Реферат: Системы автоматизированного проектирования и PLM-системы
Системыавтоматизированного проектирования и PLM-системы
С О Д Е Р Ж АН И Е
Введение
1. Предпосылкивнедрения САПР
2. Условнаяклассификация САПР
3. Инженерныерешения
4. САПР длямашиностроения
5. Архитектурно-строительныеСАПР
6. САПР черезИнтернет
7. Плоттер — спутник САПР
8. Принципывыбора
9. Новаяжизнь старых чертежей
10. Обратно ккарандашу
11. PLM-системы
11.1 Жизненныйцикл продукта (изделия)
11.2Product Lifecycle Management
11.3New PLM
12.Противоречивые оценки аналитиков
13. Производителии потребители PLM
Выводы
Литература
Введение
Тема контрольной работы «Системы автоматизированного проектированияи PLM-системы».
Качество и стоимость машиностроительного, строительного или производственногопроекта во многом определяются применяемой технологией проектирования. В былыевремена вся техническая документация создавалась вручную на кульманах ичертежных досках. Но сегодня, когда ПК появились на рабочих местахконструкторов и технологов, любой проект немыслим без использования системавтоматизированного проектирования (САПР).
В нашей стране такие системы появились в качестве «прогрессивногосредства по ускорению работы конструкторских бюро» в начале 80-х годов прошлоговека в авиационной отрасли. Хотя первые попытки не дали ожидаемых результатов,тем не менее, они все же подтолкнули к развитию этого направления. И еслисначала основная задача САПР сводилась к построению внешних поверхностей машини станков, прочностных расчетов, то вскоре эти системы «научились» рассчитыватьразличного рода схемы, рисовать архитектурные и строительные чертежи, создатьподписи и проставлять размеры и, вообще, создавать законченные и оформленныечертежи в соответствии с требованиями существующих стандартов.
Цель работы –ознакомится с системами автоматизированного проектирования и PLM-системами.
1. Предпосылкивнедрения САПР
САПР возникликак чертежные пакеты и специализированные векторные графические редакторы. Восновном они были ориентированы на конструкторов и разработчиков ипредназначены для создания машиностроительных и архитектурных чертежей, электрическихсхем, первоначально не предусматривая особенных интеллектуальных функций.Отличие САПР от графических редакторов заключается в возможности работы сдигитайзером (устройством для ввода графической информации), развитой системойсоздания подписей и нанесения размеров, создании законченного и оформленногочертежа. Постепенно развивалась унификация, возможность сборки чертежа изстандартных элементов, появилась возможность сопровождать этот процесс выпускомсопутствующей документации. Вслед за этим в САПР стали включаться различныерасчеты (прочностные, тепловые), и эти программы стали все более различаться,ориентируясь на различные области применения.
Сегодня все больше руководителей предприятий изыскивают средствадля приобретения современных САПР. Это можно объяснить тем, что применениевычислительной техники в области автоматизации труда конструкторов и технологовдоказало эффективность и жизнеспособность этих решений.
Ведь применение САПР позволяет повысить производительность трудаконструктора и технолога в 2-3 раза, повысить эффективность взаимодействиямежду различными подразделениями, уровень и качество конструкторско-технологическихработ. Кроме того, с помощью САПР можно сократить сроки технической подготовкипроизводства, высвободить конструкторов от непроизводительных работ, расширитьвозможности проектирования и изготовления сложного оборудования, а такжесоздавать единую унифицированную конструкторско-технологическую базу данныхпредприятия. А все это в свою очередь позитивно сказывается на финансовомположении предприятия.
2. Условная классификация САПР
Фактически, в зависимости от имеющихся функций, требований коборудованию и цен, все САПР условно можно разделить на простейшие, простые,средние и сложные.
К первым двум классам до последнего времени можно было отнестипрактически все системы, работающие на ПК преимущественно в среде MS-DOS и Windows. Программы этихкатегорий служат для выполнения простых двухмерных чертежей без возможностейсложного геометрического моделирования, хотя и имеют ограниченный набор функцийпо трехмерному моделированию.
Категория средних САПР сформировалась сравнительно недавно. Практическивсе представленные в ней САПР базируются на платформе Windows 98/NT/2000/XP. Обязательным условиемдля них является наличие функции обмена данными (или интеграции) с системамиуправления производством.
Сложные САПР применяются для решения наиболее трудоемких задач — моделирования поведения сложных механических систем в реальном масштабевремени, оптимизирующих расчетов с визуализацией результатов, расчетовтемпературных полей и теплообмена и т. д. Обычно в состав системы входят какграфические, так и модули для проведения расчетов и моделирования,постпроцессоры для станков с числовым программным управлением (ЧПУ).
Деление САПРпо областям применения показано в табл. 1.
Таблица 1. Области применения САПР
Тип Модели САПР Производитель Универсальные AutoCAD 2002, AutoCAD LT 2002, Auto Sketch R7, Actrix Technical 2000 Autodesk DenebaCAD 2 Deneba Software Машиностроение КОМПАС 5, KOMnAC-3D, АВТОПРОЕКТ Аскон КОМПАС-Штамп Autodesk Inventor, Mechanical Desktop Autodesk IndustryCS, Mechanics, HydrauliCS ElectriCS Consistent Software SOLIDCAM CADTECH TEXTPAH, ТЕХТРАН/Раскрой НИП-Информатика 3D QuickFill C-Mold JPK Mould JPK Mould Copra MetalBender data M Software CADMECH, CADMECH Desktop, Rotation, Gear, LCAD, TechCard, AVS НПП Интермех Fobos Fobos COSMOS/Desian Star SRAC Dynamic Desiqner Motion Adams SolidWorks SolidWorks Архитектура и строительство AutoCAD Architectural Desktop, AutoCAD Land Development Desktop, AutoCAD Civil Design, AutoCAD Survey SoftdeskS8 Autodesk ArchiCAD 6.5, ArchiCAD Classic, Archi- Sraphisoft CAD for TeamWork СПДС Graphics -onsistent Software Маэстро vlaestro Group / аutoKITCHEN McroCAD (eomatiCS (
3eoCAD Systems 1 lant-4D 7 EA-Technoloqy ( -тарт j. Трубопровод F 'roSFEEL 3D :iWI Software сCAD s
CAD Grouc3. Инженерные решения
Прежде, чем начать проектирование, необходимо получить инженерныенавыки. Существует несколько программ, которые позволяют решать инженерныезадачи.
Среди них прежде всего нужно выделить «классика» — AutoCAD от Autodesk. Эта программа настолькопопулярна и известна, что даже те, кому она не нужна по роду их деятельности,знают о ней. А ее последняя версия 2000 предоставляет действительноинтеллектуальную среду проектирования. Ее новый инструмент AutoCAD DesignCenter позволяет просматривать впроводнике файлы на локальном диске или в сети, добавлять часто используемыефайлы в папку AutoCAD DesignCenter, просматривать растровые файлы и вставлять их в чертежи,выполнять поиск по тексту и осуществлять ряд других операций. Теперь можнооткрывать неограниченное количество документов в одной сессии. При этомпредлагаются инструменты, способные существенно сократить рутинные операции припроектировании, например, возможность перетаскивания (Drag & Drop) и копирование-вставка объектов.
Используя редактирование внешних ссылок и блоков, прямо на местеможно редактировать детали, оформленные в отдельных файлах (деталировку) прямона сборочном чертеже. При работе с большими чертежами очень удобна частичнаязагрузка файла, когда еще на стадии загрузки чертежа, определяется, какие слоии виды загружать, а какие — нет. Имеется возможность динамически вращатьтонированный объект, задавать секущие плоскости и просматривать сечениетвердотельной модели, а также ряд оформления чертежей.
Программа DenebaCAD от Deneba Software за счет своей стоимости($550) может составить в финансовом отношении альтернативу AutoCAD. Эта САПР совместимапочти со всеми стандартными файловыми форматами AutoCAD, а именно с DWG- и DXF-файлами.
В DenebaCAD реализованы все функции,наличие которых предполагается в САПР высокого уровня. Кроме того, она содержитлогические библиотеки и группы, которых нет ни в одном другом пакете. Но самоебольшое достоинство — это среда архитектурного проектирования, в которой принятархитектурный подход к проектированию, начиная с ортогональных проекций наплоскости с использованием двумерной информации для построения 3D-чертежей. Также имеетсявозможность работать с аксонометрическими проекциями.
Еще один продукт от Autodesk — Actrix Technical — это идеальный инструментдля быстрого создания двухмерных (2D) чертежей, различных схем и блок-схем. Прииспользовании интуитивного интерфейса и механизма Drag & Drop построение чертежей исхем из интеллектуальных элементов ActiveShapes может выполняется с необычайной легкостьюи быстротой.
Actrix Technical содержит множество готовых решений для созданиячертежа. Элементы библиотеки ActiveShapes рассортированы в каталоги по различным областямприменения: бизнес-схемы, электрические схемы, строительное проектирование ипланировка помещений, кабельные и компьютерные сети, промышленное ипроизводственное проектирование, а также библиотека общеупотребительныхсимволов. Разрабатывая чертежи, можно использовать как встроенные каталогиэлементов ActiveShapes, так и создавать свои собственные. При этом объекты ActiveShapes легко редактировать иизменять их размеры, сохраняя имеющиеся пропорции.
В программе использована новая технология интеллектуального соединенияэлементов. При перетаскивании элементов ActiveShapes на рабочее полеавтоматически осуществляется привязка, ориентация и выравнивание этого элементак уже имеющимся объектам. Чертежи, разработанные в среде AutoCAD, можно размещать какподложку и затем, используя технологию Autodesk Plugs and Sockets, привязывать размещенныев ActiveShapes элементы к этомучертежу.
Для просмотра чертежей, аннотирования, проведения измерений в чертежеи печати проектных данных, включая стандартные форматы DWG, DXF и DWF, можно порекомендовать Volo View, которая не требует AutoCAD. Благодаря этомупрограммному продукту, команды проектировщиков могут быстро и более эффективнообмениваться информацией через Internet и вносить изменения в чертежи. Volo View обладает полнойсовместимостью с AutoCAD 2000, использует технологию Actrix ActiveShapes, позволяет просматриватьобъекты с возможностью трехмерного вращения.
4. САПР для машиностроения
Mechanical Desktop от AutoCAD является одним из наиболее распространенныхпродуктов для машиностроителей. В ее последней версии появилисьусовершенствования, связанные с проектированием узлов, многооконной средойпроектирования, упрощением интерфейса, интеграцией с приложениями пакета Genius, который выделяетсясвоими библиотеками для машиностроения.
Расширеннаяверсия, Mechanical Desktop Power Pack (рис. 1), объединяет всевозможности AutoCAD Mechanical и Genius Desktop. В распоряжении конструктора более 1200000 2D- и3D-изображений стандартныхдеталей, конструкторских элементов и прокатных профилей, а также набор команддля выполнения инженерных расчетов.
/> <td/> />Рис. 1. Спроектированную детальможно «повертеть в руках» с помощь механизмов перемещения на экране
AutoCAD Mechanical — программный продукт набазе AutoCAD для применения в машиностроительном проектировании, оптимизировандля использования при создании и оформлении машиностроительных чертежей.Сочетает в себе скорость, надежность и продуктивность AutoCAD 2000 со специальнымивозможностями, обеспечивающими более эффективную работу конструктора-механика.
Еще один продукт Autodesk — Autodesk Inventor — построен на принципиальноновом архитектурном ядре, независимом от AutoCAD. Он предназначен длярешения сложных задач при работе над крупными проектами. Использованиеграфической системы с поддержкой OpenGL позволяют работать в Autodesk Inventor с трехмерными сборками,содержащими более 10000 компонентов.
Стандартный графический пользовательский интерфейс Windows и средстватвердотельного параметрического моделирования SolidWorks 2000 позволяют создавать 3D-модели деталей,сборочных единиц, генерировать чертежи, значительно снижая сроки проектированияи уменьшая время выхода изделий на рынок.
Результатом работы системы SolidWorks являетсяпространственная твердотельная параметрическая модель детали или сборки,которая затем передается в партнерские системы инженерных расчетов,проектирования технологической оснастки или системы генерации управляющихпрограмм для станков с ЧПУ, а также полностью законченные рабочие чертежидетали или полное описание сборочной единицы.
SolidWorks представляет собой систему, позволяющую создавать управляемыеразмерами твердотельные модели, и может служить ядром для решения множестваразличных инженерных задач. Она способна автоматически создавать чертежи,связанные (ассоциированные) с моделью так, что изменения, сделанные в модели,отражаются и в чертеже. Вместе с SolidWorks поставляются различные модули, например, дляпрокладки трасс трубопроводов.
Среди украинских пользователей достаточно популярен и пакет Компас,основное усовершенствование новой версии которого заключается в существенномулучшении модуля 3D- моделирования KOMПAC-3D. В этом пакете также значительно расширены возможностимоделирования деталей. В операциях выдавливания появились новые способыавтоматического определения глубины выдавливания.
Среди нововведений можно отметить возможность управлениядокументами Компас (чертежами, фрагментами, моделями) и поддержку записи файловв формате AutoCAD — DWG. Несмотря на то, что этот программный продукт достаточно сложен,в нем реализованы технологии современных Windows-приложений, а имеющаясясправочная система и примеры чертежей и 3D-объектов облегчают егоосвоение.
Среди программ, позволяющих оформлять конструкторскую документациюв соответствии с требованиями отечественных стандартов ЕСКД, можно выделить Mechanics LT. Использование этойсистемы позволяет в несколько раз сократить время оформления конструкторскойдокументации. При разработке Mechanics LT основное внимание былососредоточено на качестве работы системы, разработке мощной системы подсказок ипереводе системы на современные программные технологии.
Также стоитобратить внимание на Техтран — семейство современных систем, объединенных общимназванием, единой структурой и интерфейсом. Каждая из систем, входящих вТехтран, ориентирована на определенный вид обработки (фрезерная, токарная, електроэрозионная, раскройлистового материала). Техтран обеспечивает построение геометрической моделидетали, задание обработки (построение траектории движения инструмента и назначениетехнологических команд), автоматическое генерирование текста программы на языкеТехтран, настройку на конкретное оборудование с ЧПУ.
5.Архитектурно-строительныеСАПР
Средистарожилов в этой отрасли выделяется архитектурный пакет ArchiCAD (рис. 2), которыйориентирован на крупные и средние строительные компании. Он был разработанспециально для архитектуры и строительного дизайна. В нем можно одновременноработать над созданием проекта и составлять сопутствующую строительнуюдокументацию, так как программа хранит полный объем информации о проектируемомздании: планы, разрезы, перспективы, перечень необходимых стройматериалов, атакже замечания архитектора, сделанные в процессе работы. Все изменения,вносимые в проект, автоматически отражаются в конструкторской документации. Налюбом этапе работы можно увидеть проектируемое здание в трехмерном виде, вразрезе, в перспективе, а также сделать анимационный ролик.
ArchiCAD позволяет одновременноработать над созданием проекта и составлять сопутствующую строительнуюдокументацию.
Программныйпродукт Architectural Desktop — это ответ компании AutoCAD на многочисленные версииArchicad в области архитектурногопроектирования. Как в большинстве архитектурных программ, в Architectural Desktop сначала прорисовываетсяпространственная модель здания, а потом проводится подробная детализация безпотери первоначальной идеи. Отличительной чертой является возможность созданиямакета здания при помощи mass-элементов или тел, полученных из 20-кривых спомощью вращения или выдавливания.
На основе AutoCAD в Киеве разработаностроительное приложение МАЭСТРО (рис. 3), состоящее из трех самостоятельныхмодулей: МАЭСТРО-А (рабочее место архитектора), МАЭСТРО-К (рабочее местоконструктора) и МАЭСТРО-С (рабочее место сантехника). МАЭСТРО-А позволяет архитекторамреализовывать свои творческие замыслы в виртуальном режиме. Сначала создаетсятрехмерная модель здания и затем с нее автоматически формируются двумерныепланы, фасады, разрезы, спецификации оконных и дверных проемов, экспликацияпомещений, ведомости отделки помещений, подсчитываются объемы стен и пр.Программа обладает стандартным набором функций, позволяющих вавтоматизированном режиме оформлять чертежный лист, производить разбивку имаркировку осей, вычерчивать стены с любой привязкой к осям, отрисовыватьколонны, лестницы, лифты, выполнять скатные кровли и их детали (слуховые окна,завершения вытяжных каналов, труб и т. д.) и многое другое.
Довольно редкой является возможность размещения стандартной и нестандартноймебели и оборудования, а также управление глубиной детализации отображенияэлементов на фасаде и в 3D- модели здания.
Программа МАЭСТРО-К предназначена для выпуска рабочей документациив области жилищно-гражданского строительства и состоит из следующих модулей:перекрытия, перемычки, ленточные и свайные фундаменты, сечения фундаментов. Онасодержит прикладные программы определения расчетного сопротивления грунта ирасхода металла, а также позволяет в автоматическом или ручном режимахпроизводить раскладку плит, фундаментных блоков и свай.
/> <td/> />Рис. 3. При отображенииукрупненной модели здания можно использовать элементы библиотек
МАЭСТРО-С содержит комплекс программных средств, образующих средупроектирования МАЭСТРО, включающие в себя Администратор Проектов, программыоформления чертежа, отрисовки и маркировки осей, а также программы, содержащиетехническую информацию по разделам: отопление, водопровод, канализация игазоснабжение.
Разработанный специально для профессионалов строительного проектированиянабор интегрированных решений от немецкой компании Nemetschek AG позволяет пользователямуправлять всем процессом проектирования — от начального эскиза до этапауправления строительством. Ее САПР Allplan позволяет полностью автоматизировать все стадииархитектурного проектирования — от составления эскиза до создания завершенногокомплекта рабочих чертежей. Программа построена по модульному принципу. Всемодули — архитектурного проектирования, дизайна, анимации, презентации, геодезии,благоустройства, градостроительства — объединены в одной и той же среде. Такимобразом, полностью решен вопрос о переносе и совместимости данных.
Система PLANT-4D предназначена для проектирования промышленных объектов сразветвленной сетью трубопроводов. К ним могут относиться предприятия нефтяной,газовой, химической, пищевой промышленности, металлургические предприятия,объекты коммунального хозяйства (насосные и очистные станции, котельные и т.д.)
PLANT-4D использует технологии интеллектуальных объектов, параметризации иобъектно-ориентированных данных. Эти технологии делают возможными отслеживаниесвязей между объектами, предупреждение возможных ошибок, поддержку единогостандарта проекта (проектировщики изначально работают с ГОСТами, ОСТами и т. д.)и работу в системе, максимально приближенной к привычному бумажномупроектированию. Эта программа состоит из независимых друг от друга модулей,которые связаны между собой единым ядром. Это ядро называется PLANT-4DCPC (система управленияпроектом). Все остальные модули являются прикладными. Среди них основнымиявляются PLANT-4D Схемы (PLANT-4D Р&Ю), PLANT-4D Трубопроводы (PLANT-4D PIPE), PLANT-4D Оборудование и металлоконструкции (PLANTED Equipment/Steel), PLANT-4D ИзоГен (PLANT-4D ISOGEN) PLANT-4D BP (PLANT-4D Virtual Reality).
Программа AutoKitchen, разработанная испанской фирмой MicroCAD, предназначена длядизайнеров интерьеров, работающих непосредственно с клиентами в кухонныхсалонах. Она интегрирована с ядром AutoCAD R14. С ее помощью сначалабыстро создается объемная геометрия кухни — есть специальная функция дляотрисовки стен, пола, потолка, окон и дверей. В команде отрисовки стен, пола ипотолка сразу задается необходимый вид отделки — предусмотрено множестворазличных типов кафельной плитки, покрытий полов и потолков. При вставке окнапрограмма автоматически устанавливает источник естественного освещения и«подкладывает» фоновую фотографию — как вид из окна, — что повышаетреалистичность проекта.
При вставке любого объекта можно сразу выбрать элемент,располагающийся над ним, а значит за один «проход» дизайнер может скомпоноватьразмещение мебели на всех уровнях, что позволяет значительно сократить время наразработку проекта.
6. САПР через Интернет
Последние версии программы AutoCAD от Autodesk, имеющие в названиибукву«і» — расширяют возможности профессионального инженера-конструктора и прежде всегопотому, что она поддерживает Internet-технологии. В этой программе обеспечиваетсяобратная совместимость с файлами и сценариями AutoCAD.
Основными Internet-функциями этого пакетаявляются AutoCAD Today (Web-портал для чертежно-конструкторских работ) и расширенные средствадля публикации в Internet, а также несколько Internet-модулей. Среди них можно выделитьпрограмму пользовательского интерфейса для Microsoft NetMeeting — Meet Now — мастер eTransmit, упаковывающий чертежи ивсе сопутствующие файлы для их пересылки, механизм i-drop, обеспечивающийинфраструктуру для публикации объектов конструирования в Internet. В Web-браузере эти объекты можнопросматривать точно так же, как Web-документы, с той лишь разницей, что их можноперетаскивать мышью в связанные AutoCAD-приложения.
7. Плоттер — спутник САПР
После создания чертежей и сопровождающей их техническойдокументации очень часто требуется их бумажная копия. Для этих целей, какправило, применяются плоттеры.
По способу вывода изображения они подразделяются на перьевые,струйные, лазерные, сублимационные электростатические.
Наибольшей популярность пользуются струйные и перьевые плоттеры.При печати цветных изображений все струйные плоттеры используют четырестандартные краски CMYK: Cyan (голубая), Magenta (пурпурная), Yellow (желтая), ЫасК (черная)- все остальные цвета получаются смешением этих четырех основных красок. Припечати краска из чернильных картриджей подается в печатающую головку, которая,собственно, и осуществляет перенос чернил на бумагу.
Перьевые плоттеры, оборудованные каруселью на 8 пишущих узлах,позволяют выводить изображения практически на любую бумагу, например, ватман низкогокачества. В качестве пишущих узлов могут применяться карандаши, фломастеры ичернила. В виду того, что перьевые плоттеры — векторные устройства, на нихневозможно выводить растровые изображения и заливки. Еще одно ограничение-количество одновременно воспроизводимых цветов.
Одним из важнейших факторов, влияющих на производительность работыс плоттером является поддержка рулонной подачи. Практически все моделиплоттеров выпускаются в двух модификациях: плоттеры формата А0 и плоттерыформата А1. Формат плоттера определяет максимальную ширину носителя, с которымможет работать плоттер. Для устройств формата А1 эта ширина приблизительноравна 640 мм, для А0 — 910 мм. Еще одна особенность плоттеров, связанная с ихформатом, — это отличие западных стандартов форматов конструкторскойдокументации от отечественных.
Следует отметить, что производительность фактически определяет иценовую категорию, в которую попадает плоттер. Так в группу базового уровняпопадают устройства стоимостью от $1500 до $5000, среднего уровня — от $5000 до$10000 и, наконец, в ценовую категорию свыше $10000 попадаютвысокопроизводительные лазерные плоттеры, а также струйные плоттеры,позволяющие работать длительное время без участия оператора.
Признакклассификации «производительность» определяется площадью распечатанной бумаги — до 20 кв. м в сутки (базовый уровень), 20-50 кв. м в сутки (средний уровень) иболее 50 кв. м в сутки (высокопроизводительные плоттеры).
8. Принципы выбора
В настоящее время на мировом рынке программного обеспеченияимеется более 200 САПР, отличающихся по возможностям и стоимости. Безусловно,чтобы ориентироваться в таком пестром разнообразии, необходимо иметь четкоепредставление о том, какими функциями обладает САПР и для каких целейпланируется использовать ее.
Как правило, когда встает вопрос об автоматизации, приобретается(сразу или по частям) полный программно-аппаратный комплекс, стоимость которогоисчисляется десятками тысяч долларов. В состав комплекса для работобщемашиностроительного назначения, например, входит ПК или рабочая станция,сканер, координатное устройство ввода информации (планшет, дигитайзер), принтерили плоттер, накопители информации большой емкости для хранения архиватехнической документации и резервных копий, программы для ввода и обработкиинформации, полученной со сканера, сама САПР. Кроме того, может входить ипрограммное обеспечение управления проектом, электронный архив и системамаршрутизации документов, работ и контроля исполнения, управления составомизделия.
В связи с этим для конечного пользователя сначала нужно определитьтип и масштабы (объем) поставленной задачи. При этом под типом подразумевается,нужно ли приобретать специализированную САПР (например, архитектурную) илиможно обойтись универсальной. Следует помнить о том, что узкоспециализированныйпакет, возможно, более удобен в работе, но тогда пользователь попадает «накрючок» производителю, что не всегда оказывается хорошо и дешево.
При определении объема надо учитывать, сколько сотрудников будутучаствовать в проекте одновременно (т. е. целесообразно ли работать в сети) икаким по продолжительности будет этот процесс. Нужно заметить, чтоиспользование возможностей совместной работы в сети представляется оптимальным.
При выборе САПР необходимо помнить и о том, что система должнабыть открытой, т. е. пользователь должен иметь возможность настраивать ее длясобственных потребностей. Например, он может подключать свои программныемодули, написанные на языках высокого уровня, ведь именно открытость позволила Autodesk AutoCAD овладеть половиной рынкаСАПР.
Кроме того, САПР должна работать со стандартными протоколамиобмена и хранения информации. Для современных САПР свойственна поддержкаформатов DXF, TIFF, PCX, DBF, стандартов IGES, SAT, а также ЕСКД (для конструкторских САПР), таккак требования ГОСТов никто не отменял, хотя о них и стали забывать.
Также желательно, чтобы система работала на различных аппаратных ипрограммных платформах (особенно Windows и UNIX/Linux) и интегрировалась в единую систему электронногодокументооборота и архива предприятия. Что же касается аппаратной платформы, тоэто в первую очередь, зависит от круга решаемых задач. Если компания решает неочень сложные задачи, то стоит использовать системы на базе ПК. Будетнерационально, если рабочая станция по цене от $5000-10 000 простаиваетзначительное время из-за отсутствия подготовленных сотрудников. В то же времякак ПК вполне могут применяться для решения других задач. В пользу ПК говорит иинтерфейс, более привычный для большинства пользователей.
Основное преимущество рабочих станций — высокаяпроизводительность, поэтому если объем и сложность поставленных задач неуклоннорастет, то нужно приобретать САПР на базе рабочей станции. При этом важнопомнить о том, что та мощь, которой располагают старшие модели рабочих станций,большинству приложений явно не потребуется.
Прежде, чем приобретать САПР, узнайте, как давно ее производительработает на рынке САПР, какая поддержка оказывается пользователям, имеет ли оназащиту от несанкционированного копирования, интерфейс и документацию на русскомязыке, какие устройства ввода-вывода поддерживаются и какая минимальнаяаппаратная конфигурация необходима для нормальной работы. Проверьте, как онавыполняет те функции, которые особенно важны. Если САПР будет использоватьсядля создания рабочих чертежей деталей, то проверьте, насколько удобнопроставлять и редактировать размеры, как быстро система выполняет штриховку ирегенерацию изображения, возможен ли пересчет размерных цепей и автоматическаяпростановка допусков. Обязательно получите ответ на вопрос: может ли САПРобмениваться информацией с внешними базами данных и какие библиотеки и базыданных поставляются вместе с ней или для нее (в том числе стороннимикомпаниями).
Еслиобъявлено, что система поддерживает трехмерное (3D) черчение и моделирование,проверьте, как удобно выполнены эти функции и не «рассыпается» ли модель приусложнении либо изменении конструкции. Для интегрированных систем, имеющихпостпроцессоры для подготовки ЧПУ-программ, поинтересуйтесь, какие станкиподдерживаются, возможна ли поставка дополнительных модулей.
При покупке зарубежных САПР уточните у продавца, есть ли у разработчикапредставительство в стране или конкретном регионе, присутствуют ли здесьтехнические специалисты, какая техническая поддержка и сопровождениеоказываются.
9. Новая жизнь старых чертежей
Очень часто при проектировании приходится использовать ранее созданныедетали, узлы, конструкции. И вот тогда для их быстрого перевода в электроннуюформу нужно применять программу распознавания чертежей. К числу функций такойпрограммы относятся коррекция и расслоение цветных изображений, выравнивание,калибровка, фильтрация и программная бинаризация цветных изображений,представление растровых данных и векторных объектов в одном документе,векторизация (растровые линии преобразуются в точные векторные объекты) ирастеризация (векторные объекты, блоки, символы и тексты из чертежей САПРпереносятся в растровые изображения).
В настоящее время наибольшее распространение получили программыпродукты, поддерживающие технологию Raster Arts (табл.2). Эта технологияобеспечивает полную подготовку растрового изображения к печати и архивированиюбез перевода в векторную форму, использование сканированных изображений винженерном документообороте, создает гибридные проекты, использующиевозможности растровой и векторной графики.
Таблица 2. Программные продукты, поддерживающие Raster Arts
Программы Возможности Spotlight Pro 3.1 / Spotlight 3.1 фильтрация, устранение линейных и нелинейных искажений растра; интеллектуальные объектные методы растрового выбора; растровые и векторные слои; растровая привязка, создание и редактирование растровой графики; встроенный векторный редактор; библиотеки растровой, векторной и гибридной графики; интерактивная и автоматическая векторизация; распознавание текста; экспорт и импорт векторных данных; библиотеки гибридной графики; Color Image Processor для расслаивания цветных изображений; поддержка TWAIN сканеров и многое другое Vectory 5.1 фильтрация растра; объектные методы растрового выбора; растровые и векторные слои; инструменты создания и редактирования как растровых, так и векторных объектов; автоматическая векторизация; распознавание текста; экспорт-импорт векторных данных; поддержка TWAIN сканеров RasterDesk Pro 2000 / RasterDesk 2000 фильтрация и калибровка растра; объектные методы растрового выбора; инструменты редактирования растровых данных; автоматическая векторизация и трассировка; возможность распознавания текста; Color Image Processor для расслаивания цветных изображений; поддержка TWAIN сканеров; поддержка MDI-интерфейса, толщины линий для всех векторных объектов; инструмент для коррекции векторных схем и чертежей, полученных в результате автоматической векторизации Color Processor 2.1 фильтрация растра, калибровка растра, расслоение изображений на монохромные слои, уменьшение количества цветов изображения /> /> />
10. Обратно к карандашу
Очень часто компьютерное проектирование выполняется поотсканированному ручному наброску или эскизу. А все проектирование представляетсобой «смесь» бумаги и компьютерных данных, поэтому сейчас предпринимаетсямного попыток интегрировать в САПР эскизирование.
Появившийся пакет Nemetschek D-Board — это достаточноэффективное средство эскизного проектирования и наброска. Комплект включает всебя плоский монитор с сенсорным экраном, чувствительным к давлению, специальныйкарандаш и программное обеспечение Р1ап2, включающее в себя мощный пакет 2D-CAD и программуэскизирования от руки.
Мультиперьяпозволяют объединять столько перьев, сколько необходимо для создания сложныхкомпонентов. Выбрав перо, можно конвертировать простые линии в мультивидовыеэлементы. Режим работы пером в САПР освобождает пользователя от выбораэлементов и щелчков кнопкой мыши: при указании объекта все изменяемые параметрыотображаются автоматически.
11. PLM-системы
11.1 Жизненный цикл продукта (изделия)
Под жизненным циклом продукта (изделия) подразумевается весьпериод его существования — от начальной идеи до снятия с производства и прекращениясервисной поддержки. Основные этапы жизненного цикла любого продукта:
1. Анализ требований рынка. Осознание и понимание того, наскольковостребован рынком новый продукт.
2. Выработка концепции проекта. На основе анализа требований рынкаформируется общая идея нового продукта.
3. Проектирование. Создается проект новой продукции.
4. Определение источников поставок. Поиск источников приобретениянеобходимых для производства деталей, материалов, компонентов, оборудования ит. д.
5. Производство. В соответствии с определенными на этапепроектирования спецификациями и с использованием полученных на этапе поставокдеталей и материалов производится продукт.
6. Дистрибуция. Готовый продукт поставляется либо дистрибутору,либо непосредственно заказчику.
7. Послепродажное обслуживание. Выполняются техническоесопровождение, обслуживание и ремонт — в течение гарантийного срока или какдополнительно оплачиваемый сервис.
11.2 Product Lifecycle Management
В современных условиях, кроме требований к качеству выпускаемойпродукции, добавляется еще и необходимость сокращения времени выхода ее нарынок при одновременном удовлетворении индивидуальных потребностей клиентов(как ни как провозглашена эпоха Потребителя).
Сегодня для крупных производителей «виртуальное предприятие» — уженастоящая реальностью. Они сосредотачиваются на выработке концепции ипроектирования продукции, а все остальное: от разработки до сборки — передают ваутсорсинг другим предприятиям. Но для контроля и интеграции всех процессовнеобходимы технологии, объединяющие и автоматизирующие все этапы жизненногоцикла продукта.
К числу таких технологий относится PLM (Product Lifecycle Management — управление жизненнымциклом продукта). PLM — это набор программных компонентов обеспечения коммуникаций,интеграции модулей автоматизированного проектирования и визуализации, а такжедругих решений, охватывающих полный жизненный цикл продукта. Решения класса PLM призваны объединить всехучастников, обеспечивающих жизненный цикл как внутри предприятия-производителя,так и вне его, в том числе поставщиков, клиентов и сервисных центров.
Хранилище PLM позволяет производителю сохранить опыт,накопленный на предыдущих проектах, значительно упростить контроль за актуальностьюинформации, идентифицировать ошибки и избежать перепроектирования (по оценкамкомпании Aberdeen, не менее 70 % затрат на производство и сопровождение продукцииприходится на этап проектирования).
PLM-система способна предоставить пользователю информацию в форме,соответствующей выполняемым функциям в жизненном цикле создаваемого продукта:трехмерные модели, схематические диаграммы, инженерные спецификации,календарные планы или прогнозы на основе анализа требований рынка. Конструкторбудет работать в привычной ему среде САПР, а сотрудник маркетинговогоподразделения сможет получить из системы представление трехмерной сборки,пригодное для размещения в рекламных материалах.
С помощью информации, которую интегрирует PLM-система, даже не обладаяспециальными техническими знаниями сотрудники отдела закупок смогут выполнятьпоиск нужных деталей и выбирать оптимальные каналы поставки по сведениям,поступающим из конструкторских подразделений.
Знания о том, какие проблемы вызывает техническое сопровождениеготовой продукции, ее гарантийное или послегарантийное обслуживание, могутсерьезно повлиять на последующие проекты компании. Если производитель имеетвозможность получить такие данные, проанализировать их и реализовать вследующих проектах те характеристики, которые позволят избежать аналогичныхпроблем для нового изделия, то он не только сэкономит на послепродажномобслуживании, а сделает продукт, который лучше удовлетворит запросытребовательных клиентов.
С помощью PLM клиенты получаютвозможность представлять свои требования по улучшению продукта или связанные сремонтом претензии, которые будут непосредственно учтены конструкторами припроектировании следующей версии продукции.
Таким образом, технология PLM обеспечиваетстратегический подход к бизнесу, предлагающий непрерывный набор бизнес-решений,который поддерживает коллективный режим создания, управления, распределения ииспользования продуктов. Кроме того, PLM поддерживает «расширенное представление опредприятии» среди клиентов и партнеров, способствует интеграции людей,процессов, систем и информации.
11.3 New PLM
Системы PLM появились примерно 20 лет назад, но вскоревозникла необходимость отделить автоматизацию процессов проектирования иподготовки производства (CAD/САМ) от управления информацией, сопровождающейизделия. Тогда появилось самостоятельное от CAD/САМ направление Product Data Management (PDM), т. е. управлениеданными о продуктах, которое было связано с документооборотом конструкторской итехнологической документации. Программное обеспечение PDM применялось на уровнеконструкторских и технологических подразделений, не выходя на корпоративныйуровень. Сегодня ситуация изменяется и данные PLM-систем требуются всемутоп-менеджменту предприятия, a new PLM можно разделить на три взаимосвязанныхсоставляющие управления жизненным циклом:
— жизненный цикл определения изделий (интеллектуальные активыпредприятия);
— жизненный цикл производства (материальные активы предприятия);
— жизненный цикл операционной поддержки.
Эти циклы представляются тремя спиралями. Первичным являетсяжизненный цикл управления интеллектуальными активами, который начинается соценки пользовательских требований, выработки концепции продукта, азавершается, когда предприятие полностью отказывается от продукта, в том числеи от его сервисной поддержки. За ним следует второй цикл — производственный,который включает все, что связано с выпуском и распределением готовойпродукции. Основными приложениями, реализующими функции этого цикла, являютсясистемы управления ресурсами предприятия (ERP). И, наконец, внешний,операционный цикл поддерживают системы управления финансами, кадрами,взаимоотношениями с клиентами и др. (CRM, SCM и др.).
Исходя из этого, просматриваются основные составляющие концепции new PLM. Это возможностьуниверсального, безопасного и управляемого доступа и использования информации опродукте, обеспечение ее целостности на протяжении всего жизненного цикла, атакже управление соответствующими бизнес-процессами.
Преимущества PLM-систем:
— экономия затрат на разработку и быстрый вывод новой продукции нарынок (например, использование PLM-системы ENOVIA в одном из проектовпозволило сэкономить $1 млрд., а цикл вывода нового продукта на рыноксократился с 72 до 16 недель);
— включение клиента в процесс создания продукта с начальныхстадий;
— совершенствование характеристик разрабатываемого продукта и егоповышение качества, обнаружение недостатков на ранних стадиях;
— увязка проектирования и производственных процессов;
— учет и использование опыта ранее выполненных проектов;
— реализация модели «виртуального предприятия»;
— управление проектами разработки и технологической подготовки производствановой продукции;
— повышение качества продукции;
— улучшение взаимодействия с поставщиками и потребителями.
12. Противоречивые оценки аналитиков
По оценкам IOС, рынок PML-систем в 2007 годувырастет до $9,7 млрд., а средний ежегодный прирост составит 26 %.
Аналитическая компания ARC Advisory Group, котораяспециализируется на области PLM, дает оценку этого рынка в 2007 году в $14 млрд.при ежегодном приросте на прогнозируемый период в 20 %. Как утверждаютаналитики CIMdata, в среднем объем рынка PML-систем будет увеличиваться на 25 % в год и к2011-му достигнет $15 млрд.
13. Производители и потребители PLM
Так как PLM-системы являются в первую очередь производнымиот САПР (в большинстве случаев их расширение), то наибольшее распространениеони получили в инженерной сфере. Около 75 % рынка PLM-систем работает напредприятиях автомобильной промышленности, в ИТ-индустрии, самолетостроении имашиностроении. PLM-системы также применяются в производстве потребительских товарови бытовой электроники, в строительстве и фармацевтике. Важно заметить, чтоболее 80% рынка PLM относится к дискретному производству.
Разработкой и поставкой на рынок PLM-систем занимаютсякомпании двух ориентации (табл. 3). Первая, представители так называемыхСАПР-центричных поставщиков, обеспечивает многоитерационное проектирование всреде совместной работы над неструктурированными данными различной степенисложности. На базе ядра САПР строятся взаимосвязи остальных этапов жизненногоцикла. Другая группа — это разработчики ERP-систем, которые длясвоих заказчиков на базе мощной информационной бизнес-системы активнопредлагают собственные PLM-решения.
Решение mySAP PLM обеспечивает интеграцию ссистемой управления ресурсами предприятия и со всеми продуктами myS-AP.com, включая компоненты mySAP CRM, mySAP SCM, mySAP E-Procur-ement и mySAP Exchanges. mySAP PLM позволяет управлятьданными о продукте (Life Cycle Data Management), жизненным цикломосновного средства (Asset Life Cycle Management), программами ипроектами (Programm and Project Management), качеством (Quality Management), а также обеспечиваетсотрудничество на протяжении жизненного цикла продукта (Life Cycle Collaboration) и охрану окружающейсреды и труда (Environmental Health and Safity).
Таблица 3. Некоторые производители и их PLM-системы
Наименование PLM-системы Разработчик Информация, Agile PLM Agile Software (США) www.anqle.com Enovia IBM (США) www.ibm.com ІВаап Baan (Нидерланды) www.baan.com Matrix MatrixOne (США) www.matrixone.com mySAP PLM SAP (Германия) www.sao.com PartY Лоция Софт (Россия) www.lotsia.com PDM STEP Suite (PSS) НИЦ «Прикладная Логистика» (Россия) www.cals.corbina.ru/ PSS/index.htm TeamCenter Engineering (iMAN) EDS (США) www.eds.com TeamCenter Enterprise (Metaphase) EDS (США) www.eds.com Windchill РТС (США) www.ptc.com Лоцман: PLM Аскон (Россия) www.ascon.ruІВааn для PLM представляет собой единый репозиторий данных, изкоторого в соответствии с заранее прописанными правилами информация в разныхформатах доставляется на рабочие места сотрудников. Предусмотрена связь свнешним миром, например, из модулей iBaan Portal и В2В Server пользователи имеютдоступ к обновляемым файлам через Интернет.
Российская система AOU,MAH:PLM является центральным компонентом программного комплексаКОМПАС V6.Она обеспечивает хранение и управление технической документацией на изделие,управление информацией о структуре, вариантах конфигурации изделий и входимостикомпонентов в различные изделия и управление процессом разработки изделия.Трехуровневая система ЛОЦМАН: PLM состоит из сервера баз данных, сервераприложений и клиентского модуля, с помощью которого пользователи получаютдоступ к требуемой информации.
Источником данных также выступают корпоративные БД семействаЛОЦМАН, содержащие справочные данные о материалах и сортаментах, стандартныхизделиях и т. д. Ввод данных в ЛОЦМАН:PLM осуществляется при помощи передачи информации изсистем конструкторско-технологического проектирования, непосредственно из этихклиентских приложений. К объектам «дерева системы» привязаны описывающие их документы.В свою очередь, документам соответствуют файлы трехмерных моделей, чертежей,технологических процессов и т. д. В процессе групповой работы сохраненныедокументы могут быть взяты для дальнейшей разработки и редактирования. Поокончании редактирования объект (документ) можно сохранить как текущую версиюлибо в виде новой версии. Таким образом, полностью доступна хронологияразработки.
Компания EDS PLM Solutions предлагает на рынкеполное решение в области PLM, которое в частности включает системы высшегоуровня САПР Unigraphics и l-deas, систему среднего уровня САПР Solid Edge, систему управленияданными Teamcenter Engineering, систему технологической подготовки Teamcenter Manufacturing и др. Одним из главныхпреимуществ ПО EDS на рынке САПР является сквозная поддержка всего инженерного цикласоздания изделия. Все системы компании EDS построены на единомядре, что обеспечивает взаимный обмен данными.
Windchill PDM Link обеспечивает эффективноеуправление всеми данными о продукции на всех этапах ее жизненного цикла.Базируясь на Windchill Foundation, данное решение включает в себя многиеусовершенствования, полученные в результате практического использования ПО Windchill на различных предприятиях.Это в первую очередь касается более удобного интерфейса пользователя, болееэффективной системы управления конфигурациями в масштабе корпорации, улучшеннойинтеграцией с системами САПР и средствами создания и редактирования документов.
Выводы
В процессе выполненияконтрольной работы мы ознакомились с:
— предпосылками внедрения САПР;
— условной классификацией САПР;
— САПР для машиностроения;
— архитектурно-строительными САПР;
— плоттером;
— PLM-системами;
— производителями и потребителями PLM и др.
Литература
1. Антонов А.В. Системный анализ.Методология. Построение модели: Учеб. пособие. — Обнинс: ИАТЭ, 2001. — 272 с.
2. Богданов А.А. Тетология: В 3 т. —М., 1905—1924.
3. Венда В.Ф. Системы гибридногоинтеллекта: эволюция, психология, информатика. — М.: Машиностроение, 1990. —448 с.
4. Волова В.Н. Основы теории систем исистемного анализа/ В.Н. Волова, А.А. Денисов. — СПб.: СПбГТУ, 1997. — 510 с.
5. Волова В.Н. Методы формализованногопредставления систем/ В.Н. Волова, А.А. Денисов, Ф.Е. Темнигов. — СПб.: СПбГТУ,1993. — 108 с.
6. Гасаров Д.В. Интеллетальныеинформационные системы. — М.: Высш. ш., 2003. — 431 с.
7. Гелшов В.М. Введение в АСУ. —Киев: Техника, 1974.
8. Дегтярев Ю.И. Системный анализ иисследования операций. — М.: Высш. ш., 1996. — 335 с.
9. Корячов В.П. Теоретичесие основыСАПР: Учеб. для вузов/ В.П. Корячо, В.М. Крейчи, И.П. Норенов. — М.:Энергоатомиздат, 1987. — 400 с.
10. Мамионов А.Г. Основы построенияАСУ: Учеб. для взов. — М.: Высш. ш., 1981. — 248 с.
11. Меньов А.В. Теоретичесие основы автоматизированногоуправления: Учеб. пособие. — М.: МГУП, 2002. — 176 с.
12. Острейовский В.А. Автоматизированныеинформационные системы в экономике: Учеб. пособие. — Ср т: СрГУ, 2000. — 165 с.
13. Острейовский В.А. Современные информационныетехнологии экономистам: Учеб. пособие. Ч. 1. Введение в автоматизированные информационныетехнологии. — Ср т: СрГУ, 2000. — 72 с.
14. Автоматизированные информационныетехнологии в экономике/
Под ред. проф. Г.А. Титоренко. — М.:Компьютер, ЮНИТИ, 1998.— 400 с.
15. Автоматизированные информационныетехнологии в банковской деятельности / Под ред. проф. Г.А. Титоренко. — М.:Финстатинформ, 1997.
16. АСУ на промышленном предприятии:Методы создания: Справочник / С.Б. Михалев, Р.С. Седенов, А.С. Гринбер и др. — М.:Энергоатомиздат, 1989. — 400 с.