Компьютерное моделирование

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский государственный аэрокосмический університет имени академика М.Ф. Решетнева»

Реферат

«Инженерная графика»

Компьютерное моделирование

Выполнил:

Студент группы БУИ 14-01

Хамраева Р.Б

Проверил:

Преподаватель - Левко А.А

Красноярск 2015

Введение

Изначально САПР были предназначены для автоматизации черчения. Но уже более 20 лет назад на сцену вышли трехмерные системы моделирования CAD, основу которых составляет не чертеж, а объемная компьютерная модель. На сегодняшний день в повседневной работе КБ можно встретить и плоское черчение с помощью компьютерных программ и сквозное проектирование на базе трехмерных моделей.

Проблема отслеживания процесса продвижения информации и управления документами на производстве, в условиях современного крупного промышленного предприятия сегодня приобретает особую остроту. До недавнего времени ведущие компании - производители программного обеспечения радовали промышленников в лучшем случае системами САПР с элементами аналитических программ. Однако, инженеры крупных предприятий, первоначально освоив САПР как средство повышения комфорта при проектировании новых изделий, "попутно" значительно повысили производительность своего труда. Оказалось, что теперь, даже простое сопровождение новых проектов с отслеживанием изменений и регистрацией утверждений без автоматизации становится тяжелой задачей. "Доморощенные" поделки типа многочисленных и изобилующих ошибками интерфейсов к СУБД на ПК не только не решили задач автоматизации управления технологическими данными предприятий, но и породили у капитанов индустрии стойкий синдром неприятия любых новшеств в этой области. Время тем не менее уже призвало к ответу разработчиков и последние не заставили себя долго ждать - появилась целая плеяда развитых систем управления производственной информацией или PDM (Product Data Management).

Косвенным доказательством растущей активности производителей в области PDM является и существенное увеличение всевозможных обзоров и конференций по этой тематике. Наиболее значительными конференциями в прошлом стали: Kalthoff Group EDMS Conference (Чикаго, США) и европейский форум американского консультационного союза CIMdata - PDM Europe"95 (Новдвийк, Нидерланды). Отдельным изданием стал выходить журнал EDM Report, посвященный тематике PDM и кроме того рейтинговыми исследованиями PDM-систем занялись такие ведущие аналитические центры как Gartner Group, D.H.Brown Associates, Dataquest и др. PDM - относительно новая технология, и ее рынок сегодня быстро развивается. По оценкам CIMdata, объем продаж систем PDM возрастет с 450 млн. долл. в 1994 году до 1.2 млрд. в 1998 году. Основными потребителями этого класса продуктов, а значит и основными движущими силами развития рынка PDM являются такие отрасли, как аэрокосмическая и автомобильная промышленности и электроника, хотя сейчас к ним присоединяются и представители других направлений, например, энергетические компании.

CAD

CAD - Computer Aided Design - конструирование с использованием компьютерных программ; системы разработки рабочих чертежей и геометрического моделирования конструкций. 3 уровня по сложности и многообразию решаемых задач, требующих соответствующей квалификации пользователя.

1) Плоское черчение - CADS - Computer Aided Drafting System. Это программы, позволяющие в интерактивном режиме создавать и изменять машиностроительные чертежи с помощью базовых функций черчения.

2) Объемное конструирование и геометрическое моделирование.

3) Интегрированные многофункциональные системы - Siemens PLM Software, Pro/Engineer (PTC), Catia (Dassault) - объемное и поверхностное конструирование, создание цифровой модели, расчетное обоснование конструкции, оптимизация технологий изготовления, оформление конструкторской и технологической документации, подготовка производства, конструирование технологической и формообразующей оснастки, механообработка на станках с ЧПУ; интегрированные функции таких систем постоянно развиваются и совершенствуются на базе исходного параметрического моделирования.

CAE

CAE - Computer Aided Engineering - инженерные расчеты с использованием компьютерных программ. Средства САЕ выполняют самую разнообразную работу по расчету напряжений, деформаций, теплообмена, распределения магнитного поля, потока жидкостей и других параметров сплошных сред. Например, программы для кинематических расчетов способны определить траектории движения и скорости звеньев в механизмах. Программы динамического анализа могут использоваться для определения нагрузок и смещений в сложных составных устройствах типа автомобилей. Программы верификации и анализа логики и синхронизации имитируют работу сложных электронных цепей.

CAM - Computer Aided Modeling - подготовка производства с использованием компьютерных систем. Подготовка производства с трудом поддается автоматизации, поэтому полностью автоматических систем технологической подготовки в настоящий момент не существует. Однако существует множество хороших программных пакетов, генерирующих код для станков с числовым программным управлением (PowerShape, PowerMill). Станки такого класса позволяют получить деталь нужной формы по данным, хранящимся в компьютере. ЧПУ заключается в использовании запрограммированных команд для управления станком, который может шлифовать, резать, фрезеровать, штамповать, изгибать и иными способами превращать заготовки в готовые детали. К системам автоматизированного производства относят также программные пакеты, управляющие движением роботов при сборке компонентов и перемещении их между операциями, а также пакеты, позволяющие программировать координатно-измерительную машину, используемую для проверки изделий.

1. Проблема интеграции CAD CAE CAM

программный конструирование чертеж инженерный

На большинстве отечественных предприятий процесс технической подготовки производства слабо интегрирован с общей цепочкой автоматизации проектирования. В результате между различными этапами возникает разрыв. Как его устранить? Это непростой вопрос, так как проблема многогранная и причин у нее несколько. Первая - техническая. Появление в модели пусть даже незначительных дефектов может привести к тому, что система генерации программы для станка ЧПУ прекратит расчет траектории инструмента. Но при этом конструктор, породивший проблему, возможно о ней и не подозревает, а технолог-программист не знает путей ее устранения. Для решения такого рода проблем нужно уже не ранних стадиях проектирования организовать процесс согласования конструкторской и технологической частей проекта. Здесь поможет создание на предприятии общего информационного пространства для конструкторов и технологов, в котором данные об изделии передаются по цепочке от проектировщика до станка без потерь. Передачу информации затрудняет несовместимость САПР разных поставщиков. Например, из-за этого могут нарушиться ассоциативные связи между конструкторской моделью, моделью техпроцесса и его документацией, испортиться важная информация об изделии, такая как размеры, допуски и аннотации. Наилучший выход из такой ситуации - использовать для конструкторской и технологической подготовки продукты одного и того же производителя. Вторая проблема - организационная. Преодоление разрыва между проектированием и производством - это скорее задача промышленных предприятий, нежели разработчиков САПР. Конструкторские бюро и производственные подразделения должны построить взаимодействие так, чтобы потери от этого разрыва были минимальными.

PDM

Product Data Management - является основой для производственного планирования и управления; обеспечивает функционирование единой информационной среды на базе электронного архива, организует обмен информацией между подразделениями по проектированию и планированию, с одной стороны, и производственными подразделениями - с другой стороны. PDM усиливает проектирование и подготовку производства, осуществляет тесные связи функций управления с CAD/CAE/CAM. Ядром PDM является нормативно-справочная база, отражающая структуру и специфику работы конкретного предприятия.

Базовые функциональные возможности PDM-систем охватывают следующие основные направления:

• управление хранением данных и документами

• управление потоками работ и процессами

• управление структурой продукта

• автоматизация генерации выборок и отчетов

• механизм авторизации

ERP

ERP - Enterprise Resource Planning - организует систему электронного документооборота; включает ведение договоров, бухгалтерии и кадров; связывает напрямую заказы поставщику с конкретными передать в производственную программу для формирования заказа производству не только состав изделия, но и технологию его изготовления, что позволяет точно планировать ресурсы. Процесс производства начинается с технических требований и заканчивается поставкой готовых изделий. На начальном этапе разработки создается концептуальный проект предполагаемого продукта, который подвергается анализу. Далее следует проектирование и создание прототипов. ERP формирует электронное управление хозяйственной деятельностью.

Проблема интеграции PDM ERP

Создание единого информационного пространства - проблема актуальная для отечественных предприятий. Немного можно назвать примеров реализации единой информационной среды. Вслед за внедрением CAD/CAE/CAM, как правило, на машиностроительном предприятии стараются объединить систему управления хозяйственной деятельностью ERP и программное обеспечение для управления инженерными данными PDM.

Главная цель объединения ERP и PDM заключается в создании системы, которая позволяет контролировать затраты, рассчитывать себестоимость продукции, планировать производство и формировать ценовую политику. Главным препятствием на пути объединения является отсутствие модулей для взаимодействия программ от разных разработчиков.

Для управления производством требуются номенклатурные базы данных, поэтому автоматизируются все справочники и нормативные данные, упорядочиваются исходные данные, вводится система кодирования для комплекующих и покупных изделий, наполняется база данных PDM. После этого становится возможным использовать необходимую для управления производством информацию - составы изделий, учет материалов и комплектующих, нормы расхода и др. В PDM также поступают данные по технологическим маршрутам, которые разрабатывают технологи. Здесь формируется электронный архив конструкторской и технологической документации. Соответсвенно, конструирование ведется в среде CAD.

В чем суть интеграции? Информация создается конструктором или технологом и попадает в PDM. Данные вводятся один раз, далее автоматически осуществляется передача данных в одном направлении - из PDM в ERP. Отсутствие повторного ввода исключает разночтения и снижает риск появления в системе неточных сведений. Главным преимуществом сквозных технологий является прозрачность информации: все документы хранятся в единой электронной базе данных - закупочные цены, по каким счетам и от какого предприятия осуществляется поставка, прошла оплата или нет; здесь же - информация о составе изделия, цифровые модели, конструкторская и технологическая документация. Конструктор создает модель и помещает ее в PDM, технолог использует готовую цифровую модель при разработке техпроцесса, при этом распараллеливание работ сокращает затраты времени на проектирование.

PLM

PLM - Product Lifecyle Management - это концепция единого информационного пространства на основе функциональных возможностей PDM и ERP, осуществляющая реальную поддержку информации о продукции на всем протяжении ее жизненного цикла. Ключевым фактором в обеспечении эффективности технологий PLM является использование компьютерных программ и единой базы данных, а также средств визуализации и интеграции приложений.

Заключение

Системы PDM играют роль связующего звена между этапом инженерно-конструкторской подготовки нового изделия и системами MRP (Manufacturing Resource Planning) или, по простому, разного рода АСУ, решающих задачи автоматизации управления финансами, складским хозяйством, снабжением и сбытом, а также техническим обслуживанием. Типичными системами группы CAD можно назвать Pro/Engineer, Euclid, Anvil, Cosmos/M, а группы MRP - R3 или Manman/X компании Computer Associates. Находясь между условными входами и выходами корпорации, системы PDM аккумулируют все циркулирующие внутри компании данные по продукции, осуществляют планирование процессов и пошаговый контроль - иначе говоря, система PDM является идеальным рабочим местом руководителя проекта. О важности такого рода систем свидетельствует хотя бы такой известный факт, что только 25% рабочего времени персонала компании, начиная от проектировщика и кончая руководителем проекта тратиться на собственно творческую работу, остальное - это поиск информации и стыковка потоков данных, поступающих от разных подразделений корпорации. Часто оказывается, что проще заново разработать деталь, чем найти информацию по ней, подготовленную некоторое время назад.

Список литературы:

1) Норенков И.П., Маничев В.Б. Основы теории и проектирования САПР.

2) К.Ли. Основы САПР (CAD/CAM/CAE). Петербург: Питер, 2004.

3) Журнал САПР

Размещено на Allbest.ru