Основные понятия и функции CAD-систем.
Функции CAD-систем
CAD-системы в процессе разработки ССУ применяются для выполнения этапа конструкторского проектирования при выполнении процедур геометрического проектирования. Функции CAD-систем при геометрическом проектировании подразделяют на функции двухмерного (2D) и трехмерного(3D) проектирования. К функциям 2D относятся черчение, оформление конструкторской документации; к функциям 3D – получение трехмерных моделей, метрические расчеты, реалистичная визуализация, взаимное преобразование 2D и 3D моделей.
Среди CAD-систем различают «легкие» и «тяжелые» системы. Первые из них ориентированы преимущественно на 2D графику, сравнительно дешевы и менее требовательны в отношении вычислительных ресурсов. Вторые ориентированы на геометрическое моделирование (3D), они более универсальны и дороги, оформление чертежной документации в них обычно осуществляется с помощью предварительной разработки трехмерных геометрических моделей.
Основные понятия и функции САМ-систем.
Функции CAM-систем
Основные функции CAM-систем: разработка технологических процессов, синтез управляющих программ для технологического оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), моделирование процессов обработки, в том числе построение траекторий относительного движения инструмента и заготовки в процессе обработки, генерация постпроцессоров для конкретных типов оборудования с ЧПУ (NC – Numerical Control), расчет норм времени обработки[2]. Характерным признаком современной техники является частая сменяемость изделий производства. Требования к повышению производительности удовлетворяются при создании гибких автоматизированных производств(ГАП). ГАП – это производственная единица, функционирующая на основе «безлюдной» технологии. В ГАП работа всех производственных компонентов (технологического оборудования, складских помещений, транспортных систем) координируется системой управления, обеспечивающей быструю перестройку. Комплекс задач технологической подготовки производства – разработка наиболее экономичного процесса изготовления изделия, полностью отвечающего техническим требованиям – в условиях ГАП решается путем создания автоматизированных систем технологической подготовки производства (АСТПП).
|
|
|
Основным направлением современного этапа автоматизации проектирования является создание комплексных (интегрированных) систем, включающих конструирование изделий, технологическое проектирование и изготовление (САПР/АСТПП/ГАП = CAD/CAM). Особенностями ГАП являются невысокая серийность, меняющаяся номенклатура изделий, жесткие ограничения на сроки проектирования и производства. Интенсивный поток конструкторской и технологической информации требует сквозной автоматизации всех этапов разработки изделия – от согласования технического задания до получения полного комплекта конструкторско-технологической документации. При жизненном цикле промышленного изделия все виды систем автоматизации в той или иной мере взаимодействуют друг с другом, причем САПР непосредственно и в наибольшей степени должна взаимодействовать с автоматизированными системами научных исследований (АСНИ), АСТПП и автоматизированными системами управления производством (АСУП).
|
|
|
АСТПП, составляющие основу системы CAM, выполняют синтез технологических процессов и программ для оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), выбор технологического оборудования и инструмента, оснастки и т. п. Модули системы CAM обычно входят в состав развитых САПР и поэтому интегрированные САПР часто называют системами CAE/CAD/CAM.
Основные понятия и функции САЕ-систем.
Функции CAЕ-систем
Функции CAЕ-систем довольно разнообразны, так как связаны с проектными процедурами анализа, моделирования, оптимизации проектных решений. При функциональном проектировании ССУ тип используемой CAЕ-системы будет определяться уровнем описания СУ: уровень системы в целом; уровень устройств СУ; уровень элементов устройств СУ.
|
|
|
В состав CAЕ-систем объектов электрической природы, как правило, включают программы расчета:
частотных характеристик;
расчета установившихся процессов (анализ статики);
расчет переходных процессов (анализ динамики);
расчет шумов, спектров, вариации температуры;
статистический анализ по методу Монте-Карло;
расчет чувствительности;
расчет наихудшего случая;
учет задержек распространения сигналов в цифровых компонентах;
параметрическую оптимизацию.
Большинство современных CAE-систем для проектирования электронных устройств используют формат SPICE. Это формат входного языка проектирования, который поддерживается большинством универсальных САПР электронных устройств: Protel, OrCAD, MicroCAP, Proteus и др. Эти САПР можно использовать при проектировании ССУ на уровнях системы в целом и устройств СУ.
В состав CAE-систем, традиционно называемых машиностроительными, прежде всего включают программы для моделирования полей физических величин, в том числе анализа прочности, который чаще всего выполняется в соответствии с МКЭ. Такие САПР применяются при проектировании элементов устройств СУ.
|
|
|
Примеры систем моделирования полей физических величин в соответствии с МКЭ: Nastrаn, Ansys, Cosmos, Nisa, Moldflow. Примеры систем моделирования динамических процессов на макроуровне: Adams и Dyna – в механических системах.
Для удобства адаптации САПР к нуждам конкретных приложений, для ее развития целесообразно иметь в составе САПР инструментальные средства адаптации и развития. Эти средства представлены той или иной CASE-технологией, включая языки расширения. В некоторых САПР применяют оригинальные инструментальные среды.
Примерами могут служить объектно-ориентированная интерактивная среда CAS. CADE в системе EUCLID, содержащая библиотеку компонентов, в САПР T-Flex CAD 3D предусмотрена разработка дополнений в средах Visual C++ и Visual Basic.
CALS-технологии.
CALS-технологии
CALS-технология – это технология комплексной компьютеризации сфер промышленного производства, цель которой – унификация и стандартизация спецификаций промышленной продукции на всех этапах ее жизненного цикла. Основные спецификации представлены проектной, технологической, производственной, маркетинговой, эксплуатационной документацией.
В CALS-системах предусмотрены хранение, обработка и передача информации в компьютерных средах, оперативный доступ к данным в нужное времяи в нужном месте. Соответствующие системы автоматизации назвали автоматизированными логистическими системами или CALS (Computer Aided Logistic Systems). Поскольку под логистикой обычно понимают дисциплину, посвященную вопросам снабжения и управления запасами, а функции CALS намного шире и связаны со всеми этапами жизненного цикла промышленных изделий, то применяют и более соответствующую предмету расшифровку аббревиатуры CALS – Continuous Acquisition and LifeCycle Support [2].Применение CALS позволяет существенно сократить объемы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в базах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологии CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т. п. Ожидается, что успех на рынке сложной технической продукции будет немыслим вне технологии CALS.
Развитие CALS-технологии должно привести к появлению так называемых виртуальных производств, в которых процесс создания спецификаций с информацией для программно управляемого технологического оборудования, достаточной для изготовления изделия, может быть распределен вовремени и пространстве между многими организационно автономными проектными студиями. Среди несомненных достижений CALS-технологии следует отметить легкость распространения передовых проектных решений, возможность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках и др.
Построение открытых распределенных автоматизированных системдля проектирования и управления в промышленности составляет основу современной CALS-технологии. Главная проблема их построения – обеспечение единообразного описания и интерпретации данных, независимо от места и времени их получения в общей системе, имеющей масштабы вплоть до глобальных. Структура проектной, технологической и эксплуатационной документации, языки ее представления должны быть стандартизованными. Тогда становится реальной успешная работа над общим проектом разных коллективов, разделенных во времени и пространстве и использующих разные CAE/CAD/CAM-системы.
Одна и та же конструкторская документация может быть использована многократно в разных проектах, а одна и та же технологическая документация адаптирована к разным производственным условиям, что позволяет существенно сократить и удешевить общий цикл проектирования и производства. Кроме того, упрощается эксплуатация систем. Следовательно, информационная интеграция является неотъемлемым свойством CALS-систем. Поэтому в основу CALS-технологии положен ряд стандартов, обеспечивающих такую интеграцию.
Важные проблемы, требующие решения при создании комплексных САПР, – управление сложностью проектов и интеграция ПО. Эти проблемы включают вопросы декомпозиции проектов, распараллеливания проектных работ, целостности данных, межпрограммных интерфейсов и др. Для решения проблем совместного функционирования компонентов САПР различного назначения разрабатываются системы управления проектными данными – системы PDM (Product Data Management). Они либо входят в состав модулей конкретной САПР, либо имеют самостоятельное значение и могут работать совместно с разными САПР. Услуги системы SCM – системы управления цепочками поставок – требуются уже на этапе производства.
Управление данными в едином информационном пространстве на протяжении всех этапов жизненного цикла изделий возлагается на системууправления жизненным циклом продукции PLM-систему (Product LifecycleManagement). Характерная особенность PLM – обеспечение взаимодействияразличных автоматизированных систем многих предприятий
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 1476; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!