Это совокупность языковых средств, используемых в САПР ТП. В САПР ТП используется большой комплекс различных языков, из которых основными являются следующие:
1. естественный язык;
2. языки общения с САПР;
3. языки моделирования объектов и процессов;
4. языки запросов для поиска в ИПС;
5. языки для записи алгоритмов и программ;
6. языки описания данных (структуры данных), используются в СУБД;
7. языки табличных алгоритмов и баз знаний;
8. языки описания или моделирования систем.
Организационно-правовое обеспечение - это комплекс документов, в котором зафиксированы функции отдельных подразделений и взаимодействие между ними, а также права и обязанности лиц, эксплуатирующих или сопровождающих САПР ТП, кроме того в них фиксируется ответственность лиц за неправильные решение и за несанкционированный доступ к информации.
Вопрос №43 – Предпосылки создания проблемно-ориентированных языков.
Эффективное использование языков программирования требует специальных знаний и владения современными технологиями программирования. Разработка на их основе специализированных программных комплексов для САПР ТП весьма трудоемка.
Данные обстоятельства привели к необходимости создания специальных, удобных для проектировщика, языков, превращающих систему в собеседника, «понимающего» профессиональный язык проектировщика и «беседующего» с ним на этом языке. В результате были разработаны алгоритмические языки — проблемно-ориентированные языки (ПОЯ), ориентированные на определенные объекты проектирования и проектные процедуры.
Вопрос №44 – Основные подходы к созданию ПОЯ.
Известны два подхода к созданию проблемно-ориентированные языки ПОЯ. В первом из них ПОЯ строят таким образом, что описание любой задачи и задания на ее решение в основном включают оригинальные термины физического и функционального содержания. Переход от описания задачи к компьютерной программе ее решения и непосредственному выполнению на технических средствах осуществляется далее автоматически с помощью соответствующих программных средств — трансляторов и интерпретаторов данного языка.
Транслятор — программный комплекс, автоматически переводящий описание алгоритма решения задачи с алгоритмического языка (исходного языка) в эквивалентную ей программу на результирующем (выходном) языке.
Компилятор — частный случай транслятора — осуществляет перевод исходной программы с алгоритмического языка на машинный.
Интерпретатор отличается от транслятора тем, что он не генерирует результирующую, а сразу же выполняет исходную программу в соответствии с ее смыслом, заданным семантикой исходного языка.
Во втором случае, например, при решении геометрических задач инженерного типа, ПОЯ соединяет в себе средства алгоритмического языка высокого уровня для решения вычислительных математических задач и специальные языковые средства моделирования геометрических объектов. В этом случае используют транслятор или интерпретатор алгоритмического языка высокого уровня, дополненный необходимыми специальными программами.
Вопрос №45 – Требования, предъявляемые к ПОЯ.
По сути, ПОЯ, хотя и называются языками, на самом деле представляют собой комплекс лингвистических и программных средств. К ПОЯ предъявляются следующие требования:
- наличие набора средств, полностью обеспечивающих решение задач, относящихся к проблемной области языка, в том числе программных модулей, реализующих все базовые функции языка. Этот набор модулей называют библиотекой базовых функций ПОЯ;
- развитие ПОЯ по горизонтали и вертикали. Развитие по горизонтали означает расширение функциональных возможностей языка за счет введения новых базовых функций, описываемых терминами языка, развитие ПОЯ по вертикали связано с переходом к более высокому уровню его организации;
- гибкость ПОЯ, означающая, в частности, возможность использования аббревиатур терминальных символов и символов-синонимов;
- наличие средств автоматического выявления синтаксических ошибок, их отображения и контроля правильности выполнения директив;
- возможность работы с ПОЯ в пакетном и интерактивном (диалоговом) режимах с использованием принципа «умолчания», когда система выбирает дальнейший ход решения по типовой схеме, если пользователь не указывает иной путь (умалчивает свое решение);
- легкая осваиваемость, язык должен включать в себя подсистему обучения, которая информирует пользователя о его неправильных действиях и рекомендует правильные.
Полноценный ПОЯ должен включать в себя набор терминов; интерпретатор с ПОЯ; средства синтаксического анализа; библиотеки базовых функций ПОЯ; средства интерпретирования директив; средства организации режимов макетного ввода-вывода и режима работы пользователя с меню; интерфейс для связи с СУБД; СУБД и база данных предметной области ПОЯ; средства расширения ПОЯ.
Вопрос №46 – Основные функции системного ПО.
Системное программное обеспечение содержит набор программных средств, способствующих повышению эффективности использования вычислительных комплексов САПР ТП и производительности труда персонала, обслуживающего эти комплексы.
К основным функциям системного программного обеспечения относят:
• управление процессом вычислений;
• ввод, вывод и частично обработка информации;
• диалоговая взаимосвязь с пользователем в процессе проектирования;
• решение общематематических задач;
• хранение, поиск, сортировка и модификация данных, необходимых при проектировании, защита их целостности и защита от несанкционированного доступа;
• контроль и диагностика вычислительного комплекса.
Вопрос №47 – Структура САПР ТП сборки.
Полноценная САПР ТП сборки должна обеспечивать:
- выбор метода достижения заданной точности сборки;
- декомпозицию изделия (сборочной единицы) в соответствии с их технологической структурой;
- выбор базовых деталей для узловой и общей сборки;
- выделение в конструкции размерных цепей, их расчет по методикам, задаваемым пользователем, интерпретирование результатов расчета;
- формирование собственно ТП сборки, его маршрутно-операционного или операционного изложения, техническое нормирование;
- выбор и оптимизацию вариантов ТП сборки в соответствии с заданными критериями (целевыми функциями);
- оформление технологической документации на спроектированный ТП.
Проектирование выполняют с учетом объема выпуска изделий и принятого метода работы (поточного, непоточного), массово-габаритных характеристик предмета производства и применяемых средств технологического оснащения. При поточной сборке должна быть приведена синхронизация операций по такту выпуска, определены действительное число операций и коэффициенты загрузки рабочих мест.
Важнейшей составляющей входной информации САПР ТП сборки является модель предмета производства (изделия, сборочной единицы). Модель должна быть технологически опознаваема системой: для каждого ее элемента при необходимости должны определяться данные о точности размеров, формы и взаимного расположения поверхностей, граничащие (взаимодействующие) детали, характер взаимодействия, сведения о сопряжениях деталей (посадки), значения зазоров (натягов) в сопряжении и т.д.
При автоматизированном проектировании ТП сборки вначале определяют ее принципиальную схему (последовательность), а затем, на основе выбранной схемы, разрабатывают маршрутно-операционную технологию сборки.
Любая принципиальная схема сборки возможна, если на ее основе можно реализовать хотя бы один ТП, обеспечивающий требуемое качество изделия.
Основными факторами, влияющими на последовательность сборки, являются условия базирования и доступа к месту установки элемента. Условие базирования при установке элемента аi выполняется, если среди установленных ранее элементов есть такие, которые образуют хотя бы один состав сборочной базы. Условие доступа к месту установки элемента ai выполняется, если среди установленных ранее нет элементов, препятствующих установке элемента аi.
Установка всех элементов изделия А={а1, а2,…,аn} в некоторой Тk, Тn, Тm последовательности возможна, если соблюдены одновременно условия базирования и доступа к месту сборки.
Формализация этапов разработки принципиальных схем и маршруты сборочных процессов базируются на топологических моделях технологических схем сборки, методах анализа пространственной взаимосвязи элементов изделий и моделирования технологических маршрутов их сборки. Варианты последовательности присоединения элементов изделия могут быть сгенерированы в автоматизированном режиме.
Состав сборочных операций определяется видим соединения и отличается большим разнообразием. Для моделирования операций используют табличные и сетевые модели.
В сборочной операции основным переходом, определяющим качество сборки, является выполнение соединения. Для каждого вида соединения необходима разработка конкретного алгоритма проектирования.
Уровень современной автоматизации проектирования ТП сборки низок, проектирование остается исключительной прерогативой человека.
Автоматизация построения технологической схемы сборки в диалоговом режиме в принципе не представляет значительной сложности. однако субъективный характер такой схемы может привести к негативным последствиям при разработке ТП на его основе.
Более предпочтительно использование преимуществ современного компьютерного геометрического (объемного) моделирования. После создания модели сборочной единицы возможно генерирование различных вариантов ее декомпозиции. Каждый из вариантов, за исключением явно абсурдных, может стать основой для разработки схемы, а в последующем и ТП сборки. Процедура разработки схемы может быть заменена технологическим контролем возможности собираемости узла в рассматриваемой последовательности. Такой контроль может быть осуществлен, например, в диалоговом режиме с помощью соответствующей базы знаний.
Вопрос №48 – Перспективы развития САПР ТП.
Автоматизированное проектирование ТП на базе современных информационных технологий требует существенного изменения принципов построения САПР ТП и ведет к созданию САПР ТП нового поколения. Перспективы развития таких САПР ТП целесообразно рассмотреть по следующим направлениям:
- системное.
- методическое.
- функциональное.
- информационное.
- программно-математическое.
- организационное.
Вопрос №49 – Системное и методическое направления в развитии САПР ТП.
^ Системное направление
В системном плане САПР ТП рассматривается как подсистема ТПП, поэтому необходимо разрабатывать эффективные способы взаимодействия с этими системами. Для этого целесообразно использовать теорию иерархических систем и выбирать методы координации между подсистемами для достижения как локального минимума (применительно к отдельным системам), так и глобального (применительно ко всей системе ТПП).
Системный подход осложнен большими колебаниями уровня автоматизации решения технологических задач, так как еще многие задачи решаются вручную, и в то же время существуют задачи, решение которых полностью автоматизировано. Системный подход позволяет снизить затраты на создание и эксплуатацию САПР ТП за счет согласованного взаимодействия между компонентами систем и системной увязки между всеми видами их обеспечения.
^ Методическое направление.
В САПР ТП должна быть реализована смешанная методика проектирования, позволяющая использовать как метод синтеза технологических процессов, так и проектирование на основе унифицированной технологии. Кроме того, САПР ТП должна допускать создание ТП на разных уровнях автоматизации проектирования.
Необходимо отметить, что часть технологических задач относится к творческим задачам, слабо поддающимся формализации, поэтому алгоритмы решения таких задач являются приближенными и субъективными. Определение закономерностей, существующих в технологии как науке, нахождение методов решения технологических задач, уточнение имеющихся математических моделей представляют собой главные проблемы автоматизации проектирования ТП. Последовательное решение этих проблем позволит расширить область применения САПР ТП, что особенно важно для сложных деталей и технологий.
Вопрос №50 – Функциональное, информационное направления в развитии САПР ТП.
^ Функциональное направление
В функциональном плане средой проектирования САПР ТП должна быть PDM - система, использование которой позволяет организовать эффективное управление и контроль процесса проектирования ТП.
^ Информационное направление.
В информационном плане для доступа к электронному архиву САПР ТП должна использовать PDM - систему, ориентированную на архитектуру "клиент - сервер", при этом доступ к данным должен основываться на использовании "единого информационного пространства" и модели проблемной среды. Единое информационное пространство рассматривается как основа для интеграции САПР ТП с другими подсистемами АСТПП.
САПР ТП должна быть ориентирована на модельный подход, при котором САПР ТП оперирует с параметрическими моделями технологических процессов.
Для стыковки САПР ТП и САПР К необходимо разработать принципы преобразования графических файлов с 3-х мерными моделями деталей и заготовок в параметрические модели и наоборот.
Вопрос №51 – Программно-математическое, организационное направления в развитии САПР ТП.
^ Программно-математическое направление.
В программно-математическом плане современная САПР ТП должна иметь мощный пакет прикладных программ, позволяющих использовать третий уровень автоматизации проектирования ТП для широкого круга деталей и технологий.
Для принятия решений на основе алгоритмов, хранимых в базе знаний, необходимо иметь соответствующие инструментальные средства. Примером таких средств является табличный процессор.
Кроме того, САПР ТП должна иметь инструментальные средства не только принятия решений на основе баз данных и знаний, но иметь и эффективные инструментальные средства для сопровождения и адаптации модели проблемной среды.
Для стыковки САПР ТП и САПР К необходимо иметь пакет программ для преобразования 3-х мерных моделей деталей и заготовок в параметрические модели и наоборот. ". На основе такого пакета возможна интеграция между конструкторским и технологическим САПР и САПР управляющих программ (CAD/CAPP/CAM-система).
^ Организационное направление
В организационном плане САПР ТП должна быть ориентирована на коллективную работу над технологическим процессом. Одновременный доступ к параметрической модели ТП предоставляется с помощью PDM - системы. Параллельно с проектированием ТП разрабатываются трехмерные модели операционных эскизов и выполняется конструирование средств технологического оснащения. При необходимости, на базе виртуальных рабочих мест проводятся консультации по сложным вопросам со специалистами высокой квалификации. Для организации виртуальных рабочих мест PDM - система должна иметь выход в Internet.
Web - технология дает возможность во-первых, организовать доступ к удаленным базам данных, а во вторых, пересылка документов по Internet позволяет организовать совместную работу над технологическим процессом на основе удаленных (виртуальных) рабочих мест. Использование виртуальных рабочих мест очень важно для малых фирм, которые могут привлекать высококвалифицированных специалистов для разового решения сложных конструкторско-технологических задач.
Для контроля процесса проектирования технологии САПР ТП должна быть ориентирована на PDM - систему, имеющей средства для автоматизированного ведения документооборота, т. е. имеющей технологию " workflow ".