Россия
ГРНТИ 55.01 Общие вопросы машиностроения
ГРНТИ 55.13 Технология машиностроения
Установлен состав инструментов, обеспечивающих совершенствование деятельности по проектированию сложных изделий машиностроения. Представлена последовательность этапов компью-теризации производственной среды предприятия. Показана динамика роста сложности и интеллектуализации технических систем и инструментов в машиностроении.
информационно-технологическая среда, эволюция проектирования, машиностроение, интеллектуализация технических систем
Эволюция проектирования с использованием инструментов совершенствования деятельности в машиностроении приведена в таблице. В состав инструментов, обеспечивающих совершенствование деятельности по проектированию сложных изделий машиностроения, включены нормативно-справочная информация, трехмерное параметрическое моделирование, компьютерное моделирование и системы автоматизированной поддержки информационных решений [1-6].
Последовательность этапов компьютеризации производственной среды предприятия приведена на рис.
Таблица
Эволюция проектирования с использованием инструментов совершенствования деятельности в машиностроении
|
Этап |
Возникшая проблема |
Инструменты совершенствования деятельности, связанные |
Что усовершенствовано |
|||
|
с переходом к стандартизации деятельности |
с согласованием пространственной формы продукта и его частей |
с компьютерным моделированием |
с поддержкой реализации материального решения |
|||
|
Допроектный (черчение) |
При разделении труда (РТ) нарастают трудности в организации сборки (подгонки частей) сложного продукта |
- |
На основе чертежа с учетом размеров, допусков и посадок и требований к геометрической форме выполняется человеком |
- |
- |
При запуске нового продукта в производство с разделением труда снижены требования к подгонке геометрической формы частей |
|
Проектирование (после 1960 года) |
Необходимость перехода от только черчения к промышленному проектированию (не все, что чертят и производят, может функционировать как единое целое) |
Стандартизация на уровне навыков работы с чертежами на основе ЕСКД и ЕСТД (массовое обучение основам черчения) |
- |
Возникновение теоретических и математических основ моделирования естественных и искусственных процессов методом конечных элементов |
Выделение проектирования технологиче-ской оснастки для организации процесса производства в отдельную службу |
Обоснование ключевых конструктивных решений в основном продукте предварительными расчетами |
|
2D- проектирование (после 1980 года) |
Рост числа нестыковок в проектах производства сложных продуктов. Рост численности проектных КБ, сроков и стоимости работ |
Массовое появление и тиражирование специализирован-ных печатных изданий с нормативно-справочной информацией и методиками расчета (изучение основ деятельности в компьютерной среде) |
Выполняется человеком на основе 2D- чертежа. Возможность организации передачи данных в технологические программы из чертежа |
Повсеместный переход от работы с кульманом к технологическим программным комплексам типа AutoCAD (Компас) |
- |
Коллективная работа над чертежом (проектный конвейер), внесение изменений и поиск нестыковок в чертежах, согласование решений на уровне конструктор - технолог - производственник
|
|
2D- проектирование +3D- проектирование (после 1990 года) |
Собственно чертеж плохо выполняет функцию поиска пространственной формы сложного продукта |
На уровне переноса накопленной нормативно-справочной информации в компьютерную среду |
Выполняется человеком с помощью 3D- макета (обычно отдельного от 2D- чертежа) |
Внедрение программных комплексов CAD\CAE\CAM типа NX (Siemens), CATIA, CREO |
Библиотеки готовых элементов для формирования технологической оснастки |
Макетирование (поиск пространственной формы) очень сложного продукта |
|
3D- проектирование (после 1995 года) |
Чертежи, хранимые в отдельных файлах, не состыкованы друг с другом. Внесение изменений в один чертеж не влияет на другие |
Информационный 3D-проект все чаще и чаще воспринимается как база данных жизненного цикла проекта (переход к обучению на основе 3D-моделей) |
Проверка геометрических коллизий на компьютерном 3D-макете (согласованное получение чертежей с макета) |
Возможность изучения технологического процесса в ходе компьютерных экспериментов. Формирование требований к PLM |
Автоматизация проектирования простейших видов технологиче-ской оснастки |
Поиск пространственной формы и информационных нестыковок в проекте на ранних стадиях проектирования |
|
6D- организационное проектирование (после 2005 года) |
Необходимость организации и управления совмещенным проектированием основного продукта и технологической среды для его изготовления |
На уровне баз знаний с типовыми элементами решений с использованием методов управления проектами в проектной деятельности (освоение учащимися проектного подхода) |
- |
Пространственное, временное, логистическое и ресурсное согласование деятельности (аналог BIM- проекта) |
Возможность визуализации в компьютерной среде результатов будущей деятельности до реализации их в металле |
Согласование деятельности распределенной и многофункциональной команды исполнителей на уровне исследователь - конструктор - технолог - производственник |
|
Параметрическое проектирование (после 2015 года) |
Кастомизация проектирования и создания сложных инженерных объектов под конкретные требования |
На уровне автоматизации интеллектуальной деятельности (переход к обучению на основе карт деятельности) |
В базовом прототипе 3D- проекта обычно используются заранее согласованные решения. Согласования требуют только уникальные решения |
Использование единой программной платформы для организации деятельности |
Реализация компьютерного сервиса по обслуживанию проекта во времени |
Создание уникальных решений на основе повторного использования накопленного опыта |
Динамика роста сложности и интеллектуализации технических систем (ТС) и инструментов [7-13] влечет рост потребности в специалистах с новыми знаниями и умениями (рис. 3).
Итак, в статье представлена последовательность этапов компьютеризации производственной среды предприятия и показана динамика роста сложности и интеллектуализации технических систем и инструментов в машиностроении.
Рост потребности в специалистах с новыми знаниями и умениями ставит новые задачи по организации учебной деятельности в вузах.
1. Вальрофф, Л. Каким будет производство будущего? / Лоран Вальрофф // Рациональное управление предприятием. - 2015. - № 4. - С. 26-28.
2. Кривцова, Е. Удаленное сервисное обслуживание - как получить больше от своей продукции? / Е. Кривцова // Рациональное управление предприятием. - 2015. - № 4. - С. 16-19.
3. Народное САПР-интервью. Руководители компании «Топ Системы» ответили на вопросы читателей isicad.ru. - URL: http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=18183
4. На базе российского ядра 3D RGK создаётся первая отечественная интегрированная инже-нерная программная платформа. - URL: http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=17846
5. Жук, Д. CAD/CAE/CAM-системы высокого уровня / Д. Жук // Информационные техноло-гии. - 1995. - № 0. - С. 22-26.
6. Рыбаков, А.В. Особенности выбора графиче-ской среды для промышленного проектирова-ния объектов машиностроения / А.В. Рыбаков // Информационные системы. - 2002. - № 5. - С. 13 20.
7. Бродский, Л.Л. Создание центра внедрения для проектирования и изготовления технологической оснастки / Л.Л. Бродский, А.В. Ры-баков, Ю.М. Соломенцев, С.А. Шептунов // CAD/CAM/CAE Observer. - 2003. - № 3. - С. 20-28.
8. Соломенцев, Ю.М. Информационно-вычислительные системы в машиностроении (CALS-технологии) / Ю.М. Соломенцев, В.Г. Митрофанов, В.В. Павлов, А.В. Рыбаков. - М.: Наука, 2003. - 292 с.
9. Рыбаков, А.В. Создание автоматизированных систем в машиностроении / А.В. Рыбаков, С.А. Евдокимов, Г.А. Мелешина. - М.: МГТУ «СТАНКИН», 2001. - 157 с.
10. Рыбаков, А.В. Итеративное управление проектированием и изготовлением сложных изделий на базе компьютерных моделей в условиях информационно-технологической среды / А.В. Рыбаков, М.В. Кожин, А.А. Орлов // Вестник компьютерных и информационных технологий. - 2009. - № 12. - С. 21-28.
11. Эванс, Э. Предметно-ориентированное проектирование (DDD): структуризация сложных программных систем: [пер. с англ.] / Э. Эванс. - М.: Вильямс, 2011. - 448 с.
12. Pernin, K. Технология цифровых прототипов - новый уникальный подход к проектированию пластмассовых изделий / Keith Pernin // CAD/CAM/CAE Observer. - 2010. - № 8. - С. 32-33.
13. Краснов, А.А. Создание САПР технологической оснастки (на примере учебно-проектной САПР гладких калибров) / А.А. Краснов, А.В. Рыбаков, С.А. Евдокимов. - М.: МГТУ «СТАНКИН», 2015. - 167 с.
