Автоматизированная разработка конструкторской и технологической документации.

Организация производства и системы автоматизированного проектирования

Современные изделия будь то предметы домашнего обихода или автомобили, орудия труда или самолеты привлекают на первую очередь, своим внешним видом, легкостью, простотой и надежностью в использовании. Человек, решивший производить товары, должен быть уверен, что их купят. Поэтому он стремится выпускать изделия быстрее конкурентов, проще их и дешевле. Возникает вопрос: "Как ему следует организовать проектирование новых изделий и их производство, чтобы выпускаемая продукция была конкурентоспособной?"

Компьютерное интегрированное производство

Схема традиционной организации производства представлена на рис.2.1. Как видно из рисунка, традиционный процесс проектирования и производства сводится по существу к функционированию отдельных, изолированных друг от друга подразделений. При такой организации передача информации занимает много времени. На рис.2.2 показаны те же подразделения, но оснащенные вычислительной техникой, однако без прямых связей между собой. Высокая производительность при такой организации может быть достигнута лишь в отдельных подразделениях и никак не повлияет на общую эффективность производства конечного продукта.

Ускорение выпуска изделий, необходимость сокращения материальных затрат на их изготовление предъявляют жест требования к качеству и гибкости производства. Как показывает мировой опыт, осуществить эти требования возможно, е широко использовать вычислительную технику на всех этапах производства: конструкторского проектирования, где создаваемая геометрическая модель будущего изделия; технологического проектирования, где эта модель дополняется технологическими данными; проектирования организации и управления производством с формированием данных о его материальных информационных потоках; в процессе изготовления нового изделия и при оценке его качества путем сравнения получен характеристик с требуемыми.

Для изготовления того или иного изделия необходимо наличие конструкторской и технологической документации. Чертеж деталей, сборочные чертежи, спецификации, перечень материалов, технологические операционные карты, инструкция управляющая ЧПУ информация, схемы наладки станков, схемы контроля, технологические карты сборки, расчетная документа и т.д. - все это документы, необходимые для производства изделия. Между ними существуют информационные связи определяемые изготавливаемым изделием. Поэтому автоматизированное производство изделий представляет собой объединение всех его этапов на основе единой информационной базы и единого механизма управления. На рис.2.3. представлен при идеального КИП - компьютерного интегрированного производства, построенного на основе взаимодействия отдельных подразделений: САПР - систем автоматизированного проектирования, АСТПП - автоматизированных систем технологической подготовки производства, АСУП - автоматизированных систем управления предприятием, АСПП - автоматизированных систем производственного планирования, когда они объединены в единую интегрированную систему.

Итак, рассмотрев проблему в целом, мы определили, что, одним из основных звеньев современного (компьютерного интегрированного) производства являются САПР - системы автоматизированного проектирования.

Что такое САПР?

Известно, что аббревиатуру САПР, являющуюся смысловым эквивалентом английского CAD (сокращенное английского Computer Aided Design) впервые использовал основоположник этого научного направления Айвен Сазерленд в своих лекциях прочитанных в Массачусетском технологическом институте в начале 60-х годов.

САПР означает проектирование с помощью ЭВМ. Человеку в этом процессе отводится активная роль. САПР как система включает в себя технические средства, системное программное обеспечение, прикладное программное обеспечение проектировщика.

К техническим средствам САПР относятся ЭВМ с внешними устройствами. Производительность ЭВМ, ее архитектура, связаны с другими ЭВМ, количество и номенклатура внешних устройств определяют техническую производительность САПР.

Системное программное обеспечение управляет организацией вычислительного процесса на ЭВМ и обменом данными между различными устройствами и должно в первую очередь удовлетворять требованиям организации режима диалоговой обработкой информации.

Эффективность САПР в значительной мере определяется возможностями прикладного программного обеспечения, под которой обычно понимают набор программ, реализующих решение на ЭВМ конкретных задач проектирования.

Анализ использования систем автоматизированного проектирования показывает, что в них преобладают задачи создания объемных и плоских геометрических моделей, изготовления рабочей конструкторской документации, выполнения инженер расчетов и оформления документов технологической подготовки производства.

Удобство САПР в значительной мере определяется видом связи с проектировщиком. Наиболее эффективный вид связи - графический диалог, который обеспечивает большую наглядность при передаче информации и позволяет оптимально разграничение функции между человеком и ЭВМ при одновременном улучшении качества принимаемых человеком решений.

Гибкость САПР с точки зрения расширения возможностей ее использования может быть увеличена, если программ обеспечение является универсальным и открытым.

Существуют так называемые локальные САПР, ориентированные на решение конкретных задач, например, только изготовление конструкторской документации. Они часто используются в производственной практике на начальной ста внедрения САПР и могут быть реализованы в виде системы автоматизации разработки и выполнения конструкторской документации со структурой и принципами построения, аналогичными интегрированной САПР.

В интегрированной системе объединяются подсистемы конструирования, геометрического моделирования, разработки технологии изготовления проектируемых изделий. Современный конструктор по предварительно выполненным проектным расчетам создает геометрическую модель будущего изделия, содержащую функциональную и вспомогательную информацию о геометрии. Информацию о геометрических характеристиках он использует как для получения графического изображения, так и расчета различных характеристик объекта и технологических параметров его изготовления. Таким образом геометрическое моделирование является фундаментом автоматизированного конструирования и технологической подготовки производства. Разработка технологии изготовления проектируемых изделий превращает эту информацию в готовое изделие.