Разработка 3D моделей и комплекта конструкторско- технологической документации дисковода

Наряду с информацией, PDM системы  управляют процессом изготовления изделия. Наряду с данными, система PDM управляет и проектом, то есть процессом разработки изделия, при  этом контролируя информацию об изделии-продукте, о состоянии объекта, о утверждении  вносимых изменений, осуществляя авторизацию и другие операции, которые влияют на данные об изделии и режим доступа к ним конкретного пользователя. Управление процессом проектирования включает в себя большое число действий и условий, поддерживающих параллельную работу многих пользователей над общим проектом, то есть необходимо управление потоком работ, которое выполняется на основе моделей вычислительных процессов.

Основными функциями PDM-системы  являются:

• хранение данных и документов (включая изменения) и обеспечение быстрого доступа к ним;
• электронный документооборот (управление процессами проектирования);
• управление структурой изделия, включая управление конфигурацией;
• ведение классификаторов и справочников.

Наиболее типичные задачи, решаемые при помощи PDM-систем:

• электронный архив документации (конструкторской, технологической, организационно-распорядительной, проектной, нормативно-технической);
• электронный документооборот (согласование данных и документов, контроль исполнения);
• управление разработкой данных и документации (совместная работа в рабочей группе, управление составами и конфигурацией изделий);
• компьютерная система менеджмента качества;
• электронные справочники (материалы, ПКИ, стандартные изделия и т. д.).

Выгоды от использования PDM-системы.

Основной выгодой является сокращение времени разработки и улучшение  качества изделия. В результате повышается эффективность процесса проектирования:

• сотрудник избавляется от непроизводственных затрат времени на поиск, копирование и архивирование данных, что при работе с бумажной документацией составляет 25-30% времени;
• снижается количество изменений изделия благодаря более тесному взаимодействию сотрудников и применению параллельного проектирования;
• сокращаются сроки внесения изменений в конструкцию изделия или в технологию его производства за счет перехода на электронный документооборот и управление потоком работ;

• увеличиваются доли заимствованных компонентов в изделии (до 80%) за счет упрощения процедуры  поиска детали с необходимыми характеристиками.

В настоящее время существует огромное количество программных продуктов, реализующих функции PDM систем, и ещё больше программных средств, претендующих на название PDM-систем. Тем не менее, можно выделить три основные категории производителей:

• 1 группа - фирмы, перешедшие из области САПР - PTC (Pro/Engineer \ Windhill), IBM (CATIA \ ENOVIA), Unigraphics (Unigraphics \ iMan), SDRC (I-DEAS \ Metaphase), Топ-системы (T-Flex CAD \ T-Flex Docs).
• 2 группа - независимые разработчики PDM систем, которые изначально начали свою работы над PDM (их преимущество в том, что системы этих фирм изначально ориентированы на интеграцию с широким спектром прикладных систем, в том числе и на основе международных стандартов) - CADIM \ EDM, Agile Software \ Agile, Лоцесофт \ PartY, НИЦ CALS логиcтика - STEP Suite;
• 3 группа - фирмы, пришедшие в PDM из других предметных областей - SAPE AG - SAPR R3, BAAN.

 

 

4 Управление жизненным циклом изделия на основе PLM-систем

 

PLM (Product Lifecycle Management — управление  жизненным циклом продукции) представляет собой методологию применения современных информационных технологий для повышения конкурентоспособности промышленных предприятий, причем упор делается на управление данными об изделии. Применение PLM основано на использовании интегрированных моделей данных об изделии и бизнес-процессов предприятия. PLM предполагает новые методы работы с информацией об изделии, позволяя тесно увязать ее с процессами, обеспечивая одновременный доступ к данным различных категорий сотрудников, позволяя в полной мере реализовать принципы параллельного проектирования изделий.

Под PLM-системой подразумевается не один суперпродукт, а совокупность программных продуктов (в том числе, от разных поставщиков, хотя некоторые производители стараются закрыть всю линейку). PLM-система должна решать задачи как создания инженерных данных (средствами CAD/CAE/CAPP/CAM/MPM-систем), так и задачи управления инженерными данными (средствами PDM-системы). Система должна обмениваться данными с системой управления проектами и АСУП/ERP-системой, а также, при необходимости, с информационными системами заказчика или смежников предприятия.

Преимущества от внедрения PLM:

• повышение производительности труда сотрудников;
• сокращение сроков подготовки производства;
• повышение качества продукции и степени удовлетворенности клиентов;
• снижение стоимостных издержек;
• сопровождение интеллектуальной собственности предприятия;
• обеспечение данными АСУП/ERP-системы;
• соответствие предприятия требованиям ISO 9000.

Пользователями PDM-системы  могут быть все сотрудники всех предприятий-участников жизненного цикла изделия: конструкторы, технологи, работники технического архива, а также сотрудники, работающие в других предметных областях (сбыт, маркетинг, снабжение, финансы, сервис, эксплуатация и т. п.). Главная задача PDM-системы - предоставить соответствующему сотруднику необходимую информацию в нужное время и в удобной форме (в соответствии с правами доступа).

Функционал PDM-системы можно четко  разделить на несколько групп.

- Управление архивом информации. Все документы в PDM-системе хранятся в специальной подсистеме - электронном архиве, который обеспечивает целостность данных, организует доступ к ним пользователей в соответствии с назначенными правами и позволяет осуществлять поиск. Разумеется, речь идет об электронных документах.

- Управление процессами. PDM-система выступает в качестве рабочей среды пользователей и отслеживает все их действия, включая версии создаваемых ими данных. Кроме того, PDM-система управляет потоком работ (например, в процессе проектирования изделия) и занимается протоколированием действий пользователей и изменений данных.

- Управление составом изделия. PDM-система содержит информацию о составе изделия, его исполнениях и конфигурациях. Важная особенность - наличие нескольких представлений состава изделия для различных предметных областей (конструкторский состав, технологический состав, маркетинговый состав и т. д.), а также управление применяемостью компонентов изделия.

- Классификация. PDM-система позволяет распределять изделия и документы в соответствии с различными классификаторами. Это может быть использовано при автоматизации поиска изделий с нужными характеристиками с целью их повторного использования или для автоматизации присваивания обозначений компонентов изделия.

- Вспомогательные функции, обеспечивающие взаимодействие PDM-системы с другими программными средствами, с пользователями, а также взаимодействие пользователей друг с другом.

Программное обеспечение  для определенного рода производств (металлургическая, нефтегазовая, химическая промышленность) требует специализированных PLM-технологий. Основная часть PLM-платформ была рассчитана на производства другого типа: больше всего эта технология применяется в автомобилестроении, судостроении, авиакосмической промышленности. Однако в последнее время создается все больше платформ, рассчитанных на конкретные сферы непрерывного производства или обрабатывающей промышленности. Например, решение SAP for Chemicals компании SAP (на основе платформы mySAP PLM) рассчитана на внедрение именно в химической промышленности. Лидером рынка специализированных PLM-решений является тандем двух разработчиков: IBM и Dassault Systemes. Они предлагают пакеты PLM практически для любой области производства начиная от авиакосмической и заканчивая часовым производством. Но и им приходится иногда привлекать партнеров для обеспечения полного ввода PLM-технологии на конкретном предприятии.

Так, например, для того, чтобы развернуть систему PLM в компании Gardena AG, являющейся крупнейшим мировым производителем продукции для ухода за садами, привлекли сразу несколько фирм: Ei-Tea GmbH, Schwindt CAD/CAM Technologie GmbH и T-Sys-tems. Компания UGS также пошла по пути специализации. Она предлагает готовый пакет Teamcenter для таких областей, как машиностроение, автомобилестроение, приборостроение, индустрия фасованных потребительских товаров и химико-фармацевтической промышленности.

Примеры PLM-систем: Aras Corporation Aras Innovator, Dassault Systemes ENOVIA, IFS Applications, Lotsia PLM, Oracle PLM, Project Trackihg, PTC Windchill, SAP PLM, Siemens A&D UGS PLM Software TeamCenter, T-FLEX DOCs, ЛОЦМАН PLM.

 

5 Порядок проектирования и разработки дисковода

В ходе разработки новых  изделий решаются разнообразные  вопросы. Характер этих вопросов зависит  от конструктивных особенностей и области  применения изделия.

Новые изделия, будучи объектами новой  техники, должны обладать свойствами,  которые устанавливают их преимущества над изделиями аналогичного применения. Это достигается за счёт улучшения параметров ранее выпускаемых изделий, применение нового, более совершенного принципа работы. Чтобы изделие соответствовало требованиям новой техники, было высокого качества и надёжным, оно должно тщательно прорабатываться.

Чтобы разработка нового изделия достигла поставленных целей, ГОСТ устанавливает  разбивку процесса проектирования на отдельные стадии. На каждой стадии решается определённый круг вопросов, объём и очерёдность. Стандартом предусматриваются следующие стадии разработки: техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, разработка рабочей конструкторской документации. Стадийность конкретной разработки и объём разрабатываемой документации устанавливается в техническом задании. Это вызвано тем, что все стадии разработки выполнять не обязательно. Стадии разработки устанавливаются в зависимости от сложности разрабатываемого изделия и программы выпуска.

Стадии разработки конструкторской документации и этапы выполнения работ установлены ГОСТ 2.103-68.

Первая стадия разработки – техническое  задание. Это документ, который содержит наименование, основное назначение, технические  требования, показатели качества, экономические показатели, предъявляемые к разрабатываемому изделию, а также необходимые стадии разработки и специальные требования «заказчика» к изделию.

Вторая стадия разработки – техническое  предложение. Это совокупность конструкторских  документов, содержащих обоснования (технические и технико-экономические) целесообразности разработки документации на новое изделие. При разработке технического предложения выявляют различные варианты возможных решений; выбирают оптимальный вариант, служащий основанием для дальнейших стадий разработки.

Третья стадия разработки – эскизный проект. Это совокупность конструкторских  документов, которые содержат принципиальные конструкторские схемные и другие решения, дающие общее представление  об устройстве и принципе работы нового изделия, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры разрабатываемого изделия. В эскизный проект входит пояснительная записка с необходимыми таблицами и расчётами, чертежи общих видов, схемы и др.

Четвёртая стадия разработки – технический проект. Это совокупность конструкторских документов, содержащих окончательное техническое решение, дающее полное представление об устройстве разрабатываемого изделия. При разработке технического проекта выполняются следующие работы: определяются конструктивные решения основных механизмов изделия; выполняются необходимые расчёты; разрабатываются обоснования технических решений, обеспечивающих показатели надёжности; анализируется технологичность; производится оценка технической эстетики, возможности транспортировки, монтажа, эксплуатационных данных, соответствие требованиям техники безопасности и другие. Технический проект составляется в том случае, если эскизный проект не даёт возможности разрабатывать по нему рабочую конструкторскую документацию.

Пятая стадия разработки – рабочая  документация (рабочий проект). Рабочая  документация разрабатывается для  изготовления, контроля, эксплуатации и ремонта изделия. Разработка ведётся  для изготовления и испытания  опытного образца или опытной  партии изделий с необходимой последующей корректировкой конструкторских документов по результатам изготовления и эксплуатационных испытаний опытного образца или опытной партии, установочной партии изделий; массового производства изделий.

Этапы разработки дисковода.

На первом этапе был  создан план разработки данного изделия, а также произведено разделение изделия на отдельные детали, с  целью их дальнейшего проектирования.

На втором этапе были созданы  модели всех деталей, входящих в состав изделия.

На третьем этапе были сделаны чертежи созданных деталей в соответствии с требованиями ЕСКД.

На четвёртом этапе из полученных деталей была создана сборка готового изделия, а также созданы сборочный чертёж и спецификация.

На последнем этапе был разработан технологический процесс изготовления дисковода и ведомость материалов, используемых для изготовления данного изделия.

Детали были разработаны в системе  Solid Edge, среда «Деталь». Модели деталей и сборки представлены в приложении А. Чертежи деталей разработаны в среде «Чертёж» и представлены в приложении Б.