Обзор CAdCAM систем САПР

Данный метод называется CAD/CAE-интегрированным подходом, который  обеспечивает унифицированное моделирование  для «бесшовной» интеграции CAD/CAE. На рис.4 показан поток данных при  этом подходе. В основе его лежат  следующие технологии: проектирование с использованием фичеров, NMT, многомасштабные представления.

Рисунок 4. Интегрированный  подход CAD\CAE.

При данном подходе, одновременно создаются различные типы геометрических моделей проектирования и анализа  для каждой операции моделирования  фичера. Все модели интегрируются в одну общую модель. Твердотельные модели с различными LOD легко получаются из интегрированной модели. Более того, для каждого LOD можно получить абстрактную NMT модель с различным LOA и передать её в CAE-систему.

В случае CAD/CAE-интегрированного подхода CAD и CAE модели создаются одновременно и объединяются в единую NMT модель. Из объединенной модели CAD и CAE модели получаются с помощью механизма выборки. В дополнение, этот подход поддерживает модели CAD, CAE на различных LOD и LOA. Поэтому используемые здесь технологии это проектирование на основе фичеров, алгоритмы выборки, удаления элементов и изменения размеров, многомасштабные представления.

Использование технологии PLM

В отличие от описанных  выше принципов интеграции CAD и CAE, использование  технологии управления информацией  об изделии на протяжении его жизненного цикла затрагивает не отдельные  вопросы улучшения совместной работы этих двух систем, а более глобальные задачи объединения в одно целое  всех процессов проектирования, производства, модернизации и сопровождения технически сложных изделий.

Что же такое PLM? Точно ответить на этот вопрос непросто, так как  четкое определение отсутствует, а  формулировки главных идеологов  хотя и подробны, но весьма расплывчаты. Например, компания CIMdata, которая специализируется на анализе рынка PLM, утверждает, что это стратегический подход к организации бизнеса, позволяющий предприятиям с помощью интегрированного набора корпоративных систем коллективно разрабатывать, распространять и использовать информацию об изделии, а также управлять ею на протяжении его жизненного цикла - от проекта до утилизации [2]. Компания EDS определяет PLM как комплексную корпоративную информационную систему, обеспечивающую управление всеми аспектами жизненного цикла изделия, от выработки требований, анализа рынка и разработки до производства, поставки и сервисного обслуживания [3].

Все определения звучат настолько  красиво и неконкретно, что на первый взгляд даже может показаться, что PLM - скорее маркетинговый лозунг, чем реальная технология. И хотя, некоторая маркетинговая составляющая в PLM присутствует, было бы преждевременно заявлять, что этим исчерпываются  возможности данной концепции. Ведь если абстрагироваться от эффектных  формулировок и разобраться в  сути PLM, то становится ясно, что это  такая же компьютерная технология, как и многие другие, со своими задачами, преимуществами и проблемами.

Итак, обобщая выше сказанное, основная задача PLM - это объединение  отдельных участков автоматизации  в едином информационном пространстве и реализация сквозного конструкторского, технологического и коммерческого  цикла, от подготовки проекта до утилизации. Такой подход сулит предприятиям немалые выгоды, главные из которых:

- ускорение выпуска новых  продуктов;

- усиление контроля за качеством;

- сокращение издержек  заменой физических макетов виртуальными;

- экономия за счет многократного  использования проектных данных;

- расширение возможностей  оптимизации изделий;

- экономия благодаря сокращению  отходов производства;

- снижение затрат с  помощью полной интеграции инженерного  документооборота.

Но, чтобы воспользоваться  преимуществами данной концепции, необходимо преодолеть серьезные технические  трудности. Основная проблема, стоящая  перед пользователями и разработчиками заключается в необходимости  объединения разнородных систем автоматизации на предприятии и  обеспечении коллективной работы персонала.

Обычно каждое подразделение  выдает свою информацию и по-своему ее обрабатывает. Так, отделы проектирования (использующие CAD), и анализа продукции (CAE) могут использовать совершенно разные спецификации и стандарты  и принимать решения независимо друг от друга. Поэтому перед внедрением PLM должны прежде всего быть установлены корпоративные стандарты на форматы данных. Также многие предприятия для выполнения отдельных заданий производственного процесса используют программное обеспечение - ПО (чаще всего САПР) разных поставщиков. Для их интеграции в рамках PLM-среды приходится применять средства преобразования данных из одного формата в другой, что нередко вызывает ошибки и ухудшает качество информации. Наиболее очевидный способ избежать этого - внедрять PLM-продукты одного поставщика. Однако лишь немногие поставщики предлагают весь набор средств PLM, да и предприятия вряд ли захотят менять привычные САПР на новые. Единственный выход - создание открытого формата данных. Такие попытки предпринимаются, но, к сожалению, особого прогресса здесь не наблюдается. Организация ISO выпустила стандарт STEP (Standard for the Exchange of Product Model Data) для описания трехмерных CAD-моделей, но он не получил серьезной поддержки у поставщиков. Теперь идет разработка форматов на основе метаязыка XML. Например, компания EDS предлагает для визуализации и описания геометрии формат PLM XML [5]. Эти разработки еще только начинают внедряться, и пока неясно, станут ли они основой для полноценного стандарта PLM.

В заключение следует отметить, что практически все аналитические  компании, работающие на корпоративном  рынке, высоко оценивают перспективы  интеграции CAD и CAE, а также объединения  в одно целое всех разнородных систем автоматизации на предприятии. Предприятия все более интересуются технологиями интеграции и изучают их возможности для своего бизнеса. Однако в условиях экономической нестабильности они проявляют осторожность, внимательно анализируя предложения разработчиков и тщательно оценивая коэффициент окупаемости инвестиций. Поэтому, по результатам проведенного выше анализа, поставщикам ПО рекомендуется учитывать особенности реальных производственных процессов и совершенствовать свои продукты, обеспечивая взаимодействие с системами других игроков этого рынка.

 

Система ADEM рассчитана в  первую очередь на поддержку цикла  подготовки производства на базе единой информационной модели изделия. В системе  сосредоточены средства для объемного  и плоского проектирования и конструирования. Функциональность для оформления конструкторской  и технологической документации в ADEM обеспечивают три способа: классическое компьютерное черчение, получение чертежей по объемной модели и автоматическая генерация документации в ADEM CAPP.

Программирование станков  с ЧПУ может производиться  на основе как объемной, так и  плоской модели или на их сочетании. Это справедливо для всех видов  механообработки: фрезерования, гравирования, точения, электроэрозии и др.

В управлении процессом сквозной подготовки производства серьезную  помощь оказывает ADEM Vault — встроенная PDM-система легкого уровня (управление архивами и документами).

Важное место в ADEM занимает поддержка интеграции и связей с  различными системами автоматизации  производства, конструирования и  управления.

Поддержка систем управления предприятием

Тема интеграции САПР с ERP-системами  в последние несколько лет  активно обсуждается. Во многих выступлениях на семинарах и конференциях и  в статьях, посвященных теме интеграции САПР с системами ERP, преобладает  подход к решению данной задачи, предполагающий, что:

• передача данных о детали, сборочной единице, изделии и  о технологии их изготовления производится из САПР в ERP, то есть в одном направлении;

• передача данных осуществляется путем экспорта данных из САПР и  импорта данных в ERP в одном из общепринятых форматов, например XML;

• согласование данных в  двух системах обеспечивается за счет синхронизации справочников (материалов, подразделений, оборудования и т.д.);

• синхронизация справочников осуществляется так же, как и передача данных через механизмы экспорта/импорта.

Это очень «удобный» подход для разработчиков как САПР, так и ERP-систем, поскольку практически не требует их взаимодействия. Он основан на принципе: «я свою работу сделал, а как вы ее используете, меня не волнует». При такой интеграции предприятие может столкнуться со следующими проблемами:

• не вся информация об изделии  и технологии его изготовления формируется  в САПР. В условиях постоянной модернизации изделий и изменения технологии, особенно на российских предприятиях, информация, например о маршрутной технологии, может не только корректироваться, но и формироваться в системе  оперативного управления производством (ERP), а не в САПР. А следовательно, требуется двусторонний обмен данными об изделии между САПР и ERP;

• обмен данными через  экспорт/импорт предполагает абсолютную ответственность сотрудников предприятия  за обязательное выполнение действий по экспорту/импорту при каждом изменении  или добавлении данных об изделии. На вопрос, возможно ли это на российских предприятиях, скорее всего, ответ будет  отрицательным;

• синхронизация справочников САПР и ERP возможна только при наличии  в обеих системах, а следовательно и в технологических и управленческих службах предприятия, единых структур справочников их правил и ведения. Однако реально ли это?

Вероятно, можно решить вышеперечисленные  проблемы организационными мерами и  путем увеличения штата сотрудников, обеспечивающих функционирование подобной интегрированной САПР+ ERP, но не будут  ли затраты на поддержание работоспособности  данной системы выше, чем эффект от ее эксплуатации?

Возможен ли иной подход к интеграции САПР с системой ERP? Да, если изменить представление о  механизме интеграции, а именно:

• системы САПР и ERP должны использовать одну и ту же систему  управления базой данных (СУБД);

• для САПР и ERP необходимы общие справочники;

• информация об изделии  и технологии его изготовления может  формироваться как в САПР, так  и в ERP;

• САПР должна «уметь» формировать  технологическую документацию из данных, введенных в ERP (например, маршрутные карты, приказы на изменение норм расхода материалов);

• данные, введенные в  САПР, должны храниться в таблицах СУБД, доступных системе ERP, а информацию об изменении данных САПР система ERP должна получать автоматически.

Возможна ли сегодня реализация такой интеграции САПР и ERP? Да, две  российские системы CAD/CAM/CAPP ADEM и система  «ПАРУС» имеют все необходимые  предпосылки для подобной интеграции:

• системы используют одну и ту же СУБД Oracle;

• CAD/CAM/CAPP ADEM имеет функционал, необходимый для настройки алгоритмов чтения/записи данных в таблицах «ПАРУС»;

• в системе «ПАРУС»  есть модуль «Конструктор отраслевых расширений», позволяющий настроить  систему для работы с данными, полученными из САПР.

Схема взаимодействия CAD/CAM/CAPP ADEM и системы «ПАРУС» в общих  чертах выглядит следующим образом:

• ADEM при заполнении углового штампа чертежа детали считывает  данные о материале из справочника  «ПАРУС» и заносит в таблицу  «ПАРУС» информацию о детали: шифр, наименование, обозначение детали, марку материала и чистый вес  детали;

• ADEM при формировании спецификации на сборочную единицу или изделие  создает и записывает в таблицу  «ПАРУС» документ «Приказ на изменение  спецификации»;