Информационной поддержки жизненного цикла изделий

 

Необходимость обеспечения высокого качества конструкторско-технологического проектирования сложных изделий при сокращении времени проектирования привела к разработке новых методологий проектирования.

Одной из таких методологий, получивших в последнее время широкое распространение в промышленно развитых странах, является методология параллельного проектирования Concurrent Engineering (СЕ-проектирование). В ее основе лежат следующие принципы:

· единовременность — выполнение взаимосвязанных задач в одно и то же время при максимальном использовании преимуществ управления взаимосвязанной деятельностью;

· интеграция — связывание процессов через общее управление или отчетную информацию либо управление независимыми заданиями;

· предвидение последствий проектных решений начального этапа проектирования для жизненного цикла изделия.

СЕ-проектирование позволяет в значительной мере совместить процессы формирования конструкторских и технологических решений и существенно сократить длительность технической подготовки производства.

Эффективному внедрению СЕ-проектирования в производство способствует выполнение трех основных условий:

· создание междисциплинарных рабочих групп, включающих специалистов разного профиля (конструкторов, технологов, маркетологов и т.д.), объединенных общей целью – созданием конкурентоспособного изделия;

· организация работы всех участников групп в локальной сети с обменом информацией через общую базу данных в соответствии с уровнями доступа;

· разработка автоматизированных, CALS-совместимых средств, обеспечивающих поддержку формируемых проектных решений в соответствии с особенностями данного предприятия.

Одним из направлений реализации СЕ-проектирования является методология DFMA (Design for Manufacture and Assembly), базирующаяся на методиках:

· проектирования с учетом требований сборки DFA (Design for Assembly);

· проектирования с учетом требований изготовления деталей DFM (Design for Manufacture);

· проектирования с учетом требований конкурентоспособности DFC (Design for Competitiveness).

Каждая из указанных методик реализована в соответствующих экспертных компонентах (рисунок 23). Целью их применения является упрощение конструкции изделия, исходя из особенностей структуры технологического процесса его сборки и изготовления деталей. Модуль автоматизированного проектирования ТП сборки СААР на основе модели сопоставляющих элементов собираемого изделия, импор-тируемых из модуля CAD, генерирует последовательность сборки. В результате анализа этой последовательности в модуле DFA формируют предложения по изменению конструкции составляющих элементов изделия, которые сразу же учитывают.

Рисунок 23 – Проектирование изделий по методологии DFMA

 

После анализа непротиворечивости процесса сборки изделия в модуле DFM выполняют анализ конструкции с позиций ее соответствия требованиям, предъявляемым при изготовлении деталей. Возможные изменения вводят в модуль CAD. Альтернативные проекты разрабатываемого изделия, сгенерированные во время анализов DFA и DFM, далее при помощи модуля DFC сравнивают между собой, а также с данными конкурентных изделий. При анализе используют развитую базу знаний, единую для всех модулей анализа системы.

В модуле СААР определяют наиболее целесообразную с позиций сборки технологическую структуру машины — иерархический порядок сборочных единиц и деталей. По своей сути модули DFA, DFM, DFC обеспечивают отработку конструкции на технологичность, выполняемую не только с позиций изготовления машины, но и с учетом характеристик ее жизненного цикла.

Таким образом, прогрессивные методологии проектирования направлены в первую очередь на совершенствование технологичности изделий и являются важнейшим компонентом общей модернизации предприятия.

 

Вопросы для самопроверки

 

1. Каковы основные требования к промышленному производству изделий машиностроения?

2. Что отражает понятие жизненного цикла изделия?

3. Каковы основные этапы жизненного цикла промышленного изделия?

4. На какие группы данных делят общий объем информации об изделии, распределенный по этапам жизненного цикла?

5. Какие виды автоматизированных систем используют на различных этапах жизненного цикла изделия?

6. Для чего необходима информационная согласованность между предприятиями, подразделениями и потребителями промышленной продукции?

7. С чем связано понятие компьютерно-интегрированного производства?

8. Что представляют собой технологии информационной поддер-жки изделия (CALS-технологии)?

9. Каковы основные цели и задачи внедрения CALS-технологий?

10. Каковы основные составляющие CALS-технологий?

11. Какие типы стандартов регламентируют применение CALS-технологий?

12. Что определяют CALS-стандарты?

13. Что содержат CALS-стандарты серии STEP?

14. Что содержат CALS-стандарты серий P-Lib, Mandate, IIDEAS, SGML?

15. Что определяет понятие единого электронного пространства?

16. Для чего служат системы PDM и PLM, интерактивные электронно-технические руководства?

17. Какие возможности предоставляют интерактивные элект-ронно-технические руководства?

18. Как формируются интерактивные электронно-технические руководства?

19. Чем вызвана необходимость разработки новых методологий проектирования?

20. Что представляет собой методика CE (параллельного проектирования)?

21. Каковы основные условия эффективного внедрения CE-проектирования на предприятии?

22. Что представляет собой методология DFMA?

Литература

1. Джонс, Дж. К. Методы проектирования / Дж. К. Джонс. – М.: –Мир, 1986. – 326 с.

2. Норенков, И.П. Основы автоматизированного проектирования / И.П. Норенков. – М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2002. – 336 с.

3. Смирнов, В.В. Математическое моделирование / В.В. Смирнов. – Бийск: Изд-во Алт ГТУ, 2006. – 103 с.

4. Корчак, С.Н. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов / С.Н. Корчак и [др.]; под общ. ред. С.Н. Корчака. – М.: Маши-ностроение, 1988. – 352 с.

5. Митрофанов, С.П. Научная организация труда Машино-строительного производства / С.П. Митрофанов. – Л.: Машиност-роение, 1976. – 712 с.

6. Ли, К. Основы САПР (CAD/CAM/CAE) / К. Ли. – СПб.: Питер, 2004. – 560 с.

7. Грувер, М. САПР и автоматизация производства / М. Грувер, Э. Зиммерс. – М.: Мир, 1987. – 528 с.

8. Автоматизированные системы технологической подготовки производства в машиностроении / под ред. Г.К. Горанского. – М.: Машиностроение, 1976. – 455 с.

9. Горанский, Г.К. Технологическое проектирование в комплексных автоматизированных системах подготовки производства. / Г.К. Горанский, Э.И. Бендерова. – М.: Машиностроение, 1981. –
455 с.

10. Митрофанов, С.П. Автоматизация технологической подготовки серийного производства / С.П. Митрофанов, Ю.А. Гульнов, Д.Д. Куликов. – М.: Машиностроение, 1974. – 360 с.

11. Цветков, В.Д. Системно-структурное моделирование и автоматизация проектирования технологических процессов /
В.Д. Цветков. – Минск: Наука и техника, 1979. – 264 с.

12. Цветков, В.Д. Система автоматизированного проектирования технологических процессов / В.Д. Цветков. – М.: Машиностроение, 1972. – 240 с.

13. Иващенко, И.А. Технологические размерные расчеты и способы их автоматизации / И.А. Иващенко. – М.: Машиностроение, 1975. – 222 с.

14. Автоматизация проектно-конструкторских работ и технологической подготовки производства / под ред. О.И. Семенкова. – Минск: Высшая школа, 1977. – Т.1. – 344 с.; – Т.2. – 334 с.

15. Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении / под ред. Н.М. Капустина. – М.: Машиностроение, 1985. – 304 с.

16. Семенков, О.И. Введение в системы автоматизированного проектирования / О.И. Семенков. – Минск: Наука и техника, 1979. – 84 с.

17. Норенков, И.П. Краткая история вычислительной техники и информационных технологий // Инженерное образование. – № 11. – 2005. – С. 111–148.

18. Норенков, И.П. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии / И.П. Норенков, П.К. Кузьмик. – М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2002. – 320 с.

19. Быков, А.В. ADEM CAD/CAM/TDM. Черчение, моделиро-вание, механообработка / А.В. Быков и [др.]. – СПб.: БХВ-Петербург, 2003. – 320 с.

20. Капустин, Н.М. Автоматизация машиностроения /
Н.М. Каспустин, Н.П. Дьяконова, П.М. Кузнецова. – М.: Высшая школа, 2002. – 223 с.

21. Капустин, Н.М. Диалоговое проектирование технологических процессов / Н.М. Капустин [и др.]. – М.: Машиностроение, 1983. –
255 с.

22. Кондаков, А.И. САПР технологических процессов /
А.И. Кондаков. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 272 с.

23. Митрофанов, В.Г. САПР в технологии машиностроения /
В.Г. Митрофанов [и др.]. – Ярославль: Яросл. гос. техн. ун-т, 1995. – 298 с.

24. Аверченков, В.И. САПР технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов / В.И. Аверченков [и др.]. – Минск.: Выш. шк.,1993. – 288 с.

25. Челищев, Б.Е. Автоматизация проектирования технологии в машиностроении / Б.Е. Челищев [и др.]; под ред. Н.Г. Бруевича. – М.: Машиностроение, 1987. – 264 с.

26. Ступаченко, А.А. САПР технологических операций /
А.А. Ступаченко. – Л.: Машиностроение, 1988. – 234 с.

27. Шпур, Г. Автоматизация проектирования в машиностроении / Г. Шпур, Ф.-Л. Краузе; под ред. Ю.М. Соломенцева. – М.: Машиностроение, 1988. – 263 с.

28. Матвеев, В.В. Размерный анализ технологических процессов / В.В. Матвеев [и др.]. – М.: Машиностроение, 1982. – 264 с.

 

Учебное издание

 

СМИРНОВ ВИТАЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ