Технології
проектування в інженерних середовищах
Реферат
виконали студенти Логачев А. А., Денисова О. М., Група 7121
Московський
Державний Індустріальний Університет
Кафедра:
Інформаційні системи і технології
Дисципліна:
Теорія автоматизованого керування
Москва, 2001
Вступ
ЕОМ міцно
увійшли в нашу виробничу діяльність і в даний час немає
необхідності доводити доцільність використання обчислювальної техніки
в системах управління технологічними процесами, проектування, наукових
досліджень, адміністративного управління, у навчальному процесі, банківських
розрахунках, охороні здоров'я, сфері обслуговування і т.д.
При цьому
останні роки як за кордоном, так і в нашій країні характеризуються різким
збільшенням виробництва міні-та мікро-ЕОМ (персональні ЕОМ).
На основі міні
і персональних ЕОМ можна будувати локальні мережі ЕОМ, що дозволяє вирішувати
складні завдання з управління виробництвом.
Дослідження
показали, що з усієї інформації, що утвориться в організації, 60-80%
використовується безпосередньо в цій же організації, циркулюючи між
підрозділами й співробітниками, і тільки частина, що залишилася в узагальненому вигляді
надходить до міністерства і відомства. Це означає, що кошти обчислювальної
техніки, розосереджені по підрозділах і робочих місць, повинні
функціонувати в єдиному процесі, а співробітникам організації повинна бути
поставлена можливість спілкування за допомогою абонентських засобів між собою, з єдиним
або розподіленим банком даних. Одночасно повинна бути забезпечена висока
ефективність використання обчислювальної техніки.
Вирішенню цієї
завдання в значній мірі сприяла поява мікроелектронних коштів
середньої і великої ступеня інтеграції, персональних ЕОМ, обладнання зі
вбудованими мікропроцесорами. У результаті разом з регіональними мережами ЕОМ,
побудованими на базі великих ЕОМ і розподілених на великій території,
з'явилися і знаходять все більше поширення так звані локальні
обчислювальні мережі (ЛОМ), що представляють собою відкриту для підключення
додаткових абонентських і обчислювальних засобів мережа, що функціонує в
відповідність з прийнятими протоколами (правилами). Пристрої обробки,
передачі та зберігання в ЛВС розташовуються один від одного на відстані до
декількох кілометрів, тобто в межах одного або групи будівель.
Взаємодія пристроїв ЛОМ здійснюється за єдиним каналу зв'язку
(моноканалу), що забезпечує високу швидкість передачі інформації (до 10-15
Мбіт/с). До мережі можуть об'єднуватися ЕОМ як одних типів (однорідні мережі) або
різних типів (неоднорідні мережі), так і різної продуктивності. Однорідні
мережі простіше і дешевше, тому що для їх створення потрібні відносно просте
обладнанні програмне забезпечення, що не вимагають великої кількості типів засобів
сполучення. Це означає, що такі мережі створити простіше і дешевше.
ЛВС є в
Нині універсальною базою сучасної індустрії обробки інформації
і характеризуються великою різноманітністю методів побудови будь-яких видів
інформації. Концепція локальних мереж ЕОМ є однією з найбільш корисних
системних концепцій, що виникли в результаті тривалих наукових досліджень і
прогресу в області мікроелектроніки.
ЛОМ дозволяє
невеликим підприємствам скористатися можливістю об'єднання персональних,
мікро-і міні-ЕОМ в єдину обчислювальну мережу, а великим підприємствам --
звільнити обчислювальний центр від деяких функцій з обробки інформації
"цехового значення" і забезпечити їх рішення в цеху, відділі. Крім
того, експлуатація мережі одним замовником дозволить спростити вирішення питання про
закриття інформації. Використання ЛВС дає високий економічний ефект.
Наприклад, створення наскрізного маршруту проектування мікропроцесорів на базі
ЛВС дозволило зменшити терміни розробки на 35% і одночасно знизити
вартість на 48%. При цьому фахівці - розробники можуть перебувати на
своїх робочих місцях і вести спільне проектування з використанням
абонентських коштів. "Вузькі" місця вироби визначаються при
проектуванні, що дозволило скоротити обсяг робіт при доведенні вироби до
промислового зразка в 2 рази. Одночасно забезпечується автоматизація
розробки документації.
За своєю
архітектурі (структурі) ЛОМ є спрощеним варіантом архітектури
регіональних і глобальних мереж ЕОМ і можуть створюватися на базі будь-яких ЕОМ.
Впровадження ЛВС є масовому користувачеві і дозволяє створити в
організаціях та установах розподілені обчислювальні потужності та бази
даних, інформаційно-пошукові та довідкові служби, об'єднати в єдину
систему автоматизовані робочі місця, які друкують і копіюють пристрої,
графобудівники, касові апарати і т. д. ЛВС дозволяють підвищити надійність
обробки інформації завдяки дублювання ресурсів мережі, забезпечити
редагування листів, довідок, звітів, здійснити обмін документами без
роздруківки їх на паперовому носії, вести бухгалтерський та складський облік,
здійснити керування роботами, машинами, верстатами, передачі інформації в
заданий час, використовувати систему пріоритетів, направляти циркулярні
розпорядження всім, деяким, або одному підрозділу організації, проводити
телемовлення.
У міру
розвитку ЛОМ можна змінити її конфігурацію, об'єднати з іншими ЛВС (наприклад
на великому підприємстві або об'єднання), підключити ЛОМ до регіональної
обчислювальної мережі, що дозволить реалізувати інтегровані
автоматизовані системи управління (АСУ). На певному етапі розвитку ЛВС
може стати безпаперовим бюро, в якому інформація записується на магнітні
диски, стрічки з можливістю при необхідності отримання твердої копії та її
розмноження, а також, навпаки, одержання машинних носіїв з твердої копії.
З усього
різноманіття ЛВС умовно можна розділити на чотири групи:
1)
орієнтовані на масового споживача і такі, що будуються, в основному, на базі
персональних ЕОМ;
2) що включають,
крім персональних ЕОМ, мікро-ЕОМ і мікропроцесори, вбудовані в засоби
автоматизованого проектування і розробки документальної інформації,
електронної пошти;
3) побудовані
на базі мікропроцесорних засобів, мікро і міні-ЕОМ та ЕОМ середньої
продуктивності;
4) створювані
на базі всіх типів ЕОМ, включаючи високопродуктивні.
Перші з них
застосовуються в навчальних процесах, торгівлі, дрібних і середніх закладах, другий
- В системах автоматизованого проектування і конструювання (САПР), про що
ми будемо говорити нижче, третій - в автоматизованих системах наукових
досліджень (АСНІ), управління складними виробничими процесами і гнучких
автоматизованих виробництвах, четверті - в системах управління крупним
виробництвом, галуззю.
Впровадження
локальних обчислювальних мереж серйозно вплине на організацію
виробництва, де інформаційно-керуючі системи будуть пов'язані з
автоматизованими технологічними системами. Одночасно ЛВС,
орієнтовані на автоматизацію основних напрямків діяльності підприємств,
можуть бути пов'язані з системами обробки інформації об'єднань, главків,
міністерств.
При цьому буде
значно підвищена швидкість обміну інформацією на всіх рівнях управління,
тобто буде створена ієрархічна мережа обміну інформацією.
При вирішенні
питання про створення ЛОМ повинно бути проведено обстеження об'єкта автоматизації
і визначено кількість і тип пристроїв, які включаються в мережу, умови
експлуатації мережі, відстані між об'єктами мережі, інтенсивність потоку
даних, максимальна швидкість передачі даних, необхідність забезпечення
пріоритетності обслуговування абонентів мережі, максимальний час очікування для
оператора робочої станції, необхідність реалізації режиму діалогу, чи повинна
дана ЛВС з'єднуватися з дру-гой ЛВС або регіональною мережею ЕОМ, які завдання
будуть вирішуватися за допомогою ЛОМ, якими мають бути рівень надійності і час
відновлення працездатності після виходу будь-якого компонента мережі з
ладу, необхідність розширення або зміни конфігурації мережі в майбутньому,
витрати на створення та експлуатацію мережі і інші параметри.
Структура ЛОМ
повинна чітко відповідати організаційній структурі об'єкта автоматизації і
його інформаційних зв'язків, а також враховувати повний спектр проблем, пов'язаних з
її використанням протягом періодів максимального навантаження. Це означає, що на
кожну ЛОМ для конкретного об'єкта необхідно мати проектну документацію,
орієнтовану на промислові технічні та програмні засоби.
Для вирішення
проблеми масового впровадження локальних мереж ЕОМ промисловими міністерствами в
згідно з єдиною нормативною документацією і ГОСТ повинен бути створений ряд
комплексів технічних і програмних засобів для ЛОМ, орієнтованих на різний
Максимальна кількість під-ня до мережі вузлів і швидкість передачі інформації з
техніко-економічними характеристиками на рівні кращих зразків і забезпечена
постачання їх споживачам як комплектних виробів виробничо-технічного
призначення.
При цьому повинні
бути розроблені засоби сполучення з ЛВС широкої номенклатури засобів
обчислювальної техніки, що є у споживачів і планованої до освоєння в
виробництві. Найбільш реальним напрямом вирішення цієї проблеми є
організація випуску спеціалізованих НВІС.
Рішення
зазначених вище проблем безумовно серйозно вплине на ефективність
всього народного господарства.
Як відомо,
головними системними застосуваннями обчислювальної техніки є
автоматизовані системи управління економіко-організаційного типу (ОАСУ,
АСУП тощо) системи автоматизації проектування і конструювання (САПР),
інформаційно-пошукові системи і системи управління складними технологічними
процесами (АСУТП).
Зупинимося
коротко на останніх (за перерахуваннях, а не за важливістю) системах, так як вони
дають найбільший соціальний і економічний ефект.
Сьогодні
технологічні процеси постійно ускладнюються, а агрегати, які реалізують їх,
робляться все більш потужними. Наприклад, в енергетиці діють енергоблоки
потужністю 1000-1500 МВт, установки первинної переробки нафти пропускають до 6
млн. т. сировини на рік, працюють доменні печі об'ємом 3.5-5 тис. кубометрів,
створюються гнучко перебудовувані виробничі системи в машинобудуванні.
Людина не
може встежити за роботою таких агрегатів і технологічних комплексів і тоді
на допомогу йому приходить АСУ ТП. В АСУ ТП за роботою технологічного комплексу
стежать численні датчики-прилади, що змінюють параметри технологічного
процесу (наприклад, температуру і товщину прокочується металевого листа),
контролюючі стан обладнання (температуру підшипників турбіни) або
визначають склад вихідних матеріалів і готового продукту. Таких приладів у
одній системі може бути від декількох десятків до декількох тисяч.
Датчики
постійно видають сигнали, що змінюються відповідно до вимірюваним
параметрами (аналогові сигнали), в пристрій зв'язку з об'єктом (ПЗО) ЕОМ. У ПЗО
сигнали перетворяться в цифрову форму і потім за певною програмою
обробляються обчислювальною машиною.
ЕОМ порівнює
отриману від датчиків інформацію із заданими результатами роботи агрегату і
виробляє керуючі сигнали, яку через іншу частину ПЗО надходять на
регулюючі органи агрегату. Наприклад, якщо датчики подали сигнал, що лист
прокатного стану виходить товщі, ніж написано, то ЕОМ визначить, на який
відстань потрібно зрушити валки прокатного стану і подасть з-ності
сигнал на виконавчий механізм, який перемістить валки на необхідну
відстань.
Системи, в
яких управління ходом процесу здійснюється подібно до сказаного вище без
втручання людини, називаються автоматичними. Однак, коли не відомі
точні закони управління людина змушена брати керування (визначення
керуючих сигналів) на себе (такі системи називаються автоматизованими). У
цьому випадку ЕОМ представляє оператору всю необхідну інформацію для
управління технологічним процесом за допомогою дисплеїв, на яких дані
можуть висвітлюватися в цифровому вигляді або у вигляді діаграм, що характеризують хід
процесу, можуть бути представлені і технологічні схеми об'єкту з зазначенням
стану його частин. ЕОМ може також "підказати" оператору
деякі можливі рішення.
Чим складніше
об'єкт управління, тим продуктивніше, надійніше, потрібно для АСУ ТП
обчислювальна машина. Щоб уникнути все збільшується, нарощування потужності
ЕОМ складні системи стали будувати за ієрархічним принципом. Як правило, в
складний технологічний комплекс входить кілька відносно автономних
агрегатів, наприклад, у енергоблок теплової електростанції входить парогенератор
(котел), турбіна та електрогенератор. В ієрархічній системі для кожної
складової частини створюється своя локальна система управління, як правило, автоматична
на базі мікропроцесорної техніки. Тепер, щоб всі частини працювали як єдиний
енергоблок, необхідно скоординувати роботу локальних систем. Це
здійснюється ЕОМ, що встановлюється на пульті управління блоком. Для цього вже
буде потрібно невелика обчислювальна машина.
Перспективні
АСУ ТП мають ряд характерних ознак. Перш за все це автоматичні
системи, що здійснюють автоматичне керування робочим режимом, а також
пуском і зупинкою устаткування (режимами, на які при ручному управлінні
припадає найбільша кількість аварійних ситуацій через помилки операторів).
У системах
передбачається оптимізація управління ходом процесу за обраними критеріями.
Наприклад, можна задати такі параметри процесу, за яких вартість
собівартість продукції буде мінімальний, або, при необхідності, налаштувати
агрегат на максимум продуктивності, не рахуючись з деяким збільшенням
витрати сировини та енергоресурсів на одиницю продукції.
Системи дожно
бути адаптивними, тобто мати можливість змінювати хід процесу при зміні
характеристик початкових матеріалів або стану обладнання.
Одним з
найважливіших властивостей АСУ ТП є забезпечення безаварійної роботи складного
технологічного комплексу. Для цього в АСУ ТП передбачається можливість
діагностування технологічного обладнання. На основі показників датчиків
система визначає поточний стан агрегатів і тенденції до аварійних
ситуацій і може дати команду на ведення полегшеного режиму роботи або
зупинку взагалі. При цьому оператору представляють дані про характер і
місцезнаходження аварійних ділянок.
Таким чином,
АСУ ТП забезпечують краще використання ресурсів виробництва, підвищення
продуктивності праці, економію сировини, матеріалів та енергоресурсів,
виключення важких аварійних ситуацій, збільшення міжремонтних періодів роботи
обладнання. Ось кілька прикладів.
АСУ ТП
електролізу алюмінію дозволяє заощаджувати приблизно 250 кВт-ч. електроенергії на
кожну тонну виплавленого металу. Цієї енергії достатньо, для живлення всіх
електроприладів в двокімнатній квартирі протягом місяця.
Автоматизація з
застосуванням ЕОМ установок первинної переробки нафти ЕЛОУ-АВТ6 забезпечує
збільшення виходу світлих нафтопродуктів (бензину, гасу, дизельного
палива) на 30 тис.т. на рік за рахунок оптимізації ведення технологічного
процесу.
Великий ефект
в машинобудуванні дають гнучкі виробничі системи (ГВС), що складаються з
стиків з числовим програмним управлінням, автоматизованих складських і
транспортних систем, керованих за допомогою ЕОМ. Створення ГПЦ цеху на
Дніпропетровським електровозобудівним заводі дозволило в 3.3 рази підвищити
продуктивність праці, вивільнити 83 людини і скоротити парк верстатів на
53 одиниці. Коротко зупинимося на засадах організації і принципи побудови гнучких
виробничих систем.
1. Основи
організації гнучких виробничих систем
Гнучка
виробнича система - сукупність у різних поєднаннях технологічного
обладнання з числовим програмним управлінням (ЧПУ), роботизованих
технологічних комплексів, гнучких виробничих модулів і систем
забезпечення їх функционир?? вання в автоматичному режимі протягом заданого
інтервалу часу. Вона має властивість автоматизованого переналагодження при
виробництві виробів довільної номенклатури.
За
організаційній структурі ДПС мають такі рівні:
- гнучка
автоматизована лінія (ГАЛ)
- гнучкий
автоматизований ділянку або гнучкий виробничий комплекс (ГАУ або ЦПК)
- гнучкий
автоматизований цех (ГАЦ).
Гнучка
автоматизована лінія - гнучка виробнича система, в якій
технологічне обладнання розташоване у прийнятій послідовності
технологічних операцій.
Гнучкий
автоматизований ділянка - гнучка виробнича система, що функціонує
з технологічного маршруту, в якому передбачена можливість зміни
послідовності використання технологічного устаткування. Обидві ці системи
(ГАЛ і ГАУ) можуть містити окремо функціонуючі одиниці технологічного
обладнання.
Гнучкий
автоматизований цех - гнучка автоматизована система, що представляє
собою в різних поєднаннях сукупність гнучких автоматизованих ліній,
роботизованих технологічних ліній, гнучких автоматизованих ділянок,
роботизованих технологічних ділянок для виготовлення виробів заданої
номенклатури.
Передбачені
також гнучкі виробничі комплекси (ЦПК), що являють собою гнучку
виробничу систему, що складається з декількох гнучких виробничих
модулів, об'єднаних автоматизованою системою управління та автоматизованої
транспортно-складської системою, автономно функціонуючу протягом заданого
інтервалу часу і має можливість вбудовування в систему вищої
ступеня автоматизації.
Відповідно
до ГОСТ 26228-85 в ГПС є наступні складові частини:
Гнучкий
виробничий модуль (ГПМ) - одиниця технологічного обладнання для
виробництва виробів довільної номенклатури у встановлених межах
значень їх характеристик з програмним керуванням, автономно функціонуюча,
автоматично здійснює всі функції, пов'язані з їх виготовленням, і
що має можливість вбудовування в гнучку виробничу систему.
У загальному випадку
засоби автоматизації ГПМ представляють собою накопичувачі, супутники, пристрої
завантаження і вивантаження, пристрої видалення відходів, пристрої
автоматизованого контролю, включаючи діагностування, пристрої переналагодження
і т.д. Приватним випадком ГПМ є роботизований технологічний комплекс
за умови можливості його вбудовування в систему більш високого рівня.
Засоби
забезпечення функціонування ДПС - сукупність взаємопов'язаних
автоматизованих систем, які забезпечують проектування виробів,
технологічну підготовку їх виробництва, управління гнучкої виробничої
системою і автоматичне переміщення предметів виробництва та технологічної
оснащення.
У ДПС входять
також автоматизована система керування виробництвом (АСУП),
автоматизована транспортно складська система (АТСС), автоматизована
система інструментального забезпечення (АСІО), система автоматизованого
контролю (САК), автоматизована система видалення відходів (АСУО) і т.д.
2. Принципи
побудови гнучких виробничих систем
У своєму
закінченому ідеальному вигляді ДПС є вищою, найбільш розвиненою формою
автоматизації виробничого процесу.
Можна
сформулювати основні принципи організації ДПС.
Принцип
поєднання високої продуктивності і універсальності передбачає на даному
рівні розвитку електронного машинобудування створення універсальності і
автоматизації в програмно-керованому і програмно переналаштовує
обладнанні. Гнучкі виробничі системи, порівнянні по продуктивності
з автоматичними лініями, а по гнучкості - з універсальним обладнанням,
відкривають величезні можливості для інтенсифікації виробництва. Наприклад,
автоматизація трансформаторного виробництва в електронній промисловості
ускладнена великим конструктивно-технологічним різноманітністю його продукції.
Саме це вимагало створення систем з гнучко перебудовується технологією.
Принцип модульності
ДПС будується на базі гнучких виробничих модулів. Типові модулі ГВС
розроблені для основних видів виробництв виробів електронної техніки.
Принцип
ієрархічності ДПС передбачає побудову багаторівневої структури. На самом
нижньому рівні знаходяться гнучкі автоматизовані модулі, на вищих рівнях --
гнучкі автоматизовані лінії, ділянки, цехи, підприємства в цілому.
Модульність і ієрархічність дозволяють розробляти ДПС для найвищої
організаційно структурного рівня.
Принцип переважної
програмної настройки. Обладнання ГВС, як основне, так і допоміжне,
при зміні виробів перенастроюється шляхом введення нових керуючих програм
модулів. Перенастроювання модулів вручну допустима в мінімальних обсягах і тільки
у випадках очевидної економічної неефективності реалізації програмної
перенастроювання.
Принцип
забезпечення максимальної предметній замкнутості виробництва на якомога більш
низькому рівні структури ДПС дозволяє звести до мінімуму витрати на транспорт і
маніпулювання. Одночасно досягається зниження кількості операцій при
загальне підвищення гнучкості ДПС.
Принцип
сумісності технологічних, програмних, інформаційних, конструктивних,
енергетичних і експлуатаційних елементів. Технологічна сумісність забезпечує
технологічну єдність і взаємозамінність компонентів автоматизованого
виробництва. Вона зумовлює необхідність виконання певних
вимог до виробу, технології, технологічного устаткування.
Виріб повинен
бути максимально технологічно з точки зору можливості автоматизації його
виробництва, наприклад, для розпізнавання, орієнтації і позиціонування
деталей при автоматичному складанні необхідно передбачати в них спеціальні
відмітні ознаки: реперні знаки, характерні відмітні зовнішні форми
та ін Крім того, вироби повинні володіти високим ступенем конструктивного і
технологічного подібності, необхідного для організації групового виробництва.
Досягається це
вимога уніфікацією технології виробництва виробів і їх напівфабрикатів,
конструкції деталей, комплектуючих і виробів в цілому.
У свою чергу,
всі компоненти ГВС: пристосування, оснащення, автоматичні пристрої
завантаження-розвантаження, обладнання - повинні в найвищій мірі задовольняти
вимогам гнучкої автоматизації.
Інформаційна
сумісність підсистем ДПС забезпечує їх оптимальну взаємодію при
виконання заданих функцій. Для її досягнення вводяться в дію стандартні
блоки зв'язку з ЕОМ, витримується строга регламентація вхідних і вихідних
параметрів модулів на всіх ієрархічних рівнях системи, вхідних і вихідних
сигналів для керуючих впливів.
В умовах
постійного підвищення вартості програмного забезпечення великих систем, в усі
великих пропорціях перевищує вартість технічних засобів, особливо важливе
значення набуває внутрішньо-і міжрівневого програмна сумісність
обладнання.
Конструктивна
сумісність забезпечує єдність і узгодженість геометричних
параметрів, естетичних та ергономічних характеристик. Вона досягається
створенням єдиної конструктивної бази для функціонально подібних модулів всіх
рівнів за умови обов'язкової узгодженості конструкцій нижчих
ієрархічних рівнів з конструкціями вищих рівнів.
Експлуатаційна
сумісність забезпечує узгодженість характеристик, що визначають умови
роботи обладнання, його довговічність, ремонтопридатність, надійність, і
метрологічних характеристик, а також відповідність вимогам
електронно-вакуумної гігієни, технологічного мікроклімату і т.д.
Енергетична
сумісність забезпечує узгодженість споживаних енергетичних засобів:
води, електроенергії, стисненого повітря, рідких газів, вакууму і т.д. При
комплектуванні ДПС необхідно прагнути до мінімальної кількості різновидів
застосовуваних видів енергії.
Вибору об'єкта
для створення ДПС передує аналіз виробничого процесу на даному
підприємстві з метою визначення відповідності його організаційно-технологічної
структури принципам групового виробництва, тобто визначення ступеня
готовність підприємства до створення ДПС.
Як вже
відзначалося, основними компонентами ДПС є: гнучкий виробничий модуль
(ГПМ), автоматичні складська і транспортна системи (АСС та АТС) і система
автоматизованого управління.
Гнучкий
виробничий модуль повинен виконувати в автоматичному режимі наступні
функції:
- переналагодження
на виготовлення іншого виробу;
- установку
виробів, що підлягають обробці в технологічному обладнанні, і вивантаження
готових виробів;
- очищення
установок від відходів виробництва;
- контроль
правильності базування і встановлення виробу;
- контроль
робочих середовищ і засобів, що здійснюють обробку, а також формування
коригувальних дій за результатами контролю;
- заміну
засобів обробки та робочих середовищ;
- контроль
параметрів, виробу і формування коригуючих впливів
за результатами контролю;
--
автоматичне керування технологічним процесом на основі прийнятих
критеріїв ефективності;
- зв'язок з
верхнім рівнем управління з метою обміну інформацією та прийому керуючих
впливів;
- діагностику
технічного стану та пошук несправностей.
Застосування
автоматичною системою складської в ГПС необхідно для збереження запасу об'єктів
обробки, інструменту, пристосувань, матеріалів у зв'язку з тим, що при
багато-номенклатурних виробництві неможливо організувати обробку різних
партій деталей в єдиному ритмі, подібно автоматичним лініям з жорстким циклом.
Автоматична складська система використовується як організуючого ланки.
3. Стан
ринку САПР, або що змінилося на працюючому промисловому підприємстві.
За останні
7-8 років промисловими підприємствами накопичено чималий автоматизації локальних
служб конструкторських і технологічних підрозділів. Незважаючи на обмежене
застосування засобів САПР в реальній роботі, результат очевидний - рівень
володіння новими технологіями, знання різних прикладних систем, придбаний
реальний досвід роботи плюс сотні (тисячі) розроблених креслень, керуючих
програм, моделей і т.п. Практично на кожному підприємстві використовуються мережі,
шириться застосування телекомунікаційних технологій (електронної пошти,
ІНТЕРНЕТ).
Автоматизовані
системи проектування поступово, але все ж стають звичайним і звичним
інструментом конструктора, технолога, розраховувача. Конкурувати інакше в
умовах, коли строки є основною вимогою замовника, не
представляється можливим. І хоча психологічно керівника вітчизняного
промислового підприємства важко звикнути до думки, що дискети з програмами
можуть коштувати дорожче обладнання, це зовсім не дивно, бо
інтелектуальний продукт є плодом багаторічних наукових, дослідницьких
і практичних робіт цілого колективу й величезних фінансових вкладень. Треба
усвідомити, що не тільки апаратні, а й програмні засоби комп'ютеризації
є такими ж важливими частинами і ресурсами науково-виробничого
процесу, як персонал, сировина або електроенергія.
Стрімко
розвивається комп'ютерна індустрія і вихід новітніх операційних систем
WINDOWS 95 і WINDOWS NT 4.0 явно позначили новий виток гонки інформаційних
технологій. За видимою частиною айсберга (змінений інтерфейс, піктограммние
меню, зручна і наочна робота з файлами) треба бачити головне - WINDOWS НЕ
обмежується гарним оформленням, це якісно новий рівень роботи
користувача, архітектури комплексу, тісна інтеграція різнорідних систем,
вбудовані мережеві можливості та багато іншого. Тут стали реальністю багато
завдання, вирішення яких у середовищі DOS в принципі було неможливо.
Намітилося
явне зміна структури ринку САПР. Придбання потужних дорогих систем,
що вимагають високого рівня персоналу, не вирішує всіх проблем конструкторських і
технологічних служб. Теза "ми купимо 7 великих пакетів і нам більше нічого не
треба "не виправдовується, а витрачені кошти найчастіше не окуповуються.
Вихід бачиться знову ж таки в інтеграції, що дозволяє до того ж вирішувати завдання при
мінімумі вкладень. Поява останнім часом нової генерації систем середнього
класу типу SolidWorks, тісно інтегрованими з креслярської графікою,
існуючими технологічними і розрахунковими додатками, дозволяє говорити про
те, що 50-80% завдань можна вирішити за якісно менших витратах. Можна прогнозувати
переділ ринку CAD/CAM, захоплення певної його частини, що належить
виключно важким систем, а також утиск балансуючого між легким
і середнім класом AutoCAD.
4. Найновіші
кошти конструкторського твердотільного моделювання SolidWorks
Яскраво виражена
полярність систем програмного забезпечення САПР, що існувала довгі роки,
пропонувала на вибір або потужні дорогі "важкі" системи (класу CATIA,
EUCLID, CADDS5, Рro/Engineer, Unigraрhics) або "легкі" продукти, в основному
що відповідають за випуск креслярсько-конструкторської документації або забезпечують
обмежене твердотільне моделювання. , Що з'явилися за останній рік на ринку
новітні системи конструкторського моделювання заповнюють цей вакуум і
пропонують потужні рішення середнього рівня в ціновому діапазоні $ 6000 - $ 8000 за
робоче місце. Один з найпомітніших програмних продуктів, що відносяться до
нової генерації, є SolidWorks, розроблений американською компанією
SolidWorks Corрoration, яка мала на меті створення масової системи для
кожного конструктора під гаслом "останні розробки в області CAD/CAM на
кожен робочий стіл ". При цьому потужний функціонал продукту за можливостями
конструювання наближає його до систем класу Рro/Engineer і дозволяє створювати
досить складні тривимірні деталі і складання.
Твердотільні
параметричне моделювання деталі базується на створенні дерева побудов,
відображає етапи її формоутворення. Вихідні примітиви, що додаються до
поточної моделі або віднімається з неї, формуються на базі плоского ескізу
(плоского замкнутого контуру без самопересеченій), виконаного в довільно
орієнтованої площині. До них відносяться тіла обертання і видавлювання, тіла,
отримані сполученням довільно орієнтованих перерізів або зрушенням. Потужний
апарат накладення розмірних і геометричних зв'язків (обмежень) на
геометричні елементи забезпечують побудову параметричної моделі з
можливістю зміни довільного параметра, зв'язування його з значенням
іншого параметра і т.п. Зберігається нерозривний зв'язок ескіз - тверде тіло,
що дає можливість при необхідності коректувати модель через зміну її
ескізу.
Можливості
моделювання включають також у себе побудови тривимірних фасок і заокруглень,
ребер жорсткості і ливарних ухилів, створення різними способами порожніх
(тонкостінних) тел, використання потужного апарату побудови допоміжних
площин та осей. У версії SolidWorks-97 з'явилися можливості оперувати
тривимірними сплайнами і досить складними поверхнями, які можуть
служити обмеженням при різних формотворчих операціях або кордоном
відсікання частини тіла, а для деталей однієї товщини виконувати розгорнення. Ведення
файлу протоколу дозволяє відслідковувати процес створення тривимірної моделі і
вносити до нього необхідних змін. Можна змінити будь-який параметр моделі і
через кілька секунд побачити результати повної перебудови моделі.
Широкі
можливості візуалізації та створення фотореалістичних зображень з
використанням додаткових джерел освітлення та регулюванням
характеристик поверхні матеріалу (відбиття або поглинання їм світла,
випромінювання і шорсткість поверхні) дозволяють працювати в режимі реального
часу з тонованим зображеннями моделі.
Створені
деталі можуть об'єднуватися в збірку з зАдане обмежень взаємного
розташування будь-яких деталей один щодо одного (співвісність, фіксація,
збіг точок і площин і багато чого іншого) та регулюванням характеристик
кожної деталі.
На основі
тривимірного об'єкта можливо автоматичне створення креслення деталі, що складається
з основних і допоміжних видів, складних розрізів і перерізів. Підтримка
численних форматів обміну дозволяє використовувати будь-який
креслярсько-графічний редактор. Взагалі слід зазначити потужні інтеграційні можливості
системи, що забезпечує інтерфейс з провідними технологічними і розрахунковими
додатками, а існуючі засоби розробки додатків дозволяють стикувати
прикладні системи з геометричним ядром SolidWorks. Нова генерація систем
може помітно потіснити дорогі інтегровані системи та істотно
знизить кількісну потребу їх застосування. Пропонована зв'язка SolidWorks
і КОМПАС-ГРАФІК 5 забезпечить потужне конструювання та ефективний випуск
креслярської документації.
5.
SolidWorks 97: від і до.
Новітня
системи тривимірного проектування, що дає конструктору якісно нові
можливості.
5.1 SolidWorks « підриває » ринок CAD/CAM
1995 рік став
переломним для світового ринку систем CAD/CAM масового застосування. Вперше за
довгий час пакети твердотільного параметричного моделювання з
промисловими можливостями стали доступні користувачам персональних
комп'ютерів. Один з кращих рішень такого рівня змогла запропонувати
американська компанія SolidWorks Corрoration. Створена в 1993 році, ця фірма
вже через два роки, в листопаді 1995-го, випустила на базі геометричного ядра
Рarasolid свій перший програмний продукт. Пакет твердотільного
параметричного моделювання SolidWorks 95 відразу зайняв провідні позиції серед
продуктів цього класу, буквально увірвався в світову «табель про ранги» систем
CAD/CAM.
До середини 90-х
років багато конструктори і технологи у всьому світі практично одночасно
прийшли до однакового висновку - для того, щоб підвищити ефективність свого
праці і якість розробляється продукції, необхідно терміново переходити від
роботи в змішаному середовищі двовимірної графіки і тривимірного моделювання до
використання об'ємних моделей, як основних об'єктів проектування. У
пошуках максимально підходить для вирішення поставленого завдання системи
користувачі визначили вимоги до неї - стандартний та інтуїтивно зрозумілий
призначений для користувача інтерфейс, можливість ефективного твердотільного
моделювання на промисловому рівні і, звичайно, найбільш приваблива ціна
при високій ефективності пакету.
Творці
системи SolidWorks врахували всі ці вимоги, і, таким чином, дали можливість
десяткам тисяч конструкторів використовувати на своїх персональних робочих місцях
новітні досягнення науки в галузі технологій CAD/CAM.
5.2 Користувальницький
інтерфейс SolidWorks
На відміну від
ОС UNIX і вже згодом переписаних під Wi
