Поддержка жизненного цикла изделия машиностроения. Классификация САПР.




Методические указания

К ОргСРС

По дисциплине

«Основы САПР»

 

 

Методические указания

 

 

Волгоград


УДК 621

 

Рецензент:

д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Технология машиностроения» Волгоградского государственного технического университета

Ю. Л. Чигиринский

 

Издаётся по решению редакционно-издательского совета

Волгоградского государственного технического университета

 

 

Фролов, Е. М. Методические указания к ОргСРС по дисциплине «Основы САПР» [Электронный ресурс]: методические указания / Е.М. Фролов – Электрон. текстовые дан. (1 файл: 3655 Кb). – Волгоград: ВПИ (филиал) ВолгГТУ, 2018. – систем. требования: Windows 95 и выше; ПК с процессором 486+; CD-ROM.

 

Указания разработаны в соответствии с программой курса «Основы САПР» для студентов всех форм обучения. Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров: 200500.62 «Метрология, стандартизация и сертификация», 150900.62 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», специальности подготовки дипломированных специалистов: 200503.65 «Стандартизация и сертификация», 151001.65 «Технология машиностроения»; магистерской программе: 150900.68 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств» и может быть использовано при работе над курсовыми проектами (работами) по дисциплинам: «Режущий инструмент», «Металлорежущие станки», «Технологическая оснастка», «Технология машиностроения», а также при выполнении выпускной работы по указанным выше специальностям и направлениям, но могут использоваться и студентами других специальностей. Рассматриваются вопросы проектирования изделий в единой информационной среде машиностроительного предприятия.

 

 

ÓВолгоградский

государственный

технический

университет, 2018

Ó Волжский

политехнический

институт, 2018


Содержание

1. Автоматизированные системы поддержки жизненного цикла изделия машиностроения. 4

1.1. Поддержка жизненного цикла изделия машиностроения. Классификация САПР. 4

1.2. Структура САПР. 11

2. Задание на семестровую работу. 12

2.1. Варианты.. 12

2.2. Пример пошагового оформления процесса проектирования. 27

Список рекомендуемой литературы.. 32

 

 


Автоматизированные системы поддержки жизненного цикла изделия машиностроения

Поддержка жизненного цикла изделия машиностроения. Классификация САПР.

Жизненный цикл продукции (ЖЦ) – это совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации этой продукции. Усредненный ЖЦ машиностроительного изделия представлен на рис. 1.

Рисунок 1 – ЖЦ машиностроительного изделия

Каждый из этапов ЖЦ в современном машиностроительном предприятии поддерживается соответствующей системой автоматизированного проектирования (САПР) (рис. 2), представляющей собой программно-технический комплекс для решения инженерных и организационных задач. Во взаимодействии этих систем формируется единое информационное пространство (ЕИП) предприятия, которое обеспечивает быстрый и полный доступ к необходимой содержательной информации об изделии и единообразные способы информационного взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков, поставщиков и производителей продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала и т.д.

Рисунок 2 – Автоматизированные системы поддержки ЖЦ машиностроительного изделия

Основу ЕИП составляет комплекс компьютерных моделей изделий и процессов, как правило характеризующийся следующими данными:

– конструкторскими, которые формируются на этапе проектирования изделия и включают геометрическое описание формы изделия; многоуровневую структуру модели, отражающую процесс конструирования изделия; результаты расчетов и технические характеристики;

– технологическими, которые создаются на стадии технологической подготовки производства и составляют описание маршрутных и операционных технологий, нормы времени и расхода материалов, управляющие программы для станков с ЧПУ, данные для проектирования приспособлений и специального режущего и мерительного инструмента и т.д.;

– производственными, которые относятся к производственному циклу и содержат информацию об изготовлении конкретных экземпляров изделия и его компонентов;

– данными о качестве изделия, содержащими сведения о соответствии экземпляров изделия техническим требованиям;

– данными для логистической поддержки изделия на постпроизводственных стадиях жизненного цикла, содержащими информацию о расходных материалах, запасных частях, поставках комплектующих и т.п.;

– эксплуатационными, необходимыми для организации обслуживания и ремонта изделия.

Автоматизированные системы, используемые для сопровождения жизненного цикла даже одного изделия, разнородны по своему назначению, функционированию и, что существенно, основаны на разнообразных моделях и методиках из различных предметных областей. Информационная и техническая сложность отдельных этапов жизненного цикла и соответствующих им автоматизированных систем требует для реализации различных по уровню и объему ресурсов, средств и затрат.

По назначению и профессиональной специфике, используемые в процессах ЖЦ, компьютерные системы и технологии можно условно разделить на три группы, которые развиваются во многом параллельно и автономно друг от друга.

1. Конструкторско-технологическая подготовка производства, автоматизация технического обслуживания и эксплуатации изделий (КТПП и ТО).

Таблица 1.1

Автоматизированные системы КТПП и ТО

Обозначение Основное назначение
CAD -Computer Aided Design Система автоматизации конструирования и разработки проектно-конструкторской документации. Включает подсистемы 3 D и 2 D – геометрического моделирования, а также набор объектно-ориентированных подсистем для решения типовых проектно-конструкторских задач
CAM - Computer Aided Manufacturing Система автоматизации моделирования технологических процессов и разработки программ для станков с ЧПУ. Может включать собственный геометрический модельер для проектирования формообразующих поверхностей.
CAE - Computer Aided Engineering Система автоматизации проектировочных расчетов и инженерного анализа. Как правило, реализует метод конечных элементов. Используется для моделирования напряженно-деформированного состояния конструкций, оптимизации конструкции изделий и технологических процессов, численного расчета физических полей различной природы.
CAPP - Computer-Aided Process Planning Система автоматизации проектирования технологических процессов и разработки технологической документации. Как правило, включает подсистемы аналитических расчетов типовых технологических процессов, трудового и материального нормирования.
PDM - Product Data Management Система автоматизации управления инженерными (проектными) данными. Автоматизирует задачи хранения, обмена и управления конфигурациями комплексных моделей изделий. Обеспечивает технологии параллельного проектирования и организации коллективной работы над проектом

За долгий период существования CAD / CAM / CAE – систем сложилась их общепринятая международная классификация:

– чертежно-ориентированные системы, которые появились первыми в 70-е гг. ХХ века (и успешно применяются в некоторых случаях до сих пор);

– системы, позволяющие создавать трехмерную электронную модель объекта, которая дает возможность решения задач его моделирования вплоть до момента изготовления;

– системы, поддерживающие концепцию полного электронного описания объекта (EPDElectronic Product Definition).

EPD – это технология, которая обеспечивает разработку и поддержку электронной информационной модели на протяжении всего жизненного цикла изделия, включая маркетинг, концептуальное и рабочее проектирование, технологическую подготовку, производство, эксплуатацию, ремонт и утилизацию. При применении EPD -концепции предполагается замещение последовательного проектирования сложного изделия на процесс, выполняемый проектно-производственными командами, работающими коллективно. Вследствие разработки EPD -концепции и появились основания для превращения автономных CAD –, CAM – и CAE – систем в интегрированные CAD / CAM / CAE – системы.

Традиционно существует деление CAD / CAM / CAE – систем на системы верхнего, среднего и нижнего уровней. Следует отметить, что это деление является достаточно условным, т. к. сейчас наблюдается тенденция приближения систем среднего уровня (по различным параметрам) к системам верхнего уровня, а системы нижнего уровня все чаще перестают быть просто двумерными чертежно-ориентированными и становятся трехмерными.

2. Планово-экономическая подготовка, организационное обеспечение и управление производством. Специфическими для данного круга задач являются компьютерные системы, обеспечивающие автоматизацию управления производством – автоматизированные системы управления предприятием (АСУП) (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Автоматизированные системы, обеспечивающие автоматизацию

управления производством

Обозначение Основное назначение
ЕRР - Enterprise Resource Planning Система автоматизации планирования и управления предприятием (ресурсами предприятия: финансовыми, материальными, кадровыми и пр.).
МЕS - Manufacturing Execution Systems Система автоматизации управления производством. Предназначена для автоматизации оперативного производственного планирования и управления производственным документооборотом на уровне производств, цехов и участков.
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition Система автоматизации сбора и обработки данных о состоянии оборудования и технологических процессов. Программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий управление производственным оборудованием и автоматическими линиями.

Главное отличие MES -систем от ERP -систем заключается в том, что MES -системы, оперируя исключительно производственной информацией, позволяют корректировать, либо полностью перерассчитывать производственное расписание в течение рабочей смены столько раз, сколько это необходимо. В ERP -системах по причине большого объема административно-хозяйственной и учетно-финансовой информации, которая непосредственного влияния на производственный процесс не оказывает, перепланирование может осуществляться не чаще одного раза в сутки.

За счет быстрой реакции на происходящие события и применения математических методов компенсации отклонений от производственного расписания, MES -системы позволяют оптимизировать производство и сделать его более рентабельным.

MES -системы, собирая и обобщая данные, полученные от различных производственных систем и технологических линий, выводят на более высокий уровень организацию всей производственной деятельности, начиная от формирования производственного заказа и до отгрузки готовой продукции на склады.

MES -системы реализуют связь в реальном времени производственных процессов с бизнес процессами предприятия и улучшают финансовые показатели предприятия, включая повышение отдачи основных фондов, ускорение оборота денежных средств, снижение себестоимости, своевременность поставок, повышение размера прибыли и производительности.

MES -системы формируют данные о текущих производственных показателях, включая реальную себестоимость продукции, необходимые для более качественного функционирования ERP -систем.

Таким образом, MES -системы – это связующее звено между ориентированными на финансово-хозяйственные операции ERP -системами и оперативной производственной деятельностью предприятия на уровне цеха, участка или производственной линии.

3. Маркетинг, продажа и поставка изделий, снабжение и производственная логистика. К этой функциональной группе средств автоматизации можно отнести программы, предназначенные для информационной поддержки работы с заказчиками, потребителями и субподрядчиками, системы логистической поддержки изделия.

Таблица 1.3

Автоматизированные системы логистической поддержки изделия

Обозначение Основное назначение
SСМ - Supply Chain Management Система автоматизации производственной логистики. Предназначена для автоматизации работы службы снабжения, планирования закупок и формирования графика поставок материалов, комплектующих и пр.
СRМ - Customer Requirement Management Система автоматизации и учета работ с клиентами и заказчиками. Автоматизирует создание и ведение клиентских баз данных, планирования работ, управление внешней перепиской и документооборотом.
S&SМ - Sales and Service Management Система управления продажами и обслуживанием. Является развитием систем СRМ, включая автоматизацию оформления платежных документов, учета торговых операций и пр.
CPC - Collaborative Product Commerce, PLM (Product Lifecycle Management) Системы автоматизации ведения бизнеса и дистанционной работы с использованием глобальных компьютерных сетей. Системы автоматизации и поддержания электронной коммерции, в том числе B 2 B (business-to-business – прямое взаимодействие поставщиков между собой); B 2 C (business-to-costomer – непосредственное взаимодействие поставщика и покупателя). По сетевому признаку к этой группе примыкают виртуальные офисы и виртуальные предприятия.

SСМ -система (система управления цепочками поставок) представляет собой процесс организации планирования, исполнения и контроля потоков сырья, материалов, незавершенного производства, готовой продукции, а также обеспечения эффективного и быстрого сервиса за счет получения оперативной информации о перемещениях товара.

CRM -система – это концепция ведения бизнеса, когда во главу угла ставятся индивидуальные потребности клиента.

Если CRM -система – философия работы с клиентами, то SCM -система – философия работы с партнерами.

Концепция SCM -системы подразумевает формирование такой сбытовой сети, при которой нужные товары будут доставлены в нужное место в нужное время с наименьшими издержками. Достижение этой цели возможно только при эффективной интеграции поставщиков, производителей, дистрибьюторов и продавцов.

Особенность систем управления цепочками поставок по сравнению с системами ERP заключается в следующем.

SCM -система обеспечивает планирование ресурсов и информационное сопровождение на протяжении всего жизненного цикла продукта – от заказа на разработку до послепродажного сервиса и утилизации, тогда как ERP -система обеспечивает лишь планирование ресурсов, необходимых для разработки продукта.

ERP -система обеспечивает планирование и управление ресурсами при создании предопределенных видов продуктов, допуская незначительные изменения в составе продуктов.

SCM -система позволяет планировать и управлять ресурсами при создании уникальных продуктов.

Структура САПР

Как и любые сложные системы, САПР состоят из подсистем. Различают проектную подсистему и обеспечивающую. Проектная подсистема непосредственно отвечает за проектные процедуры. Она включает в себя средства, без которых проектирование невозможно. Обеспечивающая подсистема обеспечивает функционирование проектной подсистемы, и часто называется системной средой (или оболочкой) САПР. Эта подсистема содержит средства, повышающие эффективность процесса проектирования.

Средства автоматизированного проектирования представлены семью видами обеспечения САПР.

К проектной подсистеме относятся такие средства, как:

1. информационное обеспечение, которое состоит из базы данных, СУБД, а также включает другие данные, используемые при проектировании;

2. математическое обеспечение, которое объединяет математические методы, модели и алгоритмы для выполнения проектирования;

3. лингвистическое обеспечение выражается языками общения между проектировщиками и ЭВМ, языками программирования и языками обмена данными между техническими средствами САПР;

4. методическое обеспечение включает различные методики проектирования;

5. организационное обеспечение представляется штатными расписаниями, должностными инструкциями и другими документами, регламентирующими работу проектного предприятия.

К обеспечивающей подсистеме относятся:

6. техническое обеспечение, которое включает различные аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое коммутационное оборудование, линии связи, измерительные средства);

7. программное обеспечение, представляемое компьютерными программами САПР.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-11-01 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: