L_1_Vvedenie_CALS_v4 (ОАПр.part1), страница 3

Доля объема проектных работ, выполняемых с использованием систем автоматизированного проектирования (САПР), составляет незначительную величину, а полученные результаты, в конечном счете, все равно переводятся из цифрового вида в форму бумажных документов. Одной из причин является сложность интеграции результатов проектирования, полученных разными методами, в единую информационную систему. Системы автоматизации различных процессов используют различную информацию и различные форматы данных. Собрать всю информацию воедино на практике не представляется возможным.

Использовать результаты одних этапов ЖЦ на других этапах тем более нереально. Наиболее типичным решением стало ведение копий всей электронной информации в бумажном виде и проведение всех согласований старыми, но отточенными десятилетиями методами. В результате, информация об изделии представляет собой десятки и сотни килограмм бумажной документации, огромное количество разрозненной информации в электронном виде (геометрические модели, спецификации, рабочая документация). При этом преимущества использования электронного представления информации практически не используются.

Очевидно, что использование единого электронного описания (электронной модели) изделия позволит решить выше перечисленные проблемы, а также обеспечивает преемственность использования информации, сокращает затраты на ее повторный ввод, подготовку и обработку. Средством, позволяющим сформировать и использовать единое электронное описание изделия на основе международного стандарта ISO 10303-STEP, является система PDM STEP Suite.(Product Data Management- управление данными об изделии, PDM-технология).

Назначение системы заключается в поддержке интегрированного электронного описания машиностроительного изделия на всех стадиях жизненного цикла (ЖЦИ), с тем, чтобы однажды произведенную и введенную информацию использовать многократно на всех стадиях ЖЦИ. Основной акцент сделан на поддержке работы с данными о структуре и составе изделия и на возможностях обмена этой информацией с различными приложениями. Система предназначена для применения совокупностью предприятий или подразделений, использующих для выполнения собственных работ разнородные программно-технические средства и нуждающиеся в доступе к хранилищу результатов совместной работы в соответствии с правами на доступ к хранимой информации. Также может применяться для создания библиотек изделий и организации взаимодействия с поставщиками (субподрядчиками).

Взаимодействие между предприятиями по-прежнему остается слабым местом в процессе конструирования изделия.

Для авиастроительного объединения, например, количество взаимодействующих предприятий, может доходить до нескольких тысяч. Характер их взаимоотношений довольно сложный и не всегда однозначный, хотя при этом все эти предприятия должны работать как единое целое.

Кроме того, каждая САПР-система предназначена для решения определенного круга задач, охватить которым весь спектр потребностей предприятия практически невозможно. На это, отчасти, способны лишь некоторые крупные системы (Unigraphics, ProEngineer, CATIA, Euclid). Но строить весь процесс подготовки производства только на подобных системах весьма накладно.

Поэтому сегодня уже сложилась ситуация, при которой на каждую крупную систему приходится несколько систем среднего уровня (AutoCAD, SolidEdge, TFlex Cad), с помощью которых решаются задачи, не требующие высокой производительности, такие как разработка отдельных деталей или составление документации. Такое решение экономически более целесообразно, но с технической точки зрения реализуется несколько сложнее.

Основными функциями системы PMD являются:

1. Ввод, проверка корректности, накопление, хранение данных об изделии, включающих :

• Структуру и состав изделия с учетом версий (модификаций), т.е. перечень и соподчиненность входящих в изделие компонентов, например: изделие  агрегаты  узлы  подузлы  детали; с указанием является ли любой компонент изделием собственного изготовления, покупным или др.

• Геометрические трехмерные модели компонентов изделия (например, каркасные, граничные, точные и фасеточные твердотельные модели с топологией или без) - состав моделей определяется прикладным протоколом АР203;

• Конструкторскую текстовую и графическую документацию на изделие в целом и его компоненты (технические задания, рабочие проекты, расчетные и пояснительные записки, дизайнерские наброски и эскизы, геометрические модели и т.д.);

• Данные о ролях, согласованиях и утверждениях на изделие в целом и его компоненты.

• Данные о вариантах комплектации и изменениях изделия. Данные могут вноситься интерактивно, импортироваться из CAD/CAM(САПР) систем или заноситься любыми приложениями с помощью стандартного программного интерфейса SDAI или специального высокоуровневого интерфейса. Экспорт данных об изделиях в стандартный нейтральный формат STEP AP203 (ISO 10303-203) или в текстовый файл с настраиваемой структурой для последующей загрузки в различные прикладные системы.

2. Обеспечение удаленного оперативного доступа к информации об изделии.

3. Автоматический вызов трансляторов для загрузки данных полученных из одной прикладной системы в другую.

4. Обеспечение доступа к данным через унифицированный интерфейс, регламентированный стандартом ISO 10303. Данный интерфейс (Standard Data Access Interface - SDAI) обеспечивает единообразный доступ ко всем данным, хранимым в системе.

Система PDM STEP Suite 1.0 позволяет вести полноценный обмен информацией с любыми системами автоматизации самыми разнообразными средствами. Способы обмена информацией можно разделить на следующие группы:

«Через обменный файл» - практически все крупные системы автоматизации проектирования (IMAN, Mechanical Desktop, ProEngineer, SolidWorks и др.) поддерживают возможность обмена данными через обменный файл STEP. Такой файл может содержать практически все данные об изделии: от геометрических моделей до указания разработчика, заказчика и размера изготовляемой партии. Загрузив такой файл в систему можно сразу занести в нее всю необходимую информацию. Точно также выбрав необходимую часть данных об изделии ее можно выгрузить в один обменный файл, который на съемных носителях можно перенести в другую систему автоматизации.

«Комбинированный ввод» - некоторые STEP трансляторы не позволяют корректно заполнить информацию в обменном файле STEP. В первую очередь это касается информации об идентификации изделия. Например, формат данных «SAT» не содержит идентификаторов изделия, поэтому, транслируя твердотельную модель SAT в STEP идентификаторы взять просто неоткуда. Транслятор заполняет идентификационную часть модели изделия пустыми строками. Но если перед загрузкой обменного файла внести в него необходимую идентификацию, то при загрузке вся геометрическая информация встанет на свои места и не возникнет никаких коллизий. Такой способ ввода также предусмотрен в системе.

Ввод «Вручную » - система имеет клиентский модуль, который позволяет интерактивно заносить информацию в хранилище данных, позволяет просматривать и модифицировать уже существующую информацию, а также инициировать процессы загрузки/выгрузки информации через обменные файлы STEP и процессы генерации отчетов.

«Экспорт в виде отчетов» - система позволяет генерировать разнообразные отчеты по изделиям, информация о которых находится в хранилище данных. Эти отчеты могут быть выгружены в виде текстовых файлов или файлов MS Office.

«Доступ через API» - в системе имеется встроенный программный интерфейс, который состоит как из функций соответствующих международному стандарту STEP - SDAI, так и из более высокоуровневых функций позволяющих намного упростить программирование и ускорить взаимодействие с системой. Программный интерфейс системы позволяет выполнять любые операции с данными в хранилище из любых средств программирования: Visual Basic, С++, Delphi, MS Office Basic и др.

Внешняя архитектура системы PDM STEP Suite 1.0 построена как масштабируемая трехуровневая клиент - серверная система. Взаимосвязь между уровнями может осуществляться как через локальную сеть предприятия, так и через Интернет.

Следует заметить, что все три уровня системы могут быть с успехом размещены и на одном компьютере.

Преимущества PDM системы перед другими решениями:

• Информация, произведенная однажды, используется многократно на всех стадиях ЖЦИ;

• Возможность обеспечения доступа к информации через Internet в режиме online;

• Наличие стандартизованной полной электронной модели изделия (согласно ISO 10303 STEP) обеспечивает информационную интеграцию между различными стадиями и этапами ЖЦИ;

• Использование международных стандартов обеспечивает корректную интерпретацию хранимой информации;

• В соответствии с идеологией стандарта STEP для описания разных предметных областей используются специализированные информационные модели (прикладные протоколы) построенные из стандартизированных элементов (интегрированных ресурсов). Такой подход обеспечивает переносимость разработанных программных решений в новые прикладные области, не теряя при этом гибкости, необходимой для решения прикладных задач, но сохраняя стандартный механизм доступа к данным.

• Регламентированная стандартом ISO 10303 SDAI (стандартный интерфейс доступа к данным) дает большую гибкость и эффективность при организации доступа, нежели существующие и применяемые ныне методы;

• Открытость и расширяемость системы, обеспечиваемая возможностью использования собственных схем данных;

• Подавляющее большинство производителей систем проектирования и управления поддерживают работу с данными в формате STEP, что создает объективные предпосылки для построения интегрированных информационных систем;

Внешняя архитектура PDM STEP Suite 1.0

7 Примеры результатов использования CAD/CAE систем

2