Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ современного состояния автоматизированного проектирования и подготовки производства РЭС 11
1.1 CALS - концепция создания ИАСУ 12
1.2 Анализ возможности автоматизации жизненного цикла ЭИА 18
1.2.1 Анализ современных систем автоматизированного проектирования и подготовки производства механических деталей и узлов РЭС 19
1.2.2 Анализ российского рынка CAD/CAM/CAE/PDM систем 40
1.2.3 Анализ современных САПР РЭС 43
1.3 Деловые коммуникации ЭИА в едином ИПК 49
1.3.1 Структурный подход 50
1.3.2 Объектный подход 55
1.3.3 Определения, свойства и характеристики 59
1.4 Анализ архитектуры корпоративных систем 60
1.4.1 Уровни представления информации 63
1.5 Постановка цели и задач диссертационной работы 67
2 Теоретические основы разработки концепции создания иерархической интегрированной системы автоматизированного проектирования и подготовки производства РЭС 69
2.1 Моделирование ИС на основе графовых моделей 69
2.1.1 Построение моделей 69
2.1.2 Виды используемых оценок моделируемой системы 71
2.1.3 Уровень управления (административная иерархия) 72
2.1.4 Информационный уровень 81
2.1.5 Физический уровень (среда передачи данных) 87
2.1.6 Оценка качества трехуровневой структуры проектируемой ИС 94
2.2 Оптимизация моделей 96
2.2.1 Одноуровневая оптимизация 97
2.2.1 Многоуровневая оптимизация 106
2.3 Примерная методика построения корпоративной ИС 109
2.4 Выводы 109
3 Методологические основы проектирования иерархической интегрированной системы автоматизированного проектирования и подготовки производства РЭС 111
3.1 Построение иерархической ИСАПР предприятия в едином информационном пространстве корпорации 112
3.1.1 Обзор современных САПР на базе CALS-технологий 112
3.1.2 Создание иерархической ИСАПР предприятия в едином информационном пространстве корпорации 116
3.2 Концепция создания ИСАПР РЭС предприятия 119
3.2.1 Основные принципы создания ИСАПР РЭА предприятия 120
3.2.2 Структурная схема ИСАПР РЭА предприятия 123
3.2.3 Реализация концепции информационного взаимодействия 123
3.3 Интеграция ИСАПР и ПП РЭС 124
3.4 Выводы 128
4 Разработка алгоритмов интеграции и оптимизации интегрированной системы автоматизированного проектирования и подготовки производства РЭС 130
4.1 Оптимизация построения иерархической ИСАПР и ПП РЭС 130
4.1.1 Описание информационных потоков иерархической ИСАПР и 1111 предприятия при проектировании механических узлов изделий авионики.ЛЗО
4.1.2 Описание информационных потоков иерархической ИСАПР и ПП предприятия при проектировании блоков электроники РЭС изделий авионики 132
4.1.3 Административные информационные потоки иерархической ИСАПР и ПП предприятия при проектировании блоков электроники РЭС изделий авионики 133
4.2 Разработка алгоритмов и моделей интеграции ИСАПР с 1111 РЭС 134
4.2.1 Разработка алгоритма программы преобразования электронной версии чертежа из CAD в САМ систему 134
4.2.2 Разработка алгоритма программы передачи данных из T-Flex CAD 2D/3D в Р CAD 140
4.3 Выводы 143
5 Заключение 145
Библиографический список 147
Приложения 153
- CALS - концепция создания ИАСУ
- Моделирование ИС на основе графовых моделей
- Построение иерархической ИСАПР предприятия в едином информационном пространстве корпорации
- Оптимизация построения иерархической ИСАПР и ПП РЭС
Введение к работе
В течение многих десятков лет общепринятой формой представления результатов интеллектуальной деятельности людей и инструментом их информационного взаимодействия являлась бумажная документация. Ее созданием были заняты миллионы инженеров, техников, служащих на промышленных предприятиях, в государственных учреждениях, коммерческих структурах. С появлением компьютеров начали создаваться и широко внедрялись разнообразные средства и системы автоматизации выпуска бумажной документации (САПР, АСУП, офисные системы [2]).
Уже к концу XX века стало ясно, что все указанные средства, несмотря на некоторое повышение производительности труда, не оправдали возлагавшихся на них надежд. Дело в том, что многочисленные АСУП, САПР и т.д., ориентированные на автоматизацию изготовления традиционных бумажных документов, не решают проблем информационного обмена между различными участниками жизненного цикла (ЖЦ) изделия (заказчиков, разработчиков, производителей, пользователей и т.д.).
Основные причины :
разные системы «говорят на разных языках» и плохо взаимодействуют друг с другом;
бумажная документация и способы представления информации на ней ограничивают возможности использования современных информационных технологий (ИТ);
ряд современных моделей конструкции (3D и пр.) вообще не может быть адекватно представлен на бумаге.
С другой стороны, по мере усложнения изделий, в частности, вооружения и военной техники (ВиВТ), происходит резкий рост объемов технической документации. Сегодня эти объемы измеряются тысячами и десятками тысяч листов, а по некоторым изделиям (например, кораблям) - тоннами. При использовании бумажной документации возникают значительные трудности в
поиске необходимых сведений, во внесении изменений в конструкцию и технологию изготовления изделий. Возникает множество ошибок, на устранение которых затрачивается много времени. В результате резко снижается эффективность всех видов деятельности, связанной с разработкой, производством, эксплуатацией, обслуживанием и ремонтом сложных наукоемких изделий. Возникают также трудности во взаимодействии заказчиков (в первую очередь, государственных учреждений, представителей армии) и производителей как в процессах подготовки, так и при реализации контрактов на поставки ВиВТ.
Уже в последнее десятилетие XX века стало ясно, что устоять в конкурентной борьбе за рынки смогут только те предприятия, которые будут применять в своей деятельности современные ИТ. Однако, несмотря на огромный экономический эффект внедрения ИТ, первые попытки внедрения качественно новых средств в традиционную технологическую среду (АСУП, CAD, САМ, САЕ [4] и др.) полностью отторгались, либо адаптировались к этой среде таким образом, что эффект от их использования был невелик.
Причины сложившейся ситуации известны:
использование различных вычислительных платформ;
применение различных языков программирования;
несовместимость входных и выходных данных.
Вместе с тем опыт, накапливавшийся в процессе создания и разработки автономных систем, оказался полезным: он позволил осознать необходимость интеграции систем, реализующих различные ИТ, в единый комплекс, базирующийся на создании в рамках предприятия или группы предприятий (корпорации) интегрированной информационной среды (ИИС), поддерживающий все этапы ЖЦ выпускаемой продукции, который в отечественной технической литературе получил название ИАСУ (интегрированная автоматизированная система управления) [2].
Создание иерархической ИСАПР и ПП ЭИА в едином ИПК - сложная проблема, связанная с решением многих задач.
Реализация поставленной проблемы осложнена огромным числом, разнообразием и противоречивостью требований и деталей, нечёткостью их формулировки сотрудниками группы предприятий (корпорации), периодическим их изменением.
В настоящее время отсутствует алгоритм построения интегрированной системы автоматизированного проектирования и подготовки производства электронных -изделий авионики, позволяющей одновременно учитывать административные, информационные и технологические особенности функционирования сложных многопрофильных объектов.
Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является создание
иерархической интегрированной системы автоматизированного
проектирования и подготовки производства ЭИА в едином ИПК.
Для достижения цели в диссертации решаются следующие задачи:
разработка математической модели и оптимизация структуры ИСАПР;
обеспечение в ходб оптимизации возможностей учета, контроля и реализации всех существенных требований потенциальных пользователей, деталей информационной и управленческой деятельности корпорации;
разработка механизма, интегрирующего собранные требования в единое целое и преобразующего их в действующие конструкции корпоративной системы;
автоматизация работы технолога при подготовке к производству спроектированных механических деталей ЭИА на стыке «конструктор — технолог - производство», а также автоматизация процесса подготовки управляющих программ для механообрабатывающих станков с ЧПУ;
разработка механизма интегрирования САПР и ПП механических деталей и узлов с САПР и ПП блоков электроники и систем управления ЭИА.
Методы исследования. В работе использованы математические методы теории множеств, общей теории систем, теории графов и теории массового обслуживания.
Научная новизна. На защиту выносятся:
1. Концепция создания интегрированной системы
автоматизированного проектирования и подготовки производства изделий
авионики в едином информационном пространстве корпорации.2. Алгоритм интеграции CAD конструкции ЭИА и CAD
схемотехнического проектирования.3. Алгоритм интеграции и преобразования результатов работы
подсистемы CAD (конструкции ЭИА) с подсистемой САМ (подготовки
производства) и их автоматизация.Алгоритм оптимизации одноуровневой проектируемой иерархической ИСАПР РЭС.
Результаты внедрения диссертационной работы.
Практическая значимость. Предлагаемые алгоритмы позволяют интегрировать системы проектирования механических деталей и узлов с САПР ЭИА, а также автоматизировать процесс подготовки управляющих программ для механообрабатывающих станков с ЧПУ.
Внедрение результатов. Теоретические и практические результаты диссертационной работы внедрены:
в ОАО АНПП «ТЕМП - АВИА» при создании ИСАПР «ТЕМП» предприятия в едином информационном пространстве корпорации «АВИАПРИБОР»;
в АО «Топ Системы» при выпуске очередной версии T-FIex CAD.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались: на Всероссийской научно-технической конференции «Информационные системы и технологии» - (ИСТ-2001); на II Международной научно-методической конференции преподавателей вузов, ученых и специалистов «Высшие технологии в педагогическом процессе» (30-31 января 2001г.); на LVI Научной сессии, посвященной Дню радио (Российское научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова - 2001); на III Международной конференции «Компьютерные технологии сопровождения и поддержки наукоёмкой продукции на всех этапах жизненного цикла - 2001»; на Нижегородской научно-практической конференции «Будущее технической науки Нижегородского региона - 2002»; на заседании Верхнее - Волжского отделения Академии Технологических Наук Российской Федерации — 2002г.; на Всероссийской научно-технической конференции «Информационные системы и технологии» - (ИСТ-2002); на заседании рабочей группы Министерства промышленности, науки и технологий РФ «Внедрение информационных технологий на предприятиях и организациях Нижегородской области», март 2003; на Всероссийской научно-методической конференции преподавателей вузов, ученых и специалистов «Информационные технологии в учебном процессе» (апрель 2003г.).
Публикации: По материалам диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 14 научных статей, кроме того, материалы работ представлены в 7 отчетах по НИР.
Структура и объём; Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 65 источников. Общий объем работы 155 страниц текста, основной текст изложен на 114 страницах машинописного текста, содержит 37 рисунков, 2 таблицы на 2 страницах и приложений на 2 страницах.
CALS - концепция создания ИАСУ
Интегрированная информационная среда (ИИС) составляет основу, ядро CALS. ИИС представляет собой распределенное хранилище данных, существующее в сетевой компьютерной системе, охватывающей (в идеале) все службы и подразделения предприятия, связанные с процессами ЖЦ изделий. В ИИС действует единая система правил представления, хранения и обмена информацией. В соответствии с этими правилами в ИИС протекают информационные процессы, сопровождающие и поддерживающие ЖЦ изделия на всех его этапах. Здесь реализуется главный принцип CALS: информация, однажды возникшая на каком-либо этапе ЖЦ, сохраняется в ИИС и становится доступной всем участникам этого и других этапов (в соответствии с имеющимися у них правами пользования этой информацией). Это позволяет избежать дублирования, перекодировки и несанкционированных изменений данных, избежать связанных с этими процедурами ошибок и сократить затраты труда, времени и финансовых ресурсов.
Основное содержание CALS, принципиально отличающее эту концепцию от других, составляют базовые принципы и технологии, которые реализуются (полностью или частично) в течение ЖЦ любого изделия независимо от его назначения и физического воплощения. Базовыми принципами CALS являются: - безбумажный обмен данными с использованием электронной цифровой подписи; - анализ и реинжиниринг бизнес-процессов; - параллельный инжиниринг; - системная организация постпроизводственных процессов ЖЦ изделия -интегрированная логистическая поддержка (ИЛП); К базовым технологиям можно отнести: - управление проектами; - управление конфигурацией изделия; - управление интегрированной информационной средой; - управление качеством; - управление потоками работ; - управление изменениями производственных и организационных структур. Нормативную базу разработок составляют международные и национальные стандарты, регламентирующие различные аспекты CALS-технологий.
В ИИС информация создается, преобразуется, хранится и передается от одного участника ЖЦ к другому при помощи прикладных программных средств по ЛВС, к которым относятся системы CAD/CAM/CAE, PDM, MRP/ERP [4] и другие. Актуальность.
На современном уровне развития промышленной кооперации отсутствие единого комплекса стандартов "электронного описания" различных этапов жизненного цикла продукции, обеспечивающих информационное взаимодействие электронных технологий (в рамках одного предприятия или «виртуального» объединения предприятий), приводит к значительным дополнительным издержкам в процессах проектирования, подготовки производства, изготовления и эксплуатации продукции. Эти издержки западными аналитиками оцениваются, например, в масштабах промышленности США в десятки миллиардов долларов в год [1].
Ситуация на мировом рынке наукоемкой продукции развивается в сторону полного перехода на безбумажную электронную технологию проектирования, изготовления и сбыта наукоемкой продукции. По прогнозам зарубежных специалистов после 2005 г. невозможно будет продать на внешнем рынке машинотехническую продукцию без соответствующей международным стандартам безбумажной электронной документации [2]. Таким образом, применение CALS-технологий является чрезвычайно актуальной задачей для повышения конкурентоспособности отечественных товаропроизводителей.
Для того чтобы понять, насколько актуальна проблема применения CALS-технологий уже сегодня, можно привести данные из сферы экспорта военной техники.
По данным ПС «Рособоронэкспорт» в 2000-2001 годах целый ряд стратегических заказчиков вооружений и военной техники (например, Индия, Китай, Южная Корея) выдвигают требования применения CALS-технологий (конструкторско-технологическая и эксплуатационная документация в электронном виде, обеспечение управления качеством продукции) условием заключения крупных контрактов на поставку военных кораблей, изделий авиационной, ракетной и другой сложной военной техники [2].
Таким образом, если российским предприятиям в ближайшее время не удастся решить проблемы эффективного применения CALS как средства повышения качества и конкурентоспособности наукоемкой продукции, то в ближайшие годы произойдет значительное сокращение ее экспорта. Это будет иметь катастрофические последствия для экономической и оборонной безопасности страны. Экономические аспекты применения CALS.
На эффективность деятельности предприятий, применяющих CALS, непосредственно влияют следующие факторы: сокращение затрат и трудоемкости процессов технической подготовки и освоения производства новых изделий; сокращение календарных сроков вывода новых конкурентоспособных изделий на рынок; сокращение доли брака и затрат, связанных с внесением изменений в конструкцию; увеличение объемов продаж изделий, снабженных электронной технической документацией (в частности, эксплуатационной) в соответствии с требованиями международных стандартов; сокращение затрат на эксплуатацию, обслуживание и ремонты изделий («затрат на владение»). Ниже приведены некоторые количественные оценки эффективности внедрения CALS в промышленности США [1]: - прямое сокращение затрат на проектирование - от 10% до 30%; - сокращение времени разработки изделий от 40 до 60%; - сокращение времени вывода новых изделий на рынок от 25% до 75%; - сокращение доли брака и объема конструктивных изменений от 23% до 73%; - сокращение затрат на подготовку технической документации до 40%; - сокращение затрат на разработку эксплуатационной документации до 30%.
Моделирование ИС на основе графовых моделей
Набор моделей Mk(S} , kefl, К], К 1, где / - число вершин графа, используемый для отображения архитектуры (структуры) проектируемой корпоративной системы S, должен отвечать следующим требованиям: отражать все уровни представления системы JJк; учитывать взаимное влияние уровней представления JJк ; обеспечивать совместимость с другими моделями Mi(S} і&\К+1,Г\, направленными на решение более узких задач проектирования; оценивать качество каждого варианта решения; оперативно отражать процесс изменения моделируемой структуры системы в ходе проектирования. Отражение взаимного влияния уровней представления возможно лишь в том случае, если каждая модель содержит нечто общее для всех уровней, что определяет их как единую систему.
В данном случае для корпоративной системы выбираем для рассмотрения три уровня представления - управления JJX, информационный JJ2 и физический (J . Общим для всех моделей является структура системы.
Независимо от уровня представления система состоит из одних и тех же элементов {s}, несмотря на то, что разные специалисты, используя свой уровень представления, воспринимают и называют их по-разному.
Кардинальное различие уровней представления ИС заключается в несовпадении связей между элементами, так как они имеют различную природу и подчиняются специфическим законам. В результате при смене уровня представления меняется система связей, их характеристики и маршруты движения данных между компонентами системы.
С учетом сказанного, для совместного рассмотрения уровней представления ИС наиболее подходит набор графовых [35, 36] моделей Gi(E,Pl), G2(E,P2), Gs(E,P3), создаваемых по принципу: один уровень - один граф, в которых множеству компонентов системы соответствует множество вершин (узлов) графа Е, общее для всех уровней, а множествам связей (в широком смысле) -множества ребер PI, Р2 и РЗ.
Графовые модели позволяют работать отдельно на любом уровне представления с необходимой степенью детализации, в то время как общность компонентов (структуры) системы обеспечивает комплементарность моделей -постоянную взаимосвязь уровней (рис. 2.1). Уровень детализации определяется удобством работы проектировщиков и зависит, как правило, от степени автоматизации.
Таким образом, может быть выделено глобальное представление системы, описывающее общие информационные процессы, связанные с достижением главных целей автоматизируемого объекта и выполняемые на уровне основных структурных подразделений. Кроме этого, в ходе проектирования разработчики могут использовать множество локальных представлений, предназначенных для анализа процессов, происходящих внутри подразделений системы и решающих их частные задачи, являющиеся подзадачами главных процессов (рис. 2.2).
В начальный момент графы Gl - G3 отражают исходное состояние системы. В ходе проектирования они представляют создаваемую автоматизированную систему, отражая разрабатываемые варианты и приобретая окончательную форму к завершению этого процесса. Структура корпоративной системы на каждом из трех рассматриваемых уровней представления может быть оценена в трех аспектах: 1. "Пустая структура" - общая оценка конфигурации системы без учета конкретных информационных и управленческих процессов, происходящих в автоматизируемой корпорации. В частности, этим определяется универсальность проектируемой структуры, ее готовность к изменениям выполняемых функций и решаемых задач. 2. Эффективность выполнения конкретного процесса, то есть, прежде всего, способность проектируемой системы в данной конфигурации справляться с некоторой информационной задачей (одной из многих). 3. Общая оценка эффективности работы по совокупности автоматизируемых процессов; определяет качество проектируемой структуры с точки зрения выполнения всего комплекса поставленных на данный момент задач. Модели должны включать в себя параметры, оценивающие проектируемую структуру во всех трех аспектах, так как общее качество системы зависит от каждого из них. Уровень управления /, представляет административную иерархию автоматизированной корпорации, то есть схему подчиненности и взаимодействия ее элементов. Неориентированный граф G](E,P1), в котором множество вершин соответствует множеству элементов административной иерархии, а ребра указывают на служебные связи между элементами, может иметь вид дерева, что соответствует функциональной структуре управления [37, 38], имеющей строго централизованную форму. Старшие подразделения созданы в соответствии с важнейшими направлениями деятельности, в их подчинении -иерархическая система более мелких отделов. Вся работа (в том числе информационная) четко распределена и регламентирована. Функциональная организационная структура обладает немалыми преимуществами. Глубокая специализация позволяет достичь общего высокого профессионального уровня. Такая структура исключает дублирование функций, отличается четкими и надежными связями, и поэтому является наиболее рациональной и экономичной с точки зрения затрат на содержание управления.
Но за это приходится расплачиваться потерей гибкости, бесконфликтности и обюрокрачиванием. Кроме этого, в какой-то момент децентрализация неминуема, так как существуют границы, за которыми верхние элементы системы управления не в состоянии справиться с нарастающими объемами функций и данных по разным направлениям работы.
В силу этого, функциональная структура в чистом виде нигде не существует. Поэтому реально действующие системы в большей или меньшей степени являются модификациями функциональной структуры. В таких организациях на обычную совокупность вертикальных связей и полномочий накладываются горизонтальные коммуникации.
Построение иерархической ИСАПР предприятия в едином информационном пространстве корпорации
В настоящее время большинство отечественных разработчиков в области безбумажных (электронных) технологий не только не соответствуют требованиям CALS-стандартов, но зачастую не стыкуемы между предприятиями, а нередко и внутри предприятий из-за несовместимости электронных технологий, применяемых при конструировании, материально-техническом снабжении, организации и управлении производством и т.д. Наибольшее развитие и распространение на современных предприятиях получили CAD/CAM/CAE/PDM - системы, созданные на геометрическом твердотельном ядре «Parasolid» фирмы Unigraphics Solutions. Один из перспективных проектов по созданию корпоративной интегрированной системы CAD/CAM/CAE/PDM на базе CALS - технологий с использованием программных продуктов фирмы Unigraphics Solutions представлен на рис. 3.1.
Интегрированная корпоративная система CAD/CAM/CAE/PDM включает в себя три уровня: - первый (высший) уровень - подсистема Unigraphics; - второй (средний) уровень - подсистема Solid Edge; - третий уровень (управление) - подсистема PDM (iMAN). Подсистема первого (высшего) уровня - Unigraphics охватывает все стадии проектирования (CAD), инженерного анализа (САЕ), подготовки производства и изготовления (САМ) изделий.
Первый уровень обеспечивает проектирование конструкций любой сложности с единой цифровой моделью изделия, используемой на всех этапах проектирования, включая функции детального твердотельного моделирования, исследования сборок и отдельных деталей с возможностью их анализа на воздействие температуры и вибрации, а также прочностные и другие виды расчетов. Принцип ассоциативности позволяет одновременно вести проектные работы несколькими разработчиками на любой стадии проектирования без потери информации между модулями подсистемы Unigraphics или принятие взаимоисключающих решений соразработчиками.
В состав CAD подсистемы первого уровня входят модули: - моделирование твердого тела; - моделирование сложных поверхностей; - моделирование сложных сборок; - черчение; - типовые элементы и формы; - трансляторы.
Состав модулей первого уровня может дополняться, в том числе модулями САЕ (расчетные программы). Модули САМ UG/Shop, Гемма-ЗБ, ТехноПро и другие предназначены для разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ, разработки маршрутных карт и техпроцессов, визуализации процессов обработки.
Подсистема второго (среднего) уровня - подсистема Solid Edge также как и первый уровень, предназначен для ведения проектных работ с конструкциями высокой сложности, но уступает по своим возможностям подсистеме Unigraphics. Подсистема Solid Edge рассматривается как средство для расширения количества рабочих мест CAD. Она обладает высокими пользовательскими характеристиками и гораздо более низкой стоимостью, чем подсистемы Unigraphics. С учетом того, что 80-90% конструкторских работ не связаны с созданием сложных объёмов и поверхностей, подсистема Solid Edge в основном решает задачу автоматизации проектирования применительно к тематике Корпорации.
Подсистема третьего уровня (управление) - подсистема PDM (IMAN) -обеспечивает управление всеми данными проекта и контроль за всеми процедурами, используемыми в разработке, изготовлении, послепродажном обслуживании ч и утилизации изделия. При больших объёмах данных, наработанных в процессе выполнения проекта, возникают восемь основных проблем: - безопасность хранения данных; - аудит; - процедурный контроль; - захват данных; - структуризация продукта; - качество данных; - достоверность данных; - видимость данных.
Интегрирующим элементом, посредством которого осуществляется взаимодействие всех составляющих, участвующих в обеспечении жизненного цикла изделия, является CALS - технология (подсистема STEP). На этапе проектирования и эксплуатации изделия, в соответствии с требованиями стандартов CALS, информационная поддержка должна осуществляться путем создания и использования интерактивных технических руководств, которая представляет собой комплекс баз данных, предоставляемый заказчику в электронной форме на мобильном носителе информации либо через Internet.
Актуальной проблемой в настоящее время является создание надежной, недорогой, русскоязычной, удобной в эксплуатации и развитии CAD/CAM/CAE/PDM - системы, позволяющей производить обмен электронной информацией в едином информационном пространстве внутри и между предприятиями Корпорации.
Оптимизация построения иерархической ИСАПР и ПП РЭС
Вопрос создания иерархической ИСАПР и ПП предприятия в едином информационном пространстве корпорации требует решения задач по оптимизации информационных потоков предприятия на основании теоретических проработок (см. Гл.2) для качественного построения транспортной схемы ЛВС предприятия, правильного выбора топологии сети и её аппаратных и программных компонентов. Анализ информационного графа или соответствующей ему информационной матрицы позволяет установить: количество решаемых задач; количество и перечень задач, решаемых независимо от других задач предприятия; число разновидностей исходной, промежуточной и результатной информации; частоту использования различных видов информации; перечень задач, решаемых с использованием промежуточных результатов; последовательность решения задач.
Результатом анализа информационных потоков является матрица смежности каждого из рассматриваемых графов, после чего производится оптимизация информационных потоков согласно предложенной методике (см. п.2.3).
Процесс проектирования и подготовки производства начинается в тематических отделах с анализа ТЗ и разработки общего вида изделия с использованием комплекса интегрированных продуктов T-Flex фирмы АО «Топ Системы». Результатом проектирования (T-Flex CAD 2D/3D) является файл параметрической модели изделия и файлы деталей, входящие в его состав, которые передаются в отдел САПР для изготовления чертежей -оригиналов на широкоформатном (АО) черно-белом принтере НР-430. Изготовленные оригиналы чертежей передаются в отдел - разработчик изделия для их согласования и утверждения, после чего исходные файлы передаются в отдел главного технолога для разработки технологии изготовления и сборки деталей изделия (T-Flex ТехноПро), разработки программы изготовления деталей на станках с ЧПУ (T-Flex ЧПУ 2D/3D). Сектор программного обеспечения отдела главного технолога разрабатывает технологию изготовления деталей, ведомость материалов, необходимого инструмента и оснастки, электронную версию технологического чертежа механической детали, траекторию или путь инструмента, управляющие программы для изготовления деталей на станках с ЧПУ. Процесс проектирования и подготовки производства блоков электроники РЭС изделий авионики начинается в тематических отделах с анализа ТЗ, изучения общего вида изделия, разработки конструкции блока и его функциональных ячеек (ФЯ) с использованием комплекса интегрированных продуктов T-Flex фирмы АО «Топ Системы». Результатом проектирования (T-Flex CAD 2D/3D) является файл параметрической модели ФЯ и файлы деталей, входящие в его состав, а также габаритный чертеж (ГЧ) печатной платы. Процесс проектирования и подготовки производства механических деталей на блоки электроники РЭС изделий авионики описан в п. 4.1.1.
Разработку ФЯ выполняет схемотехник отдела-разработчика изделия, который разрабатывает схему электрическую специальную ФЯ и переносит ее на ПК с помощью графического редактора Shematic ПМО Р CAD 2000(2001), используя интегрированную БД ЭРИ, разрешенных к применению, разработанную и сопровождаемую отделом САПР. Разработанная, согласованная и утвержденная схема электрическая специальная вместе с ГЧ, перечнем примененных ЭРИ и ТЗ на проектирование печатной платы передается в конструкторский отдел (КО). КО, используя графический редактор РСВ ПМО Р CAD 2000(2001), производит размещение ЭРИ на печатную плату и трассировку проводниковых слоев. Результатом работы является файл .РСВ, который передается в отдел САПР для изготовления рабочего эскиза платы (РЭ). Отдел САПР обрабатывает полученную информацию (файл .РСВ), вводит технологические ограничения и изготавливает РЭ платы на широкоформатном (АО) цветном принтере НР-500. РЭ передается конструктору КО для его дооформления, согласования и утверждения, после чего он (РЭ) передается в отдел САПР для изготовления комплекта фотошаблонов, УПЛ для сверлильного станка с ЧПУ и заготовок чертежей плат. Отдел САПР передает комплект заготовок чертежей и подлинники УПЛ в КО для оформления, согласования, утверждения и комплектной сдачи в архив предприятия, а комплект фотошаблонов, дубликат УПЛ и РЭ в цех печатных плат. На современных предприятиях проектирование механических деталей для изделий электромеханики, датчиковой аппаратуры и систем производится с помощью разных CAD систем, в том числе с использованием российского программного продукта T-FLEX CAD 2D/3D.
При проектировании механических деталей и узлов в системе T-FLEX CAD 2D/3D, с последующим изготовлением их на станках с ЧПУ возникают как технические, так и организационные проблемы. Данные, передаваемые из T-FLEX CAD в T-FLEX ЧПУ для точного расчета траектории (пути) инструмента по эквидистанте, должны быть сформированы таким образом, чтобы размеры детали на электронной версии чертежа находились в середине поля допуска, а верхнее и нижнее предельные отклонения были бы симметричными. Обычно конструктор создает электронный чертеж в реальных размерах (как того требуют ГОСТы), содержащий симметричные и асимметричные отклонения (это часто встречается при проставлении допусков по системе «вала» или «отверстия»). При составлении маршрута обработки детали технологу приходится пересчитывать подготовленные электронные чертежи таким образом, чтобы все размеры изготавливаемой детали на электронной версии чертежа были в середине поля допуска. Пересчет электронной версии чертежа заметно усложняет работу технолога, увеличивает время подготовки электронной версии чертежа детали к производству на станках с ЧПУ и значительно увеличивает вероятность внесения ошибок в электронную версию чертежа при пересчете поля допуска.
Существует три варианта решения данной задачи: 1. При проектировании конструктор выпускает электронный чертеж детали или узла в реальных размерах, как того требуют ГОСТы, ОСТы и сложившийся годами стиль, причем на чертеже могут встречаться как симметричные, так и асимметричные отклонения. Технолог при составлении маршрута обработки детали пересчитывает размеры с электронного чертежа в середину поля допуска и проставляет их как симметричные верхнее и нижнее предельные отклонения. Использование данного варианта заметно усложняет работу технолога, увеличивает время проектирования и подготовки к производству управляющих программ для станков с ЧПУ по данному чертежу, а также значительно увеличивает вероятность внесения ошибок. 2. Конструктор, проектируя деталь или изделие, создает электронную версию чертежа, содержащую размеры, находящиеся в середине поля допуска, в соответствии с предельными верхним и нижним отклонениями, что заставляет конструктора производить значительные расчеты. Данный вариант решения задачи заметно усложняет работу конструктора при проектировании деталей и узлов, к которой он морально не готов.
Похожие диссертации на Интегрированная система автоматизированного проектирования и подготовки производства электронных изделий авионики в едином информационном пространстве корпорации
