ» - область, в которой размещены все листы чертежа в той же последовательности, что и в первой области, но с внесенными в них необходимыми изменениями; — область ПИ - находящаяся выше двух первых, в которой размещены листы всех ПИ в порядке возрастания номеров листов и номеров ПИ слева направо и снизу вверх. Таким образом, файл с дополнительными символами в имени имеет накопительный характер, а старший файл содержит все ПИ, выпущенные на данный подлинник, и в области «ДОЛЖНО БЫТЬ» - подготовленный к замене новый подлинник. Примечание. Посредством выпуска ПИ наиболее выгодно редактировать КД на печатные платы, так как в сборочном цехе изготавливается вся партия приборов, как правило, только по указанию о доработке задела, содержащемуся в ПИ, а новый подлинник потребуется только к следующей партии, когда будет изменен фотооригинал и изготовлена печатная плата с новой топологией, в то время, как в процессе выпуска, например, первой партии чертежи плат редактируются, как правило, многократно. Срок действия ПИ, оформленных таким образом, - до конца партии или до выпуска уведомления о запуске следующей партии, если она запускается до окончания текущей. Погашение всех ПИ проводится извещением, содержащим указание о замене подлинника.
