CALS-технологии

Разделы стандарта ISO 13584

1. Общие стандарты и принципы
2. Понцептуальная модель библиотеки деталей
3. Интегрированные ресурсы
4. Логическая модель библиотеки поставщика
5. Данные о поставщикке
6. Программный интерфеск к данным
7. …..

Стандарт регламентирует:

1. Средства описания и технолгию представления информации о компонентах и комплектующих
2. Технологиб обработки даныых, хранения, передачи, доступа, изменения и архивирования.

Стандарты CALS

Информационня модель

Информационня модель		Стандарт представления информации		Содержание стандарта
Модель жизненного цикла и выполняемых  процессов		IDNF		Функциональное моделирование жизненного циклаи выполняемых бизнес процессов
		ISO 10303-239
		ISO 10303		Нейтральный формат представления конструкторских  данных об изделии
		ISO 13584		Формат данных о библиотеках деталей  у поставиков
		MIL-M-87268		Требования к электронным руководствам: содержание, стиль, формат, интерфейс  с пользователем
				Требования к оформелению баз  данных и электронных справочников по изделиям
Модель среды		ISO 15531
Для всех стадий жизненного цикла		MIL-STD1840C

 

 

Программные продукты, используемые в CALS-технологиях

Можно разделить на 2 группы:

1. Программные продукты для
2. Программные продукты…

К первой кгруппе относят  программные продукты, традиционно  применяемые на предприятиях различных  отрослях промышленности и ипреднозначенных для автоматизации различных  информационных и производственных процессов и процедур. …:

1. Подготовка текстовой
2. Автоматизация инженерных расчетов и эскизного проектирования.
3. Автоматизация и конструирование игзотовления..
4. Автоматизация технологической подготовки производства
5. Автоматизация планирования производства
6. Запасами производственными ресурсами
7. Идентификация и аутентификация информации.

2- я группа:

1. Управление данными об изделии и его конфигурации (ПДМ)
2. Управление проектами (проджект менеджмент)
3. Управление потоками заданий при создании изменений технической  документации (WF)
4. Обеспечение интегрированной логитической поддержке изделия на пост стадиях жизненного цикла изделий.
5. Функционального моделирования для реинжиниринга, моделирования и анализа бизнес-процессов.

 

Назначение, структура и основные функциональные возможности современных интегрированных  САПР (CAD/CAM/CAE-систем)

Предпосылки внедрения  интегрированных САПР.

Факторы, определяющие эффективность  и актуальность внедрения CAD/CAM/CAE-систем

• Увеличение объема
• Высокая динамика
• Сокращение сроков подготовки
• Рост стоимости исправления ошибок
• Учет факторов развития рынка

2. Структура  интегрированных САПР

• Операционные  системы и сетевое ПО
• Системная среда САПР

• Пользовательский интерфейс
• PDM
• CASE
• Управление проектированием

• Проектирующие подсистемы

Проектирующие подсистемы САПР

• Обслуживающие подсистемы

3. назначение  и особенности интегрированных  САПР

CAD – система автоматизированного проектирования, предназначенная для автоматизации конструкторских работ.

CAE – системы, содержищие средства инженерного анализаи автоматизации инженерных расчетов

CAM – автоматизация управления техническими процессами.

 

CAD-модули

• Для построения модели проектируемого изделия в виде чертежа или трехмерной модели.
• Построение пространственной геометрической модели проектируемого изделия является центральной задачей компьютерного проектирования.

Применение компьютерной модели изделия

Схема в блоке

Задачи решаемые САЕ модулями

• Наложение сетки конечных элементов на 3-х мерную модель
• Задачи теплонапряженного состояния
• Гидрогазодинами
• Тепломассобмена
• Контактные задачи
• Кинематические и динамические расчеты и др.

Для развитой интегрированной  сапр характерно сочетание свойств:

• Твердотельное моделирование
• Точное моделирование сложных поверхностей
• Автоматическое черчение и оформление чертежей
• Генерация программ изготовления деталей изделия и технологической оснастки на оборудовании с ЧПУ
• Автоматизация расчетного анализа и оптимизации конструкций
• Концептуальное проектирование новых изделий
• Прокладка и разводка соединительных систем в трехмерном пространстве
• Получение фотореалистичных изображений изделий
• Использование специализированных на машинную графику

В современных интегрированных  сапр обеспечивается совмещение этапов разработки и подготовки обхектов производства за счет наличия:

1. единой компьютерной модели
2. за счет развитого аппарата фрагментации
3. развитого аппарата функциональных отношений
4. автоматизации вспомогательных операций
5. возможность коллективной работы над проектом

 

4. классификация  интегрированных САПР

CAD/CAM/CAE-системы

Классификация CAD/CAM/CAE-систем

CASE-технологии

Традиционная технология программирования

Специализированные

Универсальные

Многоуровневые

«Легкие»

«Средние»

«Тяжелые» (полнофункциональные)

 

 

 

 

 

 

 

 

Среднего класса обеспечивают меньшую функциональность по сравнению с тяжелыми САПР, обладают развитыми функциями твердотельного и поверхнстного и параметрического моделирования, средствами разработки управляющих программ, включают модули управления проекторами, имеют свои ограниченные по возможностям пакеты. Часто используют внешние пакеты, изначально платформой была windows.

Системы легкого класса имеет ограниченный набор муделай, могут иметь ограниченные функциональные возможности по моделировании сложных поверхностей. Как правило используют приметивные средства для инжененерных расчетов. Ограниченные возможносит по параметрическому моделированию.

Многоуровневые САПР

Специализированные системы предназначены для решения узкого класса задач, могут использоваться для выполнения некоторых конкретных функций в составе интегрированных САПР или как самостоятельная САПР.

Методология разработки программного обеспечения + набор инструментальных средств, поддерживающих процессы создания и сопровождения ПО. Анализ и моделирование  предметной области, проектирование БД, создание программного кода.

 

5. взаимосвязь  САПР и других автоматизированных  систем.

Подготовка производства

MES

Утилизация

Эксплуатация

CRM

CPC

SCADA

ERP

Производство и реализация

PDM

CAM

SCM

CAD

СAE

Проектирование

 

 

 

 

 

 

PDM-системы (управление данными об изделии)

 

Система класс ЕРП –  Выполняет бизнес функции, связанные  с планированием производства, закупками, управлением финансов, персонала, учетом основных фондов.

Система МРП 2 – ориентированы  на бизнес функции, непосредственно  связаны с производством.

СРМ – система используется на этапе реализации продукции для  решения задач анализа рыночной ситуации, определение перспективы  спроса на планируемый выпуск изделия  на производстве.

SCM и CPC. Совместный бизнес  с применением IT.

MES – направлено на решение оперативных задач управления проектированием и маркетинга.

S&SM – решает проблем технического обслуживания.

SCADA – для выполнения диспетчерских функций, разработка ПО для встроенного оборудования. (LabView)

 

Технологии  быстрого прототипирования (Rapid Prototyping)

www.laser.ru

www.prototipirovanie.ru

преимущества:

• сокращние длительности технич подготовки производства
• снижение себестоимости в мелкосерийном или единичном производстве
• повышение гибкости производства
• повышение конкурентоспособности
• сквозное использование компьютерных технологий, интеграция с системы САПР

недостатки:

• высокая цена установок и материалов
• невысокая точность
• низкая прочность модели

технологии послойного изготовления:

1. лазерная раскройка листовых материалов
2. спекание и наплавка порошков
3. фотоинициированной…

Формат STL-файла

• первоналачально разработан для процесса стереолитографии, двлее был принят за основу для  процессов послойного синтеза
• является стандартом представления данных для системы быстрого прототипирования
• в основе лежит метод триангуляции

Лазерная  стереолитография

В основе лежит принцип  фотополимеризации – химический процесс, гда жидкая смола (полимер) превращается в твердый полимер  под воздействием ультрафиолетового  излучения или излучение видимого участка спектра.

Типовая схема установки  рис 3.0

Спроектированный на компьютере 3-х мерный объект выращивается из жидкого  полимера слоями от 25 до 300 мкм, формируемые  под действием лазерного излучения  на платворме, погружаемого в ванну  с жидкой композицией.

Объекты, создаваемые этим методом могут использоваться:

• как конструкторские дизайнерские прототипы при создании макетов и сборок
• в качестве формообразующей оснастки при различных видах точного литья.
• для формообразующей оснасти.
• как мастер модели при изготовлении модели

производители оборудования:

• 3D System
• F&S
• Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН

Технологии SLS – лазерное спекание порошковых материалов

Материалы:

• Порошковый пластик
• Металл
• Керамика
• воскресенье нейлон

описание метода:

на поверхность наносится  тонкий слой порошка, который спекается  лазерным лучом, формирует твердую  массу и определяет геометрию  детали.

Преимущества:

• высокая скорость построения модели
• возможность построения металлических изделий, которые имеют свойства инструментальной стали
• возможность быстрого выпуска пилотных партий изделий.

Преимущества:

• недорогие материалы
• нетоксичны
• различный спектр материалов
• не нужны поддержки
• низкие деформации
• возможность параллельного изготовления нескольких деталей

недостатки

• высокая шероховатость
• плохая проработка мелких деталей на прототипе
• пористость
• плотность модели может изменяться
• при изменении материала необходима чистка

Технология FDM – послойное наложение расплавленной  полимерной нити

Материалы:

• нити из АБС
• поликарбоната
• воска

Описание технологии. Схема  реализации рис 3.2

Термопластичный моделируещий материал подается через выдавливающую  головку с контролируемой температурой нагреваясь там до полужидкого состояния. Головка наносит материал тонкими  слоями с высокоц точностью. Слои ложаться друг на друга отвердивают  и соединяются

Технология применяется  для получения единичных образцов изделий по своим функциональным возможностям приближены к серийным, а также для производства выпловляемых моделям для литья металлов.

 

Обзор российских стандартов в области CALS

Актуальность разработки стандартов

ГОСТ 2.051-2006 «ЕСКД. Электронные  документы. Общие положения»

1. регламентирует общие требования к выполнению к выполнению электронных конструкторских документов, изделий машиностроения  и приборостроения. Также затрагивает общие приемы работы с этими документами.
2. в стандарте используются такие понятия, как электронный документ, интерактивный электронный документ, аутентичный документ, идентичный документ и др.
3. также следует отметить указание некоторых практических приемов работы
4. уделяется внимание особенностям работы с электронными документами при необходимости внесения изменений
5. имеются рекомендации по наименованию статуса версий документов, представления результатов проверки электронно-цифровой подписи