Интеграция проектирования, расчетов, технологии и изготовления

Компьютерное проектирование, анализ и изготовление принесли моментальный эффект сразу же с момента своего появления в 70-х годах. С тех пор так называемые системы CAD (проектирование и подготовка чертежей), CAE (анализ и расчеты) и CAM (подготовка программ для станков с ЧПУ) были существенно улучшены. Возросла их эффективность, функциональность и точность результатов. Однако с точки зрения основного подхода их внедрения, а именно использования в качестве автоматизации отдельных элементов процесса проектирования, мало что изменилось.

Конструктор работает отдельно от специалиста по анализу, а тот в свою очередь слабо связан с технологами или инженерами программ для станков с ЧПУ. Сегодня эта схема выглядит следующим образом. По завершении проектирования конструктор передает данные на анализ, например, прочностной или температурный. Аналитик проводит определенные расчеты и по их результатам дает конструктору рекомендации по изменению изделия. После согласования данные передаются технологу или специалисту по ЧПУ. В конце концов информация в виде технологического процесса или программы ЧПУ достигает производства. Изделие изготавливается. Схема выглядит логичной и стройной, однако на практике обычно происходит не все так гладко.

Различные программы, которые используются на каждой стадии, могут быть несовместимы между собой, а это влечет проблемы в переносе данных от одной программы к другой. Это может привести к потере точности, а иногда и к повторному заданию одних и тех же данных. Расчетчик или технолог могут дать рекомендации по повышению прочности или технологичности, что для конструктора, который работает отдельно от них, может быть не всегда понятно, а с чем-то он может и не согласиться. После изменений в конструкции следует еще раз пройти все стадии. При этом снова будет необходимо решать проблемы передачи уже откорректированных данных от одной программы к другой. Если какая-то информация была добавлена дополнительно на одном из промежуточных этапов, ее нужно будет ввести заново, поскольку она должна уже быть настроена на новые данные. В результате возрастают общие издержки. Для выпуска изделия требуется большее время, теряется качество.

Сегодня с этими проблемами столкнулись уже многие предприятия. И в качестве одного из способов их решения используют так называемое "командное проектирование". Вместо отдельных технологических, конструкторских, расчетных и прочих отделов создается единая команда, отвечающая за изделие. В нее входят конструкторы, технологи, расчетчики и другие специалисты, вплоть до экономистов и менеджеров по маркетингу. В небольших организациях это могут быть один-два человека, способных выполнить весь комплекс работ.

Стоит, однако, отметить, что если в плане организации такая схема выглядит более эффективной, то для того чтобы решать технические проблемы, связанные с программами и передачей данных, требуется другое, а именно поддержка интеграции непосредственно на уровне программ. Одним из способов обеспечения интеграции является использование стандартных форматов файлов для обмена данными. Используя для передачи графической информации форматы DXF, IGES или STEP, пользователи могут в определенной степени реализовать связь между программами. Однако эти форматы являются низкоуровневыми и не могут обеспечить передачу всего набора данных, которые существуют в современных программах. Кроме того, функции чтения/записи этих форматов в различных программах реализованы по-разному, что часто приводит к несовместимости. Также необходимо учесть, что, хотя эти стандартные форматы постоянно улучшаются, они не могут идти в ногу с расширением функциональности современных программ.

В этом случае гораздо более продуктивным является использование программ, базирующихся на едином геометрическом ядре, например, ACIS или Parasolid. Хотя по-прежнему обмен будет идти на низком уровне, вы, по крайней мере, можете быть уверены в том, что данные будут переданы корректно и не потеряют точность.

Другим гораздо более эффективным способом реализации интеграции является использование программных комплексов, базирующихся на каком-то основном программном продукте - как правило, системе проектирования, черчения и моделирования. Разработчики таких комплексов предлагают набор программ, которые либо работают в рамках единой программной среды, либо имеют хорошо отлаженное взаимодействие между собой. Так, например, работает российская фирма "Топ Системы", поставляя комплекс программ проектирования и подготовки производства под общей маркой T-FLEX. Этот комплекс основан на САПР двухмерного черчения и трехмерного моделирования T-FLEX CAD, которая хорошо зарекомендовала себя и в России, и за рубежом. Помимо T-FLEX CAD, в комплекс входят системы подготовки программ для станков с ЧПУ, технологического проектирования, расчета, проектирования оснастки и т.д.

Однако даже этот, казалось бы, оптимальный способ интеграции нельзя назвать идеальным. Во-первых, в комплексе могут отсутствовать программы из каких-либо областей проектирования, которые необходимы предприятию. Во-вторых, всегда лучше иметь широкий выбор прикладных программ различных разработчиков. То, что решает все задачи для одного предприятия, может не подойти другому. Кроме того, бывает, что предприятию требуется разрабатывать свои специализированные приложения, и, естественно, желательна их интеграция со всем комплексом. Для ответа на эти пожелания некоторые ведущие разработчики, включая разработчиков T-FLEX CAD, предлагают следующее решение. Они разрабатывают специальные механизмы доступа к внутренним функциям своих программ. Это позволяет создавать встроенные интегрированные решения для любых сторонних разработчиков, включая пользователей этих программ.

Используя связь на уровне внутреннего обмена данными и функциональными возможностями, можно обеспечить любую степень интеграции. Например, программа T-FLEX CAM, встроенная таким образом в T-FLEX CAD, сохраняет все специализированные настройки на обработку конкретных поверхностей при модификации исходной модели. Или, например, программа расчета, использующая геометрические данные о детали, полученные из T-FLEX CAD, сможет самостоятельно модифицировать исходную модель. Естественно, что использование единой информационной основы полностью исключает проблемы передачи данных или потерю точности.

Этот подход отлично сочетается с методом "командного проектирования" и приводит к реальному сокращению издержек и ускорению выхода изделия на рынок.