Хроника
УДК 681.3.068:06.053
СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА И УПРАВЛЕНИЯ ЭТАПАМИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОДУКТА (CAD/CAM/PDM-2013)
С. В. Смирнов
Дан краткий обзор основных научных работ, представленных учеными в докладах на Х111-ой Международной конференции "Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (СЛВ/СЛМ/РБМ — 2013)", проходившей в ИПУ РАН 15—17 октября 2013 г.
Ключевые слова: СЛВ/СЛМ/РБМ-системы, автоматизированные системы проектирования, структуры систем, структуры данных, 3Б моделирование, синтез и анализ систем, алгоритмы.
ВВЕДЕНИЕ
С целью обмена опытом и выработки единого понимания направления развития CALS-тех-нологий 15—17 октября 2013 г. в Институте проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН состоялась ежегодная Международная конференция "Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта". Участники конференции представили свои доклады, освещающие их личные достижения в области разработки теоретических основ, инструментальных средств и программного обеспечения для создания систем автоматизированного проектирования (CAD), подготовки производства (CAM), инженерного анализа (CAE), управления данными о промышленном продукте (PDM), управления ресурсами предприятия (ERP), технологий информационной поддержки изделия на всех стадиях жизненного цикла (CALS), что по-прежнему остается одним из приоритетных направлений развития информационных технологий в России и во всем мире.
Приведем краткое разъяснение определений систем, представленных на конференции.
CAD (Computer Aided Design) — система автоматизированного проектирования (САПР) — программный пакет, предназначенный для создания чертежей, конструкторской и/или технологической документации и/или 3D моделей. Современные системы автоматизированного проектирования обычно используются совместно с системами автоматизации инженерных расчетов и анализа CAE. Данные из CAD-систем передаются в CAM — систему автоматизированной разработки программ обработки деталей для станков с ЧПУ или ГАПС (Гибких автоматизированных производственных систем) [1].
CAM (Computer-aided manufacturing) — подготовка технологического процесса производства изделий, ориентированная на применение ЭВМ. Под термином понимаются как сам процесс компьютеризированной подготовки производства, так и программно-вычислительные комплексы, используемые инженерами-технологами.
Русским аналогом термина является АСТПП — автоматизированная система технологической подготовки производства. Фактически технологическая подготовка сводится к автоматизации
программирования оборудования с ЧПУ (двух-осевые лазерные станки), (трех- и пятиосевые фрезерные станки с ЧПУ; токарные станки, обрабатывающие центры; автоматы продольного точения и токарно-фрезерной обработки; ювелирная и объемная гравировка).
Следует отметить, что, как правило, большинство программно-вычислительных комплексов совмещают в себе решение задач CAD/CAM, CAE/CAM, CAD/CAE/CAM.
CAE ( Computer-aided engineering) — общее название для программ и программных пакетов, предназначенных для решения различных инженерных задач: расчетов, анализа и симуляции физических процессов. Расчетная часть пакетов чаще всего основана на численных методах решения дифференциальных уравнений.
Современные системы автоматизации инженерных расчетов (CAE) применяются совместно с CAD-системами (зачастую интегрируются в них, в этом случае получаются гибридные CAD/CAE-системы) [2].
CAE-системы — это разнообразные программные продукты, позволяющие при помощи расчетных методов (метод конечных элементов, метод конечных разностей, метод конечных объемов) оценить, как поведет себя компьютерная модель изделия в реальных условиях эксплуатации, а также помогают убедиться в работоспособности изделия без привлечения больших затрат времени и средств.
PDM (Product Data Management) — система управления данными об изделии — организационно-техническая система, обеспечивающая управление всей информацией об изделии. При этом в качестве изделий могут рассматриваться различные сложные технические объекты (корабли и автомобили, самолеты и ракеты, компьютерные сети и др.). PDM-системы являются неотъемлемой частью PLM-систем [3].
В PDM-системах обобщены технологии управления:
— инженерными данными (engineering data management — EDM);
— документами;
— информацией об изделии (product information management — PIM);
— техническими данными (technical data management — TDM);
— технической информацией (technical information management — TIM);
— изображениями и манипулирование информацией, всесторонне определяющей конкретное изделие.
С помощью PDM-систем осуществляется отслеживание больших массивов данных и инженерно-технической информации, необходимых на этапах проектирования, производства или строительства, а также поддержка эксплуатации, сопровождения и утилизации технических изделий. Такие данные, относящиеся к одному изделию и организованные PDM-системой, называются цифровым макетом. PDM-системы интегрируют информацию любых форматов и типов, предоставляя ее пользователям уже в структурированном виде. PDM-системы работают не только с текстовыми документами, но и с геометрическими моделями и данными, необходимыми для функционирования автоматических линий, станков с ЧПУ и др.
ERP (Enterprise Resource Planning — планирование ресурсов предприятия): организационная стратегия интеграции производства и операций, управления трудовыми ресурсами, финансового менеджмента и управления активами, ориентированная на непрерывную балансировку и оптимизацию ресурсов предприятия посредством специализированного интегрированного пакета прикладного программного обеспечения, обеспечивающего общую модель данных и процессов для всех сфер деятельности. ERP-система — конкретный программный пакет, реализующий стратегию ERP [4].
CALS (Continuous Acquisition and Lifecycle Support — непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла изделий) — современный подход к проектированию и производству высокотехнологичной и наукоемкой продукции, заключающийся в использовании компьютерной техники и современных информационных технологий на всех стадиях жизненного цикла изделия. За счет непрерывной информационной поддержки обеспечиваются единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции, поставщиков/производителей продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала. Информационная поддержка реализуется в соответствии с требованиями системы международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными.
ИПИ (информационная поддержка процессов жизненного цикла изделий) — русскоязычный аналог понятия CALS [5].
Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объемы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в унифицированных форматах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологий CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т. п. Предполагается, что успех на рынке сложной технической продукции будет немыслим вне технологий CALS.
На сегодняшний день для поддержки изделий на стадиях жизненного цикла все шире начинают использоваться интерактивные электронные технические руководства и тренажеры на основе средств виртуальной реальности. Для отражения тенденции развития CALS-технологий к традиционным тематикам конференции была добавлена тематика "Виртуальная реальность".
Членами оргкомитета конференции являлись:
Е. И. Артамонов (председатель, ИПУ РАН, д-р
техн. наук, проф.), А. В. Толок (зам. председателя, ИПУ РАН, д-р техн. наук, проф.), С. Н. Васильев (директор ИПУ РАН, академик РАН), Д. А. Новиков (зам. директора ИПУ РАН, чл.-кор. РАН), В. Г. Лебедев (ученый секретарь ИПУ РАН, д-р техн. наук), Г. М. Мартинов (зав. каф. СТАНКИН, д-р техн. наук, проф.), В. Д. Костюков (нач. отдела з-да им. Хруничева, канд. техн. наук), Б. С. Глотов (ЦИТП РАН, ст. научн. сотр.), М. В. Пятницкая (ИПУ РАН), С. В. Смирнов (ученый секретарь конференции, канд. техн. наук).
На конференцию было представлено 96 докладов (в очной и заочной формах). В обзорной части будут представлены лишь наиболее значимые работы, доложенные участниками на конференции.
ПЛЕНАРНЫЕ ДОКЛАДЫ
На пленарном заседании_выступили следующие докладчики:
А. В. Балабанов ("Программно-аппаратные средства интерактивных систем ОГМ", ИПУ РАН, г. Москва) представил результаты разра-
ботки системы автоматического изготовления сложных прототипов деталей методом послойного отверждения полимеров. Был приведен краткий обзор распространенных в мире технологий быстрого прототипирования, описана обобщенная сетевая модель (ОСМ) структуры системы с выбором кратчайшего пути, на основе которого разработана структурная схема. Также на слайдах были представлены аппаратные средства для изготовления прототипов изделий.
В. И. Бабарыкин ("Формирование и реализация инвестиционных программ и проектов с использованием средств федерального бюджета, направляемых на капитальное строительство в авиационной промышленности", ЦИАМ им. П. И. Баранова, г. Москва) начал свой доклад с анализа положения дел в авиационном двигателестрое-нии, которое на протяжении многих десятилетий является одним из технологических лидеров в нашей стране. Докладчик подчеркнул, что лидерство стало возможным в результате создания и развития уникальной отечественной экспериментально-испытательной и технологической базы, которая и сейчас является национальным достоянием России. Был приведен опыт организации структур технических и программных средств проектирования и управления на основе нормативных актов государственного регулирова
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.