Коллектив авторов - Совершенствование процесса изготовления сложных изделий с использованием PDM-систем

Под изделием понимается все то, что уже производится или может быть произведено. Это может быть самолет, агрегат, элемент силовой конструкции, подшипник, насос, фильтр, крепежное изделие и т.д. Изделие может быть простым, состоящим из одной детали, и сложным – сборочная единица, узел, агрегат, система. Для того, чтобы различать изделия, они должны иметь уникальный идентификатор. Кроме того, каждое изделие имеет свое обозначение и наименование, а также некоторый набор описательных атрибутов.

Рисунок 1.3 – Модель организационной структуры ОАО «ПО «Стрела»

Рисунок 1.4 – Упрощенная схема объектов, идентифицирующих изделие

Процесс разработки, как правило, носит итерационный характер. Уточняются требования к изделию, появляются новые решения, вносят свои коррективы технологии производства и условия эксплуатации. Для отражения изменений, не влияющих на функциональность и взаимозаменяемость изделия, используется объект «ревизия изделия». У изделия может быть одна или несколько ревизий. Для конкретизации состава ревизии изделия используют объект «определение изделия». Определение изделия всегда рассматривается в некотором контексте. Контекст фактически определяет категорию разработчиков и/или пользователей электронного описания изделия. Конструктор, разрабатывающий изделие, формирует его структуру чаще всего по функциональному принципу – система, подсистема, блок и т.д. Технолог, проектирующий сборку какого-либо агрегата, включает в его состав части систем, размещенных в этом агрегате. Эксплуатанта состав изделия интересует с точки зрения того, как оно обслуживается. Поэтому изделие должно быть определено по крайней мере в трех контекстах – как спроектировано, как построено и как эксплуатируется.

Определение изделия связывается с составляющими изделиями с помощью объекта «отношение между изделиями» (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 – Упрощенная схема объектов, описывающих отношения между изделиями

Отношения между изделиями могут быть разных типов, среди которых наиболее используемыми являются «состоит из» и «изготавливается из».

На этапе конструкторской проработки совокупность этих типов определений изделия позволяет однозначно определить состав изделия и применяемые материалы [51].

Ведение состава изделия может быть организовано как снизу вверх, когда сначала в системе создаются изделия-детали, из которых составляются сборочные единицы, агрегаты, системы и изделие в целом, так и сверху вниз, когда сначала создается объект «конечное изделие», определяется состав входящих в него систем, затем подсистем и т.д. до конкретной детали. На практике, как правило, используются оба подхода. Однако при проектировании сложных машиностроительных изделий превалирующим является вариант организации работ сверху вниз. В этом случае на этапе предварительной проработки определяется функциональный состав изделия и соответствующая ему структура на уровне агрегатов, систем и подсистем. Эта работа выполняется силами отдела проектов. Одним из результатов этой работы является дерево состава изделия (рисунок 1.6), ветвями которого являются объекты, дальнейшая детализация которых на этапе рабочего проекта проводится силами функциональных подразделений предприятия.

Рисунок 1.6 – Фрагмент окна PDM-платформы Teamcenter на предприятии ОАО «ПО «Стрела» – Дерево состава изделия (шпангоут)

3 Описание свойств изделия.

Каждое изделие обладает рядом свойств, характеристик. Эти свойства могут быть как уникальными для данного изделия (идентификация и наименование), так и общими, носящими универсальный характер. Например, самолет обладает летно-тактическими характеристиками, у двигателя есть высотно-скоростные характеристики, у локатора – дальность обнаружения цели в различных условиях. Большинство изделий имеют геометрическую форму. Для производства каждого изделия необходимы технические требования, или условия, или стандарт, в соответствии с которыми оно должно быть изготовлено, собрано, проконтролировано или испытано. Эти и другие данные используют на разных этапах жизненного цикла изделия для оценки его характеристик, доказательства их соответствия заданным требованиям, как исходные данные для проектирования конструкции и систем изделия, как информация для производства, эксплуатации и т.д.

Разнообразные данные, необходимые для описания изделия, обобщаются объектом «информационный набор» (рисунок 1.7).

Рисунок 1.7 – Система объектов, описывающих изделие

Как и любой объект электронного описания изделия, информационный набор должен быть идентифицирован и поименован. Кроме того, информационные наборы могут быть разных типов. Тип информационного набора фактически определяет формат представляемых им данных, программные средства, применяемые для его создания, и средства, с помощью которых он может быть воспроизведен или использован в процессе жизненного цикла изделия. Объект «информационный набор» связывается с объектов «ревизия изделия», свойства которого он описывает. Тип информационного набора и соответствующие ему программные средства регистрируются в PDM-системе, обеспечивая возможность создавать, модифицировать, сохранять и использовать разнообразные описания свойств изделия из одной точки доступа.

Обязательным информационным набором, как правило, является геометрическая модель изделия выполненная с помощью CAD-системы, применяемой на предприятии. Иногда в проекте используют разные CADсистемы, например, при совместной разработке изделия в кооперации с другими предприятиями. В этом случае полезным оказывается представление геометрии изделия в нейтральном формате, читаемом встроенным в PDMсистему просмотровщиком. Такое «легкое» представление удобно также во всех случаях, когда потребителю информации достаточно только ознакомиться с уже готовым решением, но не модифицировать его. Другие информационные наборы используются в соответствии с принятыми стандартами и решаемыми задачами.

Совокупность определенных выше объектов представляет упрощенную логическую модель данных изделия машиностроительного производства, позволяющую построить его структуру и связать воедино всю информацию, описывающую изделие и его компоненты и тем самым построить электронное описание изделия.