Загрузка...
Учебная работа. Реферат: CALS-технологии 2
Современные условия характеризуются все наиболее твердой конкурентнстью на международном рынке, увеличением трудности и наукоемкости продукции, что ставит перед промышленниками и бизнесменами страны новейшие препядствия. К их числу относятся:
• критичность времени, требующегося для сотворения изделия и организации его реализации;
• понижение всех видов издержек, связанных с созданием и сопровождением изделия;
• увеличение свойства действий проектирования и производства;
• обеспечение гибкого и надежного эксплуатационного обслуживания.
Действующим средством решения этих заморочек в крайнее десятилетие выступают новейшие информационные CALS-технологии сквозной поддержки сложной наукоемкой продукции на всех шагах ее актуального цикла (ЖЦ) от маркетинга до утилизации. Базирующиеся на стандартизованном едином электрическом представлении данных и коллективном доступе к ним, эти технологии разрешают значительно упростить выполнение шагов ЖЦ продукта и повысить производительность труда, согласно западному опыту, приблизительно на 30%, автоматом обеспечить данное свойство продукции.
За рубежом работы по созданию и внедрению CALS-технологий ведутся наиболее 25 лет. В этом направлении достигнуты значительные результаты. CALS-технологии в истинное время рассматриваются как удачная глобальная финансовая стратегия во всех отраслях индустрии. работы ведутся во всех ведущих промышленных странах, создаются международные кооперации производителей схожих видов продукции, так именуемые «виртуальные» компании, объединяющие поставщиков, производителей и потребителей продукции.
В первый раз элементы CALS-технологий начали применяться посреди 80-х годов при содействии Министерства обороны США
В Рф подобные работы начались посреди 90-х годов, на рубеже веков при Госстандарте был сотворен комитет № 431, координирующий работы по CALS-технологиям; сотворен НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика»; разработана программка стандартизации в сфере CALS-технологий в 2000 — 2003 годах; в авиастроении, кораблестроении, оборонной индустрии реализуются пилотные проекты по внедрению CALS-технологий. В нашей стране посреди пионеров внедрения CALS — АВПК «Сухой», ОАО «Туполев», Конструкторское бюро приборостроения (Тула), Воронежский механический завод. Эти проекты поддерживаются Минпромнауки РФ
Отставание с внедрением CALS-технологий сделает для компаний неосуществимым роль в интернациональной кооперации, плохо отразится на конкурентоспособности и привлекательности производимой продукции, послужит предпосылкой утраты определенных частей рынка.
В первый раз теория CALS появилась посреди 70-х годов в оборонном комплексе США
базировалась на идеологии ЖЦ продукта и обхватывала фазы производства и эксплуатации. На начальном шаге аббревиатура CALS расшифровывалась как
— компьютерная поддержка поставок.
являлась безбумажная разработка взаимодействия меж организациями, заказывающими, производящими и эксплуатирующими военную технику, также формат представления соответственных данных.
CALS базировалась на результатах реализации программки Integrated Computer-Aided Manufacturing (ICAM) – программки встроенной компьютеризации производства, реализованной в Министерстве обороны США
CALS-технологии, доказав свою эффективность, не стали быть прерогативой военного ведомства и начали интенсивно применяться в индустрии, строительстве, транспорте и остальных отраслях экономики, расширяясь и охватывая все этапы актуального цикла продукта. Новенькая теория сохранила аббревиатуру CALS, но получила наиболее широкую трактовку Continuous Acquisition and Life Cycle Support – непрерывная поддержка ЖЦ продукта (изделия). Таковым образом, появившаяся в Министерстве обороны США
В 1987 году по инициативе 1100 ведущих представителей индустрии США
Работы по внедрению CALS-технологий велись в 2 шага.
(предел 90-х годов) основное внимание уделялось представлению в электрическом виде технической документации. На этом же шаге была определена разработка представления технической и конструкторско — технологической документации в так именуемом «нейтральном» электрическом формате.
(начало 90-х годов), в рамках глобального консорциума 25 ведущих технических организаций США
В 1995 году в США
. Используя эти международные эталоны, компании избавляют существовавшие при обмене информацией барьеры, что дозволяет обеспечить наивысшую упругость при конструировании, производстве и логистической поддержке (поддержке поставок) продукции. Внедрение интернациональных эталонов STEP дает возможность сиим аэрокосмическим компаниям (и компаниям остальных отраслей) добиться новейших, наиболее больших характеристик свойства и производительности, понижения цены продукции и сокращения времени выхода ее на рынок. Типично, что рассматриваемый меморандум, заключенный главными аэрокосмическими компаниями, аналогичен с интернациональным меморандумом автомобилестроительных компаний.
. Так, к примеру, в Англии CALS стала известна с 1988 года. В 1991 году был сформирован Промышленный Совет Англии в области CALS. С 1993 года департамент торговли и индустрии Англии начал способствовать развитию CALS.
Свою задачку Промышленный Совет лицезреет в продвижении и поддержке лучших способов реорганизации предпринимательской деятель так, чтоб компании Англии могли воспользоваться преимуществами электрического обмена информацией. Самыми первыми предприятиями, начавшими применение CALS, являются: аэрокосмический комплекс, военно-промышленный комплекс, большие нефтяные и нефтеперерабатывающие компании. Самыми первыми проектами в области CALS в Англии были проекты, связанные с организацией цепных поставок меж «первопроходчиками» в области CALS.
Cоздана Европейская Промышленная Группа в области CALS, сделаны и создаются национальные программки по CALS, также отдельные проекты по CALS, к примеру такие, как PROSTEP, PISTEP.
уделяет существенное внимание вопросцам CALS
. Ведомство по вопросцам CALS в структуре НАТО сотворено в 1994 году. В рамках данного ведомства осуществляются исследования, обхватывающие: технические эталоны, многофункциональные мета модели, сетевую инфраструктуру, анализ рентабельности, принципы электрической коммерции, правовые вопросцы и контрактное Право.
. Так, к примеру, Промышленный форум по CALS в Стране восходящего солнца был сотворен в мае 1995 года. В рамках Промышленного Форума осуществляются разные проекты в области CALS. Два из их оцениваются в особенности высочайшей вероятностью их реализации:
— государственный проект N-CALS (ассигнования 35.3 млн. баксов за три года);
— интернациональный проект МАТ1С (ассигнования 17.7 млн. баксов за три года).
В международном проекте МАТ1С участвуют Сингапур, Малайзия, Индонезия, Таиланд, Китай и Япония.
В истинное время в мире действует наиболее 25 государственных организаций, координирующих вопросцы развития CALS-технологий, в том числе в США
— устранение вероятных барьеров в процессе интеграции CALS-стандартов и технологий.
одной из обстоятельств отставания в области CALS — технологий является
, регламентирующей главные принципы электрического ведения работ при проектировании, производстве, поставке и сервисном обслуживании изделия. Для организации и воплощения работ по стандартизации в области CALS-технологий (в согласовании с решением коллегии министерства экономики Рф) в рамках Госстандарта Рф
В рамках ТК № 431 действует подкомитет № 2 «Представление данных и обмен данными о изделиях и действиях», организованный на базе НИЦ CALS – технологий «Прикладная логистика» и объединяющий профессионалов ведущих российских компаний. работы по подготовке нормативных документов ведутся в согласовании с «Программкой стандартизации в области CALS-технологий в 2000 – 2003 г.г.», утвержденной Госстандартом Рф и заинтересованных министерств и ведомств.
В реальный момент CALS понимается как глобальная стратегия увеличения эффективности бизнес-процессов, выполняемых в процессе актуального цикла продукта за счет информационной интеграции и преемственности инфы, порождаемой на всех шагах актуального цикла. Средствами реализации данной стратегии являются CALS-технологии, в базе которых лежит набор встроенных информационных моделей: самого актуального цикла и выполняемых в его ходе бизнес-процессов, продукта, производственной и эксплуатационной среды. Возможность совместного использования инфы обеспечивается применением компьютерных сетей и стандартизацией форматов данных, обеспечивающей корректную интерпретацию инфы.
В критериях неизменного и значимого усложнения инженерно-технических проектов, программ разработки новейшей продукции и роста наукоемкости изделий конкурентоспособными окажутся компании, достигшие совершенства в управлении делом, владеющие отлаженными действиями проектирования, производства, поставки и поддержки продукта, направленные на функционирование в критериях стремительно меняющейся экономической ситуации и способные одномоментно реагировать на возникающие новейшие запросы рынка.
Таковая цель не быть может достигнута личными, постепенными переменами обычных способов работы и точечным внедрением средств автоматизации. Компании должны провести кардинальное реформирование в сфере управления, делая упор на сверхтехнологичные, положительно зарекомендовавшие себя стратегии организации современного бизнеса. Таковой стратегией, принятой в истинное время в качестве интернационального эталона, является CALS.
CALS (Сontinuous Acquisition and Life Cycle Support) — непрерывная информационная поддержка актуального цикла изделия либо продукта
. Это стратегия увеличения эффективности, производительности и рентабельности действий хозяйственной деятель компаний за счет внедрения современных способов информационного взаимодействия участников ЖЦ продукта.
Актуальный цикл продукта
, как его описывает эталон ISO 9004-1, — это совокупа действий, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции до момента ублажения этих потребностей и утилизации продукта. Главные стадии актуального цикла показаны дальше на рисунках.
процесс —
это структурированный набор функций, обхватывающий разные сути и завершающийся глобальной целью (определение по ISO/CD 15531-1). По определению, приведенному в эталоне ISO 8402:1994, процесс — это совокупа взаимосвязанных ресурсов и деятельности, которая конвертирует входящие элементы в выходящие. Ресурсами являются персонал, средства обслуживания, оборудование, разработка, методология.
ЖЦ продукта присуще огромное обилие действий. Более известные: производственный процесс, процесс проектирования, процесс закупок. Любой из этих действий, в свою очередь, состоит из
. Под
понимается часть производственного (либо другого процесса), содержащая целенаправленные деяния по изменению и (либо) следующему определению состояния предмета труда. Под
понимаются процессы, связанные с взаимодействием людей (подразделений, организаций). Все процессы ЖЦ взаимосвязаны (рис.2.1).
Для общей свойства этих действий употребляется понятие «бизнес-процесс».
бизнес-процесс – совокупа технологических и организационно-деловых действий, выполняемая преднамеренно в рамках заблаговременно данной организационной структуры.
бизнес-процессы могут быть различного
: масштаба компании (в него вовлечены работники нескольких подразделений, к примеру, снабжающих предприятие материалами и комплектующими), внутрицеховые, снутри лабораторные (к примеру, сделать деталь). Снутри 1-го бизнес-процесса часть составляющих его технологических и организационно-деловых действий быть может организована в отдельный вложенный бизнес-процесс наименьшего масштаба. Отдельные технологические и организационно-деловые процессы могут раскладываться на
(законченные части процесса, выполняемые на одном рабочем месте – выписать затратную, составить контракт), которые в свою очередь делятся на
(законченные части операции, выполняемые одними и теми же средствами – позвонить, записать, фрезеровать).
Рис.2.1 Актуальный цикл продукта как связь действий
бизнес-процессы также различаются по типу деятель:
—
бизнес-процессы (определяют основное направление деятель компании: создание продукции, сервисное сервис, оказание услуг и т. п.);
—
бизнес-процессы (процессы, связанные с решением внутренних задач компании по обслуживанию главных бизнес-процессов);
— бизнес-процессы
(планирование деятель компании, организация производства, контроль);
— бизнес-процессы
(взаимодействие с поставщиками и пользователями).
анализ бизнес-процессов дозволяет заного посмотреть на работу компании, уточнить обязанности работников, оценить эффективность использования ресурсов, узреть недочеты, сокрытые в организационной структуре. С момента введения термина «бизнес-процесс» возникло понятие «
» (Business Process Reengineering, BPR), которое предполагает базовое переосмысление и перепроектирование бизнес-процессов компании с целью увеличения эффективности его работы.
В общем случае ЖЦ нужно разглядывать как совокупа ЖЦ конечного продукта и ЖЦ входящих в него компонент, результатов деятель субпоставщиков.
С данной точки зрения ЖЦ представляет собой
структуру (рис. 2.2).
.
В дословном переводе аббревиатура CALS значит «непрерывность поставок продукции и поддержки ее актуального цикла». 1-ая часть определения — «непрерывность поставок продукции» просит и предполагает оптимизацию действий взаимодействия заказчика и поставщика в процессе разработки, проектирования и производства сложной продукции, срок жизни которой, с учетом разных модернизаций, составляет 10-ки лет. Для обеспечения эффективности, также сокращения издержек средств и времени, процесс взаимодействия заказчика и поставщика должен быть вправду непрерывным. 2-ая часть определения CALS — «поддержка актуального цикла» — заключается в оптимизации действий обслуживания, ремонта, снабжения запасными частями и модернизации. Так как Издержки на поддержку сложного наукоемкого изделия в работоспособном состоянии нередко равны либо превосходят Издержки на его приобретение, принципное сокращение «цены владения» обеспечивается инвестициями в создание системы поддержки ЖЦ.
Целью
внедрения CALS-технологий, как инструмента организации и информационной поддержки всех участников сотворения, производства и использования продуктом, является
за счет убыстрения действий исследования и разработки продукции, придания изделию новейших параметров, сокращения издержек в действиях производства и эксплуатации продукции, увеличения уровня сервиса в действиях ее эксплуатации и технического обслуживания.
Предметом CALS
являются
, другими словами совместного использования и обмена информацией о изделии (продукте), среде и действиях, выполняемых в процессе актуального цикла продукта.
Основой CALS
является внедрение комплекса единых информационных моделей, стандартизация методов доступа к инфы и ее корректной интерпретации, обеспечение сохранности инфы, юридические вопросцы совместного использования инфы (в том числе умственной принадлежности), внедрение на разных шагах ЖЦ автоматических программных систем (CAD/CAM/CAE, MRP/ERP, PDM и др.), позволяющих создавать и обмениваться информацией в формате CALS.
время от времени термин CALS, отождествляется с разными Автоматическими Системами Управления (АСУ) и компьютерными технологиями совершенно. CALS, в отличие от ИАСУ и АСУП, обхватывает все стадии ЖЦ (рис.2.3).
Информационное взаимодействие субъектов, участвующих в поддержке ЖЦ, обязано осуществляться в едином информационном пространстве (ЕИП)
. Для разрушения коммуникационных барьеров и реализации концепции CALS нужно сделать ЕИП для всех участников ЖЦ изделия (в том числе и для эксплуатационников). ЕИП обязано:
· копить всю информацию о изделии;
· быть единственным источником данных о нем (прямой обмен данными меж участниками ЖЦ исключен);
· формироваться на базе интернациональных, муниципальных и отраслевых эталонов.
ЕИП создается при помощи программно-аппаратных средств, уже имеющихся у участников ЖЦ. В критериях российского производства лучше организовывать ЕИП в два шага:
I шаг — автоматизация отдельных действий ЖЦ изделия и Интеграция автоматических действий и относящихся к ним данных.
ЕИП быть может сотворено для структур различного уровня: от отдельного подразделения до компании либо Компании.
В базе концепции ЕИП лежит внедрение открытых архитектур, интернациональных эталонов и апробированных коммерческих товаров обмена данными. Стандартизации подлежат форматы представления данных, способы доступа к данным и их корректной интерпретации. Эталоны являются главным
.
— информационной модели ЖЦ продукта и выполняемых в его ходе бизнес-процессов;
— информационной модели продукта;
— информационной производственной и эксплуатационной среды.
Наиболее подробная систематизация информационных моделей и их связь со стадиями ЖЦ продукта приведена в табл. 1.
Таблица 1
Стадии актуального цикла продукта
Информационные модели
Модель продукта
Модель ЖЦ продукта и выполняемых в его ходе бизнес-процессов
Модель производственной и эксплуатационной среды
Рекламная (мировозренческая)
Модель процесса
маркетинга продукта
Модель рекламной среды
Проектирование и разработка продукта
Конструкторская
Модель действий проектирования и
разработки
Модель проектно-конструкторской среды
Создание либо
предоставление услуг
Технологическая
Модель действий
производства
Модель технологической среды
Реализация
Сбытовая (цены, условия реализации
и пр.)
Модель действий
продаж
Модель среды, в какой осуществляются реализации
установка и ввод в эксплуатацию, техно
помощь и сервис, эксплуатация, утилизация
Эксплуатационная
Модель действий
эксплуатации
Модель эксплуатационной среды
Моделирование актуального цикла продукта и выполняемых бизнес-процессов
. Это 1-ый и весьма значимый шаг к увеличению эффективности организационной структуры, поддерживающей одну либо несколько стадий ЖЦ продукта, — моделирование и анализ ее функционирования.
Цель бизнес-анализа — выявить имеющееся взаимодействие меж составными частями и оценить его раци и эффективность. Для этого с внедрением CALS-технологий разрабатываются многофункциональные модели, содержащие детализированное описание выполняемых действий в их связи. формат описания регламентирован CALS-стандартами IDEF и ISO 10303 AP208. Приобретенная многофункциональная модель не только лишь является детализированным описанием выполняемых действий, но также дозволяет решать целый ряд задач, связанных с оптимизацией, оценкой и распределением издержек, оценкой многофункциональной производительности, загрузки и сбалансированности составных частей, другими словами вопросцев анализа и реинжиниринга бизнес-процессов.
Способы многофункционального моделирования, к примеру, с фуррором могут быть применены при разработке
. В этом случае в качестве многофункциональной модели могут быть описаны функции системы обеспечения свойства продукции, регламентированных эталонами ISO серии 9000. Разработанная многофункциональная модель дозволяет выявить логические ошибки, допущенные при построении системы обеспечения свойства, уточнить распределение возможностей и ответственности, автоматом генерировать отчетные документы по структуре системы. Многофункциональная модель системы свойства продукции обрисовывает сеть действий обеспечения свойства продукции и их интерфейсы, связанные с ними обязанности, возможности, процедуры и ресурсы, распределение обязательств и возможностей подразделений и персонала компании. При моделировании системы свойства также употребляются информационные модели.
Проектирование и Создание изделия.
Совместное, кооперативное проектирование и создание изделия быть может действенным в случае, если оно базируется на базе
Разрабатываемая на данной фазе конструкторско-технологическая информационная модель базируется на использовании эталона ISO 10303 (STEP). Сделанная в один прекрасный момент модель изделия употребляется неоднократно. В нее вносятся дополнения и конфигурации, она служит отправной точкой при модернизации изделия. Модель изделия в согласовании с сиим эталоном включает: геометрические данные, информацию о конфигурации изделия, данные о конфигурациях, согласованиях и утверждениях.
Обычный метод представления конструкторско-технологических данных дозволяет решить делему обмена информацией меж разными подразделениями компании, также участниками кооперации, обустроенными разнородными системами проектирования. Внедрение интернациональных эталонов обеспечивает корректную интерпретацию хранимой инфы, возможность оперативной передачи функций 1-го подрядчика другому, который, в свою очередь, может пользоваться плодами уже проделанной работы. Это в особенности принципиально для изделий с долгим ЖЦ, когда нужно обеспечить преемственность информационной поддержки продукта, независимо от складывающейся рыночной либо политической ситуации.
Эксплуатация изделия.
Понятно, что объемы разрабатываемой документации для сложного наукоемкого изделия весьма значительны. Потому обычное бумажное документирование сложных изделий просит большущих издержек на поддержку архивов, корректировку документации, также понижает эксплуатационную привлекательность и конкурентоспособность изделия.
Решение препядствия заключается в переводе эксплуатационной документации на изделие, поставляемой пользователю, в электрический вид. При всем этом набор электрической эксплуатационной документации —
, электрические справочники и др. следует разглядывать как составную часть встроенной информационной модели изделия. Электрическая документация может поставляться на электрических носителях (к примеру, на компакт-дисках) либо располагаться в глобальной сети веб. Стандартизация гарантирует применимость таковой электрической документации на всех компьютерных платформах.
Эксплуатационная документация может содержать информацию разных типов в согласовании со эталонами CALS: ISO 10303 (STEP), ISO 8879 (SGML), ISO 10744 (HyTime) и MIL-PRF-28001C — для графической, текстовой и мультимедийной инфы, MIL-PRF-28000A, MIL-PRF-28002C, MIL-PRF-28003A — для векторных и растровых графических иллюстраций.
Принципиально отметить, что в электрический вид быть может преобразована эксплуатационная документация, сделанная ранее без использования компьютерных систем. Для изделий, уже находящихся в эксплуатации долгий период и спроектированных классическими способами, задачка поддержки документации не наименее животрепещуща. В качестве примера можно привести опыт проектов, выполняемых в ВМФ и ВВС — вид Вооруженных сил государства, в функции которого входит борьба с противником, находящимся в космосе, воздушном пространстве, на земле, на поверхности моря и под водой, а также транспортировка десанта, доставка имущества и вооружения, воздушная разведка, разведка погоды при помощи летательных аппаратов) США и ВВС — вид Вооруженных сил государства, в функции которого входит борьба с противником, находящимся в космосе, воздушном пространстве, на земле, на поверхности моря и под водой, а также транспортировка десанта, доставка имущества и вооружения, воздушная разведка, разведка погоды при помощи летательных аппаратов) либо конкретно у производителей и доступна через компьютерные сети. При всем этом употребляются современные технологии сканирования, определения текста, векторизации чертежей и схем, создаются электрические справочники на целые изделия и отдельные системы.
CALS рассматривается как всеохватывающая системная стратегия увеличения эффективности всех действий ЖЦ промышленной продукции, конкретно влияющая на ее конкурентоспособность. Применение стратегии CALS является условием выживания компаний в критериях возрастающей конкуренции и дозволяет:
— расширить области деятельности компаний (рынки сбыта) за счет кооперации с иными предприятиями, обеспечиваемой стандартизацией представления инфы на различных стадиях и шагах актуального цикла. Благодаря современным телекоммуникациям, уже не принципно географическое положение и муниципальная принадлежность партнеров. Новейшие способности информационного взаимодействия разрешают строить кооперацию в форме виртуальных компаний, работающих в течение ЖЦ продукта. Становится вероятной кооперация не только лишь на уровне готовых компонент, да и на уровне отдельных шагов и задач: в действиях проектирования, производства и эксплуатации;
— за счет информационной интеграции и сокращения издержек на картонный документооборот, повторного ввода и обработки инфы обеспечить преемственность результатов работы в всеохватывающих проектах и возможность конфигурации состава участников без утраты уже достигнутых результатов;
— повысить «прозрачность» и маневренность бизнес-процессов методом их реинжиниринга, на базе встроенных моделей ЖЦ и выполняемых бизнес-процессов, уменьшить издержки в бизнес-процессах за счет наилучшей сбалансированности звеньев;
— повысить привлекательность и конкурентоспособность изделий, спроектированных и сделанных в встроенной среде с внедрением современных компьютерных технологий и имеющих средства информационной поддержки на шаге эксплуатации;
— обеспечить данное свойство продукции в встроенной системе поддержки ЖЦ методом электрического документирования всех действий и процедур.
— уменьшить Издержки производства и понизить стоимость продукции;
— уменьшить время сотворения изделия, его модернизации и прирастить его реальное время «жизни», функционирования в работоспособном состоянии за счет высочайшего свойства и электрической поддержки во время эксплуатации.
С
А
ПР
(
Термин САПР «Система автоматического проектирования» (в британской нотации CAD) возник в конце 50-х годов, когда Д.Т.Росс начал работать над одноименным проектом в Массачусетском Технологическом Институте (MIT). 1-ые CAD — системы возникли 10 лет спустя.
За крайние 25 лет CAD — системы, как системы геометрического моделирования, были существенно улучшены: возникли средства 3D- поверхностного и твердотельного моделирования, параметрического конструирования, был улучшен интерфейс.
Невзирая на все эти усовершенствования, касающиеся, в главном, геометрических функций, CAD — системы оказывают конструктору слабенькую помощь исходя из убеждений ВСЕГО процесса конструкторского проектирования. Они обеспечивают описание геометрических форм и рутинные операции, такие как образмеривание, генерация спецификаций и т.п. Эти ограничения и чисто геометрический интерфейс оставляет методологию конструкторской работы таковой же, какой она была при использовании чертежной доски. Развитие получили также системы автоматизации проектирования технологических действий (CAPP) и программирования производства деталей на станках с ЧПУ (CAM). Но, подобно CAD — системам, эти усовершенствования не затронули процесс проектирования: CAPP — системы могут генерировать технологические процессы, но лишь при условии подготовительного специального описания изделия при помощи конструкторско — технологических частей. CAM — системой быть может применена геометрическая модель CAD — системы, но все функции CAPP — системы (проектирование технологии обработки)- перекладываются на инженера.
Кроме проектирования, инженерная деятельность связана с инженерным делом и менеджментом. Сюда, а именно, входят автоматические системы управления созданием (АСУПр). Эти системы обычно развиваются без какой — или интеграции с САПР.
Итак, до крайнего времени теория автоматизации труда конструктора базировалась на принципах геометрического моделирования и компьютерной графики. При всем этом, системы компьютеризации труда конструкторов, технологов, технологов — программистов, инженеров — менеджеров и производственных мастеров развивались автономно и Инженерные Познания — база проектирования, оставались вне компа. Такое положение не удовлетворяет современным требованиям к автоматизации. На данный момент нужна всеохватывающая компьютеризация инженерной деятель на всех шагах актуального цикла изделий, которая получила заглавие CALS (Computer Aided Life-cycle System) технологии. Классические САПР с их геометрическим, а не информационным ядром, не могут явиться основой для сотворения таковых систем. сейчас каждое изделие в процессе собственного актуального цикла обязано представляться в компьютерной среде в виде иерархии информационных моделей, составляющих единое целое и имеющих соподчиненность .
термин «САПР для машиностроения» в нашей стране обычно употребляют в тех вариантах, когда речь идет о пакетах программ для автоматического проектирования (CAD), подготовки производства (CAM) и инженерного анализа (CAE). Есть САПР и для остальных областей — разработки электрических устройств, строительного проектирования.
Мысль заавтоматизировать проектирование зародилась в конце 50-х годов прошедшего века, практически сразу с возникновением коммерческих компов. А уже сначала 60-х ее воплотила компания General Motors в виде первой интерактивной графической системы подготовки производства. В 1971 г. создатель данной системы доктор Патрик Хэнретти (Patrick Hanratty) основал компанию Manufacturing and Consulting Services (MCS) и разработал методики, которые составили базу большинства современных САПР. Скоро возникли и остальные CAD-пакеты. В то время они работали на мэйнфреймах и мини-компьютерах и стоили весьма недешево — в среднем 90 тыс. долл. за одно рабочее пространство. Разумеется, что только большие компании могли дозволить для себя идти в ногу со временем.
Сразу стали появляться и 1-ые CAM-программы, дозволяющие отчасти заавтоматизировать процесс производства при помощи программ для станков с ЧПУ, и CAE-продукты, созданные для анализа сложных конструкций. Так в 1971 г. компания MSC.Software выпустила систему структурного анализа MSC.Nastran, которая до сего времени занимает ведущее положение на рынке CAE.
К середине 80-х годов системы САПР для машиностроения обрели форму, которая существует и на данный момент. Но впереди их ожидало много любознательных перемен. Возникновение процессоров положило начало революционным преобразованиям в области аппаратного обеспечения — наступила эпоха индивидуальных компов. Но для трехмерного моделирования мощности первых ПК не хватало. Потому в 80-е годы поставщики «суровых» средств автоматизации проектирования ориентировались на компы на базе RISC-процессоров, работавшие под управлением ОС unix, — они были намного дешевле мэйнфреймов и мини-машин. Параллельно понижалась стоимость ПО , и к началу 90-х средняя стоимость рабочего места снизилась до 20 тыс. долл. — САПР становились доступнее. Но в массовый продукт они перевоплотился только тогда, когда компания Autodesk разработала собственный известный пакет AutoCAD стоимостью всего 1 тыс. долл. правда, в те времена ПК были 16-разрядными, и их мощности хватало только для двумерных построений — черчения и сотворения эскизов. Но это не воспрепядствовало новости иметь большой фуррор у юзеров.
Более бурное развитие САПР происходило в 90-х годах, когда Intel выпустила машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор Pentium Pro, а Microsoft — систему Windows NT. Тогда на поле вышли новейшие игроки «средней весовой группы», которые заполнили нишу меж дорогими продуктами, владеющими обилием функций, и программками типа AutoCAD. В итоге сложилось имеющееся и доныне деление САПР на три класса: тяжкий, средний и легкий. Таковая систематизация появилась исторически, и хотя уже издавна идут дискуссии о том, что грани меж классами равномерно стираются, они продолжают существовать, потому что системы как и раньше различаются и по стоимости, и по многофункциональным способностям. Следует добавить, что не считая всепригодных САПР также выпускаются и разные спец продукты, к примеру, для инженерного анализа, расчета трубопроводов, анализа литья металлов, проектирования металлоконструкций и огромного количества остальных определенных задач.
На базе проведенного анализа структуры экспертной системы, можно утверждать, что таковая вычислительная среда имеет прямое применение для инженерной деятель как средство автоматизации проектных работ, если проектирование ведется от макета, по восходящей технологии либо на высших иерархических уровнях той либо другой системы проектирования. Но, если объект проектирования можно формально обрисовать, возникает Потребность, с одной стороны, применять приемы, соответствующие для инженерной деятель, а с иной — привлечь познания математиков для использования формальных способов принятия решения. Не считая того, предстоящее развитие САПР, по воззрению почти всех разрабов, обязано идти по пути сотворения вычислительных систем, которые «приклнны» к юзеру, просто тиражируются и владеют свойством развития. В наиблежайшее время при построении САПР нужно обеспечить решение последующих задач: обучение юзера, которое сводится к обучению входным языкам, представлению справочной инфы, приспособленной к нраву запроса, диагностике ошибок и сопровождению юзера в процессе проектирования; обучение САПР, предполагающее настройку системы на определенную предметную область либо класс проектных процедур; организация диалога в процессе проектирования с целью описания объекта проектирования, технологического задания и заданий на выполнение проектных процедур; изготовка проектной и справочной документации, оформляющей проектные решения; контроль за функционированием системы и отображение статистических данных о количестве и качестве проектных решений.
Одни из более массивных САПР – Unigraphics NX компании EDS, CATIA французской конторы Dassault Systemes (которая продвигает ее вкупе с IBM) и Pro/Engineer от РТС (Parametric Technology Corp.). Основная изюминка таковых массивных САПР — необъятные многофункциональные способности, высочайшая производительность и стабильность работы — все это итог долгого развития.
Важную роль в становлении среднего класса сыграли два ядра твердотельного параметрического моделирования ACIS и Parasolid, которые возникли сначала 90-х годов и на данный момент употребляются в почти всех ведущих САПР. Геометрическое ядро служит для четкого математического представления трехмерной формы изделия и управления данной моделью. Приобретенные с его помощью геометрические данные употребляются системами CAD, CAM и САЕ для разработки конструктивных частей, сборок и изделий.
Программки «легкой» группы служат для двумерного черчения, потому их обычно именуют электрической чертежной доской. К истинному времени они пополнились некими трехмерными способностями, но не имеют средств параметрического моделирования, которыми владеют томные и средние САПР.
1-ая чертежная система Sketchpad была сотворена еще сначала 60-х годов, а потом возникло много остальных товаров такового рода, использующих заслуги компьютерной графики. Но подлинный расцвет в данной области наступил только в 80-е годы с возникновением индивидуальных компов. Пионером в данной области стала компания Autodesk, которая в 1983 г. выпустила САПР для ПК под заглавием AutoCAD.
Таковым образом, развитие Систем автоматического проектирования идет 2-мя способами — эволюционным и революционным. В свое время революционный переворот произвели 1-ые САПР для ПК и системы среднего класса. На данный момент Рынок развивается эволюционно: расширяются многофункциональные способности товаров, увеличивается производительность, упрощается внедрение. Но, может быть, скоро нас ожидает еще одна революция. Аналитики из Cambashi считают, что это произойдет, когда поставщики САПР начнут применять для хранения инженерных данных (чертежей, трехмерных моделей, списков материалов и т. д.) не файловые структуры, а обычные базы данных SQL-типа. В итоге инженерная информация станет структурированной, и управлять ею будет еще проще, чем сейчас.
Одним из самых действующих методов увеличения эффективности процесса разработки и сокращения времени выхода продукции на рынок, является обширное внедрение методологии использования типовых действий конструирования и технологической подготовки производства.
Безупречным представляется тот вариант, когда на предприятии создается встроенная среда разработки изделия
, в какой, с одной стороны, аккумулированы познания о изделии, его структуре и составляющих элементах, а с иной стороны – заложены все типовые процессы разработки изделия, очень использующие опыт и ноу-хау прошлых разработок. Основополагающим принципом сотворения и предстоящего использования типовых действий является стандартизация как самих действий, так и вероятных конструкторских и технологических решений, относящихся к определенным типам изделий либо целым классам изделий. Девиз «Всё, что быть может стандартизировано – обязано быть стандартизировано!»
является в промышленном проектировании как никогда животрепещущим.
Разглядим вопросцев практической реализации ряда типовых конструкторских и технологических действий в разработанной компанией
системе
. В качестве определенной иллюстрации методологии взяты результаты совместной работы профессионалов компаний
и
, которые относятся к разработке типовых действий проектирования и производства авто движков.
Будут рассмотрены последующие типовые процессы:
эскизное проектирование;
рабочее проектирование.
Главными «строй материалами», либо базой познаний для стандартизированного эскизного проекта в Pro/ENGINEER могут являться последующие библиотеки:
библиотека типовых двумерных компоновок;
библиотека типовых трехмерных компоновок;
библиотеки типовых эскизов, отдельных деталей, типовых конструктивных решений.
На рис. 3.1 представлена схема процесса эскизного проектирования, которая иллюстрирует процесс сотворения мастер-геометрии изделия с применением типовых шаблонов.
Самым обычным методом задания вида проектируемого изделия в системе
является создание его двумерной компоновки. Для этого существует особый инструмент, который именуется Layout
(рис. 3.2).
Это спец хранилище характеристик и соотношений, в каком можно отрисовывать схемы, создавать таблицы характеристик с описаниями, прописывать зависимости меж ними и логику поведения, предупреждая о вводе неправильных значений характеристик. Хоть какое число характеристик, определяемых как глобальные, из хоть какого набора деталей и сборок могут сразу управляться из
.
В двумерной компоновке, не считая способности задавать таблицы характеристик с описаниями, есть возможность вставлять в качестве вспомогательных иллюстраций типовые эскизы либо растровые изображения из библиотеки. Комменты и гиперссылки разрешают щелчком мыши на надписи открывать в навигаторе системы Pro/ENGINEER Wildfire присоединенные документы – к примеру, техно документацию.
В итоге создается комфортная среда управления действием компоновки изделия. Также необходимо подчеркнуть, что на одно изделие можно задать целую систему разных компоновок – общую, на отдельные узлы и сборки. Все компоновки будут соединены меж собой, и характеристики будут передаваться из одной компоновки в другую.
Последующий и более пользующийся популярностью инструмент эскизного проектирования – это трехмерная сборка, либо мастер-геометрия (
). Трехмерная сборка геометрически обрисовывает структуру сборки, требования к размещению и стыковке узлов, также остальные свойства, которые потом могут употребляться для определения геометрии проектируемых узлов.
Трехмерные компоновки представляют собой или обыденные детали и сборки, или
в сборке. Аннотирование трехмерной модели дает возможность показать гиперссылки, соответствующие размеры и комменты конкретно на трехмерной компоновке. В дереве модели-компоновки создаются конструктивные элементы, содержащие геометрию для следующей передачи в тот либо другой проектируемый узел. Они именуются
. Во вновь проектируемом узле разраб извлекает те данные обстановки из трехмерной компоновки, которые адресованы конкретно ему, и делает ссылки на их. Всё, что относится к передаче разных частей геометрии, находится в меню
. Следует направить внимание на то, что если в мастер-геометрии использовано неоднократное копирование частей (к примеру таблично-управляемый массив осей для размещения крепежа), то наружные ссылки автоматом его отрабатывают. Проектирование на базе наружных ссылок от мастер-геометрии дает возможность синхронных ассоциативных конфигураций в узлах, не принадлежащих пока общей сборке.
Третьим методом, используемым на шаге эскизного проектирования, является внедрение обычных частей и типовых технических решений. Остановимся на этом подробнее. Есть несколько принципиальных моментов, которые следует учесть при разработке типовых частей и решений.
, есть смысл типизировать не только лишь отдельные детали, да и конструкторские решения для отдельных частей деталей и сборочных узлов. Для резвого сотворения мастер-геометрии, все типовые присоединительные элементы также должны быть сохранены в библиотеке как эскизы.
, можно значительно упростить работу, если довольно обдуманно и верно проработать параметрическое управление обычными деталями и решениями.
– самое принципиальное.
дозволяет хранить в описании модели не только лишь информацию о геометрии, да и все данные о правилах поведения модели. Набор функций модуля
дозволяет просто и комфортно формализовать требования к многофункциональному предназначению детали либо узла на ранешней стадии эскизного проектирования. Либо, говоря иными словами,
. Схема с расположением закреплений и нагрузок также может являться неотъемлемой частью истории модели.
дозволяет задавать интегральные аспекты оптимизации модели – исходя из убеждений особенностей её геометрии, массово-инерционных, прочностных и температурных черт, также кинематического и динамического анализа.
Говоря о шаге эскизного проектирования и о инструментах сотворения компоновки и вида изделия, необходимо подчеркнуть, что конкретно на этом шаге можно отыскать рациональные конструкторские решения – как частей изделия, так и изделия в целом. Возможность оптимизации обеспечивается за счет наличия типовых действий и библиотек типовых двумерных и трехмерных компоновок, библиотек типовых эскизов, деталей и конструкторских решений. Отменная проработка конструкции на шаге эскизного проекта (до разработки рабочей документации и, тем наиболее, до сотворения изделия в «железе») является предпосылкой значимого увеличения свойства конструкторских работ на следующих шагах, также понижения трудозатратности технологической подготовки производства.
Обычное конструктивное решение для проектирования головки блока цилиндров имеет в собственном составе геометрию камеры сгорания, размещение клапанов, свеч и инжекторов (рис. 3.3). В это решение заложен механизм реагирования на изменение входных характеристик решения. Этот механизм базируется на так именуемых
, задаваемых в
. С помощью их описываются правила поведения для данного обычного решения – к примеру, контролируется малое расстояние меж клапанами и отверстиями для свеч; так же введен и контроль степени сжатия, а для впускного и выпускного канала заложены правила рационального соотношения входного и выходного сечений.
Еще один пример относится к типовой подсистеме «секция коленчатого вала – шатун – поршень». При проектировании подсистемы были заданы критические размеры и правила рационального расположения центра тяжести. Наиболее того, так как расчетный модуль
является неотъемлемой частью системы
, в качестве правил можно заложить расчетные схемы для комбинированного прочностного и термического анализа. Они также сохраняются как элементы истории построения каждой модели (рис. 3.4).
Для описания поведения детали, узла, конструктивного решения не требуется познания языков программирования либо широких знаний в области конечно-элементного анализа. Средства описания правил ординарны и легки в освоении.
В системе
реализован переход от типовых параметризованных частей к элементам, управляемым инженерными аспектами. В итоге создается задел в виде централизованной базы шаблонов конструктивных решений и узлов, наделенных познанием о многофункциональном назначении.
Взятое из базы данных типовое решение подключается средством команды
к таблице глобальных характеристик (
) текущего проекта и становится его частью, подчиняясь общей системе управления через глобальные характеристики.
Пройдя стадию эскизного проектирования, изделие (представляющее собой шаблон, состоящий из двумерной компоновки, трехмерной мастер-геометрии, также обычных частей и решений) сохраняется в базе данных и переводится на стадию рабочего проектирования.
На рис. 3.5 представлена схема процесса рабочего проектирования. Сущность процесса заключается в проектировании отдельных узлов и агрегатов. Отметим, что начальной информацией для данного шага является мастер-геометрия изделия, приобретенная в процессе эскизного проектирования.
На представленной схеме почти все работы производятся через воззвание к механизму
, встроенному в
, начиная с версии
. Этот
-навигатор является всепригодным обычным средством для поиска, просмотра и загрузки в
хоть какой интересующей инфы. Он полезен в почти всех ситуациях — будь то получение задания на разработку, открытие папки в системе
, поиск типового компонента и так дальше.
Две более принципиальные индивидуальности рабочего проектирования в системе
:
— Неважно какая группа разрабов получает на входе тот элемент мастер-геометрии (трехмерной компоновки), который относится к проектируемой данной группой подсистеме. Осуществляется это через внешнюю ссылку (
) на приготовленную для их зону трехмерной компоновки (
). Употребляются также (через
) ссылки на глобальные характеристики из двумерной компоновки (
).
— Неважно какая деталь быть может документирована по принципу
-чертежа. Другими словами, сам чертеж как такой не делается, а все размеры, шероховатости, геометрические допуски и иная нужная информация расставляются конкретно на трехмерной модели с помощью команды
. Ценность таковой способности явна, ведь аннотирование трехмерной модели дает возможность отлично и просто организовать процедуры взаимодействия конструкторов и технологов. В настоящем процессе параллельной работы над проектом, в трехмерную модель непременно должны вноситься критические размеры, геометрические допуски, технические требования, пометки, примечания, нужные при передаче модели в процессе разработки меж конструкторами, а потом и технологами. При всем этом не необходимо растрачивать время на создание чертежа всякого
детали.
Одно из центральных мест в системе CALS-стандартов занимают эталоны, разработанные под эгидой Интернациональной организации стандартизации ISO и получившие заглавие STEP (Standard for Exchange of Product data) и номер 10303. Эталоны ISO 10303 определяют средства описания (моделирования) промышленных изделий на всех стадиях актуального цикла. Проект STEP развивается с середины 80-х годов прошедшего века.
Единообразная форма описаний данных о промышленной продукции обеспечивается введением в STEP языка Express, инвариантного к приложениям. 1-ая версия эталона ISO 10303-11, посвященного языку Express размещена в 1990 г. В эталонах STEP применен ряд мыслях, ранее воплощенных в методиках информационного IDEF1X и многофункционального IDEF0 проектирования. Но роль эталонов STEP не ограничивается введением лишь грамматики одного языка обмена данными. В рамках STEP предпринята попытка сотворения единых информационных моделей целого ряда приложений. Эти модели получили заглавие прикладных протоколов.
В качестве альтернативного языка для обмена геометрическими и техническими данными о промышленных изделиях может употребляться язык разметки XML. В 2004 г. компаниями Dassault Systèmes и Lattice Technology предложено подмножество 3D XML языка XML, которое получает все огромную популярность для межсистемных обменов в CALS-технологиях.
Эталон ISO 10303 состоит из ряда документов (томов), в каких описываются главные принципы STEP, правила языка Express, даны способы его реализации, модели, ресурсы, как общие для приложений, так и некие особые (к примеру, геометрические и топологические модели, описание материалов, процедуры черчения, конечно-элементного анализа и т.п.), прикладные протоколы, отражающие специфику моделей в определенных предметных областях, способы тестирования моделей и объектов.
Ублажению требований сотворения открытых систем в STEP уделяется основное внимание — особый раздел посвящен правилам написания файлов обмена данными меж различными системами, сделанными в рамках STEP-технологии.
Развитие CALS-технологий отыскало выражение в разработке серий эталонов ISO 13584 Parts Library (сокращенно P-Lib), ISO 14959 Parametrics, ISO 15531 Manufacturing management data (Mandate), ISO 8879 Standard Generalized Markup Language (SGML). Разработка новейших русских CALS-стандартов и конфигураций к эталонам ЕСКД обязана быть увязана со эталонами и проектами эталонов серий ГОСТ Р ИСО 10303 и ГОСТ Р ИСО 13584, являющихся русскими версиями эталонов ISO 10303 и ISO 13584.
Для дизайна технической документации на создаваемые изделия в CALS-технологиях был рекомендован язык разметки SGML (Standard Generalized Markup Language). Этот язык представлен в семействе эталонов ISO 8879 и предназначен для унификации представления текстовой инфы в автоматических системах.
Эталон SGML устанавливает такие огромного количества знаков и правил для представления инфы, которые разрешают разным системам верно распознавать и идентифицировать эту информацию. Нареченные огромного количества обрисовывают в отдельной части документа, именуемой декларацией DTD (Document Type Decfinition), которую передают вкупе с главным SGML-документом. В DTD указывают соответствие знаков и их кодов, наибольшие длины применяемых идентификаторов, метод представления ограничителей для тегов, остальные вероятные соглашения, синтаксис DTD, также тип и версию документа.
Техническое описание в виде SGML-документа включает:
1. главный файл с техническим управлением, размеченный SGML-тегами;
2. описание сущностей, если документ относится к группе, в какой употребляются одни и те же сути и предполагается их известность:
3. словарь для пояснения SGML-тегов;
4. DTD.
язык SGML является метаязыком для семейства определенных языков разметки. Так, языки разметки XML и html можно считать подмножествами языка SGML . При всем этом XML наиболее комфортен, чем SGML: легче воспринимается, адаптирован для использования в WWW (современных браузерах), сохраняя способности SGML. Для определенных приложений создаются свои варианты (словари) XML. Известны варианты для арифметики, химии, медицины. Для CALS энтузиазм представляют варианты Product Definition eXchange (PDX) и 3D XML, посвященные обмену данными в САПР, а эталон ISO 10303-28 посвящен созданию схем XML (XML Schema) для представления инфы в CALS системах.
Эталон MIL-STD-1840C посвящен представлению и обмену данными в CALS-технологиях. Главные положения этого эталона признаны в Рф и представлены в документе Р50.1.027-2001. Эталон описывает международные, национальные, военные эталоны и спецификации для электрического обмена информацией меж организациями либо системами. В нем к эталонам и спецификациям технологий CALS отнесен ряд эталонов таковых, как вышеназванные эталоны STEP, SGML, также эталоны шифрования данных и электрической подписи, кодировки аудио и видео данных, спецификации MIME электрической почты и т.п.
В согласовании с MIL-STD-1840C документы могут быть SGML-документами, обменными файлами на языке Express, для представления иллюстраций и текста допускается внедрение ряда остальных форматов. Так, для передачи и представления в технических руководствах иллюстративного материала (схем, рисунков) в согласовании с южноамериканским эталоном MIL-PRF-28003 можно применять формат BMP, но наиболее экономичен формат JPEG. Для 2D чертежей (но не в САПР) рекомендуется применять формат CGM (Computer Graphics Metafile), ранее введенный в ISO/IEC 8632. Растеризация производится в согласовании с рекомендацией MIL-PRF-28002. Обычный растровый формат — TIFF. Отметим, что документы MIL-PRF-28000 и MIL-PRF-28001 посвящены соответственно форматам IGES и SGML. формат IGES (Initial Graphics Exchange Specification), утвержденный в качестве эталона сначала 80-х годов, был предшественником STEP, но он был нацеленным в главном на описание геометрических параметров изделий.
В структуре документа выделяют реквизитную и содержательную части. В реквизитной части записываются метаданные в виде перечня идентификаторов атрибутов и их значений, также сведения о электрических подписях документа. Содержательная часть состоит из 1-го либо наиболее блоков данных, любой блок имеет фактически передаваемые данные и их описание.
Электрическая цифровая подпись (ЭЦП) представляет собой хэш-функцию передаваемого документа, закодированную составителем документа закрытым ключом по асимметричной схеме. Прочесть ЭЦП можно при помощи открытого ключа, но подделать подпись, не зная закрытого ключа, фактически недозволено.
Для унификации структуры документов и правил деловой переписки до этого всего в торговых операциях Организация Объединенных Наций приняла в 1986 г. спецификации EDIFACT (Electronic Data Interchange For Administration, Commerce and Transport). Это интернациональный эталон (ISO 9735) для представления и обмена электрическими данными, которые могут группироваться в сегменты, смысл которых отчасти описан в эталоне, но быть может обоснован договоренностью меж партнерами.
Индивидуальности проектирования радиоэлектронной аппаратуры находят отражение и в форматах обмена данными. Главные методики многофункционального и логического проектирования электрических устройств основаны на использовании языка VHDL (Very high-speed integrated circuits Hardware Design Language), получившего статус интернационального эталона IEEE 1076 в 1987 г. При конструкторском проектировании для описания топологии СБИС и печатных плат обширно используются форматы EDIF (Electronic Design Interchange Format) и CIF (Caltech Intermediate Format).
Развитие методологии моделирования на базе языка VHDL привело в 1999 г. к принятию эталона IEEE 1076.1, посвященного смешанному (mixed mode) моделированию. Отметим, что смешанным принято именовать аналого-цифровое моделирование, т.е. исследование моделей, в каких употребляются как непрерывные, так и дискретные величины. Объединение эталонов IEEE 1076 и 1076.1 в одном документе VHDL-AMS (VHDL Analog and Mixed Signal) позволило унифицировать описание моделей не только лишь систем электронной природы, но также систем механических, гидравлических, термических, также систем с на физическом уровне разнородными компонентами.
В CALS-технологиях представлены не только лишь вопросцы описания данных и организации информационных обменов, да и вопросцы моделирования приложений. Для выполнения исходных шагов моделирования сложных слабоструктурированных приложений рекомендуется применять методики объектного моделирования на базе языка UML (Unified Modeling Language), многофункционального моделирования систем IDEF0, информационного моделирования IDEF1X. А именно, методики IDEF0 и IDEF1X представлены в федеральных наставлениях США
В эту группу заходит спецификация MIL-D-87269 — Interactive Electronic Technical Manual (IETM) Database — обрисовывает требования к создаваемым подрядчиками-поставщиками систем вооружений базам данных для интерактивных электрических технических руководств и справочников. В спецификации содержатся требования к построению баз данных, обеспечению обмена данными, наименованию частей данных, сопровождению и обслуживанию данных. В приложениях к документу перечислены неотклонимые и необязательные элементы хоть какой документации, также их связь. Тщательно описана схема внутреннего построения баз данных на базе конструкций и частей языка SGML. Описаны способы представления структуры и состава промышленного изделия и его компонент в языке SGML, также даны шаблоны документов на неотклонимые составные части технической документации(такие как информация о дефектах, техническое описание и т. п.).
Управление качеством включает последующие виды деятель:
• сбор и анализ инфы о производственных действиях и от потребителей продукции;
• выработка и корректировка целей и принятие решение, направленных на реализацию целей;
• распределение и перераспределение ресурсов.
Международные эталоны серии ISO 9000 разработаны для управления качеством продукции, их дополняют эталоны серии ISO 14000, отражающие экологические требования к производству и промышленной продукции. Хотя эти эталоны конкретно не соединены со эталонами STEP, их цели — улучшение промышленного производства, увеличение его эффективности — совпадают.
Разумеется, что управление качеством тесновато соединено с его контролем. Контроль свойства обычно основан на измерении характеристик свойства продукции на особых технологических операциях контроля и выбраковкой негожих изделий. Но есть и иной подход к управлению качеством, основанный на контроле высококачественных характеристик не самих изделий, а проектных процедур и технологических действий, применяемых при разработке этих изделий. Таковой подход наиболее эффективен. Он просит меньше издержек, так как дозволяет обойтись без 100% контроля продукции и, благодаря предупреждению возникновения брака, понижает производственные Издержки. Конкретно этот подход положен в базу эталонов Интернациональной организации стандартизации ISO 9000, принятых ISO в 1987 г. и проходящих корректировку примерно любые 5 лет.
Таковым образом, методической основой для управления качеством являются международные эталоны серии ISO 9000. Они определяют и регламентируют инвариантные вопросцы сотворения, развития, внедрения и сертификации систем свойства в индустрии. В их устанавливается форма требований к системе свойства в целях демонстрации поставщиком собственных способностей и оценки этих способностей наружными сторонами.
Главными причинами возникновения эталонов ISO 9000 были потребности в общем для всех участников интернационального рынка базисе для контроля и управления качеством продуктов. Южноамериканское общество контроля свойства (ASQC) обусловило цели ISO 9000 как помощь в развитии интернационального обмена продуктами и услугами и в кооперации в сфере умственной, научной, технологической и деловой активности.
В эталонах ISO 9000 употребляется определение свойства продукции из эталона ISO 8402, в каком под качеством продукции предполагается своевременное ублажение требований заказчика при применимой стоимости. Вводится понятие системы свойства (QS — Quality System), как документальной системы с руководствами и описаниями процедур заслуги свойства. Иными словами, система свойства есть совокупа организационной структуры, ответственности, процедур, действий и ресурсов, обеспечивающая воплощение общего управления качеством.
Система свойства обычно представляет собой совокупа 3-х слоев документов. Слои содержат:
1. описание политики управления для всякого системного элемента (организация, ответственные, контроль);
2. описание процедур управления качеством (что, где, кем и когда обязано быть изготовлено);
3. испытания, планы, аннотации и т.п.
Сертификация компаний по эталонам ISO 9001-9003 производится некой уполномоченной наружной организацией. наличие сертификата свойства — одно из принципиальных критерий для фуррора коммерческой деятель компаний.
Эталоны серии ISO 9000 управления качеством промышленной продукции делятся на первичные, вторичные и поддерживающие.
В свою очередь, первичные эталоны делятся на наружные и внутренние. Наружные эталоны инвариантны к приложениям, они обрисовывают требования, соблюдение которых гарантирует свойство при выполнении договоров с наружными заказчиками. Внутренние эталоны предусмотрены для внутреннего использования, они обрисовывают мероприятия по управлению качеством снутри компании.
ISO дает последующие наружные эталоны:
• ISO 9001 — модель свойства, достигаемого при проектировании, производстве, обслуживании;
• ISO 9002 — сокращенная по сопоставлению с ISO 9001 модель (без действий проектирования);
• ISO 9003 — модель свойства при финишном тестировании продукции.
Вторичные эталоны содержат в себе:
• ISO 9000 — главные понятия, управление по применению ISO 9001;
• ISO 9004 — элементы систем управления качеством.
В эталоне ISO 9004 содержатся 20 главных требований к качеству, именуемых системными элементами. Системные элементы разбиты на группы, относящиеся к производству, транспортировке и пост производственным операциям, документации продукции, маркетингу. к примеру, при производстве контролируются планирование, процедуры, программки и аннотации для управления и улучшения производственных действий. При маркетинге контролируются такие системные элементы, как функциональное описание продукции, организация оборотной связи с заказчиками (отслеживание и анализ рекламаций).
Поддерживающие эталоны предусмотрены для развития и установки систем свойства:
• ISO 10011 — аудит, аспекты для аудита систем свойства;
• ISO 10012 — метрологическое доказательство свойства;
• ISO 10013 — пособие для развития руководств по управлению качеством.
часть этих эталонов утверждена в качестве муниципальных эталонов РФ
➢ ГОСТ Р ИСО 9002-96 «системы свойства. Модель обеспечения свойства при производстве, монтаже и обслуживании»;
➢ ГОСТ Р ИСО 9003-96 «системы свойства. Модель обеспечения свойства при окончательном контроле и испытаниях».
В истинное время разработана новенькая версия эталонов серии ISO 9000 под заглавием ISO 9000:2000 Quality management systems (системы управления качеством), в которую включены документы:
• ISO 9000:2000 Fundamentals and vocabulary (Базы и терминология);
• ISO 9001:2000 Requirements (Требования к системам свойства);
• ISO 9004:2000 Guidelines for performance improvement (Управление по развитию).
Главные отличия новейшей версии от предшествующей обоснованы рвением упростить практическое внедрение эталонов, ориентированы на их наилучшую гармонизацию и заключаются в последующем.
В эталоне ISO 9001 минимизируется размер требований к системе свойства. Эталоны ISO 9002-9003 из новейшей версии исключаются. Расширяется круг контролируемых ресурсов, в их число включены такие элементы, как информация, коммуникации, инфраструктура. 20 частей свойства из эталона ISO 9004 сворачиваются в 4 группы: распределение ответственности (management responsibility); управление ресурсами (resource management); реализация продукции и услуг (product and/or service realization); измерения и анализ (measurement, analysis, and improvement).
CALS-технологии призваны служить средством, интегрирующим промышленные автоматические системы в единую функциональную систему. Целью интеграции автоматических систем проектирования и управления является увеличение эффективности сотворения и использования сложной техники.
Увеличение эффективности выражается в последующем:
Во-1-х, увеличивается свойство изделий за счет наиболее полного учета имеющейся инфы при проектировании и принятии управленческих решений.
Во-2-х, сокращаются вещественные и временные Издержки на проектирование и изготовка продукции. Применение CALS-технологий дозволяет значительно уменьшить объемы проектных работ, потому что описания ранее выполненных успешных разработок компонент и устройств, почти всех составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в базах данных сетевых серверов, доступных хоть какому юзеру CALS-технологии. Доступность снова же обеспечивается согласованностью форматов, методов, руководств в различных частях общей встроенной системы. Не считая того, возникают наиболее широкие способности для специализации компаний, прямо до сотворения виртуальных компаний, что также содействует понижению издержек.
В-3-х, значительно понижаются Издержки на эксплуатацию, благодаря реализации функций встроенной логистической поддержки. Значительно облегчается решение заморочек ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации и т.п.
Эти достоинства интеграции данных достигаются применением современных CALS-технологий.
Промышленные автоматические системы могут работать автономно, и в истинное время так обычно и происходит. Но эффективность автоматизации будет приметно выше, если данные, генерируемые в одной из систем, будут доступны в остальных системах, так как принимаемые в их решения станут наиболее обоснованными.
Чтоб достигнуть подабающего уровня взаимодействия промышленных автоматических систем требуется создание одного информационного места в рамках как отдельных компаний, так и, что наиболее принципиально, в рамках объединения компаний. Единое информационное место обеспечивается благодаря унификации как формы, так и содержания инфы о определенных изделиях на разных шагах их актуального цикла.
Унификация формы достигается внедрением обычных форматов и языков представления инфы в межпрограммных обменах и при документировании.
Унификация содержания, понимаемая как конкретная верная интерпретация данных о определенном изделии на всех шагах его актуального цикла, обеспечивается разработкой моделей (мета описаний) приложений, фиксируемых в прикладных протоколах CALS.
Унификация перечней и наименований сущностей, атрибутов и отношений в определенных предметных областях является основой для одного электрического описания изделия в CALS-пространстве.
В истинное время признанным фактом является невозможность производства сложной наукоемкой продукции (кораблей, самолетов, танков, разных видов промышленного оборудования и др.) без внедрения CAD/CAM/CAE-систем. За крайние годы CAD/CAM/CAE-системы прошли путь от сравнимо обычных чертежных приложений до встроенных программных комплексов, обеспечивающих единую поддержку всего цикла разработки, начиная от эскизного проектирования и заканчивая технологической подготовкой производства, испытаниями и сопровождением.
А именно, методом компьютерного моделирования сложных изделий проектировщик может зафиксировать нестыковку и сберегает на цены производства физического макета. Даже для такового относительно легкого изделия, как телефон, стоимость макета может составлять несколько тыщ баксов, создание модели мотора обойдется в полмиллиона баксов, а полномасштабный макет самолета будет стоить уже 10-ки миллионов баксов.
К примеру, обширно известен проект разработки компанией Shorts Brothers фюзеляжа для самолета бизнес-класса Learjet 45 с помощью современных CAD/CAM/CAE-систем. Результаты выполнения проекта просто впечатляют.
Ранее компания Shorts употребляла в проектно-конструкторских работах проволочное моделирование деталей. В создаваемых Shorts Brothers фюзеляжах самолетов обычно насчитывалось до 9500 структурных деталей. Подобные проекты могли востребовать наиболее 440000 человеко-дней (до 4-х лет для окончания проекта).
Фюзеляж Learjet 45 оказался не только лишь более сложным посреди имеющихся, да и был разработан в существенно наименьшие сроки (на 40%), чем его предшественники. Не считая того, приблизительно в 10 раз было усовершенствовано свойство деталей и самой сборки фюзеляжа, а общее число деталей сокращено на 60% (при понижении размера главных переделок на 90% по сопоставлению с прошлыми проектами). В целом, компания Shorts смогла уменьшить число компонент с 9500 до 3700 (на 60%). Полное время на проектирование и технологическую подготовку производства было сокращено до 125000 человеко-дней. Общее время разработки и технологической подготовки производства до 60000 человеко-дней, а весь цикл разработки типового фюзеляжа сократился с 4-х лет до 1,5-2 лет.
1. «Введение в CALS-технологии», А.С. Шалумов, С.И. Никишкин, В.Н. Носков;
2. портал «База и генератор образовательных ресурсов», кафедра САПР,
3. МГТУ им. М.Э. Баумана;
4. www.pts-russia.com, «CAD/CAM/CAE/PDM/PDS-технологии компании РТС».
]]>