Лекция №5. Тема: Состав и принципы построения САПР

Принципы построения САПР

Тема: Состав и принципы построения САПР

Цель: уяснить основы структуры САПР и их разновидности;

Вопросы:

1. Этапы жизненного цикла промышленных образцов и типы АСУ

2. Структура САПР

3. Разновидности САПР

В настоящее время в России, по прогнозам специалистов, уровень внедрения систем автоматизированного проектирования составляет около 15%, а в 2000-2010 гг. САПР должны превзойти по техническим и экономическим показателям традиционные методы проектирования, и уровень их внедрения должен составить 40-80 % в зависимости от отрасли использования.

1 Этапы жизненного цикла промышленных образцов и типы АСУ

Жизненный цикл промышленных изделий включает ряд этапов, начиная от зарождения идеи нового продукта до утилизации по окончании срока его использования. Основные этапы жизненного цикла промышленной продукции представлены на рисунке 1.1. К ним относятся этапы проектирования, технологической подготовки производства (ТПП), собственно производства, реализации продукции, эксплуатации и, наконец, утилизации.

На всех этапах жизненного цикла изделий имеются свои целевые установки. При этом участники жизненного цикла стремятся достичь поставленных целей с максимальной эффективностью. На этапах проектирования, ТПП и производства нужно обеспечить выполнение ТЗ при заданной степени надежности изделия и минимизации материальных и временных затрат, что необходимо для достижения успеха в конкурентной борьбе в условиях рыночной экономики. Понятие эффективности охватывает не только снижение себестоимости продукции и сокращение сроков проектирования и производства, но и обеспечение удобства освоения и снижения затрат на будущую эксплуатацию изделий. Особую важность требования удобства эксплуатации имеют для сложной техники, например, в таких отраслях, как авиа- или автомобилестроение.

Достижение поставленных целей на современных предприятиях, выпускающих сложные промышленные изделия, оказывается невозможным без широкого использования автоматизированных систем (АС), основанных на применении компьютеров и предназначенных для создания, переработки и использования всей необходимой информации о свойствах изделий и сопровождающих процессов. Специфика задач, решаемых на различных этапах жизненного цикла изделий, обусловливает разнообразие применяемых АС.

Основные типы АС с их привязкой к тем или иным этапам жизненного цикла изделий указаны на рисунке 1.1.

Автоматизация проектирования осуществляется САПР. Принято выделять САПР машиностроительных отраслей промышленности системы

§ функционального САЕ (Computer Aided Engineering).

§ конструкторского CAD (Computer Aided Design).

§ технологического проектирования САМ (Computer Aided Manufacturing)

Первые из них называют системами расчетов и инженерного анализа или системами САЕ (Computer Aided Engineering). Системы конструкторского проектирования называют системами CAD (Computer Aided Design). Проектирование технологических процессов составляет часть технологической подготовки производства и выполняется в системах САМ (Computer Aided Manufacturing). Функции координации работы систем CAE/CAD/CAM, управления проектными данными и проектированием возложены на систему управления проектными данными PDM (Product Data Management).

Уже на стадии проектирования требуются услуги системы управления цепочками поставок (SCM — Supply Chain Management), иногда называемой системой Component Supplier Management (CSM). На этапе производства эта система управляет поставками необходимых материалов и комплектующих.

Информационная поддержка этапа производства продукции осуществляется автоматизированными системами управления предприятием (АСУП) и автоматизированными системами управления технологическими процессами (АСУТП).

К АСУП относятся системы планирования и управления предприятием ERP (Enterprise Resource Planning), планирования производства и требований к материалам MRP-2 (Manufacturing Requirement Planning), производственная исполнительная система MES (Manufacturing Execution Systems), а также SCM и система управления взаимоотношениями с заказчиками CRM (Customer Requirement Management).

Наиболее развитые системы ERP выполняют различные бизнес-функции, связанные с планированием производства, закупками, сбытом продукции, анализом перспектив маркетинга, управлением финансами, персоналом, складским хозяйством, учетом основных фондов и т. п. Системы MRP-2 ориентированы, главным образом, на бизнес-функции, непосредственно связанные с производством, а системы MES - на решение оперативных задач управления проектированием, производством и маркетингом.

На этапе реализации продукции выполняются функции управления отношениями с заказчиками и покупателями, проводится анализ рыночной ситуации, определяются перспективы спроса на планируемые изделия. Эти функции осуществляет система CRM. Маркетинговые задачи иногда возлагаются на систему S&SM (Sales and Service Management), которая, кроме того, используется для решения проблем обслуживания изделий. На этапе эксплуатации применяют также специализированные компьютерные системы, занятые вопросами ремонта, контроля, диагностики эксплуатируемых систем.

PLM (Product Lifecycle Management) — управление жизненным циклом продукции.

Основными компонентами PLM-системы на предприятии являются:

• PDM - система (Product Data Management, PDM) система управления данными об изделии, является основой PLM, предназначена для хранения и управления данными;

• CAD - система (Computer Aided Design, CAD) — проектирование изделий;

• САЕ - система (Computer Aided Engineering, CAE) — инженерные расчеты;

• САРР - система (Computer Aided Production, САРР) — разработка техпроцессов;

• САМ - система (Computer Aided Manufacturing, САМ) — разработка управляющих программ для станков с ЧПУ;

• МРМ - система (Manufacturing Process Management, МРМ) — моделирование и анализ производства изделия.

Типичные задачи, решаемые при помощи PDM-систем:

• ведение электронного архива документации (конструкторской, технологической, организационно-распорядительной, проектной, нормативно-технической);

• ведение электронного документооборота (согласование данных и документов, контроль исполнения);

• управление разработкой данных и документации (совместная работа в рабочей группе, управление составами и конфигурацией изделий);

• компьютерная система менеджмента качества;

• электронные справочники (материалы, ПКИ, стандартные изделия и т.д.).

Автоматизированные системы управления технологическими процессами контролируют и используют данные, характеризующие состояние технологического оборудования и протекание технологических процессов. Именно их чаще всего называют системами промышленной автоматизации.

Для выполнения диспетчерских функций (сбор и обработка данных о состоянии оборудования и технологических процессов) и разработки ПО для встроенного оборудования в состав АСУТП вводят систему SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). Непосредственное программное управление технологическим оборудованием осуществляют с помощью системы CNC (Computer Numerical Control) на базе контроллеров (специализированных компьютеров, называемых промышленными), которые встроены в технологическое оборудование.

В последнее время усилия многих компаний, производящих программно-аппаратные средства АС, направлены на создание систем электронного бизнеса (E-Commerce). Задачи, решаемые системами E-Commerce, сводятся не только к организации на сайтах Internet витрин товаров и услуг. Они объединяют в едином информационном пространстве запросы заказчиков и данные о возможностях множества организаций, специализирующихся на предоставлении различных услуг и выполнении тех или иных процедур и операций по проектированию, изготовлению, поставкам заказанных изделий. Такие системы E-Commerce называют системами управления данными в интегрированном информационном пространстве СРС (Collaborative Product Commerce) или PLM (Product Lifecycle Management). Проектирование непосредственно под заказ позволяет добиться наилучших параметров создаваемой продукции, а оптимальный выбор исполнителей и цепочек поставок ведет к минимизации времени и стоимости выполнения заказа. Характерная особенность СРС- обеспечение взаимодействия многих предприятий, т. е. технология СРС является основой, интегрирующей информационное пространство, в котором функционируют САПР, ERP, PDM, SCM, CRM и другие АС разных предприятий.

Таким образом, следующие системы выполняют функции автоматизации:

САЕ (Computer Aided Engineering)- система расчетов и инженерного анализа (функционального проектирования);

CAD (Computer Aided Design) - системы конструкторского проектирования;

САМ (Computer Aided Manufacturing) - проектирование технологических процессов, часть технологической подготовки производства;

PDM (Product Data Management) - система управления проектными данными (координация работы систем CAE/CAD/CAM, управление проектными данными и проектированием);

SCM (Supply Chain Management) - системы управления цепочками

CSM (Component Supplier Management) поставок на стадии проектирования. На этапе производства эта система управляет поставками необходимых материалов и комплектующих.

АСУП - автоматизированными системами управления предприятием. К ним относятся:

ERP (Enterprise Resource Planning) - система планирования и управления предприятием;

MRP-2 (Manufacturing Requirement Planning) – система планирования производства и требований к материалам;

АСУТП - автоматизированная система управления технологическим процессом:

MES (Manufacturing Execution Systems) - производственная исполнительная система;

CSM; системы управления цепочками поставок на стадии проектирования. На этапе производства эта система управляет поставками необходимых материалов и комплектующих.

CRM (Customer Requirement Management) - система управления взаимоотношениями с заказчиками.

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) - для выполнения диспетчерских функций (сбор и обработка данных о состоянии оборудования и технологических процессов) и разработки ПО для встроенного оборудования;

CNC (Computer Numerical Control) - непосредственное программное управление технологическим оборудованием, на базе контроллеров (специализированных компьютеров, называемых промышленными), которые встроены в технологическое оборудование;

Дата добавления: 2014-10-17; просмотров: 678; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!