Проектирование технологических процессов в среде PDM-системы

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СРЕДЕ PDM-СИСТЕМЫ Д.Д. Куликов

Информация, создаваемая на этапе технической подготовке производства, составляет большую часть информации о жизненном цикле изделия.

В данной статье рассмотрены преимущества использования систем ведения проекта (PDM-систем) при проектировании технологических процессов (ТП). Эти системы предназначены для поддержки электронного описания изделия на всех стадиях его жизненного цикла. Однако в большинстве публикаций акцентируется внимание лишь на стадии конструирования изделия. Были проведены исследования PDM-системы "SmarTeam", разработанной фирмой Smart Solutions Ltd, Израиль -одной из ведущих в мире фирм по разработке указанных систем. Необходимость проведения исследований была вызвана тем, что к современным САПР ТП предъявляются весьма высокие требования. Для повышения уровня автоматизации и интеллектуальных возможностей современные САПР ТП должны обладать:

• развитой базой данных и знаний, а также средствами ее сопровождения;

• средствами принятия решений при работе с базой знаний;

• средствами настройки на входные и выходные документы;

• средствами, обеспечивающими интеграцию как с CAD/CAM системами, так и с системами технологической подготовки производства;

• развитыми средствами ведения диалога и диагностики состояния процесса проектирования технологии;

• модульной структурой, позволяющей компоновать необходимую структуру системы проектирования;

• развитыми средствами ведения и контроля процесса проектирования.

Комплекс инструментальных средств PDM-системы позволяет организовать эффективное взаимодействие между следующими компонентами: электронным архивом, средствами автоматизированного документооборота, средствами Internet-технологии, CAD/CAE/CAM системами.

Рассмотрим, какие из указанных требований можно реализовать на основе PDM-системы "SmarTeam".

Электронный архив. Важной компонентой "SmarTeam" является электронный архив, функционирующий на базе СУБД "InterBase" в архитектуре "клиент-сервер". Наличие электронного архива позволяет осуществить авторизованный доступ ко всем информационным (удаленным и распределенным) ресурсам ТПП. Возможность быстрого доступа к чертежам деталей, к операционным эскизам и к технологическим картам весьма удобна для технологов и является необходимым условием для эффективной реализации принципа преемственности технологических решений. Просмотр объектов выполняется без загрузки специальных приложений, так как в "SmarTeam" имеется большое количество просмоторщиков (вьюверов), позволяющих просматривать и графические файлы основных CAD/CAM систем. Поиск в архиве осуществляется PDM-системой с помощью стандартных средств задания запроса на поиск по реквизитам учетной карточки объекта. Возможность создания и хранения в архиве объектно-ориентированных баз данных дает возможность организовать удобный поиск технологического оснащения и нормативно-справочной информации.

Виртуальное технологическое бюро. Наличие электронного архива с авторизованным доступом к базам данных и знаний позволяет создать так называемое виртуальное технологическое бюро (ВТБ) и подключать к разработке процессов технологов высокой квалификации, автоматизированные рабочие места которых

территориально расположены совершенно произвольно. Аналогичным образом могут подключаться и конструктора технологической оснастки. ВТБ может обслуживать достаточно много мелких фирм при высоком качестве разрабатываемых процессов. После обследования производственной среды предприятия и фиксации ее в базе данных ВТБ начинает осуществлять технологическую подготовку производства, взаимодействую со специалистами этого предприятия. Реализация ВТБ возможна на базе "БтаЛВох". Эта компонента системы "БтагТеат" использует коммуникационные технологии и организует для каждого пользователя "почтовые ящики" для обмена информацией не только по локальной сети, но и по Интернету.

Базы знаний. Возможны различные подходы к организации баз знаний: экспертные системы, фреймовое представления знаний, табличные алгоритмы и т.д. Представление знаний на основе табличных алгоритмов получило наибольшее распространение в САПР ТП. Декларативное задание правил в виде информационно-логических таблиц, таблиц соответствий, алгоритмических таблиц, таблиц решений и других форм табличных алгоритмов позволяет достаточно просто записывать (модифицировать) технологические правила и организовать их хранение в базе знаний. Доступ к базам знаний достаточно просто осуществить, используя дерево проекта РБМ-системы. Если в процессе функционирования САПР ТП появляется необходимость в корректировке или в дополнении технологических правил, то в этом случае используется модуль сопровождения базы знаний. Таким образом, последовательно накапливаются правила, отражающие как общие, так и локальные технологические правила, учитывающие специфику предприятия. Создание и использование базы знаний создает основу для пассивной адаптации САПР ТП к проблемной среде и для последовательного повышения уровня автоматизации системы в процессе ее функционирования. База знаний организуется на основе объектно-ориентированного подхода. Объекты, образующие базу знаний, включаются в дерево проекта и могут быть просмотрены либо средствами "БтагТеат", либо специальными приложениями, позволяющими, кроме того, выполнить принятие решения по заданным входным условиям.

Ведение проекта. Сложность решения задачи управления процессами автоматизированного проектирования технологии характеризуется такими факторами, как существование большого количества файлов с моделями различных видов и программных средств их обработки; необходимость организации хранения разнородной информации; трудность отслеживания логической связи между файлами; необходимость учета факторов, связанных с контролем реализации стадий жизненного цикла изделия.

РБМ-системы осуществляют ведение проекта изделия и позволяют выводить на экран дерево проекта. Каждая вершина дерева - это папка, содержащая модели объектов или образы документов. Для каждой папки возможна организация ссылок на другие папки. Для каждой папки имеется учетная карточка, в которой, кроме идентификационных атрибутов, фиксируется любые атрибуты, по которым необходимо организовать поиск объектов. Каждый объект, входящий в дерево проекта, в своей учетной карточке имеет поле для фиксации состояния объекта: "У автора", "На общем столе", "Утвержден", "На изменении" и т.д. Таким образом, обращение к учетной карточке дает возможность сразу определить состояние объекта. В учетной карточке фиксируются даты начала работы над объектом и даты завершения работы над ним. Эти атрибуты позволяют руководителю отслеживать жизненный цикл любого документа. Каждый объект дерева проекта принадлежит какому-либо классу объектов, например, имеются классы "Маршрутная карта", "Операционная карта", "Операционный эскиз" и т.д. Поиск объектов по их классам позволяет ускорить нахождение нужного объекта в дереве проекта. Таким образом, использование дерева

проекта позволяет обеспечить высокую степень наглядности и удобство работы с проектом при наличии многопользовательского режима работы.

Управление документооборотом. Организация взаимодействия между проектантами и контроль их деятельности в "SmarTeam" обычно ведется с помощью компоненты "SmarFlow", реализующей технологию "workflow". Эта технология основана на составлении диаграммы делового процесса, в которой фиксируется последовательность прохождения документов. Использование этой компоненты позволяет организовать согласованное взаимодействие пользователей и обеспечить жесткий контроль за процессом проектирования ТП и его утверждения в соответствующих подразделениях предприятия. Необходимо отметить, что процесс согласования ведется над комплексом технологических документов, находящемся в электронном архиве, а не блуждающим по отделам предприятия. PDM-система дает возможность распараллелить процесс согласования документов и синхронизировать проведение изменений на основе приема RedLine (красная линия).

Исследования, проведенные на кафедре технологии приборостроения, показали, что применение системы "SmarTeam" позволяет в 1.5-2.5 раза сократить трудоемкость и стоимость проектирования ТП и повысить качество разрабатываемой технологической документации. Использование PDM-систем открывает перспективу создания САПР технологических процессов нового поколения.